天津大桥连续梁板满堂支架计算书

'xx大桥现浇板满堂支架施工技术xx路桥建设集团有限公司xx大桥维修加固项目部xx年xx月15 目录一、概述11、工程概况12、施工方法简介13、施工工艺流程1二、编制依据2三、满堂支架搭设21、地基处理22、材料选用和质量要求23、支架安装3四、满堂支架搭设计算41.支架计算42.连接杆计算43、支架的搭设54、支架安装要点65、支架安装必须预留施工预拱度6五、满堂支架堆载预压71、目的72、堆载73、监测点布设74、监测方法75、预压注意事项815 六、受力检算8㈠、荷载8㈡、底模检算8㈢、方木小楞检算9㈣、方木大楞检算11㈤、满堂式钢管支架检算14七、支架安全要求151、支架使用规定152、拆除规定153、支架安全措施164、钢管支架的防电、避雷措施16八、施工现场安全管理和措施1715 一、概述1、工程概况xx大桥位于xx南线（XX）xx县境内，在原桥南侧与原桥并行，按一级路半幅断面标准设计，桥面全宽12.5米。设计荷载公路Ⅰ级，两侧引道与现有道路顺接。桥梁中心桩号K156+180.66，桥梁全长1113.6米。本桥上部结构采用4*20+13*40+16*28.2米装配式预应力混凝土连续小箱梁及4*14.1米现浇连续实心板结构，全桥共10联，分联情况；4*20+4*40+3（3*40）+4*（4*28.4）+4*14.1，两桥台处各设80伸缩缝其它联端设160伸缩缝。预应力小箱梁单独预制，架桥机架设，先简支后连续施工，实心板采用满堂红支架法现浇施工。下部结构灌注桩基础、柱式墩台，桩径分别有Φ1.4米Φ1.6米Φ1.8米，墩柱直径分别Φ1.2米Φ1.4米Φ1.6米。本桥平面位于直线，横坡单向2%纵断位于R=12000M竖曲线上。xx大桥两侧公路等级为二级公路，路基宽12米，路面宽11.4米，在十二五规划改造升级为一级路，路基宽24.5米路面结构为18cm石灰稳定土+2*18cm水泥稳定碎石+6cmAC-20C+4cmAC-13C沥青砼面层。本项目桥梁引道起点位于xx南线K154+580处，路线逐渐向右偏出至新建桥梁桥头起点处，以直线经过新建桥梁桥头终点后，引道又逐渐向左回归至xx南线，终止于旧路K157+000处。改线后路线全长15 2420米。墩柱76根、盖梁38条共计砼2000M3、钢筋200t。本案是33#--37#四孔现浇板。2、施工方法简介桥位于直线段，桥位区河滩陆地，陆地施工条件相对较好。施工时，先将桥位地基处理后，采用碗扣件式满堂脚手架现浇施工工艺进行施工，施工时，翼缘模板及外侧模采用高强度防水胶合板，内模采用普通胶合板，底模采用高强度防水胶合板，四孔同时搭设支架、模板一起哈成。3、施工工艺流程现浇梁施工采用就地搭设满堂支架，绑扎钢筋，分层浇注混凝土的方法，其施工工艺流程如下：地基处理→搭设支架→预压→安装底模和支座→绑扎钢筋→安装侧模浇注混凝土→强度龄期达到要求后拆除模板和支架。二、编制依据1、xx大桥设计图。2、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025—86）。3、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）4、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2009）。15 5、《公路桥涵施工手册》及其他有关的现行国家及地方强制性规范和标准。6、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）三、满堂支架搭设1、地基处理先用推土机将表层耕质土、有机土推平并进行辗压，辗压次数不少于3遍，如果发现弹簧土须及时清除，并回填合格的砂类土或石料进行整平压实，为避免处理好地基受水浸泡，在两侧开挖40×30cm的排水沟，排水沟分段开挖形成坡度，低点开挖集水坑，原有地基整平压实后，垫一层河卵石采用22吨振动压路机碾压平整，最后浇筑15cm厚的C25混凝土垫层，浇注垫层时注意横坡的设置，保证排水良好。2、材料选用和质量要求钢管规格为φ48×3.5mm，且有产品合格证。钢管的端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。扣件应按现行国家标准《钢管支架扣件》（GB15831）的规定选用，且与钢管管径相配套的可锻铸铁扣件，严禁使用不合格的扣件。新扣件应有出厂合格证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证，当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准《钢管支架扣件》（GB15831）的规定抽样检测。旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形、锈蚀的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。15 3、支架安装本支架采用“碗扣”式满堂支架，其结构形式如下：为了明确满堂式支架每根立柱所传递竖向力的大小，本设计首先对满堂式钢管支架进行了受力检算，确定钢管支架立柱的纵、横向间距：0.9m支架纵横杆步距1.2m，使所有立杆联成整体，为确保支架的整体稳定性，在每五排横向立杆和每三排纵向立杆各设置一道剪刀撑。梁底模采用δ=15mm厚的防水胶合模板，底模次龙骨采用间距0.3m的80×100mm方木，横桥向布置；主龙骨采用间距0.9m的100×120mm方木，顺桥向布置。在地基处理好后，按照施工图纸进行放线，纵桥向铺设好支垫方木，便可进行支架搭设。支架搭设好后，用可调顶托来调整支架高度或拆除模板用。支架底模铺设后，测放梁底模中心及底模边角位置和梁体横断面定位。底模标高=设计梁底+支架的变形＋（±前期施工误差的调整量），来控制底模立模。底模标高和线形调整结束，经监理检查合格后，立侧模和翼板底模，测设翼板的平面位置和模底标高（底模立模标高计算及确定方式类同梁底板）。四、满堂支架搭设计算四孔断面一样，第一孔梁板为满堂支架搭设计算的依据。1.支架数量计算顺桥向排数14.1÷0.9+1=16排横桥向列数12.5/0.9+1=15列，步距数量根据墩高及计划地基处理后标高（平均5m高，步15 距1.2m），除去底托、顶托、模板、方木等可摆放4层横杆。则：支架底座数量为：15×16=240个支架顶托数量为：15×16=240个立杆根数为：每根立杆组合为：2.4m+1.8m=4.2m，长立杆数量为：240根1.8m长立杆数量为：240根横杆根数为：4×4×14+4×4×15=464根3、支架的搭设搭设时在支架部分适当设纵向和横向剪刀撑，确保支架的稳定性。在墩柱处采用钢管搭设成井字架，并用钢管与碗口满堂支架连接形成一个整体，以保证支架的稳定性。为保证施工完毕后结构尺寸的准确,支架应预留施工预拱度。施工预拱度主要由以下几个因素确定：（1）支架受施工荷载引起的弹性变形；（2）受载后由于杆件按头的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形；（3）支架基础在受载后的沉陷。（4）按边跨中2cm、中跨中1.5cm抛物线形设置。本工程连续梁板支架安装见图1。15 图1连续梁板支架纵向安装示意4、支架安装要点（1）支架立柱前必须保证地基有足够的承载力，立柱底端设垫木来分散和传递压力；（2）支架安装必须预留施工预拱度。5、支架安装必须预留施工预拱度支架预留拱度计算公式为：f=f1+f2+f3，其中f1：地基弹性变形，f2：支架弹性变形，f3：梁体扰度预留拱度最大值设置在跨中位置，并按抛物线形式向两侧立柱位置分配，算得各点处的预留拱度值后用碗口支架顶托进行调整。五、满堂支架堆载预压1、目的为消除支架在搭设时接缝处的非弹性变形和地基的非弹性沉陷而获得稳定的支架，应逐孔进行预压。为获得支架在荷载作用下的弹性变形数据，确定合理的施工预拱度，使梁板在卸落支架后获得符合设计的标高和外形，应进行沉降观测。（支架预压的目的：1、检查15 支架的安全性，确保施工安全。2、消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。）2、堆载用编织袋装沙围挡在梁板四周及观测点位置，用输送带直接向底板上输送散沙，根据梁板的自重：1438.8m³×2.5t/m³=3597t，根据沙子的堆积密度为：1.5t/m³，则预压时沙子的堆积高度应为：1.74m。3、监测点布设在堆载区设置系统测量点，其分布跨中、1/4处、1/8处、每跨两端，每个断面的底板边线、底板中线处各布置一个监测点，同时相应地在地基础上设置监测点，在支架基础上对应地再布设观测点图观测点示意4、监测方法为了找出支架在上部荷载作用下的塑性、弹性变形，15 在加载50%和100%后均要复测各控制点标高，加载100%预压荷载并持荷24小时后要再次复测各控制点标高，如果加载100%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时，待24小时内累计沉降量不超过2mm，方达到设计要求，表明地基及支架已基本沉降到位，可卸载，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸压。卸压完成后，要再次复测各控制点标高，以便得出支架和地基的弹性变形量（等于卸压后标高减去持荷后所测标高），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形（即塑性变形）量。预压完成后要根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高。沉降观测一直持续到整个梁体浇注完毕，特别注意砼浇注时支架的沉降，若浇注时，支架沉降超过预压沉降观测时预留沉降量时，应停止继续浇注，以防事故的发生。5、预压注意事项整孔范围内分层堆码直至整孔支架预压重量满足要求，且不得分块小范围集中堆码，以免产生不均匀沉降；人工堆码整齐，不乱堆放。六、受力检算㈠、荷载①钢筋混凝土自重：混凝土体积为：105.4m³钢筋混凝土的容重为26KN/m³则第一孔梁板的总重量为：26KN/m³×105.4m³=2740.4KN总计底板面积为：12.5m×14.1m=176㎡偏安全考虑，以全部重量作用于底板上计算单位面积压力,则单位面积的荷载为F1=2740.4KN÷176.25㎡=15.55KPa②模板重量（含侧模及支架），以砼自重5%计，则：F2=15.55×5%=0.78KPa15 ③施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载取：F3=2.5KPa④振动混凝土所产生的荷载标准值可采用：F4=2.0KPa⑤水平风荷载标准值F5=0.21KPa⑥竹胶板：取F5=0.5KN/m2⑦方木：取F7=7.5KN/m3㈡、底模强度计算梁底模采用高强度防水胶合板，板厚t=15mm，防水胶合板方木背肋间距为300mm，所以验算模板强度采用宽b=300mm防水胶合板。1、模板力学性能（1）弹性模量E=0.1×105MPa。（2）截面惯性矩：I=bh3/12=30×1.53/12=8.44cm4（3）截面抵抗矩：W=bh2/6=30×1.52/6=11.25cm3（4）截面积：A=bh=30×1.5=45cm22、模板受力计算（1）底模板均布荷载：F=F1＋F2＋F3＋F4＋F5=21.04KPaq=F×b=21.04×0.3=6.31KN/m（2）跨中最大弯矩：M=qL2/8=6.31×0.32/8=0.071KN·m（3）弯拉应力：σ=M/W=0.071×103/11.25×10-6=6.31MPa＜［σ］=11MPa，竹胶板板弯拉应力满足要求。（4）挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：f=0.677qL4/100EI=(0.677×6.31×0.34)/(100×0.1×108×8.44×10-8)=0.409mmf=0.4099/300=1/731＜1/400竹胶板挠度满足要求。15 综上，竹胶板受力满足要求。（三）、横梁强度计算横梁为10×8cm方木，跨径为0.6m，中对中间距为0.4m。截面抵抗矩：W=bh2/6=0.1×0.082/6=1.067×10-4m3截面惯性矩：I=bh3/12=0.1×0.083/12=4.267×10-6m4作用在横梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.4=(21.04+0.5)×0.4=8.616KN/m跨中最大弯矩：M=qL2/8=8.616×0.92/8=0.877KN·m落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103MPa1、横梁弯拉应力：σ=M/W=0.877/1.067×10-4=8.17MPa＜［σ］=14.5MPa横梁弯拉应力满足要求。2、横梁挠度：f=5qL4/384EI=(5×8.616×103×0.94)/(384×11×109×4.267×10-6)=1.57mmf=1.57/900=1/573＜1/400横梁弯拉应力满足要求。综上，横梁强度满足要求。四、纵梁强度计算纵梁为10×12cm方木，跨径为0.9m，间距为0.6m。截面抵抗矩：W=bh2/6=0.1×0.122/6=2.4×10-4m3截面惯性矩：I=bh3/12=0.1×0.123/12=1.44×10-5m40.9m长纵梁上承担3根横梁重量为：0.1×0.08×0.6×7.5×3=0.108KN横梁施加在纵梁上的均布荷载为：0.108÷0.9=0.12KN/m作用在纵梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.9+0.12=32.58×0.6+0.12=19.056KN/m15 跨中最大弯矩：M=qL2/8=19.056×0.92/8=1.93KN·m落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103MPa1、纵梁弯拉应力：σ=M/W=1.93×103/2.4×10-4=8.04MPa＜［σ］=14.5MPa纵梁弯拉应力满足要求。2、纵梁挠度：f=5qL4/384EI=(5×19.056×103×0.94)/(384×11×109×1.44×10-5)=1.028F=1.028mm=1/875＜1/400纵梁弯拉应力满足要求。综上，纵梁强度满足要求。（五）、支架受力计算1、立杆承重计算碗扣支架立杆设计承重为：30KN/根。计算每根立杆总承重小于设计承重即可，计算过程如下：(1)每根立杆承受钢筋砼和模板等重量：N1=0.9×0.6×21.96=17.771KN(2)支架自重：立杆单位重：5.77KG/m，横杆单位重：5.12KG/mN4=［4×5.77+4×（0.9+0.9）×5.12］/100=0.599KN每根立杆总承重：N总=N1+N2=17.77KN+0.599KN=18.36KN1.2N总=1.2×18.36KN=22.043KN<30KN立杆承重满足要求。2、支架稳定性验算立杆长细比λ=L/i=1200/［0.35×（48+41）÷2］=77由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.73215 立杆截面积Am=π（242-20.52）=3.×（242-20.52）=489mm2由钢材容许应力表查得弯向容许应力［σ］=145MPa所以，立杆轴向荷载［N］=Am×φ×［σ］=489×0.732×145=51.9KN＞N=22.043KN。支架稳定性满足要求。综上计算，碗扣支架受力满足设计要求。七、支架安全要求1、支架使用规定1.1  严禁在架上戏闹或坐在栏杆上等不安全处休息；1.2  严禁攀援支架上下，发现异常情况时，架上人员应立即撤离；1.3  支架上垃圾应及时清除，以减轻自重并防止坠物伤人。2、拆除规定2.1  拆除顺序：护栏→脚手板→剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆件；2.2  拆除前应先清除支架上杂物及地面障碍物；2.3  拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业；2.4  拆除过程中，凡已松开连接的杆、配件应及时拆除运走，避免误扶、误靠；2.5  拆下的杆件应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。2.6  搭拆支架时地面应设围栏和警示标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内；3、支架安全措施15 3.1  禁止任意改变构架结构及其尺寸；3.2  禁止架体倾斜或连接点松驰；3.3  禁止不按规定的程序和要求进行搭设和拆除作业；3.4  搭拆作业中应采取安全防护措施，设置防护和使用防护用品；3.5  不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土输送管等固定在支架上，严禁悬挂起重设备；3.6  不得在六级以上大风、雷雨和雪天下继续施工。4、钢管支架的防电、避雷措施4.1  防电措施4.1.1  钢管支架在架设的使用期间要严防与带电体接触，否则应在架设和使用期间应断电或拆除电源，如不能拆除，应采取可靠的绝缘措施。4.1.2  钢管支架应作接地处理，设一接地极，接地极入土深度为2~2.5m,接地电阻小于4欧姆。4.1.3  夜间施工照明线通过钢管时，电线应与钢管隔离，有条件时应使用低压照明。4.2  避雷措施4.2.1  避雷针：设在架体四角的钢管脚手立杆上，高度不小于1m，可采用直径为25~32mm，壁厚不小于3mm的镀锌钢管。4.2.2  接地极：按支架连续长度不超过50m设置一处，埋入地下最高点应在地面以下不浅于50cm，埋接地极时，应将新填土夯实，接地极不得埋在干燥土层中。垂直接地极可用长度为1.5~2.5m，直径为25~50mm的钢管，壁厚不小于2.5mm。4.2.3  接地线：优先采用直径8mm以上的圆钢或厚度不小于15 4mm的扁钢，接地线之间采用搭接焊或螺栓连接，搭接长度≥5d，应保证接触可靠。接地线与接地极的连接宜采用焊接，焊接点长度应为接地线直径的6倍或扁钢宽度的2倍以上。4.2.4  接地线装置宜布置在人们不易走到的地方，同时应注意与其它金属物体或电缆之间保持一定的距离。4.2.5  接地装置安设完毕后应及时用电阻表测定是否符合要求。4.2.6  雷雨天气，钢管支架上的操作人员应立即离开。八、施工现场安全管理和措施1、在主要施工部位、作业点、危险区、主要通道口挂安全宣传标语或安全警告牌；2、施工现场全体人员严格执行《建筑安装工程安全技术规程》和《建筑安装工人安全技术操作规程》；3、施工现场杜绝任意拉线接电；4、配电系统设总配电箱、分配电箱、开关箱、实行分级配电。开关箱装设漏电保护器；5、施工机械进场安装后经安全检查合格后投入使用。15'