箱涵高支模专项方案 精品.docx
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箱涵高支模专项方案精品
第一节工程概况
一、基本概况
本道路为城市主干路Ⅲ级，环西路南段起点（k4+560）接中段终点；路线自北向南至k4+613.1处与文华路相交，至k4+879处吉安河（支流），设桥一座；继续于终点（k5+140）处南接环南路，路线全长580米，包含k4+879.623号桥和文华路1-16m刚架拱桥楼两座桥梁。
本项目路线全长580m，道路路基宽32.5m、40m、60m不等，行车道一般路段为两幅双向2*8.0m；公园采用单幅16.5m。
3号桥为2-8.0箱型框架桥。
桥梁共分四幅，绿化带位置桥梁断开，道路中心线及机非带处设沉降缝。
桥梁跨度为18.3米，桥梁轴线与道路中心线成40.389度。
箱涵顶板厚0.75m，底板厚0.9m；中墙厚0.7m，边墙厚0.8m。
桥梁采用单箱两室普通混凝土框架刚构桥，桥梁净宽2*8.0m，箱涵孔洞净空为5.37米。
二、环境概况
1.2.1场地位置及地形地貌
场地位于屯昌县城区的西南部。
临近新建的屯昌县体育休闲公园。
场地未经平整，施工现场内有溪流，且高差较大。
1.2.2场地地层条件
由岩土工程勘察报告中可知，场地在开挖深度范围内从上至下可能含括3个土层。
分别为：
素填土层、粉质粘土层和砂质粘性土层。
杂填土：
主要为灰、褐色，干、稍湿，欠压实，局部稍压实。
粉质粘土层：
灰、浅灰黄、青灰黄色，可塑状。
砂质粘性土层：
灰、浅灰黄色，可塑状。
以上各层的埋藏分布详见地质勘察报告“工程地质剖面图”和“钻孔柱状图”。
第二节编制依据
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-20020）
《城市道路工程施工与质量验收规范》（CJJ1-2008）
《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）
《建筑工程大模板技术规程》（JGJ74-2003）
《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《建筑施工高处作业安全技术规程》（JGJ59-99）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
施工图纸：
环西路南段市政道路工程施工图
本工程的施工组织设计
国家及地方现行法律法规及管理条例
第三节工程特点分析、危险源辨识及相应处理措施
一、工程特点分析
本工程为道路下的大型钢筋砼箱涵，其主要特点如下：
1、箱涵顶板钢筋砼平均厚0.9m，顶板与侧墙连接处设计有三角形加腋。
竖向荷载达25KN/m2。
2、箱涵支模架高度5.37m，箱涵墙板中墙厚0.7m，边墙厚0.8m，墙板侧向压力较大。
3、箱涵设计跨度8米，单幅最大宽度为16米，底板厚0.9m，整个箱涵砼量较大，设计强度C40，易产生收缩变性裂缝。
二、危险源辨识及相应处理措施
本工程面荷载25KN/m2，模板支撑体系高5.37m，危险源等级为二级。
根据工程特点分析主要危险源如下：
1、箱涵顶板重荷载高支模模板支撑体系各构件的强度、稳定、刚度的设计及验算。
处理措施：
按照安全施工相关技术规范及条文，对箱涵顶板重荷载高支模支撑体系各构件分别进行强度、稳定、刚度验算。
箱涵顶板厚0.75m，两端有加腋，加腋最大高度为0.5m、宽度约为1.5m。
为确保安全避免施工过程中出现的偶然荷载作用及便于计算，全部箱涵顶板按平均厚度0.95m进行设计验算。
根据计算结果，由于箱涵顶板竖向最大荷载较大，模板支撑体系的各构件对立杆间距的大小特别敏感。
设计立杆间距为0.75×0.75m，实际施工中立杆间距必须严格按照设计要求设置，不得大于0.75m。
其他模板支撑体系的规格、间距具体详第四章重荷载高支模设计计算书及设计图。
在顶板模板支撑中模板与模板连接处下面放方木，使2张独立的模板有效地连接在一起。
其方木与钢管之间的间距30cm。
2、箱涵顶板砼施工上的水平震动荷载极易引起重荷载高支模体系的整体失稳。
相应处理措施：
Φ48钢管模板支撑体系的主要特点是竖向承载力较大，横向承载力较低，易产生整体失稳，采取的最有效措施是：
（1）必须严格按照国家安全管理条例中的有关规定设计布置垂直纵向剪刀撑、垂直横向剪刀撑、水平剪刀撑、联柱件、联墙件，具体布置详本案第五章第二条模板支撑体系构造要求及施工方法。
（2）砼浇筑要分层分段逐步推进，不得集中大量堆放砼。
（3）模板支撑体系按市政施工相关规定进行1.2倍设计荷载的堆放预压，检验模板支撑体系的可靠性，在静载试验时要对各主要承载力构件的变形进行监测，具体详第五章第六条支模体系静载预压。
3、箱涵墙板模板体系构件承受巨大的砼的水平压力、强度、刚度的设计及施工也是主要危险源之一。
处理措施：
按照安全施工相关技术规范及条文，对箱涵墙板模板支撑体系进行设计验算。
取0.8m墙厚板进行设计验算。
模板体系选择木胶板18mm厚，木方楞80mm×50mm，作为墙板竖向内楞连接模板，Φ48钢管作为墙板横向外楞。
Φ14对拉螺栓，为尽量节约成本，有保安全，竖向内楞为300mm，Φ14对拉螺栓水平间距设计为600mm（隔跨布置），竖向间距为400mm。
4、箱涵底板砼浇筑时预埋Φ48段钢管@1800，用做斜撑，增加墙板、顶板支模系统的横向稳定及刚度。
5、箱涵顶板、底板、墙板均较厚，长度较长，砼设计强度较高，因此在施工过程中极易产生收缩变形裂缝。
处理措施：
（1）按设计要求严格设置伸缩缝。
（2）底板砼浇筑完后，应该尽快进行箱涵墙板及顶板砼施工，避免因为两者相隔时间过长，底板砼收缩早已完成，而新浇墙板、顶板砼再产生收缩变形时由于底板的约束而导致墙板、顶板收缩性裂缝。
（3）优化配合比，采用“双掺”技术，尽量降低砼配合比的水泥用量，减少水化热。
（4）砼浇筑完后应及时晒水养护。
（5）为保证墙板模板的界面形状及钢筋间距，应设置Φ12钢筋撑钩，布置间距为400mm×400mm梅花布置。
为保证箱涵底板、顶板钢筋间距，应设置Φ16钢筋马凳，间距1200mm×1200mm，呈梅花形布置。
每管马凳筋长度为0.45×3+0.78×2mm。
三、其他危险源分析及相应措施
危险源评估及控制措施表（模板支架、高出作业等）
项目
危险源
控制措施
物理
性危
险危
害因
素
设备
设施
缺陷
扣件的质量不符合国家标准的要求
按照国家规定，项目部不符合要求的扣件及时更换，进场的扣件应具备产品合格证
扣件的螺栓无垫片或垫片不符合国家标准的要求
同上
扣件有夹沙现象
同上
立杆未设置离地200mm的扫地杆
同上
立杆的接头间隔不符合规范
架子班组应按照JGJ130-2001标准的要求，经过检查符合安全要求后方能投入使用
立杆的间隔不符合安全要求
同上
物理性危
险危
害因
素
设备
设施
缺陷
架体的转角处剪刀撑与地面的夹角过大
架工班组按照JGJ130-2001标准的要求，地面夹角应在45o -60o之间并经过检查合格后投入使用
横杆的端头与扣件的中心小于10cm
架工班组JGJ130-2001标准的要求，经过检查合格后投入使用
水平杆搭接间隔不符合安全要求
同上
有些焊接钢管作为立杆
将焊接钢管全部退场，禁止使用
连墙点的设置不符合安全要求
按照JGJ130-2001标准及《落地式双排竹脚手架》标准进行纠正，检查符合要求后方可使用
扣件的螺栓扭矩力没有达到安全要求
按照JGJ130-2001标准进行检测，检测不符合要求的进行加固并检测验收合格后方可使用
防护
缺陷
安全帽没有定期检查
按照安全帽管理规定的有关标准进行检查，对不符合标准要求的全部更换
安全带没有定期检查
按照安全带管理规定的有关标准进行检查，对不符合标准要求的全部更换
安全网没有定期检查
按照安全网管理规定的有关标准进行检查对不符合标准要求的全部更换
架子工作业没有配备工具袋
按照《职业健康安全管理制度》中的（劳保用品发放标准）执行
不佩戴或不正确佩戴安全防护用具
按照《职业健康安全管理制度》的规定进行教育和处理，加强管理力度和安全教育
运动物危害
钢管、扣件、螺丝、工具等高空坠落
完善各种防护措施，挂设安全标志牌加强安全管理和安全教育
工作环境
大风、大雨天搭设外架
遇到大风、大雨停止高空作业
搭设或拆除外架时，有人在外架下通行
搭设或拆除外架时，项目部派专人进行监护，设警戒区，挂设警示标志并加强管理
标志
支架搭拆时无安全无安全标志和警示
项目部安全员根据现场实际情况进行挂设
第四节支撑体系设计及计算书
支撑体系设计说明：
面板采用18mm厚的胶合模板，面板背楞用枋木支撑，采用ø48×3.5水平钢管作为背楞（木枋）的支撑。
满堂支架的搭设规格为：
立杆间距0.75m×0.75m，步距1.2m。
立杆顶端采用顶托作为集中荷载的传递构件。
支撑体系搭设的构造应满足以下要求：
1、扫地杆：
离地高度不超过0.2m。
2、剪刀撑：
每隔四排立杆设置一道垂直剪撑，垂直剪刀撑钢管与地面成45-60度角，水平剪刀撑按照其两端与中间每隔四排立杆从顶部开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑，每道剪刀撑宽度不小于4跨，且不小于6m。
3、立杆顶端的顶托伸出上部第一根水平杆的长度不得超过50cm（自由端长度。
注：
自由端长度为模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线支撑点的长度）。
由于本箱涵结构模板支撑成型洞口尺寸远大于该截面面积的1/3,所以不考虑风荷载。
一、现浇箱涵盖板支撑体系计算
（一）、参数信息
1、立杆参数：
立杆的纵距b=0.75m
立杆的横距1=0.75m
立杆的步距h=1.20m
伸出长度：
0.2m
2、荷载参数：
砼板厚：
950mm
①砼自重选用25KN／m3
②模板自重采用0.3KN／m2
③施工均布荷载选用2.5KN／m2
④振捣砼荷载2KN／m2（水平模板）
4KN／m2（垂直模板）
⑤钢筋自重1.5KN／m3（每立方钢筋砼钢筋自重）
3、地基参数
地基承载力标准值取170KN／m2
基础底面面积取50mm×50mm
4、木方参数：
木方的宽度80mm
木方的高度50mm
木方的弹性模量为E=7650N／mm2
木方自重0.3KN／m2
木方的顺纹抗剪强度取ft=1.87N／mm2
木方的抗弯强度取fw=17.9N／mm2
木方的截面惯性矩I：
I=bh3/12=803×50／12=2.13×106mm4
木方的截面抵抗矩W：
W=bh2/6=802×50／6=5.33×104mm3
5、面板参数：
面板厚为18mm
面板的顺纹抗剪强度取ft=1.87N／mm2
面板的抗弯强度取fw=17.9N／mm2
面板的弹性模量为E=4680N／mm2
面板的截面惯性矩I：
I=bh3/12=1000×183／12=4.86×105mm4
面板的截面抵抗矩w
W=bh2/6=1000×182／6=5.4×104mm3
6、其他参数：
搭设高度取5.37m
伸出长度取0.45m
钢管规格：
Φ48mm×3.5mm
钢管立杆净截面面积（cm2）：
A＝489mm2，
钢管截面抵抗矩W
W＝5078mm3，
钢管截面惯性矩I：
I＝1.22×105mm4，
钢管的弹性模量
E＝2.1×105N/mm2，
钢管的抗弯强度取f
f＝215N/mm2
钢管抗剪强度取ft=120N／mm2
（二）、模板面板计算
规格1830×915×18mm。
受力验算取单块板验算，按三跨连续梁计算，其计算简图如下所示：
荷载计算：
序号
荷载种类
单位荷载
荷载计算
备注
1
模板自重
0.3KN/m2
1.2×0.3=0.36KN/m2
2
新浇筑
砼自重
25KN/m3
1.2×25×0.95=28.5KN/m2
3
钢筋自重
1.5KN/m3
1.2×1.5×1.05=1.89KN/m2
4
施工人员
及设备
2.5KN/m2
1.4×2.5=3.5KN/m2
5
振捣时产生的荷载
水平荷载
2KN/m2
1.4×2=2.8KN/m2
垂直荷载
4KN/m2
1.4×4=5.6KN/m2
恒荷载设计值：
g=0.36+28.5+1.89=30.75KN／m2
活荷载设计值：
q=3.5+2.8=6.3KN／m2
荷载总设计值：
g+q=30.75+6.3=37.05KN／m2
内力计算：
按三等跨连续梁计算内力（为简化起见，凡超过三跨的模板均按三跨连续计算），本结构为受弯结构，需要验算其抗弯强度、抗剪强度和刚度，根据荷载组合要求。
将面荷载转为线荷载模板面板取0.915m板宽带计算。
当在满载作用下时，三等跨连续梁的最大弯矩在B、C支座，最大剪力发生在B支座左侧及C支座右侧。
即支座弯矩MB=0.1×（g+q）×12
支座剪力QB左=-0.6×（g+q）×1
1、抗弯强度计算：
M=0.1×37.05×1×0.32=0.33KNm
截面抗剪强度计算值：
σ=M／W≤fw=17.9N／mm2
W=bh2/6=1000×182／6=5.4×104mm3
σ=0.33×106／（5.4×104）=6.1N／mm2（满足要求）
2、抗剪计算：
QB左=-0.6×（g+q）×1=-0.6×37.05×1×0.3=-6.669KN
截面抗剪强度计算值：
τ=3Q／2bh≤ft=1.87N／mm2
τ=3×6669／（2×1000×18）=0.56N／mm2≤ft=1.87N／mm2
（满足要求）
3、刚度验算。
即验算在荷载（g+q）作用下挠度是否满足要求。
施工规范规定：
结构表面不隐蔽时模板容许最大挠度[w]=l/300,最大挠度发生在第1、3跨的跨中。
挠度计算：
ω1=ω3=0.677（g+q）l4／100EI≤[w]
面板最大挠度计算：
w=0.677×37.05×l×3004／（100×4680×4.86×105）=0.90mm
w=0.90mm<[ω]=300／250=1.2mm
满足要求。
（三）、背楞钢管受力验算
规格48mm×3.5mm的钢管。
受力验算取单块板长度183mm验算，按三跨连续梁计算，平均跨长600mm，其计算简图如下所示：
荷载计算：
序号
荷载种类
单位荷载
荷载计算
备注
1
板及板上部结构、施工荷载传来的恒荷载
30.75KN/m2
30.75×0.3=9.225KN/m
2
钢管自重
0.0384KN/m
1.2×0.0384=0.0461KN/m
恒荷载设计值：
g=9.225+0.0461=9.27KN／m
活荷载设计值：
q=6.3×0.3=1.89KN／m
荷载总设计值：
g+q=9.27+1.89=11.16KN／m
内力计算：
按三等跨连续梁计算内力（为简化起见，凡超过三跨的模板均按三跨连续计算），本结构为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。
根据荷载组合要求，
当在满载作用下时，三等跨连续梁的最大弯矩在B、C支座，最大剪力发生在B支座左侧及C支座右侧。
即支座弯矩MB=0.1×（g+q）×l2
支座剪力QB左=-0.6×（g+q）×l
1、抗弯强度计算：
M=0.1×11.16×0.62=0.40KNm
截面抗剪强度计算值：
σ=M／W≤fw=215MPa
W＝5078mm3
σ=0.40×106／（5.078×103）=78MPa2、抗剪计算：
QB左=-0.6×（g+q）×l=-0.6×11.16×0.6=-4.018KN
截面抗剪强度计算值：
τ=3Q／2bh≤[f]=120N／mm2
τ=3×4018／（2×489）=12.3N／mm2≤ft=120N／mm2（满足要求）
3、刚度验算。
即验算在荷载（g+q）作用下挠度是否满足要求。
施工规范规定：
结构表面隐藏时模板容许最大挠度[w]=l/300,最大挠度发生在第1、3跨的跨中。
挠度计算：
ω1=ω3=0.677（g+q）l4／100EI≤[w]
钢管最大挠度计算w=0.677×11.16×6004／（100×2.1×105×1.22×105）=0.36mm<[ω]=600／300=2mm（满足要求）。
（四）、主楞水平横向钢管受力计算
规格48mm×3.5mm的钢管。
受力验算取单块板长度183mm验算，按三跨连续梁计算，平均跨长600mm，其计算简图如下所示：
荷载计算
序号
荷载种类
单位荷载
荷载计算
备注
1
背楞钢管及钢管上部荷载、施工荷载传来的恒荷载
9.27KN／m
9.27×0.6=5.562KN
2
钢管自重
0.0384KN/m
1.2×0.0384×0.6=0.03KN
恒荷载设计值：
G=5.562+0.03=5.592KN
活荷载设计值：
Q=1.89×0.6=1.134KN
总荷载设计值：
G+Q=5.592+1.134=6.726KN
内力计算：
按三等跨连续梁计算内力（为简化起见，凡超过三跨的模板均按三跨连续计算），本结构为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。
根据荷载组合要求，
当在集中荷载作用下时，三等跨连续梁的最大弯矩在B、C支座，最大剪力发生在B支座左侧及C支座右侧。
即第1跨跨中弯矩M=κ1Gι+κ2Qι
支座剪力V=κ3G+κ4Q
1、抗弯强度计算：
M=0.175×5.592×0.6+0.213×1.134×0.6=0.732KNm
截面抗剪强度计算值：
σ=M／W≤fw=215MPa
W＝5078mm3
σ=0.79×106／（5.078×103）=144.1MPa满足要求。
2、抗剪计算：
VA，max=κ3G+κ4Q=0.35×5.592+0.425×1.134=2.63KN
VBl，max=κ3G+κ4Q=-0.65×5.592-0.575×1.134=-4.64KN
VBr，max=κ3G+κ4Q=0.5×5.592+0×1.134=3.066KN
故在B支座右侧剪力最大VBr，max=3.066KN
截面抗剪强度计算值：
τ=3Q／2bh≤[f]=120N／mm2
τ=3×3066／（2×489）=9.41N／mm2≤[f]=120N／mm2（满足要求）
3、刚度验算。
即验算在荷载（g+q）作用下挠度是否满足要求。
施工规范规定：
结构表面隐蔽时模板容许最大挠度[w]=l/300,最大挠度发生在第1、3跨的跨中。
挠度计算：
ω1=ω3=pl3/（48EI）≤[w]
钢管最大挠度计算
w=6.726×1000×6003／（48×2.1×105×1.22×105）=1.18mm
w=1.18mm<[ω]=600／300=2mm（满足要求）。
（五）、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）：
R≤RC
其中RC-扣件抗滑承载力设计值，当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时，试验表明：
单扣件在12KN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取8KN；双扣件在20KN的荷载下会滑动，其抗滑承载力取12KN。
采用单扣件进行验算，其在12KN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取8.0KN。
按照最不利的中间跨进行验算，受力影响范围为600mm×600mm，受力大小为水平横杆传递的荷载+扣件自重：
6726N+1.2×13.2N×2=6.758KN≤8KN
满足要求，但考虑到顶板厚度较大，局部施工过程可能出现较大的集中荷载，为保证支撑体系的稳定和安全，本工程采用顶托作为荷载承重支撑点，通过顶托将上部荷载直接传递至立杆的轴心。
（六）、立杆受力验算
1、钢管脚手架的自重（KN）
立杆纵距查表值1=0.75m步距查表值h=1.20m
按照最不利的中间跨进行验算，其受力范围为750mm×750mm。
荷载计算
序号
荷载种类
荷载计算
1
扣件传来的荷载
6758N
2
水平横杆重量
按7.5m计：
1.2×7.5×38.4=345.6N
3
扣件
按10个计：
1.2×13.2×10=158.4N
4
立杆重量
1.2×38.4×5.27=242.8N
荷载组合
7504.8N
②稳定性验算
立杆为ø48×3.5钢管：
A＝489mm2，W＝5078mm3，I＝1.22×105mm4，i=（I/A）1/2=15.8mm，fm＝205MPa。
按照扣件式钢管脚手架安全技术规范要求，满堂支架稳定性验算须进行顶部立杆段和非顶部立杆段的稳定性验算。
非顶部立杆段取竖向荷载最大的底部立杆段进行验算。
<1>顶部立杆段验算
计算长度L0=kμ1（h+2a）=1.155*1.719*（1.2+2*0.2）=3.177m
k-满堂支撑架立杆计算长度附件系数，H<8m，取k=1.155；
μ1-考虑满堂支架整体稳定因素的单杆计算长度系数,查表取1.719；
h-立杆步距，h=1.2m；
a-立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度,取a=0.2m。
L0=3177mm，长细比λ=L0/i=3177/15.8=201，查表得稳定系数ψ=0.179
σ=N/（ψA）=6758/（0.179×489）=77.2N/mm2顶部立杆段满足稳定性要求。
<2>底部立杆段验算
计算长度L0=kμ2h=1.155*2.225*1.2=3.084m
k-满堂支撑架立杆计算长度附件系数，H<8m，取k=1.155；
μ2-考虑满堂支架整体稳定因素的单杆计算长度系数，
查表取2.225；
h-立杆步距，h=1.2m；
L0=3084mm，长细比λ=L0/i=3084/15.8=195.2，查表得稳定系数ψ=0.189
σ=N/（ψA）=7504.8/（0.189×489）=81.2N/mm2底部立杆段满足要求。
二、现浇箱涵墙身板模支撑体系计算书
（一）、墙模板基本参数
1、面板参数：
面板的厚度h=18.00mm
面板的弹性模量E=4680N／mm2
面板的抗弯强度fw=17.9N／mm2
面板的抗剪强度ft=1.87N／mm2
2、木方和刚楞的参数
方木抗弯设计值fw=17.9N／mm2
方木的弹性模量E=7650N／mm2
方木的抗剪设计值ft=1.87N／mm2
刚楞的弹性模量E=2.1×105N／mm2
刚楞抗弯强度fc=205N／mm2
3、构造参数：
次楞（内龙骨）间距：
300mm
主楞（外龙骨）间距：
400mm
穿墙螺栓水平间距：
600mm
穿墙螺栓竖向间距：
400mm
4、主楞（外龙骨）参数
龙骨材料钢楞
截面类型圆钢管48mm×3.2mm
截面惯性矩Iz
Iz=3.14D4/64-3.14d4/64=6.81cm4
截面抵抗矩W
W=3.14D3/32-3.14d3/32=2.21cm4
5、次楞（内龙骨）参数
龙骨材料：
木楞
宽度（mm）：
50mm
高度（mm）：
80mm
截面惯性矩I=213.33cm4
截面抵抗矩w=53.33cm3
6、穿墙螺栓力学参数
8.8级螺栓强Φ14
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