冲沙底孔工作门启闭排架施工方案.docx

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冲沙底孔工作门启闭排架施工方案

贵州省毛家河水电站

大坝标主体建筑物土建工程

冲沙底孔工作门启闭排架

支撑方案

（合同编号：

MJH/A-2）

批准：

审核：

校核：

编制：

中国水利水电第三工程局有限公司毛家河电站项目部

二〇一四年十月

目录

一、概况1

二、冲沙底孔启闭排架支撑设计说明1

三、支撑荷载计算1

3.1梁底支撑负荷计算1

3.2板底支撑的计算7

四、钢筋混凝土施工14

4.1钢筋施工混凝土施工工艺14

4.2模板施工17

五、支撑系统拆除18

六、资源配置19

6.1主要机械设备配置19

6.2主要劳动力配置20

七、质量保证措施20

八、安全保证措施21

8.1施工安全21

8.2材料、机械安全21

8.3高处作业安全措施22

冲沙底孔工作门启闭排架支撑方案

一、概况

毛家河大坝为碾压混凝土重力坝，布置2个溢流坝段，总宽为54m，其中在溢流坝段两侧分别布置了冲砂底孔，冲砂底孔出口段布设有工作门并设启闭机室。

启闭排架总高度为22.59m，宽为8.6m，长为15.6m，为C25（二级配）钢筋混凝土结构。

工作门启闭排架基础高程为EL1269.61m，顶部高程为EL1292.2m，其中EL1275.5板为启闭机安装平台。

在EL1281m及EL1286.5m高程设置80*50cm的框梁，梁底部高程分别为EL1280.2m及EL1285.7m，框梁坝纵方向每跨间净跨距为7m，每跨重量为7t。

坝横方向每跨间净跨距为6.6m，每跨重量为：

6.6t。

在启闭排架顶部EL1292.2高程设置60*120cm的框梁，梁底高程为EL1291.0m，框梁坝纵方向每跨间净跨距为7m，每跨重量为12.6t。

坝横方向每跨间净跨距为6.6m，每跨重量为：

11.88t。

二、冲沙底孔启闭排架支撑设计说明

由于目前工作门启闭排架EL1275.5层板梁及以下结构已于7月30日前浇筑完成，目前已具备作为上部结构支撑平台的条件。

故本次搭设的支撑脚手架以EL1275.5平台作为支撑基础。

框梁下部支撑脚手架立杆间距为40*80cm，横杆间距为120cm。

次梁下部支撑脚手架立杆采用单排支撑，布设间距为80cm，横杆间距为120cm。

顶板下部支撑脚手架立杆间距为100*100cm，横杆间距为120cm。

同时为提高脚手架的整体稳定性，增设了剪刀撑。

具体支撑形式详见附图。

三、支撑荷载计算

高支撑架的计算参照：

1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、

2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、

3、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等规范。

支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架，对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏，使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。

本计算书还参照《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

3.1梁底支撑负荷计算

本次支撑设计为梁底增加2道承重立杆，采用的钢管类型为Φ48×3.50。

支撑大样图方式详见下图：

图1梁模板支撑架立面简图

3.1.1、基本参数

1、脚手架参数:

立柱梁跨度方向间距l（m）:

0.80；立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）:

0.30；

脚手架步距（m）:

1.20；脚手架搭设高度（m）:

15.50；

梁两侧立柱间距（m）:

1.20；承重架支设:

多根承重立杆，木方垂直梁截面；

梁底增加承重立杆根数:

2。

2、荷载参数

模板与木块自重（kN/m2）:

0.350；梁截面宽度B（m）:

0.600；

混凝土和钢筋自重（kN/m3）:

25.000；梁截面高度D（m）:

1.200；

倾倒混凝土荷载标准值（kN/m2）:

2.000；施工均布荷载标准值（kN/m2）:

2.000；

3、木方参数

木方弹性模量E（N/mm2）:

9500.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:

13.000；

木方抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.300；木方的间隔距离（mm）:

300.000；

木方的截面宽度（mm）:

50.00；木方的截面高度（mm）:

100.00；

4、其他

采用的钢管类型（mm）:

Φ48×3.5。

扣件连接方式:

双扣件，扣件抗滑承载力系数:

0.80；

3.1.2、荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=25.000×1.200×0.800=24.000kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.350×0.800×（2×1.200+0.600）/0.600=1.400kN/m；

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（2.000+2.000）×0.600×0.800=1.920kN；

3.1.3、木方楞的支撑力计算

均布荷载q=1.2×24.000+1.2×1.400=30.480kN/m；

集中荷载P=1.4×1.920=2.688kN；

木方计算简图

经过计算得到从左到右各木方传递集中力[即支座力]分别为：

N1=2.228kN；

N2=8.082kN；

N3=8.417kN；

N4=2.228kN；

木方按照简支梁计算。

本算例中，木方的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5.000×10.000×10.000/6=83.33cm3；

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12=416.67cm4；

木方强度计算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如：

均布荷载q=8.417/0.800=10.521kN/m；

最大弯距M=0.1ql2=0.1×10.521×0.800×0.800=0.673kN.m；

截面应力σ=M/W=0.416×106/833333.3=4.992N/mm2；

故：

木方的计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

木方抗剪计算：

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力:

Q=0.6×10.521×0.500=3.156kN；

截面抗剪强度计算值T=3×3156.3/（2×50.000×100.000）=0.947N/mm2；

截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2；

故：

木方的抗剪强度计算满足要求!

木方挠度计算:

最大变形V=0.677×8.768×800.0004/（100×9500.000×666.667×

103）=0.384mm；

故：

木方的最大挠度小于800.0/250,满足要求!

3.1.4、支撑钢管的强度计算

支撑钢管按照连续梁的计算如下：

计算简图（kN）

支撑钢管变形图（kN.m）

支撑钢管弯矩图（kN.m）

经过连续梁的计算得到：

支座反力RA=RB=0.570kN中间支座最大反力Rmax=11.956；

最大弯矩Mmax=0.328kN.m；

最大变形Vmax=0.170mm；

截面应力σ=0.328×106/5080.0=64.599N/mm2；

故：

支撑钢管的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3.1.5、立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式

其中N--立杆的轴心压力设计值，它包括：

横杆的最大支座反力：

N1=11.956kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2×0.149×15.500=2.770kN；

N=11.956+2.770=14.726kN；

φ--轴心受压立杆的稳定系数，由长细比lo/i查表得到；

i--计算立杆的截面回转半径（cm）：

i=1.58；

A--立杆净截面面积（cm2）：

A=4.89；

W--立杆净截面抵抗矩（cm3）：

W=5.08；

σ--钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；

[f]--钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.00N/mm2；

lo--计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式

（1）或

（2）计算

lo=k1uh

（1）

lo=（h+2a）

（2）

k1--计算长度附加系数，按照表1取值为：

1.185；

u--计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3，u=1.700；

a--立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度：

a=0.300m；

公式

（1）的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1uh=1.185×1.700×1.200=2.417m；

Lo/i=2417.400/15.800=153.000；

由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.298；

钢管立杆受压强度计算值；σ=14725.663/（0.298×489.000）=101.053

N/mm2；

故：

立杆稳定性计算σ=101.053N/mm2小于[f]=205.00满足要求！

立杆计算长度Lo=h+2a=1.200+0.300×2=1.800m；

Lo/i=1800.000/15.800=114.000；

公式

（2）的计算结果：

由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.489；

钢管立杆受压强度计算值；σ=14725.663/（0.489×489.000）

=61.582N/mm2；

故：

立杆稳定性计算σ=61.582N/mm2小于[f]=205.00满足要求！

如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式（3）计算

lo=k1k2（h+2a）（3）

k2--计算长度附加系数，h+2a=1.800按照表2取值1.038；

公式（3）的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.185×1.038×（1.200+0.300×2）=2.214m

Lo/i=2214.054/15.800=140.000；

由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.349；

钢管立杆受压强度计算值；σ=14725.663/（0.349×489.000）

=86.286N/mm2；

故：

立杆稳定性计算σ=86.286N/mm2小于[f]=205.00满足要求！

3.2、板底支撑的计算

3.2.1基本参数

1.脚手架参数

横向间距或排距（m）:

1.00；纵距（m）:

1.00；步距（m）:

1.20；

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:

0.10；脚手架搭设高度（m）:

16.50；

采用的钢管（mm）:

Φ48×3.5；

扣件连接方式:

双扣件，扣件抗滑承载力系数:

0.80；

板底支撑连接方式:

方木支撑；

2.荷载参数

模板与木板自重（kN/m2）:

0.250；混凝土与钢筋自重（kN/m3）:

25.000；

楼板浇筑厚度（m）:

0.200；倾倒混凝土荷载标准值（kN/m2）:

2.000；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

1.5；

3.木方参数

木方弹性模量E（N/mm2）:

9500.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:

13.000；

木方抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.300；木方的间隔距离（mm）:

100.000；

木方的截面宽度（mm）:

50.00；木方的截面高度（mm）:

100.00；

图1楼板支撑架立面简图

图2楼板支撑架荷载计算单元

3.2.2、模板支撑方木的计算:

方木按照简支梁计算，方木的截面力学参数为

本算例中，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5.000×10.000×10.000/6=83.33cm3；

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12=416.67cm4；

方木楞计算简图

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q1=25.000×0.100×0.200=0.500kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）:

q2=0.250×0.100=0.025kN/m；

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN）：

p1=（1.000+2.000）×1.000×0.100=0.300kN；

2.强度计算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如

下:

均布荷载q=1.2×（0.500+0.025）=0.630kN/m；

集中荷载p=1.4×0.300=0.420kN；

最大弯距M=Pl/4+ql2/8=0.420×1.000/4+0.630×1.0002/8

=0.184kN.m；

最大支座力N=P/2+ql/2=0.420/2+0.630×1.000/2=0.525kN；

截面应力σ=M/w=0.184×106/83.333×103=2.22N/mm2；

方木的计算强度为1.378小13.0N/mm2,满足要求!

3.抗剪计算：

最大剪力的计算公式如下:

Q=ql/2+P/2

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力:

Q=1.000×0.630/2+0.420/2=0.525kN；

截面抗剪强度计算值T=3×525.000/（2×50.000×100.000

=0.1575N/mm2；

截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2；

方木的抗剪强度为0.098小于1.300，满足要求!

4.挠度计算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:

均布荷载q=q1+q2=0.500+0.025=0.525kN/m；

集中荷载p=0.300kN；

最大变形V=5×0.525×1000.0004/（384×9500.000×4166666.67）

+300.000×1000.0003/（48×9500.000×4166666.67）

=0.175mm；

方木的最大挠度0.175小于1000.000/250,满足要求!

3.2.3、木方支撑钢管计算:

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；

集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=0.630×1.000+0.420=1.050kN；

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图（kN.m）

支撑钢管计算变形图（kN.m）

支撑钢管计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=1.040kN.m；

最大变形Vmax=2.860mm；

最大支座力Qmax=11.540kN；

截面应力σ=1.040×106/5080.000=204.638N/mm2；

支撑钢管的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于1000.000/150与10mm,满足要求!

3.3.4、扣件抗滑移的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，

按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=11.540kN；

R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

3.2.5、模板支架荷载标准值（轴力）:

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容：

（1）脚手架的自重（kN）：

NG1=0.149×16.500=2.457kN；

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.250×1.000×1.000=0.250kN；

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.000×0.200×1.000×1.000=5.000kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.707kN；

2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（1.000+2.000）×1.000×1.000

=3.000kN；

3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=13.448kN；

3.2.6、立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式:

其中N----立杆的轴心压力设计值（kN）：

N=13.448kN；

σ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到；

i----计算立杆的截面回转半径（cm）：

i=1.58cm；

A----立杆净截面面积（cm2）：

A=4.89cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=5.08cm3；

σ--------钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；

[f]----钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

Lo----计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》，由公式

（1）或

（2）计算

lo=k1uh

（1）

lo=（h+2a）

（2）

k1----计算长度附加系数，取值为1.155；

u----计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.700；

a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.100m

公式

（1）的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.700×1.200=2.356m；

Lo/i=2356.200/15.800=149.000；

由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.312；

钢管立杆受压强度计算值；σ=13448.220/（0.312×489.000）

=88.146N/mm2；

立杆稳定性计算σ=88.146N/mm2小于[f]=205.000满足要求！

公式

（2）的计算结果：

立杆计算长度Lo=h+2a=1.200+0.100×2=1.400m；

Lo/i=1400.000/15.800=89.000；

由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.667；

钢管立杆受压强度计算值；σ=13448.220/（0.667×489.000）

=41.232N/mm2

立杆稳定性计算σ=41.232N/mm2小于[f]=205.000满足要求！

如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式（3）计算

lo=k1k2（h+2a）（3）

k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185；

k2--计算长度附加系数，h+2a=1.400按照表2取值1.062；

公式（3）的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.185×1.062×（1.200+0.100×2）

=1.762m；

Lo/i=1761.858/15.800=112.000；

由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.502；

钢管立杆受压强度计算值；σ=13448.220/（0.502×489.000）

=54.784N/mm2；

立杆稳定性计算σ=54.784N/mm2小于[f]=205.000满足要求！

四、钢筋混凝土施工

4.1、钢筋施工混凝土施工工艺

1、混凝土拌和及供应

混凝土由建在右岸下游拌和系统（HL240-2S3000L型强制式拌和楼和一座为HZ75-2S1500型强制式拌和站）供应，为防止混凝土在拌和出机和运输过程中不同标号发生混乱，采取如下方法：

1）制定岗位责任制，强化质量意识，防止人为因素造成不同标号混淆。

2）拌制不同标号的混凝土时对出料斗进行分隔，并挂标示牌。

3）在机口挂设出口混凝土标号及浇筑部位标志牌。

4）不同标号混凝土运输的车辆悬挂明显的区分标志牌。

2、混凝土运输

做到连续、均衡、快速、及时地将混凝土从拌和楼运到浇筑地点。

转料、卸料时混凝土最大自由下落高度控制在1.5m以内，保证整个过程中混凝土骨料不分离、不漏浆、不泌水。

同时选用的混凝土运输设备和运输能力均与混凝土拌和、混凝土浇筑能力、仓面情况相适应。

采用混凝土泵运输混凝土时，遵循《水工混凝土施工规范》（DL/T5114-2001）中的关于泵送混凝土的有关规定，保证泵送混凝土工作的连续性。

因故中途中断时，及时将导管中的混凝土清除干净。

泵送混凝土过程中，经常使混凝土泵转动运行，以免导管堵塞。

在正常温度下，如间歇时间过长（超过45分钟），将留在泵管中的混凝土排除，并加以清洗。

采用其它运输机具运输混凝土时，遵循《水工混凝土施工规范》（DL/T5114-2001）中的有关规定，同时满足设计文件要求。

3、混凝土下料平仓振捣

启闭排架采用常态混凝土浇筑，主要采用门塔机进行垂直运输，泵机进行辅助，罐车进行水平运输。

因此仓面浇筑时必须与浇筑手段能力相匹配，根据门塔机吊运混凝土的能力和散热的需要，浇筑梁时浇筑厚度宜控制在50cm内，并采用两侧对称进行混凝土浇筑，配置2～3台φ50软轴振捣器。

混凝土浇筑时应注意以下几点：

1）在柱子上一层浇筑层面上先均匀铺设一层厚2～3cm的水泥砂浆，砂浆标号应比同部位混凝土标号高一等级。

每次铺设砂浆的面积与混凝土浇筑强度相适应，以砂浆铺设30分钟内被覆盖为限；

2）浇筑混凝土时，严禁在仓内加水。

当混凝土和易性较差时，采取加强振振捣等措施。

仓内的泌水必须及时排除，应避免外来水进入仓内，模板、钢筋和预埋件表面粘附的砂浆应随时清除；

3）混凝土浇筑应保持连续性，因故超过混凝土间歇时间，但混凝土能重塑者，可继续浇筑；不能重塑者，按施工缝进行处理；

4）混凝土浇筑仓面出现初凝情况，应停止浇筑，按施工缝进行处理；

5）振捣器插入混凝土