型钢门式支架过车通道专项方案.docx
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型钢门式支架过车通道专项方案
型钢门式支架过车通道
专
项
施
工
方
案
编制单位:
编制时间:
年月
型钢门式支架过车通道专项方案
一、工程概况
某工程的部分工程,该标段起点位于黄花园大桥下与已建的北滨路相连,终点位于北滨路延伸段K0+720处,主要工程内容包括聚贤岩立交和架空广场。
1.1建筑设计概况
建筑耐久年限分类:
一类建筑耐火等级:
一级
架空广场占地面积:
19814.1m2地下建筑面积:
18781.1m2
1.2结构设计概况
本工程为现浇钢筋砼框架结构体系,框架抗震等级为四级。
本工程主体结构设计合理使用年限为50年,建筑物抗震设防类别为丙类,建筑结构的安全等级为二级;建筑物场地类别为Ⅱ类。
架空广场共一层,楼层高度5.9~8.3m。
(2)框架主体结构:
柱:
本工程柱主要为直径500~900mm的圆形柱。
梁:
本工程梁为矩形梁,截面尺寸为300×750~600×2000,在A-14轴~A-17轴、A-19轴~A-23轴间车道区域为大跨度后张法预应力梁。
板:
板为钢筋混凝土现浇板,板厚为120~150mm。
混凝土强度等级:
车道区域内柱、梁、板砼强度等级为C40;其它地下结构柱、梁、板砼强度等级为C30。
根据工程有关各方要求,江溉路及护岸综合整治工程—聚贤岩立交(第一标段)设计北滨路延伸段需预留临时过车通道,为方便架空广场上部施工,保证施工期车辆的正常通行,决定沿北滨路延伸段纵向采用[40型槽钢和[20型槽钢搭设门式支架过车通道。
门式支架根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)进行设计。
二、施工准备
2.1主要劳动力安排
根据工程进度安排情况、组织1个班组共计30名木工进行架体施工。
2.2支架方案选择
根据本工程的结构特点,支架体系作如下设计:
(1)门式支架采用[20、[40槽钢、工钢20作通道门梁,支撑系统采用φ48,壁厚3.0mm的钢管满堂脚手架。
(2)架上砼梁模、板模采用18厚胶合板,背肋采用40×90~50×100的木枋制作安装,具体做法详《模板支架专项施工方案》。
(3)架下防护棚做法采用钢管架搭设,具体详附后“防护棚计算书”。
2.3支架材料准备
材料进场时,必须具备产品合格证。
根据国家验收规范和我单位验收标准工作程序进行严格的检查验收,保证使用的是优质材料。
主要采用以下材料:
[40型槽钢(自购):
h=400mmb=115mmd=8.0mmt=13.5mm
Ix=15220cm4,Wx=761cm3,Sx=444cm3,g=9.8N/kg,槽钢长L=6m,净垮l=4m.理论重量:
48.3kg/m,截面面积:
61.5cm2。
[20型槽钢(自购):
h=200mmb=76mmd=5.2mmt=9.0mm
Ix=1520cm4,Wx=152cm3,Sx=8.07cm3,d=5.2㎜,g=9.8N/kg,槽钢长L=6m,净垮l=4m.理论重量:
18.4kg/m,截面面积:
23.4cm2。
工20工字钢(自购):
h=200mmb=100mmd=5.2mmt=8.4mm
Ix=1840cm4,Wx=184cm3,Sx=104cm3,g=9.8N/kg,槽钢长L=6m,净垮l=4m.理论重量:
21.0kg/m,截面面积:
26.8cm2。
钢材设计强度
弹性模量
三、施工方法及措施
3.11-11轴施工方法及措施:
1、门式支架梁(槽钢、工字钢)间距(净距):
[40型槽钢:
0.9m。
[20型槽钢:
0.5m(按两槽钢靠背布置,靠背处点焊)。
工20型钢:
0.35m。
2、门式支架梁(槽钢、工字钢)下支撑钢管:
纵向间距:
0.9m。
横向间距(梁跨4m外两侧各1m下钢管):
0.3m,两侧各4根,共8根。
3、搭设高度:
门式支架梁(槽钢、工字钢)底高5.0m(相对地面高度)。
4、梁上(槽钢、工字钢)架体
板下按0.6*0.6m钢管架搭设,砼梁下支架和模板按《模板支架专项施工方案》要求搭设,立杆上设顶托。
5、地基处理
要求承载力不得低于1.2Mpa,既有砼路面能够满足要求,可不进行特殊处理,无砼路面段必须进行地基硬化处理,满足承载力要求。
立杆底设底座(底板平面尺寸大于0.1*0.1m)。
3.211-19轴施工方法及措施:
1、门式支架梁(槽钢、工字钢)间距(净距):
[40型槽钢:
0.8m。
[20型槽钢:
0.5m(按两槽钢靠背布置,靠背处点焊)。
工20型钢:
0.3m。
2、门式支架梁(槽钢、工字钢)下支撑钢管:
纵向间距:
0.9m。
横向间距(梁跨4m外两侧各1m下钢管):
0.2m,两侧各5根,共10根。
3、搭设高度:
门式支架梁(槽钢、工字钢)底高5.0m(相对地面高度)。
4、梁上(槽钢、工字钢)架体
板下按0.6*0.6m钢管架搭设,砼梁下支架和模板按《模板支架专项施工方案》要求搭设,立杆上设顶托。
5、地基处理
要求承载力不得低于1.2Mpa,既有砼路面能够满足要求,可不进行特殊处理,无砼路面段必须进行地基硬化处理,满足承载力要求。
立杆底设底座(底板平面尺寸大于0.1*0.1m)。
3.319-27轴施工方法及措施:
1、门式支架梁(槽钢、工字钢)间距(净距):
[40型槽钢:
0.7m。
[20型槽钢:
0.45m(按两槽钢靠背布置,靠背处点焊)。
工20型钢:
0.27m。
2、门式支架梁(槽钢、工字钢)下支撑钢管:
纵向间距:
0.9m。
横向间距(梁跨4m外两侧各1m下钢管):
0.2m,两侧各5根,共10根。
3、搭设高度:
门式支架梁(槽钢、工字钢)底高5.0m(相对地面高度)。
4、梁上(槽钢、工字钢)架体
板下按0.6*0.6m钢管架搭设,砼梁下支架和模板按《模板支架专项施工方案》要求搭设,立杆上设顶托。
5、地基处理
要求承载力不得低于1.2Mpa,既有砼路面能够满足要求,可不进行特殊处理,无砼路面段必须进行地基硬化处理,满足承载力要求。
立杆底设底座(底板平面尺寸大于0.1*0.1m)。
3.427-32轴施工方法及措施:
1、门式支架梁(槽钢、工字钢)间距(净距):
[40型槽钢:
0.9m。
[20型槽钢:
0.6m(按两槽钢靠背布置,靠背处点焊)。
工20型钢:
0.4m。
2、门式支架梁(槽钢、工字钢)下支撑钢管:
纵向间距:
0.9m。
横向间距(梁跨4m外两侧各1m下钢管):
0.2m,两侧各5根,共10根。
3、搭设高度:
门式支架梁(槽钢、工字钢)底高5.0m(相对地面高度)。
4、梁上(槽钢、工字钢)架体
板下按0.6*0.6m钢管架搭设,砼梁下支架和模板按《模板支架专项施工方案》要求搭设,立杆上设顶托。
5、地基处理
要求承载力不得低于1.2Mpa,既有砼路面能够满足要求,可不进行特殊处理,无砼路面段必须进行地基硬化处理,满足承载力要求。
立杆底设底座(底板平面尺寸大于0.1*0.1m)。
3.5、防护棚施工方法及措施:
1.构造参数
立杆横距lb(m):
4;立杆纵距la(m):
0.5;防护棚高度H(m):
4.9;
上下防护层间距h1(m):
0.4;立杆步距h(m):
1.5;
斜撑与立杆连接点与地面的距离h2(m):
3;
斜撑与立杆连接点到下防护层的距离h3(m):
1.5;
水平钢管搭设方式:
钢管沿横向搭设;
水平钢管间距a(m):
0.5;钢管类型(mm):
Φ48×3;
扣件连接方式:
双扣件,取扣件抗滑移承载力系数:
0.8;
2.荷载参数:
高空坠落物最大荷载标准值N(kN):
1;
脚手板自重(kN/m2):
0.35;
栏杆及挡脚板自重(kN/m):
0.1;
3.地基参数:
地基土类型:
砼;
地基承载力标准值(kpa):
1000;
立杆基础底面面积(m2):
0.01;
四、支架计算
4.11-11轴支架计算
4.1.1.荷载分析
满堂支架覆盖范围为:
90.74m(通道纵向)×8m(通道横向),门式支架总高度5.0m,上部为高约3.3m的扣件式满堂支架。
考虑到门式支架覆盖面积以及满堂支架的传力作用,此处荷载仅考虑钢筋砼、模板、满堂支架及自身重量并按1.2的分项系数进行强度检算,不再考虑其它可变荷载以及偶然荷载。
钢筋砼自重(比重按25KN/m3计算):
219.77*25=5494.25KN
模板及方木自重
模板重量:
[90.74*8+(0.95*2*2+0.85*2)*8]*0.06=769.92*0.06KN/m2=46.20KN
方木重量:
0.05*0.1*8*(270+302(上下)+11*24)*6KN/m3=200.64KN
计算说明:
根据模板施工方案梁底模板分布方木(按50*100计)4根,梁侧两边个分布方木(按50*100计)4根,板模按300mm间距布置。
模板及方木合计重量:
46.20+200.64=246.84KN
满堂支架自重
杆件自重
计算说明:
支架按8.3m高度计算,需要立杆高度8.1m,水平杆共计7层,在立杆及水平杆重量基础上按10%考虑剪刀撑重量,梁下均按0.6m立杆间距计,梁底支撑每道3根立杆。
[100(道)*8(板立杆)*3.3+14(道)*2(梁下增加)*24(根)*3.3+100*6.3*3+8*90.74*3]×3.33*9.8/1000=[8100+5443+910+800]*0.033=15253*0.033=291.27KN
托座自重
[(800+672)×(5.82*2/3(底托)+7.01(顶托))*9.8/1000=157.09KN
满堂支架合计重量:
291.27+157.09=448.36KN
上部荷载共计:
5494.25+246.84+448.36=6189.45KN
上部荷载设计值共计:
6189.45*1.2=7427.34KN
4.1.2.受力分析[40型槽钢]
4.1.2.1强度检算
平均每根钢管底部传力7427.34/1472=5.05KN,[40型槽钢按6m长度简支梁进行受力分析如下:
槽钢计算简图
材料弹性模量(N/mm2):
E=206000.0
设槽钢根数n1,间隔为x1m,垂直轴线方向单层布设:
槽钢承受总重:
F=7427.34KN
每根槽钢受力:
P=F/n1=7427.34/n1KN
支架反力:
R=P/2=7427.34/2n1KN
(1)抗弯承载力检验:
最大弯矩(中间截面):
MMax=R×l/2=(7427.34/2n1)*2=7427.34/n1KN·M
σMax=MMax/Wx=(7427.34/n1)×103/(761×10-6)=9760/n1Mpa≤215Mpa
由上可解得n1≥45根,取n1=90根,x=(90.74-90*0.115)/89=0.9m
则单根槽钢受力P=82.53KN。
(2)抗剪承载力检验:
Q=P-R=P/2=41.27KN
τMax=QSx/Ix/d=41.27*10-3×444*103/(15.22*10)/8.0
=15.05Mpa<[τ]=125Mpa
(3)最大挠度检验(中截面):
集中荷载:
δ=PL3/(48EI)
=(82.53×103×43)/(48*2.06×1011×15220×10-8)=3.5mm
均布荷载:
q=p/L=82.53/6*103=13755NM-1
δ=5ql4/384EI=(5*13755*44)/(384*2.06*1011*15220*10-8)=1.5mm
规范允许挠度:
l/250=4000/250=16mm满足要求
4.1.2.2支架稳定性验算:
立杆强度验算:
(1)钢筋混凝土重:
F1=5494.25KN
(2)槽钢重:
F2=90*6*48.3*9.8/1000=255.6KN
(3)模板自重:
F3=246.84KN
(4)支架自重:
F4=448.36KN
单支立杆抗压承载力:
Fi=(F1+F2+F3+F4)*γ/n
=(6189.45+255.6)*1.2/9.8/(1472/3)=1.6t>1.2t
因立杆承载力超过极限承载力,故应考虑加固方案。
分析及措施如下:
取立杆利用系数为0.8,即单支立杆设计承重为1.2*0.8=0.96t。
立杆总需承受的力为:
789.2t,
总立杆根数:
789.2/0.96=822根,
暂按90m长度每0.9m间距布置立杆计算,每横方向需布置822/101≈8.1根立杆,按共101*8=808根立杆验算单杆承载力:
789.2/808=0.98t<1.2t满足要求
4.1.2.3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,取12.80kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,根据前面计算结果得到R=0.98*9.8=9.6kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
4.1.2.4地基承载力
钢管柱底部设计接触面积:
0.1×0.1=0.01m2
基础承载力:
0.98*9.8=9.6KN
基础强度:
9.6/0.01=960Kpa
故要求承载力不得低于960Kpa,既有砼路面能够满足要求,可不进行特殊处理,无砼路面段必须进行地基硬化处理,满足承载力要求。
4.1.3受力分析[20型槽钢]
4.1.3.1强度检算
平均每根钢管底部传力7427.34/1472=5.05KN,[20型槽钢按6m长度简支梁进行受力分析如下:
槽钢计算简图
材料弹性模量(N/mm2):
E=206000.0
设槽钢根数n1,间隔为x1m,垂直轴线方向单层布设:
槽钢承受总重:
F=7427.34KN
每根槽钢受力:
P=F/n1=7427.34/n1KN
支架反力:
R=P/2=7427.34/2n1KN
(1)抗弯承载力检验:
最大弯矩(中间截面):
MMax=R×l/2=(7427.34/2n1)*2=7427.34/n1KN·M
σMax=MMax/Wx=(7427.34/n1)×103/(152×10-6)=48864.08/n1Mpa≤215Mpa
由上可解得n1≥227根,取n1=230根,x=(90.74-230*0.07)/229=0.33m
则单根槽钢受力P=32.29KN。
(2)抗剪承载力检验:
Q=P-R=P/2=16.15KN
τMax=QSx/Ix/d=16.15*10-3×8.07*103/(1.52*10)/5.2
=1.65Mpa<[τ]=125Mpa
(3)最大挠度检验(中截面):
集中荷载:
δ=PL3/(48EI)
=(32.29×103×43)/(48*2.06×1011×1520×10-8)=14mm
均布荷载:
q=p/L=32.29/6*103=5382NM-1
δ=5ql4/384EI=(5*5382*44)/(384*2.06*1011*1520*10-8)=5.7mm
规范允许挠度:
l/250=4000/250=16mm满足要求
4.1.3.2支架稳定性验算:
立杆强度验算:
(1)钢筋混凝土重:
F1=5494.25KN
(2)槽钢重:
F2=230*6*18.4*9.8/1000=248.84KN
(3)模板自重:
F3=246.84KN
(4)支架自重:
F4=448.36KN
单支立杆抗压承载力:
Fi=(F1+F2+F3+F4)*γ/n
=(6189.45+248.84)*1.2/9.8/(1472/3)=1.61t>1.2t
因立杆承载力超过极限承载力,故应考虑加固方案。
分析及措施如下:
取立杆利用系数为0.8,即单支立杆设计承重为1.2*0.8=0.96t。
立杆总需承受的力为:
788.36t,
总立杆根数:
788.36/0.96=821根,
暂按90m长度每0.9m间距布置立杆计算,每横方向需布置821/101≈8.1根立杆,按共101*8=808根立杆验算单杆承载力:
788.36/808=0.97t<1.2t满足要求
4.1.3.3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,取12.80kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,根据前面计算结果得到R=0.97*9.8=9.51kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
4.1.3.4地基承载力
钢管柱底部设计接触面积:
0.1×0.1=0.01m2
基础承载力:
0.97*9.8=9.51KN
基础强度:
9.51/0.01=951Kpa
故要求承载力不得低于951Kpa,既有砼路面能够满足要求,可不进行特殊处理,无砼路面段必须进行地基硬化处理,满足承载力要求。
4.1.4受力分析[工20型钢]
4.1.4.1强度检算
平均每根钢管底部传力7427.34/1472=5.05KN,工20型钢按6m长度简支梁进行受力分析如下:
工钢计算简图
材料弹性模量(N/mm2):
E=206000.0
设工钢根数n1,间隔为x1m,垂直轴线方向单层布设:
工钢承受总重:
F=7427.34KN
每根工钢受力:
P=F/n1=7427.34/n1KN
支架反力:
R=P/2=7427.34/2n1KN
(1)抗弯承载力检验:
最大弯矩(中间截面):
MMax=R×l/2=(7427.34/2n1)*2=7427.34/n1KN·M
σMax=MMax/Wx=(7427.34/n1)×103/(184×10-6)=40366.0/n1Mpa≤215Mpa
由上可解得n1≥188根,取n1=190根,x=(90.74-190*0.1)/189=0.38m
则单根工钢受力P=39.1KN。
(2)抗剪承载力检验:
Q=P-R=P/2=19.55KN
τMax=QSx/Ix/d=19.55*10-3×104*103/(1.84*10)/5.2
=21.25Mpa<[τ]=125Mpa
(3)最大挠度检验(中截面):
集中荷载:
δ=PL3/(48EI)=(39.1×103×43)/(48*2.06×1011×1840×10-8)=14mm
均布荷载:
q=p/L=39.1/6*103=6517NM-1
δ=5ql4/384EI=(5*6517*44)/(384*2.06*1011*1840*10-8)=2.2mm
规范允许挠度:
l/250=4000/250=16mm满足要求
4.1.4.2支架稳定性验算:
立杆强度验算:
(1)钢筋混凝土重:
F1=5494.25KN
(2)工钢重:
F2=190*6*21.0*9.8/1000=234.61KN
(3)模板自重:
F3=246.84KN
(4)支架自重:
F4=448.36KN
单支立杆抗压承载力:
Fi=(F1+F2+F3+F4)*γ/n
=(6189.45+234.61)*1.2/9.8/(1472/3)=1.60t>1.2t
因立杆承载力超过极限承载力,故应考虑加固方案。
分析及措施如下:
取立杆利用系数为0.8,即单支立杆设计承重为1.2*0.8=0.96t。
立杆总需承受的力为:
786.62t,
总立杆根数:
786.62/0.96=819根,
暂按90m长度每0.9m间距布置立杆计算,每横方向需布置819/101≈8.1根立杆,按共101*8=808根立杆验算单杆承载力:
786.62/808=0.97t<1.2t满足要求
4.1.4.3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,取12.80kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,根据前面计算结果得到R=0.97*9.8=9.51kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
4.1.4.4地基承载力
钢管柱底部设计接触面积:
0.1×0.1=0.01m2
基础承载力:
0.97*9.8=9.506KN
基础强度:
9.506/0.01=951Kpa
故要求承载力不得低于951Kpa,既有砼路面能够满足要求,可不进行特殊处理,无砼路面段必须进行地基硬化处理,满足承载力要求。
4.211-19轴支架计算
4.2.1.荷载分析
满堂支架覆盖范围为:
70.5m(通道纵向)×8m(通道横向),门式支架总高度5.0m,上部为高约3.3m的扣件式满堂支架。
考虑到门式支架覆盖面积以及满堂支架的传力作用,此处荷载仅考虑钢筋砼、模板、满堂支架及自身重量并按1.2的分项系数进行强度检算,不再考虑其它可变荷载以及偶然荷载。
钢筋砼自重(比重按25KN/m3计算):
202.96*25=5074KN
模板及方木自重
模板重量:
[70.5*8+(1.05*2*2+1.15*2+0.85*2)*8]*0.06=629.6*0.06KN/m2=37.78KN
方木重量:
0.05*0.1*6*(163+235(上下)+13*32)*6KN/m3=146.52KN
计算说明:
根据模板施工方案梁底模板分布方木(按50*100计)4根,梁侧两边个分布方木(按50*100计)5根,板模按300mm间距布置。
模板及方木合计重量:
37.78+146.52=184.3KN
满堂支架自重
杆件自重
计算说明:
支架按8.3m高度计算,需要立杆高度8.1m,水平杆共计7层,其中槽钢面上共3层,其立杆高度3.3m,在立杆及水平杆重量基础上按10%考虑剪刀撑重量,梁下均按0.6m立杆间距计,梁底支撑每道3根立杆。
[79(道)*8(板立杆)*3.3+14(道)*2(梁下增加)*32(根)*3.3+79*6.3*3+8*70.5*3]×3.33*9.8/1000=[2085+2957+1493+1692]*0.033=8227*0.033=271.49KN
托座自重
[(790+896)×(5.82*2/3(底托)+7.01(顶托))]*9.8/1000=179.93KN
满堂支架合计重量:
271.49+179.93=452.42KN
上部荷载共计:
5074+184.3+452.42=5710.72KN
上部荷载设计值共计:
5710.72*1.2=6852.86KN
4.2.2受力