满堂脚手架专项施工方案.docx
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满堂脚手架专项施工方案
满堂脚手架专项施工方案
一、编制说明
1.1、编制依据
(1)《建筑施工扣件式钢管脚手架》(JGJ130-2001,2002年版);
(2)《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99);
(3)《建筑施工高处作业支全技术规范》(JGJ80-91);
(4)《两江大道二标(K0+000~K1+540)工程招标文件》;
(5)《两江大道工程第二标段(K0+000~K1+540)道路工程施工图设计》及补充文件;
(6)《两江大道第二标段施工组织设计》;
(7)我单位的技术实力及参加同类工程的施工经验,目前可投入的机械设备和人员。
1.2、编制范围
两江大道(江北段)道路工程二标段(K0+000-K1+540)内渝宜高速上跨桥梁工程。
1.3、编辑原则
(1)本着优质、高效、经济、合理的原则,依据施工总承包合同和指导性施工组织设计,严格执行市政道路公路工程有关施工规范和标准。
(2)以确保工期及阶段性工期目标并适当提前为原则,安排施工进度计划。
(3)以确保质量目标为原则,安排专业化施工队伍,配备先进的机械设备,采用先进的施工方法和工艺。
(4)以确保安全生产为原则,严格执行各项操作规程。
(5)以保护环境、满足需要为原则设置现场临时设施、布置施工总平面
(6)注意环境保护,采取适宜的技术措施。
二、工程概况
2.1、工程简介
本次施工图设计的为两江大道(江北段)道路工程二标段,桩号范围为K0+000~K1+540,起自渝怀铁路南侧约150m处,起点桩号为K0+000,道路呈南北走向,终点至两江大道(江北段)与渝宜高速交叉口北侧。
终点桩号为K1+540,路线全长约1.54m。
本项目设计范围内共设置桥梁一座,为渝宜高速上跨桥,桥梁起点桩号为K1746+321.78(渝宜高速),终点桩号为K1746+433.780(渝宜高速),全桥长112m,桥宽31m,斜交角度74°。
桥梁上部结构采用(30+40+30)m预应力砼现浇箱梁;下部结构桥墩为圆柱式墩接桩基础,桥台为重力式桥台扩大基础。
2.2、地质情况
桥梁施工区域内基岩以砂岩为主、泥岩次之;砂岩呈层状分布于场区,分布连续稳定;泥岩与砂岩互层分布于场区,整体上分布间断不连续、不稳定,伴有尖灭现象。
桥梁段上覆土层第四系全新统残坡积粉质粘土,土层厚度0.80~2.70m,下伏基岩有侏罗系上沙溪庙组砂、泥岩。
线路区穿过地层岩性主要为粉质粘土、泥岩、砂岩,粉质粘土为200kPa,强风化泥岩为300kPa,中风化泥岩为1000kPa,强风化砂岩为350kPa,中风化砂岩为1200kPa。
桥台持力层采用中风化泥岩或砂岩,桥台基础采用明挖扩大基础。
桥台在开挖时、采取临时性支护措施,对土层部分可采取临时性放坡处理,放坡坡率可采用1:
1.25。
桥位区未见滑坡、崩塌、泥石流等不良地质,场地稳定,适宜该桥的建设。
桥台基础型式可用明挖扩大基础,持力层可选强风化泥岩及强风化砂岩;桥墩采用桩基础,持力层可选弱风化泥岩和砂岩。
容许承载力:
残坡积粉质粘土为200kPa,强风化泥岩为300kPa,中风化泥岩为800kPa,强风化砂岩为450kPa,中风化砂岩为1000kPa。
三、施工部署
3.1、技术准备
3.1.1组织全部施工人员学习、熟悉施工图纸、施工规范,编写专题施工方案。
3.1.2确定模板施工方法,采用多层板模板、碗扣支撑等资料收集工作,熟悉、掌握使用要点。
3.1.3根据施组及专题施工方案,制定详细的有针对性和操作性的技术交底,做好技术交底工作,对于节点大样及特殊作法,绘制详细的大样图。
3.1.4施工前由技术负责人及生产负责人组织技术人员、专业工长、质检员、测量放线员、安全员及劳务队班组长进行模板工程施工方案交底,明确模板支设、支撑体系的搭设及拆除等标准及要求,使每位管理人员都能掌握施工的重点、难点,在施工中能正确操作。
3.1.5做好测量放线、标高引测工作,保证测量放线的精度,为模板安装位置提供准确定位线。
3.2人员准备
搭设阶段共需架子工30名,20名木工;维护阶段需架子工20名,拆除阶段共需外架工20名。
所有架子工均需持证上岗,架子工由劳务公司提供。
附:
操作人员上岗证复印件。
搭设阶段安排2名测量放线人员配合。
3.3机具准备
3.3.1模板用相关材料运输采用现场配置吊车,水平及垂直运输采用人工配合吊车进行。
3.3.2模板加工机械:
模板施工机械按现场原有配置,具体模板加工机械品种及数量详见附表。
模板加工机械进场后由设备管理员对进场设备进行检查、维护与保养,确保机械满足施工需要。
3.3.3主要机具及数量
序号
名称
数量
序号
名称
数量
1
压刨
1台
5
电焊机
2台
2
平刨
1台
6
手提锯
5
3
圆盘锯
2台
7
手枪钻
1
4
砂轮切断机
1台
3.4材料准备
序号
材料名称
使用部位
规格
数量
1
多层板
顶板
18mm厚
2
可调U托
支模
L=0.5m
3
φ48×3.5
碗扣架
板模板
支撑体系
L=0.6m
L=0.9m
L=1.5m
L=1.8m
4
φ16螺栓
内墙支模
L=1.2m
5
脱模剂
模板
纯柴机油
四、脚手架设计计算方案
4.1、概况及脚手架工艺要求
4.1.1、现浇箱梁概况
桥梁起点桩号为K1746+321.78(渝宜高速),终点桩号为K1746+433.780(渝宜高速),全桥长112m,桥宽31m,斜交角度74°。
桥梁上部结构采用(30+40+30)m预应力砼现浇箱梁;下部结构桥墩为圆柱式墩接桩基础,桥台为重力式桥台扩大基础。
主桥采用C50混凝土,单幅桥的用量:
1170m,梁体为单箱单双室、变高度、变截面结构。
箱梁顶宽15.25m,箱梁底宽9.15m。
顶板厚度25~50cm,腹板厚度50~65cm,底板厚度22~47cm。
全联采用满堂支架法现浇施工。
4.1.2、现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求
采用WDJ碗扣式多功能脚手杆搭设,使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。
立杆顶设二层方木,立杆顶托上纵向设15×15cm方木;纵向方木上设10×10cm的横向方木,其中在墩顶端横梁和跨中横隔梁下间距不大于0.25m(净间距0.15m)、在跨中其他部位间距不大于0.3m(净间距0.2m)。
模板宜用厚18mm的优质竹胶合板,横板边角宜用4cm厚木板进行加强,防止转角漏浆或出现波浪形,影响外观。
采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×60cm×90cm、60cm×90cm×90cm、60cm×60cm×120cm、60cm×90cm×120cm支架结构体系,支架纵横均设置剪刀撑,其中横桥向斜撑每1.8m设一道,纵桥向斜撑沿横桥没1.8m道。
4.1.3、箱梁实体荷载
a、桥向各断面荷载分布如下:
横桥向荷载分布图
b、纵桥向根据箱梁断面变化,按分段均布荷载考虑,其布置情况如下:
纵桥向荷载分布图
4.2荷载计算
4.2.1荷载分析
根据本桥现浇箱梁的结构特点,在施工过程中将涉及到以下荷载形式:
⑴q1——箱梁自重荷载,新浇混凝土密度取2600kg/m3。
⑵q2——箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载,按均布荷载计算,经计算取q2=1.0kPa(偏于安全)。
⑶q3——施工人员、施工材料和机具荷载,按均布荷载计算,当计算模板及其下肋条时取2.5kPa;当计算肋条下的梁时取1.5kPa;当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。
⑷q4——振捣混凝土产生的荷载,对底板取2.0kPa,对侧板取4.0kPa。
⑸q5——新浇混凝土对侧模的压力。
⑹q6——倾倒混凝土产生的水平荷载,取2.0kPa。
⑺q7——支架自重,经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示:
满堂钢管支架自重
立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距
支架自重q7的计算值(kPa)
60cm×60cm×90cm
3.38
60cm×90cm×90cm
3.07
60cm×60cm×120cm
2.94
60cm×90cm×120cm
2.21
4.2.2荷载组合
模板、支架设计计算荷载组合
模板结构名称
荷载组合
强度计算
刚度检算
底模及支架系统计算
⑴+⑵+⑶+⑷+⑺
⑴+⑵+⑺
侧模计算
⑸+⑹
⑸
4.2.3荷载计算
⑴箱梁自重——q1计算
根据跨渝宜高速上跨桥现浇箱梁结构特点,选取一个横断面(跨中横隔板梁)进行箱梁自重计算,并对截面下的支架体系进行检算,首先进行自重计算。
1C-C截面处q1计算:
图5-1C-C截面箱梁构造图
根据横断面图,算得C-C梁体截面积A=21.61m2则:
q1=
=
=
取1.2的安全系数,则q1=61.41×1.2=73.69kPa
注:
B——箱梁底宽,取9.15m,将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。
2D-D截面处q1计算:
图5-2D-D截面箱梁构造图
根据横断面图,算得D-D梁体截面积A=13.9353m2则:
q1=
=
=
取1.2的安全系数,则q1=39.60×1.2=47.52kPa
注:
B——箱梁底宽,取9.15m,将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。
3E-E截面处q1计算:
图5-3E-E截面箱梁构造图
根据横断面图,算得E-E梁体截面积A=9.856m2则:
q1=
=
=
26×9.856÷9.15=28.00kPa
取1.2的安全系数,则q1=28.00×1.2=33.60kPa
注:
B——箱梁底宽,取9.15m,将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。
⑵新浇混凝土对侧模的压力——q5计算
因现浇箱梁采取水平分层以每层30cm高度浇筑,在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制,砼入模温度T=28℃控制,因此新浇混凝土对侧模的最大压力
q5=
K为外加剂修正稀数,取掺缓凝外加剂K=1.2
当V/t=1.2/28=0.043>0.035h=1.53+3.8V/t=1.69m
q5=
4.3现浇箱梁支架验算
4.3.1扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算
碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样,同属于杆式结构,以立杆承受竖向荷载作用为主,但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接,且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固,对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力,因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架(一般都高出20%以上,甚至超过35%)。
本工程现浇箱梁支架按φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算,计算结果同样也适用于WDJ多功能碗扣架(偏于安全)。
1C-C截面处
在桥墩支承中心线两侧各1.80m以及在起点桥台支承中心线右侧1.8m和终点桥台支承中心线左侧1.8m范围内,钢管扣件式支架体系采用60×60×90cm的布置结构,如图5-4:
①、立杆强度验算
根据立杆的设计允许荷载,当横杆步距为90cm,立杆可承受的最大允许竖直荷载为[N]=35kN(参见公路桥涵施工手册中表13-5碗口式构件设计荷载[N]=35kN、路桥施工计算手册中表13-5钢管支架容许荷载[N]=35.7kN)。
立杆实际承受的荷载为:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组合风荷载时)
图5-4C-C截面钢管扣件式支架体系
NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力;
NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力
ΣNQK—施工荷载标准值;
于是,有:
NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×73.69=26.528KN
NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN
ΣNQK=0.6×0.6(q3+q4+q7)=0.36×(1.0+2.0+3.38)=2.296KN
则:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK=1.2×(26.528+0.36)+0.85×1.4×2.296=34.998KN<[N]=35kN,强度满足要求。
②、立杆稳定性验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式:
N/ΦA+MW/W≤f
N—钢管所受的垂直荷载,N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组合风荷载时),同前计算所得;
f—钢材的抗压强度设计值,f=205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。
A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A=489mm2。
Φ—轴心受压杆件的稳定系数,根据长细比λ查表即可求得Φ。
i—截面的回转半径,查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i=15.8㎜。
长细比λ=L/i。
L—水平步距,L=0.9m。
于是,λ=L/i=57,参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ=0.829。
MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距;
MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10
WK=0.7uz×us×w0
uz—风压高度变化系数,参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=2.80
us—风荷载脚手架体型系数,查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得:
us=1.2
w0—基本风压,查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.40KN/m2
故:
WK=0.7uz×us×w0=0.7×2.8×1.2×0.40=0.941KN
La—立杆纵距0.6m;
h—立杆步距0.9m,
故:
MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.0544KN
W—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得:
W=5.08×103mm3
则,N/ΦA+MW/W=34.998×103/(0.829×489)+0.0544×106/(5.08×103)=97.042KN/mm2≤f=205KN/mm2
计算结果说明支架是安全稳定的。
2D-D截面处
在桥墩旁两侧各1.8m~5.4m范围内以及在起点桥台右侧1.8~5.4m范围内和终点桥台左侧1.8~5.4m范围内,钢管扣件式支架体系采用60×90×90cm的布置结构,如图5-5:
①、立杆强度验算
根据立杆的设计允许荷载,当横杆步距为90cm,立杆可承受的最大允许竖直荷载为[N]=35kN(参见公路桥涵施工手册中表13-5碗口式构件设计荷载[N]=35kN、路桥施工计算手册中表13-5钢管支架容许荷载[N]=35.7kN)。
立杆实际承受的荷载为:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组合风荷载时)
NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力;
NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力
ΣNQK—施工荷载标准值;
图5-5D-D截面钢管扣件式支架体系
于是,有:
NG1K=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×47.52=25.661KN
NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.9×1.0=0.54KN
ΣNQK=0.6×0.9(q3+q4+q7)=0.54×(1.0+2.0+2.21)=2.813KN
则:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK=1.2×(25.661+0.36)+0.85×1.4×2.8134=34.573KN<[N]=35kN,强度满足要求。
②、立杆稳定性验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式:
N/ΦA+MW/W≤f
N—钢管所受的垂直荷载,N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组合风荷载时),同前计算所得;
f—钢材的抗压强度设计值,f=205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。
A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A=489mm2。
Φ—轴心受压杆件的稳定系数,根据长细比λ查表即可求得Φ。
i—截面的回转半径,查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i=15.8㎜。
长细比λ=L/i。
L—水平步距,L=0.9m。
于是,λ=L/i=57,参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ=0.829。
MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距;
MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10
WK=0.7uz×us×w0
uz—风压高度变化系数,参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=2.80
us—风荷载脚手架体型系数,查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得:
us=1.2
w0—基本风压,查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.40KN/m2
故:
WK=0.7uz×us×w0=0.7×2.8×1.2×0.40=0.941KN
La—立杆纵距0.9m;
h—立杆步距0.9m,
故:
MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.0816KN
W—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得:
W=5.08×103mm3
则,N/ΦA+MW/W=34.573×103/(0.829×489)+0.0816×106/(5.08×103)=101.348KN/mm2≤f=205KN/mm2
计算结果说明支架是安全稳定的。
3E-E截面处
情况一:
现浇箱梁30m跨度的梁除去以上两种截面包含的部分外,其余部分均采用钢管扣件式支架体系采用60×90×120cm的布置结构,如图5-6;30m跨箱梁顺桥向脚手架的分布图以及30m跨箱梁架子工程平面图如下所示:
①、立杆强度验算
根据立杆的设计允许荷载,当横杆步距为120cm,立杆可承受的最大允许竖直荷载为[N]=30kN(参见公路桥涵施工手册中表13-5碗口式构件设计荷载[N]=30kN、路桥施工计算手册中表13-5钢管支架容许荷载[N]=35.7kN)。
立杆实际承受的荷载为:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组合风荷载时)
图5-6E-E截面钢管扣件式支架体系
NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力;
NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力
ΣNQK—施工荷载标准值;
于是,有:
NG1K=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×33.60=18.144KN
NG2K=0.6×0.9×q2=0.6×0.9×1.0=0.54KN
ΣNQK=0.6×0.9(q3+q4+q7)=0.54×(1.0+2.0+2.21)=2.813KN
则:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK=1.2×(18.144+0.36)+0.85×1.4×2.8134=25.553KN<[N]=30kN,强度满足要求。
②、立杆稳定性验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式:
N/ΦA+MW/W≤f
N—钢管所受的垂直荷载,N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组合风荷载时),同前计算所得;
f—钢材的抗压强度设计值,f=205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。
A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A=489mm2。
Φ—轴心受压杆件的稳定系数,根据长细比λ查表即可求得Φ。
i—截面的回转半径,查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i=15.8㎜。
长细比λ=L/i。
L—水平步距,L=1.2m。
于是,λ=L/i=76,参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ=0.829。
MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距;
MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10
WK=0.7uz×us×w0
uz—风压高度变化系数,参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=2.80
us—风荷载脚手架体型系数,查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得:
us=1.2
w0—基本风压,查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.40KN/m2
故:
WK=0.7uz×us×w0=0.7×2.8×1.2×0.40=0.941KN
La—立杆纵距0.9m;
h—立杆步距1.2m,
故:
MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.145KN
W—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得:
W=5.08×103mm3
则,N/ΦA+MW/W=25.553×103/(0.829×489)+0.145×106/(5.08×103)=91.578KN/mm2≤f=205KN/mm2
计算结果说明支架是安全稳定的。
情况二:
现浇箱梁40m跨除去其它两种截面包含的部分外,剩余部分采用钢管扣件式支架体系采用60×60×120cm的布置结构,所示结构同上图5-6;40m跨箱梁顺桥向脚手架的分布图如下图5-7所示:
①、立杆强度验算
根据立杆的设计允许荷载,当横杆步距为120cm,立杆可承受的最大允许竖直荷载为[N]=30kN(参见公路桥涵施工手册中表13-5碗口式构件设计荷载[N]=30kN、路桥施工计算手册中表13-5钢管支架容许荷载[N]=35.7kN)。
立杆实际承受的荷载为:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组合风荷载时)
图5-7E-E截面钢管扣件式支架体系
NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力;
NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力
ΣNQK—施工荷载标准值;
于是,有:
NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×33.60=12.096KN
NG2K=0.6×0.6×q2=0.3×0.3×1.0=0.36KN
ΣNQK=0.6×0.6(q3+q4+q7)=0.36×(1.0+2.0+2.94)=2.138KN
则:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK=1.2×(12.096+0.36)+0.85×1.4×2.138=17.491KN<[N]=30kN,强度满足要求。
②、立杆稳定性验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式:
N/ΦA+MW/W≤f
N—钢管所受的垂直荷载,N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组合风荷载时),同前计算所得;
f—钢材的抗压强度设计值,f=205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。
A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A=489mm2。
Φ—轴心受压杆件的稳定系数,根据长细比λ查表即可求得Φ。
i—截面的回转半径,查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i=15.8㎜。
长细比λ=L/i。
L—水平步距,L=1.2m。
于是,λ=L/i=76,参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ=0.744。
MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距;
MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10
WK=0.7uz×us×w0
uz—风压高度变化系数,参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=2.80
us—风荷载脚手架体型系数,查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36