碗扣式支架专项施工方案.docx

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碗扣式支架专项施工方案

XX市XX路高架工程三标桥梁工程

碗扣式支架专项施工方案

一、编制依据

1、《XX市XX路高架工程设计图》等相关图纸；

2、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008；

3、《建筑施工手册》第四版缩印本；

4、《钢管脚手架、模板支架安全选用技术规程》DB11/T583-2008;

5、其他施工及验收规范和相关技术文献；

二、适用范围

本方案只适用于XX市XX路高架工程三标桥梁工程。

三、工程概况

XX市XX路高架三标桥梁工程（枞阳路西-广德路东），起讫里程为H3+106.903~H4+916.403，全长1809.5m，主桥14联，匝道8联。

桥梁上部为现浇混凝土箱梁，分为标准箱梁和异型箱梁，结构均为单箱多室，预应力体系，标准箱梁桥面宽度25.5m，高度2.2m~3.5m，异型箱梁桥面宽度25.5m~42.5m，高度均为2.2m，匝道桥面宽度8.5m，高度1.8m。

四、方案简述

1、方案实施步骤

地基处理——支架搭设——支架预压——模板、钢筋、预应力安管及穿束施工——混凝土施工——预应力张拉及压浆——模板、支架拆除。

本方案只涉及地基处理、支架搭设及拆除、支架预压，其余几项见《现浇箱梁专项施工方案》。

2、截面分析

针对本标段箱梁特性，特选取五个典型截面来进行受力分析，这五个典型截面分别为：

E、F匝道截面（宽8.5m，高1.8m）；标准箱梁截面1（宽25.5m，高3.5m，墩顶）；标准箱梁截面2（宽25.5m，高2.68m，距墩中心10.5m）；标准箱梁截面3（宽25.5m，高2.2m）异型箱梁截面（宽42.5m，高2.2m）；其截面图如下：

从上面截面图中不难看出，标准箱梁截面1（宽25.5m，高3.5m，墩顶）对支架受压最大，标准箱梁截面2（宽25.5m，高2.68m，距墩中心10.5m）其次；因此只需对这个截面进行受力分析，确定支架立杆横向、纵向、竖向间距，其余截面支架搭设均可按标准箱梁截面2（宽25.5m，高2.68m，距墩中心10.5m）支架方案执行，但由于桥面宽度不同，所以剪刀撑的设置也不同。

3、立杆间距

（1）标准箱梁截面1，在距墩中心10.5m范围内，支架纵向间距为0.6m，腹板及纵梁处支架横向间距为0.6m，箱室处支架横向间距为0.9m，步距（竖向）1.2m，具体详见附图。

（2）标准箱梁截面2、3，即纵向10.5m范围外，支架纵向间距箱室处为0.9m，横梁处为0.6m，腹板及纵梁处支架横向间距为0.6m，箱室处支架横向间距为0.9m，步距（竖向）1.2m，具体详见附图。

（3）其他箱梁截面，支架纵向间距为0.9m，腹板及纵梁处支架横向间距为0.6m，箱室处支架横向间距为0.9m，步距（竖向）1.2m，具体详见附图。

4、剪刀撑设置

剪刀撑设置的目的是保证支架的整体稳定性，剪刀撑设置应根据支架的高度及宽度确定其数量，剪刀撑分为竖向剪刀撑和水平剪刀撑。

（1）竖向剪刀撑设置：

对于8.5m宽截面，除支架侧面设置竖向剪刀撑外，支架内部再设置一道竖向剪刀撑；对于25.5m宽截面，支架内部须设置四道竖向剪刀撑；以此类推，竖向剪刀撑设置如下图：

（2）水平剪刀撑设置：

对于高度在5~8m的支架应设置一道连续水平剪刀撑，设置如下图：

五、支架计算

支架采用Φ48×3.5mm碗扣式脚手架，模板采用2440×1220×15mm竹胶板，横桥向采用15cm×10cm方木，顺桥向采用10cm×10cm方木。

钢管截面特性

规格

截面积A

mm2

惯性矩I

mm4

抵抗矩W

mm3

回转半径i

mm

每米重量

kg/m

Φ48×3.5mm

4.89×102

12.19×104

5.08×103

15.8

3.84

1、标准箱梁截面1（宽25.5m，高3.5m，墩顶），取纵向L=1m梁段，支架高H=8m计算，砼梁截面面积S1=36.2m2；底模及侧模面积S2=28.7m2；梁段投影面积S3=25.5m2。

恒载：

钢筋砼重量：

m1=36.2m2×1m×26kN/m3=94.1t

模板重量：

m2=10kg/m2×1m×28.7m=0.29t

方木重量：

m3=0.6t/m3×28.7×（0.01/0.25+0.015/0.6）=1.1t

支架自重：

m4=[56×8+26.1×（8/1.2）（1/0.6）+34×（8/1.2）]×3.84kg/m=4.85t

∑M恒=100.3t

活载：

人员重量：

m5=8×70kg/人=0.56t（8人，平均重量70kg/人）

砼振捣产生的重量：

m5=0.2kN/m2×28.7m2=0.57t

机械设备重量：

m6=4×25kg/台+1000kg=1.1t（4台振捣棒，重量25kg/台，其他材料设备1000kg）

风荷载：

m7=25.5m2×0.35kN/m2=0.89t（基本风压值ωk=0.35kN/m2）

∑M活=3.2t

荷载组合：

M总=1.2∑M恒＋1.4∑M活=1.2×100.3+1.4×3.2=124.8t

（1）单根立杆承载力计算

单根立杆承载力设计值按公式[ N ] = φAf计算：

i ——截面回转半径，i = 15.8mm（建筑施工手册197页表5-17）

f ——钢材的抗压强度设计值，f=0.205 kN/mm2（建筑施工手册197页表5-19）

A ——立杆的截面面积，A=4.89cm2（建筑施工手册197页表5-17）

由于横杆步距为1.2m，长细比为λ=L/i = 1200/ 15.8 = 76

由长细比可得轴心受压构件稳定系数φ= 0.744（建筑施工手册197页表5-18） ，则有：

[ N ] = φAf =0.744×489mm2×0.205 kN/mm2= 7.5t；

按0.75的折减系数计算：

[ N ]’=[ N ]×0.75=5.6t；

根据标准箱梁截面1支架布置图得：

1m梁段下立杆数量为：

n=34×1/0.6=56.7根，取n=56根。

单根立杆受力：

N=M总/n=124.8/56=2.23t

可见[ N ]’ ＞ N，抗压强度满足要求。

安全系数：

к=[ N ]’/N=5.6/2.23=2.5；

（2）支架整体稳定性计算

组合风荷载时：

0.9（N’/φA+Mw/W）

N’——组合风荷载时立杆验算截面处的轴心力设计值；

Mw——钢材抗压强度设计值；

γa’——钢材强度附加分项系数；

N’=1.2（Ngk+Nqk）=1.2×0.18=0.22t；

Ngk+Nqk——脚手架自重和可变荷载在立杆中产生的轴心力；Ngk+Nqk=（1.2×4.85+1.4×3.2）/56=0.18t；

Mw=0.12×ln×ωk×An/Aw×h2=0.12×0.6m×0.35kN/m2×0.06/0.72×1.22m2=3×10-3kN.m

An——脚手架立面Aw内的挡风面积，An=1.2×0.048=0.06m2；

Aw——脚手架立面的计算迎风面积，一般取Aw=ln×h=0.6×1.2=0.72m2；

ln——立杆纵向间距；ln=0.6m；

h——横杆步距；h=1.2m；

当立杆轴

心受压时：

γa’=1.59[1+0.9（η+λ）]/（1+η+λ）=1.48；

η=Sqk/Sgk=1.4/0.9=1.56；λ=Swk/Sgk=1.4/1.4=1；

0.9（N’/φA+Mw/W）=0.9[2.2kN/（0.744×4.89×10-4m2）+3×10-3kN.m/5.08×10-6m3=6.6×103kN/m2

所以支架稳定性满足要求。

（3）纵向方木验算

纵向方木规格10×10cm，其参数如下：

抗弯截面系数：

W=bh2/6=10×102/6=166.67㎝3。

惯性矩：

I=bh3/12=10×103/12=833.33㎝4。

许用应力：

[σa]=13Mpa。

弹性模量：

E=10GPa。

纵向方木上所承受荷载包括：

砼荷载，模板荷载，人员荷载，砼振捣荷载，机具设备荷载及风荷载，则：

M总=1.2×（94.1+0.29）+1.4×3.2=1177kN；横向方木间距为0.6m；

作用在纵向方木上的线荷载为：

q=1177kN/28.7m2×0.6m=24.6kN/m；

方木实际为连续梁受力，因连续梁中间支座处存在负弯矩，为加大安全系数，同时方便计算，将连续梁模型转化为简支梁模型。

Mmax=1/8ql2=1/8×24.6×0.62=1.1kN.m；

强度检算：

σ=Mmax/w=1.1kN.m/166.67×10-6m3=6.6Mpa

<[σa]=13Mpa；故强度满足要求；

挠度检算：

f=5qL4/384EI=5×24.6×103×0.64/（384×10×109×833.33×10-8）=4.98×10-4m

故挠度满足要求；

（4）横向方木验算

横向方木规格15×10cm，其参数如下：

抗弯截面系数：

W=bh2/6=10×152/6=375㎝3。

惯性矩：

I=bh3/12=10×153/12=2812.5㎝4。

许用应力：

[σa]=13Mpa。

弹性模量：

E=10GPa。

横向方木上所承受荷载包括：

砼荷载，模板荷载，部分方木荷载，人员荷载，砼振捣荷载，机具设备荷载及风荷载，则：

M总=1.2×（94.1+0.29+0.5×1.1）+1.4×3.2=1184kN；横向立杆间距为0.6m和0.9m，取0.9m计算。

作用在横向方木上的线荷载为：

q=1184kN/28.7m2×0.9m=37.1kN/m；

同理按简支梁计算；

Mmax=1/8ql2=1/8×37.1×0.92=3.76kN.m；

强度检算：

σ=Mmax/w=3.76kN.m/375×10-6m3=10Mpa

<[σa]=13Mpa；故强度满足要求；

挠度检算：

f=5qL4/384EI=5×37.6×103×0.94/（384×10×109×2812.5×10-8）=1.1×10-3m

故挠度满足要求；

本过程是按箱梁混凝土一次性浇筑模式来计算的，而实际是分两次浇筑，所以安全系数较高。

2、标准箱梁截面2（宽25.5m，高2.68m，距墩中心10.5m）按上述计算过程检算，同样能满足要求，因此该过程省略。

六、地基处理

1、对于没有被破除的既有快车道砼路面，不需处理即可在其上搭设支架。

2、对于被破除砼路面的既有慢车道和人行道，可填筑建筑垃圾并用压路机对地基进行碾压，再在其上浇注10~15cm厚C15砼，即可作支架基础。

3、对于承台范围，考虑到后期路基施工，先分层填筑天然级配碎石至承台顶，承台顶至地面用建筑垃圾回填压实，再在其上浇注10~15cm厚C15砼，即可作支架基础。

4、对于软基地段或泥浆池位置，必须先挖除软土及淤泥，然后换填天然级配碎石至路基结构层，结构层至地面填建筑垃圾，压实后在其上浇注10~15cm厚C15砼。

5、砼基础面设置横向4‰排水坡，防止积水。

七、支架搭设及拆除

1、技术要求

（1）支架搭设前须在硬化面上用墨斗弹线，先把中线弹出来，再往两边分，以防支架搭偏。

（2）支架搭设必须遵循自下而上的原则，第一道立杆底下必须设置底托，不得将立杆直接落在硬化面上。

（3）每个节点必须嵌紧、锁扣必须旋紧，同时除边立杆外，所有立杆必须设置四根横杆，不得缺少，否则将降低支架整体稳定性。

（4）剪刀撑应于支架搭设同步进行，剪刀撑的数量及形式由支架