高速公路满堂脚手架施工方案

'深圳市南光高速第四合同段塘头互通B匝道桥现浇箱梁施工方案满堂脚手架施工方案一、材料选择及模板、支架设计塘头互通B匝道在BK0+670.34处上跨机荷高速公路，该桥修建主要是连接从南头至机场方向的车辆通道，该桥跨径布置：2×20+24+30+24m，全长124m，本桥横截面为单箱室，底板宽为4.95m，顶板宽为10.5m，箱梁腹板按4：1的外倾坡度布置，两侧悬臂宽2.5m。支架采用满布式Φ48×3.5mm钢管碗扣支架。0#台～2#墩、4#墩～5#台支架采用满布式Φ48×3.5mm钢管碗扣支架；位于机荷高速公路上的2#～4#墩支架采用Φ400mm支撑钢管，上铺HM500×300mmH型钢。支架基础达不到地基承载力的采取换填石碴及石屑并压实整平，再横铺5cm厚、25cm宽的方木。碗扣支架立杆纵向间距80cm；立杆横向间距80cm，考虑到横梁、腹板混凝土自重较大，在横梁、腹板间距加密为40cm，水平拉杆上下层间距150cm；上跨机荷段的支撑钢管纵向间距550cm（左右幅各11m采用Φ400mm支撑钢管及H型钢铺设），横向间距225～250cm，在钢管设置一道H型钢横梁上层铺筑H型钢间距30cm。碗扣支架立杆底部垫钢板，顶部加可调顶托。顶托上纵向放10×10cm的木方，在此木方上横向放8×8cm的方木，方木间距为30cm，位于H型钢上的部分只须铺设横向8×8cm的方木（考虑到该种支撑结构及施工测量控制问题，在安装Φ400mm支撑钢管及H型钢横梁时必须按设计纵坡、横坡控制支撑钢管的安装高度及安装方向）；侧模用8×8方木作模板支撑，方木外另压2道2条Φ48×3.5mm的钢管配蝴蝶扣、拉杆螺丝对拉固定模板，方木间距为30cm。为保证支架的整体稳定性，在纵向、横向每隔7跨布距设1道横向剪刀撑，剪刀撑与地面斜交角度为45°～60°。在脚手架纵横向设扫地杆，离地面20～30cm。模板采用1.8cm厚的进口光面黑板。（F匝道现浇箱梁施工参照B匝道支架方案）-2- 深圳市南光高速第四合同段塘头互通B匝道桥现浇箱梁施工方案-2- 深圳市南光高速第四合同段塘头互通满堂脚手架施工方案底模板采用18mm优质合板，铺设时，模板牢固钉在方木上，模板与模板之间用海棉条填塞，确保模板拼缝质量，为了检查支架的承载能力，减小支架的非弹性变形及地基的沉降量，在支设模板前对支撑体系进行预压。预压采用砂袋堆载，预压时每跨测5个断面，每个断面测5个点，每6小时观测1次，在观测中采用在观测点的纵（或横）方木上钉一向下长木条，对应地基上固定一向上长条，在两木条重合处任意断面上做横线，加载后横线之间的相对位移即为支架本身的弹塑性变形值。预压完成后，通过可调顶托调整底模板标高，调整标高应设置预拱度。设置预拱度要考虑梁自重所产生的挠度、支架受载后产生的弹、塑性变形及基础沉降。箱梁内支撑采用M1205门字架，底部横铺5cm厚、25cm宽的方木，顶部加可调顶托，顶托上纵向放2根Φ48×3.5mm钢管，在此木方上横向放10×10cm的方木，方木间距为30cm。-13- 深圳市南光高速第四合同段塘头互通满堂脚手架施工方案底模板采用18mm优质合板，铺设时，模板牢固钉在方木上，模板与模板之间用海棉条填塞，确保模板拼缝质量，为了检查支架的承载能力，减小支架的非弹性变形及地基的沉降量，在支设模板前对支撑体系进行预压。预压采用砂袋堆载，预压时每跨测5个断面，每个断面测5个点，每6小时观测1次，在观测中采用在观测点的纵（或横）方木上钉一向下长木条，对应地基上固定一向上长条，在两木条重合处任意断面上做横线，加载后横线之间的相对位移即为支架本身的弹塑性变形值。预压完成后，通过可调顶托调整底模板标高，调整标高应设置预拱度。设置预拱度要考虑梁自重所产生的挠度、支架受载后产生的弹、塑性变形及基础沉降。二、现浇箱梁模板与支架的设计及验算1、方案选定根据以往施工经验，结合箱梁的实际尺寸，模板及支架施工方案选定如下。位于机荷高速两端的支架采用满布式Φ48×3.5mm钢管碗扣支架，上跨机荷段的支架采用Φ400mm钢管铺设H型钢。支架基础达不到地基承载力的采取换填石碴或石屑并压实整平，再横铺5cm厚、25cm宽的方木。立杆纵向间距80cm；横向间距80cm，考虑到横梁、腹板混凝土自重较大，在横梁、腹板横向间距加密为40cm，横杆步距150cm。支架立杆底部垫钢板，顶部加可调顶托。顶托上纵向放10×10cm的木方，在此木方上横向放8×8cm的方木，方木间距为30cm;侧模用8×8方木作模板支撑，方木外另压2道2条Φ48×3.5mm的钢管配蝴蝶扣、拉杆螺丝对拉固定模板，方木间距为30cm。模板采用1.8cm厚的进口光面黑板。为保证支架的整体稳定性，在纵向、横向每7跨布一道剪刀撑，剪刀撑与地面斜交角度为45°～60°。在脚手架纵横向设扫地杆。2、底模板设计与验算（1）荷载计算模板自重a=0.135KN/m2，木方自重f=0.316KN/m2，钢筋混凝土自重b=19.39KN/m2（按中横梁计算），施工荷载c=2.5KN/m2（集中荷载），振捣荷载d=2.0KN/m2-13- 深圳市南光高速第四合同段塘头互通满堂脚手架施工方案，冲击荷载e=2.0KN/m2。（2）底模强度验算当施工荷载均布时，可近似按5跨等跨连续梁计算q1=1.2×（0.135+19.39）+1.4×（2.5+2+2）=32.53KNMmax=﹣0.105×32.53×0.32=﹣0.307KN·mσ=0.307/（1000×0.0182/6）=5.685MPa<12MPa强度满足要求（3）刚度验算，按1m宽度验算q2=1×（0.135+19.39）×1=19.525KNE=9000MPaI=1×0.0183/12=4.86×10-7m4f=5×19.525×0.34/(384×9×106×4.86×10-7)=4.71×10-4m<0.3/400=7.5×10-4m刚度满足要求3、侧模设计与验算腹板高度为1.1m，侧模采用1.8cm厚的光面合板，外压8×8cm的方木，间距30cm，在顺桥向，方木上另加2道4条Φ48×3.5mm的钢管配M14的拉杆固定模板，钢管间距为50cm，拉杆间距为50cm，按3跨连续梁计算。（1）水平荷载计算新浇混凝土对模板侧压力，浇注速度V=1.2m/hP=1.2×1.1×24=31.68KN/m2振捣荷载b=4.0KN/m2倾倒荷载c=2.0KN/m2（2）强度验算q=1×[1.2×31.68+1.4×（4+2）]=46.416KN-13- 深圳市南光高速第四合同段塘头互通满堂脚手架施工方案根据上表，侧模板强度和刚度满足要求根据上表，侧模方木强度和刚度满足要求（3）螺栓受力强度验算-13- 深圳市南光高速第四合同段塘头互通满堂脚手架施工方案螺栓规格：M14，净截面积：105mm2，螺栓强度：17.8KN螺栓侧压力P=1.2×（24×1.6）+1.4×（4+2）×0.3×0.5=8.172KN﹤17.8KN螺栓强度满足要求4、支架设计与验算（1）纵向方木强度验算p=[1.2×（0.135+19.39+0.316）+1.4×（2.5+2+2）]×0.8×0.8=21.062KN跨中弯距：M1/2=（21.062×0.82）/8=1.685KN·m截面模量：W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.667×10-4m3计算强度：σ=M1/2/W=1.685/（1.667×10-4）=10.108MPa﹤12MPa木方截面：I=bh3/12=8.333×10-6m4计算挠度：f=5×21.062×0.84/（384×9×106×8.333×10-6）=1.498×10-3m容许挠度：f容=0.8/400=2.0×10-3m﹥1.498×10-3m强度和刚度满足要求（2）横向木方的强度计算p=[1.2×（0.135+19.39）+1.4×（2.5+2+2）]×0.8×0.3=7.807KN跨中弯距：M1/2=（7.807×0.82）/8=0.625KN·m截面模量：W=bh2/6=0.08×0.082/6=8.533×10-5m3计算强度：σ=M1/2/W=0.625/（8.533×10-5）=7.325MPa﹤12MPa木方截面：I=bh3/12=3.413×10-6m4计算挠度：f=5×7.807×0.84/（384×9×106×3.413×10-6）=1.356×10-3m容许挠度：f容=0.8/400=2.0×10-3m﹥1.356×10-3m强度和刚度满足要求-13- 深圳市南光高速第四合同段塘头互通满堂脚手架施工方案（5）立杆验算立杆顺桥向排距为80cm；横桥向排距为80cm,端隔板和腹板加密为40cm；步距160cm.a、荷载计算模板自重a=0.135KN/m2，混凝土自重b=19.39KN/m2，纵横木方自重c=0.316KN/m2，施工荷载d=1.5KN/m2振捣e=2.0KN/m2、钢管及扣件f=1.5KN/m2q=1.2×（0.135+19.39+0.316）+1.4×（1.5+1.5+2）=30.809KN/m2立杆受力p=30.809×0.8×0.8=19.718KNb、立杆验算以1、2节间立杆为单元计算。立杆为Φ48×3.5mmA3钢管，A=489mm2，i=15.95mm。立杆长细比λ=1.5×1600/15.95=151φ=0.305p=0.305×489×215×10﹣3=32.07KN>19.718KN立杆稳定性满足要求c、地基承载力验算立杆底部为5cm厚25cm宽的木板,木板顺80cm间距方向布置，板底为碎砾石基层。板底承载力验算A=0.25×0.8=0.2m2σ=19.718/0.2=98.59KPa<[σ]=0.4×300=120KPa垫层底承载力验算按整体受力计算，基底土层为粘土，最小承载力为105Kpa,则垫层底压应力σ=30.809+1.4×2=33.609KPa<105KPa承载力满足要求。-13- 深圳市南光高速第四合同段塘头互通满堂脚手架施工方案6、H型钢计算（1）纵向H型钢顺桥向排距为600cm；横桥向排距为30cm,模板自重a=0.135KN/m2，混凝土自重b=14.89KN/m2，木方自重c=0.316KN/m2，施工荷载d=2KN/m2，倾倒荷载：e=2KN/m2，振捣荷载：f=2KN/m2，H型钢规格：H×B=488×300mm，惯性矩：7.14×104cm4，惯性半径：20.8cm，截面模数：2.93×103cm3。p=[1.2×（0.135+14.89+0.316）+1.4×（2+2+2）]×6×0.3=48.257KN跨中弯距：M1/2=（48.257×62）/8=217.157KN·m计算强度：σ=M1/2/W=217.157/（2.93×103）=74.115MPa﹤185MPa计算挠度：f=5×217.157×64/（384×2.2×109×7.14×104）=2.333×10-3m容许挠度：f容=6/400=0.015m﹥2.333×10-3m强度和刚度满足要求（2）横向H型钢横桥向排距为250cm，计算宽度：600cm，H型钢自重：2.53KN/m2，模板自重a=0.135KN/m2，混凝土自重b=14.89KN/m2，木方自重c=0.316KN/m2，施工荷载d=2KN/m2，倾倒荷载：e=2.0KN/m2，振捣荷载：f=2.0KN/m2，H型钢规格：H×B=488×300mm，惯性矩：7.14×104cm4，惯性半径：20.8cm，截面模数：2.93×103cm3。p=[1.2×（0.135+14.89+0.316+2.53）+1.4×（2+2+2）]×2.5×6=447.678KN跨中弯距：M1/2=（447.678×2.52）/8=349.748KN·m计算强度：σ=M1/2/W=349.748/（2.93×103）=119.368MPa﹤185MPa计算挠度：f=5×447.678×2.54/（384×2.2×109×7.14×104）=1.498×10-3m容许挠度：f容=2.5/400=6.25×10-3m﹥1.45×10-4m强度和刚度满足要求-13- 深圳市南光高速第四合同段塘头互通满堂脚手架施工方案7、Φ400mm钢管计算顺桥向排距为600cm；横桥向排距为250cm,模板自重a=0.135KN/m2，混凝土自重b=19.39KN/m2，木方自重c=0.316KN/m2，H型钢荷载：b=2.53KN/m2，施工荷载e=2KN/m2，倾倒荷载：f=2.0KN/m2，振捣荷载：g=2.0KN/m2，回旋半径：140mm，截面积：12252.2mm2。q=1.2×（0.135+19.39+0.316+2.53×2）+1.4×（2+2+2）=38.281KN/m2立杆受力p=38.281×6×2.5=574.218KN立杆长细比λ=1.17×5.5/140=46φ=0.872p=0.872×12252×205×10-3=2190.17KN>574.218KN立杆稳定性满足要求8、混凝土基础承载力：钢管底部垫0.6m×0.6m×0.01m的钢板加螺栓锚固，螺栓埋置深度应于基础钢筋连接一体，混凝土标号：C20。A=0.6×0.6=0.36m2σ=574.218/0.36=1595.05KPa<[σ]=20000KPa基础设计强度符合要求。9、箱梁内支撑计算（1）荷载计算模板自重a=0.135KN/m2，木方自重f=0.316KN/m2，钢筋混凝土自重b=11.25KN/m2，施工荷载c=2.0KN/m2，振捣荷载d=2.0KN/m2，冲击荷载e=2.0KN/m2。（2）底模强度验算q1=1.2×11.25+1.4×（2+2+2）=21.9KNMmax=﹣0.105×21.9×0.32=﹣0.207KN·mσ=0.207/（1×0.0182/6）/1000=3.833MPa<12MPa-13- 深圳市南光高速第四合同段塘头互通满堂脚手架施工方案强度满足要求E=9000MPaI=1×0.0183/12=4.86×10-7m4f=5×21.9×0.34/(384×9×106×4.86×10-7)=5.281×10-4m<0.3/400=7.5×10-4m刚度满足要求（3）横向木方的强度计算p=[1.2×（0.135+11.25）+1.4×（2+2+2）]×1.2×0.3=7.942KN跨中弯距：M1/2=（7.942×1.22）/8=1.43KN·m截面模量：W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.667×10-4m3计算强度：σ=M1/2/W=1.43/（1.667×10-4）=8.578MPa﹤12MPa木方截面：I=bh3/12=8.333×10-6m4计算挠度：f=5×7.942×1.24/（384×9×106×8.333×10-6）=2.859×10-3m容许挠度：f容=1.2/400=3.0×10-3m﹥2.859×10-3m强度和刚度满足要求（4）纵向钢管的强度计算p=[1.2×（0.135+11.25+0.316）+1.4×（2+2+2）]×1.2×0.6=16.158单根钢管P=16.158/2=8.079KN跨中弯距：M1/2=（8.079×0.62）/8=0.364KN·m截面积：W=4.89×10-4m2计算强度：σ=M1/2/W=0.364/（4.89×10-4）=0.744MPa﹤21.5MPa截面惯性矩:I=9.89cm4=9.89×10-8m4计算挠度：f=5×8.079×0.64/（384×2.0×109×9.89×10-8）=6.892×10-5m容许挠度：f容=0.6/400=1.5×10-3m﹥6.892×10-5m-13- 深圳市南光高速第四合同段塘头互通满堂脚手架施工方案强度和刚度满足要求（5）门字架验算顺桥向排距为60cm；横桥向排距为60cma、荷载计算模板自重a=0.135KN/m2，混凝土自重b=11.25KN/m2，纵横木方自重c=0.316KN/m2，施工荷载d=2KN/m2,振捣e=2.0KN/m2、钢管及扣件f=2KN/m2q=1.2×（0.135+11.25+0.316）+1.4×（2+2+2）=22.441KN/m2立杆受力p=22.441×0.6×1.8=24.236KNb、立杆验算立杆MF1205型门字支架，A=310mm2，i=15.25mm。立杆长细比λ=127，φ=0.412p/（φA）=24.236/0.412×310×2=94.9MPa﹤205×0.9=184.5MPap=0.412×310×2×205×10-3×0.9=47.129KN﹥24.236KN立杆稳定性满足要求。10、模板与支架的施工及质量控制（1）地基处理：由于现浇箱梁施工过程中荷载较大，土质局部较差，因此在搭设支架前对地基进行处理，先把施工区域的淤泥、泥浆池位置的泥浆清理干净，分层换填透水性材料并压实，压实度按90%控制，整体整平后，再分层碾压成型，压实度不低于93%。（2）支架搭设：在处理合格后的地基上横向铺一层5cm厚的木板,底部用砂浆找平,支架采用碗扣式支架,支架底部垫小钢板,支架承托在方木上,支架支撑顺桥向按80cm,横桥向按80cm控制,对于横梁及箱梁腹板处支架进行加密为40cm,为增强支架体系的稳定性,顺桥向设5道通长剪刀撑,横向每7跨设1道剪刀撑,剪刀撑与立杆、横杆相交处，转扣设置数按大于80%控制最后按作业要求设置防护栏及连接加固件。-13- 深圳市南光高速第四合同段塘头互通满堂脚手架施工方案为便于调节支架顶部的高度，在支架顶部设可调顶托，顶托上纵横向安放两层木方，并用钯钉固定，可调顶托高度控制在30cm内，以确保支架自由端的稳定。（3）在安装完底模后安装侧模，侧模除采用对拉螺杆外，另外加设斜向支撑，支撑一头紧靠侧模上，另一头顶在支架上。-13-'