箱梁支架计算及施工方案.docx

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箱梁支架计算及施工方案

张涿九标现浇箱梁支架计算及施工方案

一、工程概况

张涿高速保定段第LJ-S9合同段（YK103+300-YK106+200，ZK103+300-ZK106+200）起始于都衙南，终止于南峪隧道，全长2.900㎞。

标段内有4座现浇桥，其中都衙互通主线桥LK103+735.5（RK103+751）桥为预应力混凝土现浇箱梁，桥梁左幅起点桩号LK103+702.5，终点桩号LK103+768.6，桥梁右幅起点桩号RK103+718，终点桩号RK103+784，左右幅桥错孔布置；全桥共分1联，分别为17.5+25+17.5m，左右幅均为等宽预应力混凝土现浇连续箱梁结构，其中左右幅桥宽为13米，桥梁下部结构采用柱式墩、肋板台，挖孔灌注桩基础。

二、拟设计模板及支架形式

现浇箱梁为单幅3跨整体施工，支撑方式采用满堂式碗扣支架。

碗扣支架采用WDJ式支架，架杆外径4.8cm，壁厚0.35cm，内径4.1cm。

支架顺桥向纵向间距0.9m，横隔板处纵向间距0.6m，横桥向横向间距梁底为0.9m，翼缘板底为1.2m，纵横水平杆竖向间距1.2m。

考虑支架的整体稳定性，在纵横向布置斜向钢管剪力撑。

（见附件设计图）

模板拟采用1.5cm厚竹胶板作为底模及外模。

三、荷载组合及计算断面选取

根据WDJ碗口式支架使用说明，当横杆步距为1200mm时，立杆可承受最大荷载为20KN。

1、截面面积

箱梁各部位截面面积为，1-1截面（端横梁）12.6m2，2-2截面（中横梁）8.97m2，3-3截面（跨中）8.155m2。

1-1截面

2

2-2截面

3-3截面

2、荷载计算

端横梁（2.2m范围）单位荷载：

g端横梁=36.4KN/m2

中横梁（2米范围）单位荷载：

g中横梁=25.91KN/m2

跨中（11.04米范围）单位荷载：

g跨中=23.55KN/m2

行走运输堆放荷载gr=2.5KN/m2；冲击荷载2KN/m2；振捣荷载2KN/m2；支架高度为6米左右，可以忽略风荷载。

四、横梁断面处检算

1、最不利荷载组合

横梁处支架竖杆纵横向间距为60cm×60cm，支架步距120cm，模板采用1.5cm厚竹胶板。

取单位荷载最大的端横梁处检算。

根据规范要求，计算模板及支架时，所采用的荷载设计值，应取荷载标准值分别乘以相应的荷载分项系数再进行组合。

该段组合后设计荷载为：

36.4×1.2+（2.5+2+2）×1.0=50.18KN/m2。

2、模板计算

模板跨径L1=0.6m,模板宽度b=0.3m。

模板每米上的荷载为：

g=50.18×0.3=15.054KN/m。

模板跨中弯矩：

M1/2=gL12/10=0.54KN.m

竹胶板其允许弯应力[δ]=90MPa,并可提高1.2，模板需要的截面模量：

W=M/（1.2[δ]）=0.54/（1.2×90）=5×10-6m3。

根据W,b得：

h=6W/b1/2=0.01m。

模板厚度采用0.015m满足要求。

3、纵梁计算

纵梁跨度：

L2=0.6m;横桥向跨度L1=0.6m,；

纵梁单位荷载：

：

g=50.18×0.6=30.108KN/m。

跨中弯矩：

M1/2=gL22/8=1.35KN.m

需要的截面模量：

W=M/（1.2[δ]）=0.094×10-3m3。

（红松允许弯应力[δ]=12MPa,并可提高1.2模板需要的截面模量）。

纵梁方木宽度b=0.12m；h=6W/b1/2=0.068m

纵梁方木截面积取0.12m×0.12m。

计算其挠度：

I=bh3/12=17.281×10-6m4;

f=5gL24/（384EI）=0.000294m（木材弹性模量E=10×106KN/m2）。

f/L2=0.000294/0.6=1/2041<[1/400],符合要求。

4、支架立杆强度、稳定性验算

由于碗口支架是配套产品，在桥梁建设中仅计算竖向荷载满足要求即可。

立杆承受由纵梁传递来的荷载N=gL2=30.108×0.6=18.06KN。

钢管截面最小回转半径i=15.78mm，支撑立柱步距为1.2m。

长细比λ=L/i=1200/15.78=76,查表得Ф=0.744；钢管截面积A0=489mm2。

强度验算：

δa=N/A0=36.9MPa<[δa]=215MPa；

稳定性验算：

δa=N/ФA0=49.6Pa<[δa]=215MPa；满足要求（钢材强度极限值为215MPa）。

立杆纵横向间距60cm×60cm，水平步距120cm，符合要求。

五、跨中断面处验算

1、最不利荷载组合

拟采取立杆横向间距90cm×90cm，水平步距120cm，模板厚1.5cm竹胶板。

该段组合荷载标准值分别乘以相应的荷载分项系数后的设计荷载为：

23.55×1.2+（2.5+2+2）×1.0=34.76KN/m2。

2、模板计算

模板跨径L1=0.9m,模板宽度b=0.3m。

模板每米上的荷载为：

g=34.76×0.3=10.428KN/m。

模板跨中弯矩：

M1/2=gL12/10=0.84KN.m

竹胶板其允许弯应力[δ]=90MPa,并可提高1.2，模板需要的截面模量：

W=M/（1.2[δ]）=0.54/（1.2×90）=7.8×10-6m3。

根据W,b得：

h=6W/b1/2=0.0124m。

模板厚度采用0.015m满足要求。

3、纵梁计算

纵梁跨度：

L2=0.9m;横桥向跨度L1=0.9m,；

纵梁单位荷载：

：

g=34.76×0.9=31.284KN/m。

跨中弯矩：

M1/2=gL22/8=3.17KN.m

需要的截面模量：

W=M/（1.2[δ]）=0.22×10-3m3。

（红松允许弯应力[δ]=12MPa,并可提高1.2模板需要的截面模量）。

纵梁方木宽度b=0.12m；h=6W/b1/2=0.068m

纵梁方木截面积取0.12m×0.12m。

计算其挠度：

I=bh3/12=17.281×10-6m4;

f=5gL24/（384EI）=0.00155m（木材弹性模量E=10×106KN/m2）。

f/L2=0.00155/0.9=1/580<[1/400],符合要求。

4、支架立杆强度、稳定性验算

由于碗口支架是配套产品，在桥梁建设中仅计算竖向荷载满足要求即可。

立杆承受由纵梁传递来的荷载N=gL2=31.284×0.9=28.16KN。

钢管截面最小回转半径i=15.78mm，支撑立柱步距为1.2m。

长细比λ=L/i=1200/15.78=76,查表得Ф=0.744；钢管截面积A0=489mm2。

强度验算：

δa=N/A0=57.6MPa<[δa]=215MPa；

稳定性验算：

δa=N/ФA0=77.42MPa<[δa]=215MPa；满足要求（钢材强度极限值为215MPa）。

立杆纵横向间距90cm×90cm，水平步距120cm，符合要求。

六、地基承载力验算

1、横梁断面处检算

1、计算单根立杆的支撑荷载

端横梁单位荷载：

g端横梁=36.4KN/m2。

单根立杆的承载力为：

N混凝土=13.104KN。

计算单根立杆的自重：

N支架=1.08KN。

单根立杆的活动荷载：

N活动=2.34KN。

计算单根立杆支撑的总荷载：

N=16.524KN。

2、计算基础底实际承载力

P=N/A=137.7KN/m2

3、确定地基承载力

通过地基标准贯入试验：

f试验=600KPa；

地基承载力调整系数kc=0.4,则fg=0.4×600KN/m2=240KN/m2>p

验算满足要求。

5、跨中断面处检算

1、计算单根立杆的支撑荷载

跨中单位荷载：

g跨中=23.55KN/m2

单根立杆的承载力为：

N混凝土=19.07KN。

计算单根立杆的自重：

N支架=1.08KN。

单根立杆的活动荷载：

N活动=5.265KN。

计算单根立杆支撑的总荷载：

N=25.415KN。

2、基础底实际承载力

P=N/A=25.415/0.2×0.9=141.2KN/m2

3、地基承载力

f试验=600KPa；

地基承载力调整系数kc=0.4,则fg=0.4×600KN/m2=240KN/m2>p

验算满足要求。

结论：

根据以上计算结果可以得出，拟设计支架方案满足要求，可以采用拟设计支撑方案。

七、预压

为保证箱梁砼结构的质量，钢管脚手架支撑搭设完毕铺设底模板后必须进行预压处理，以消除支架、支撑方木和模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响，同时取得支架弹性变形的实际数值，作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考。

预压方法依据箱梁砼重量分布情况，在搭好的支架上的堆放与梁跨荷载等重的砂袋（梁跨荷载统一考虑安全系数为1.2），预压时间视支架地面沉降量定，支架日沉降量不得大于2.0毫米（不含测量误差），一般梁跨预压时间为三天。

八、搭设顺序及搭设方法

1）在混凝土（或沥青路面）脚手架地基上弹线，按设计的构架尺寸定出脚手架立杆位置，并在需设立杆的垫层面铺枕木及5厘米厚通长木垫板，宜顺架体纵向铺设。

2）本工程架体搭设随主体墩身施工后进行，从桥墩（台）一端开始搭设。

立好立杆后，及时设置扫地杆和第一步大小横杆，扫地杆距地面25厘米，脚手架未交圈前应随搭设随设置抛撑作临时固定。

3）架体与主体结构拉结牢靠后，随着架体升高，剪刀撑应同步设置。

4）安全网在剪刀撑等设置完毕后设置。

5）为了便于拆除桥台与墩顶处的模板，可在支座安装完成后，在支座四周铺设一层泡沫塑料，顶面标高比支座上平面高出2~3mm。

在拆除底模板时将墩顶处的泡沫塑料剔除，施工时严禁用气焊方法剔除泡沫以免伤及支座。

九、技术要求

1）立杆升高采用对接扣件连接，相邻立杆接头应错开布置在不同的步距内，与相邻大横杆的距离不宜大于步距的三分之一；

2）在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜杆等用的直角扣件、旋转扣件中心点的相互距离不宜大于15厘米；

3）对接扣件的开口应朝上或朝内；

4）各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm；

5）立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步设置或遗漏；

6）立杆的垂直偏差应不大于架高的1／300；

7）上下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中，与相连立杆的距离不大于纵距的三分之一；

8）大横杆布置在立杆的里侧，同一排大横杆的水平偏差不大于该片脚手架总长度1/250且不大于50mm。

9）安全网应满挂在外排杆件内侧大横杆下方，用26＃铁丝把网眼与杆件绑牢。

10）扣件安装应符合下列规定：

a、扣件规格必须与钢管外径相同；b、螺栓拧紧力矩不应小于50KN.M。

11）主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。

主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。

十、使用规定

1）严禁上架人员在架面上奔跑、退行；

2）严禁在架上戏闹或坐在栏杆上等不安全处休息；

3）严禁攀援脚手架上下，发现异常情况时，架上人员应立即撤离；

4）脚手架上垃圾应及时清除，以减轻自重。

5）脚手架使用中应定期检查下列项目：

a扣件螺栓是否松动；

b立杆的沉降与垂直度的偏差是否符合要求；

c安全防护措施是否符合要求；

d是否超载。

十一、拆除规定

1）拆除顺序：

护栏→脚手板→剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆件；

2）拆除前应先拆除脚手架上杂物及地面障碍物；

3）拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业；

4）拆除过程中，凡已松开连接的杆、配件应及时拆除运走，避免误扶、误靠；

5）拆下的杆件应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。

十二、脚手架安全措施

1）禁止任意改变构架结构及其尺寸；

2）禁止架体倾斜或连接点松驰；

3）禁止不按规定的程序和要求进行搭设和拆除作业；

4）搭拆作业中应采取安全防护措施，设置防护和使用防护用品；

5）禁止随意增加上架的人员和材料，引起超载；

6）禁止在架面上任意采取加高措施，增加荷载或加高部分无可靠固定，防护设施也未相应加高；

7）不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土输送管等固定在脚手架上，严禁悬挂起重设备；

8）不得在架上搬运重物；

9）不得在六级以上大风、雷雨和雪天下继续施工；

10）脚手架长期搁置以后未作检查的情况下不得重新使用；

11）在脚手架上进行电气焊作业时，必须有防火措施和专人看守；

12）搭拆脚手架时，地面应设围栏和警示标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内；

13）脚手架搭拆时应制止和杜绝违章指挥、违章作业；

14）拆下的杆件以安全方式运下，集中堆码整齐。