桥梁模板支撑系统施工方案Word格式文档下载.docx
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95.046m
横坡:
2%
超高:
2~4%
超高渐变率:
1/100
为进行桥体上部结构预制桥梁施工,需搭设模板支撑系统。
平面和剖面示意图如下图所示:
二、方案设计思路
2.1、设计思路:
受力平台的上部结构可采用三种方式。
第一种:
以钢筋混凝土梁柱结构生成一个框架结构,在框架梁之间按照拟设置结构支撑架立杆间距设工字钢,所有结构支撑架立杆均作用于框架梁和工字钢上,立杆顶部采用升降头与上部方木和模板共同形成模板支撑系统;
第二种:
采用型钢格构柱和型钢梁形成钢框架结构,型钢格构柱与基础采用预埋螺栓连接,型钢梁之间采用工字钢构成次梁,保证所有结构支撑架立杆均作用于型钢梁和工字钢次梁上,上部同样为普通钢管立杆支撑系统;
第三种:
在所有对应箱梁腹板位置采用贝雷架拼装形成钢结构平台,垂直贝雷架方向依立杆间距布设20号工字钢,所有的立杆均作用于贝雷架桁架杆件和布设的工字钢上,上部按结构受力设置普通钢管立杆支撑系统(如下图所示),各跨均相同,以单跨为例。
整个支撑平台的下部结构有两种考虑。
采用基础梁结合钻孔灌注桩形成基础,上部采用钢柱或钢筋混凝土柱与受力平台连接。
贝雷架性能对照表
贝雷片构造示意图
三、编制依据
2.1、本工程建筑施工图和结构施工图。
2.2、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(2002年版)
2.3、建筑施工模板安全技术规范(JGJ162-2008)
2.4、建筑结构荷载规范(GB50009-2001)
2.5、混凝土结构设计规范(GB50010-2002)
2.6、钢结构设计规范(GB50017-2003)
2.7、建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)
2.8、建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)
2.5、结构工程师实务手册
2.6、结构工程师计算手册
2.7、建筑施工计算手册(江正荣著)
2.8、建筑结构工程师手册
2.9、建设工程安全生产管理条例
四、结构设计概况
4.1贝雷梁平台结构设计
贝雷梁采用HD200型钢桥或321型钢桥不加强双排单层贝雷片组合而成,HD200型钢桥每榀贝雷片其允许内力M=2027.2KN·
m,V=435.3KN,每节重量按57.4KN考虑。
321型钢桥每榀贝雷片其允许内力M=1576.4KN·
m,V=490.5KN,每节重量也按57.4KN考虑。
贝雷梁在东风渠横截面方向设置,每两根钢管桩之间12.460m范围内为4榀长3115mm的贝雷片拼接而成。
在每幅20m箱梁范围内设置7榀贝雷梁,位置对应四箱箱梁的5个腹板位置和两悬挑翼缘边沿,各榀贝雷梁的最大间距为3920mm。
贝雷梁平台布置剖面示意图
贝雷梁上部垂直贝雷梁方向布设20号工字钢,工字钢与贝雷梁采用螺栓连接。
工字钢布设排距为900mm,保证每根支架立杆作用于工字钢上。
工字钢采用两根原长12m的构件,并且端头对应焊接成整体,且焊接位置在正中间腹板位置,下有贝雷梁作为支点,长度正好满足每幅箱梁斜线距21.560m的要求。
由于支点最大间距为3920mm,可确保单根12m工字钢实际上可按照多跨连续梁进行设计,计算中单根工字钢采用简支梁设计,从而大大增加了设计的安全系数。
为了加强各贝雷架之间的横向连接,在每一片贝雷片中部下杆上顺横向连接12号槽钢,用短槽钢将横向槽钢焊接卡住贝雷架(片)。
支撑脚手架的工字钢如下图,按简支计算时明显M2大于M1。
工字钢布置简图
单根工字钢实际受力简图
单根工字钢计算受力简图
单跨脚手架的排距和间距之间关系的示意图见下图:
4.3上部模板支撑系统结构设计
在每根20号工字钢上布设钢管脚手架立杆,立杆横向间距依次为900、900、900、442.5、442.5(腹板1)、1011、1011、1011、442.5、442.5(腹板2)、1011、1011、1011、442.5、442.5(腹板3)、1011、1011、1011、442.5、442.5(腹板4)、1011、1011、1011、442.5、442.5(腹板5)、900、900、900(如下页图所示)。
其中最外一根立杆超出结构外边沿206mm,以保证模板支撑系统最外边沿牢固可靠。
立杆纵向间距按照工字钢布设排距900mm控制,但腹板处立杆纵向间距按排距450mm控制。
为计算和施工控制方便,将箱梁截面等面积代换为梁板截面,代换后截面如图所示。
立杆高度约为1.5~2m,在立杆底部100mm处设置横向扫地杆。
模板均采用12mm厚木胶合板,次楞采用50×
100方木,次楞间距250mm,且在腹板位置次楞不少于3根。
主楞采用Φ48×
3.5双钢管依工字钢平行布置,主楞间距按照工字钢布设排距900mm控制,腹板处主楞间距按照排距450mm控制。
钢管立杆顶部采用升降头扣住双钢管主楞,从而共同形成模板支撑系统。
支架立杆布置位置示意图
代换成梁板截面后支架立杆布置位置示意图
五、施工组织
5.1施工准备
施工准备工作的基本任务是为施工作好必要的技术和物资基础,也是施工得以顺利进行的基本保证。
施工准备包括技术准备、劳动和物资材料准备、现场准备等。
5.1.1劳动力准备
根据施工方案及工程规模形式,按合理的比例组织劳动力,制定出劳动力需要量计划。
现场进行人员安排,贝雷架安装和静压钢管桩作业人员已全部安排到位,且已调集50人随后可以投入架体施工,工地安排住宿,不影响整体施工的工期安排,组织上切实可行。
5.1.2物资材料准备
物资材料准备工作内容主要包括:
工程材料的准备(钢筋、方木、模板、工字钢、钢管、扣件、贝雷架、钢管桩等),工程施工设备的准备(吊车、焊机、切割机等)及其它各种小型生产工具、小型配件等的准备。
施工所需材料和机械已全部安排就绪,随时可以开始施工。
5.1.3技术准备
(1)已对结构受力进行了计算,保证承载力满足施工需要。
(2)施工现场进行了认真的测量复核、施工放线等。
(3)脚手架、贝雷架、钢管桩施工人员具备作业许可证。
(4)专项施工方案已审批。
技术人员熟悉本脚手架设计图,掌握技术要领,组织有关人员进行技术交底。
(5)按照设计备齐材料,材料在现场按品种、规格分类,堆放场地进行杂物清理,保证平整和场地排水通畅。
5.2组织机构
为保证本工程施工顺利进行,我们组成了以项目经理王增恩同志为首的领导小组,委任了执行安全技术总负责人李海洋,把责任明确到人。
为确保工程的安全顺利进行,项目部将严格按照安全管理体系组织施工,安全管理体系如图3-1所示:
图3-1安全管理体系图
五、主要施工方法
5.1脚手架材料的技术要求
(1)钢管杆件
钢管杆件包括立杆、纵向平杆、横向平杆、剪力撑、斜杆,钢管用外径48mm的焊接钢管;
钢管材质宜使用力学性能适中的Q235钢,其材性应符合《碳素结构钢》的相应规定。
钢管上严禁打孔。
钢管应无裂缝、压扁和严重锈蚀等现象。
锈蚀、弯曲、压扁或裂纹严重的钢管严禁在脚手架搭设中使用,以防造成安全隐患。
(2)扣件和底座
A、扣件采用锻铸造扣件。
可锻铸铁扣件由于生产厂家较多,购用时一定要经过严格的检查验收。
参照建设部标准《钢管脚手架扣件》(JCJ22-85)的规定进行测试,其质量符合标准要求时才能使用。
B、铸铁不得有裂纹、气孔、不宜有疏松、砂眼或其它影响使用性能的铸造缺陷。
脚手架采用的扣件,在螺栓拧紧的扭力矩达65N·
m时,不得发生破坏。
C、扣件与钢管的贴合面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好。
D、当扣件夹紧钢管时,开口处的距离应不小于5mm。
E、扣件表面应进行防锈处理。
(3)、脚手板
对脚手板的基本要求为:
1)脚手板的厚度不宜小于50mm,宽度不宜小于200mm,重量不宜大于30kg;
2)确保材质符合规定;
3)不得有超过允许的变形和缺陷。
(4)安全网
安全网的技术要求必须符合CB5725-85规定,方准进场使用。
工程使用的安全网必须由公司认定的厂家供货。
其规格为绿色密目安全网1.5m×
6m,安全网使用有国家认证的生产厂家供货,安全网进场要做防火试验。
5.2施工机具设备
(1)搭设工具:
活动扳手、力矩扳手、安全带。
(2)检测工具:
钢卷尺、水平尺、水准仪。
5.3工艺流程
工艺流程为:
贝雷梁拼装——工字钢连接——放置纵向扫地杆——逐根竖立杆——安放横向扫地杆——安装第一步纵向水平杆和横向水平杆——安装第二步纵向水平杆和横向水平杆→加设临时剪刀撑→安装各步纵向水平杆和横向水平杆——升降头安装和调整高度——水平双钢管设置——方木布设——箱梁底模板——双向剪刀撑设置——支架预压——调整紧固
5.4贝雷梁拼装施工
5.4.1贝雷架的设计
1、桁架
桁架(如图)由上、下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成,上下弦杆的端部有阴阳接头,接头上有桁架连接销孔。
桁架的弦杆由两根10号槽钢(背靠背)组合而成,在下弦杆上,焊有多块带圆孔的钢板,在上、下弦杆内有供与加强弦杆和双层桁架连接的螺栓孔,在上弦杆内还有供连接支撑架用的四个螺栓孔,其中间的两个孔是供双排或多排桁架同节间连接用的,靠两端的两个孔是跨节问连接用的。
多排桁架作梁或柱使用时,必须用支撑架加固上下两节桁架的接合部。
在下弦杆上,设有4块横梁垫板,其上方有凸榫,用以固定横梁在平面上的位置:
在卜弦杆的端部槽钢的腹板上还设有两个椭圆孔,供连接抗风拉杆使用。
桁架竖杆均用8#工宁钢制成,在竖杆靠下弦杆一侧开有一个方孔,它是供横梁夹具固定横梁时使用的。
桁架构件的材料为16Mn,每片桁架重270kg。
2、桁架连接销及保险销
桁架连接销供连接相邻两桁架用,形状如图所示。
重量为3kg,在锥度一端有一个插保险销用的小孔。
桁架连接销及保险销
桁架
3、加强弦杆
主要用来加强桁架弦杆的承载能力材料、断面与桁架上弦杆相同构造与桁架上弦杆比弦杆螺栓孔座板与桁架弦杆上孔的座板高低位置不同外余均如图所示。
加强弦杆
一根加强弦杆重两根弦杆螺栓与桁架弦杆相连。
4、弦杆螺杆
用以加强弦杆与桁架间的连接栓规格杆螺栓M36×
18,材质为16Mn,抗剪力为150KN,拉力为80KN。
如图所示
弦杆螺杆
5、桁架螺栓
用以上下层桁架的连接,比弦杆螺栓长,它构造均与弦杆螺栓相同。
5.4.2贝雷架的技术性能
1、主梁组合类别
构成主梁的桁架可以数排并列或双排叠置,主梁断面组合形式分别是单排单层、双排单层、三排单层、双排双层、三排双层。
另外,为增加主梁的桁架的强度,在桁架上弦上面和下弦下面,另可以连接一加强弦杆,称为加强型。
断面组合形式不加强的5种,加强的5种,一共10种组合。
2、主梁几何特性(表5.8-1)
组合类别
W(cm3)
J(cm4)
单排单层
不加强
3578.5
250497.2
加强
7699.1
577434.4
双排单层
7157.1
500994.4
15398.3
1154868.8
三排单层
10735.6
751491.6
23097.4
1732303.2
双排双层
14817.9
2148588.8
30641.7
4596255.2
三排双层
22226.8
3222883.2
45962.6
6894390.0
3、桁架容许内力表(表5.8-2)
容许内力
弯矩
788.2
1576.4
2246.4
3265.4
4653.2
1687.5
3375.0
4809.4
6750.0
9618.8
剪力
245.2
490.5
698.9
根据租赁单位提供的贝雷片情况,本工程拟选用双排单层HD200非加强贝雷架,允许应力为每片Mmax=2027.2KN·
m,Vmax=435.3KN。
另一家租赁单位提供的贝雷片为321型钢桥,拟选用双排单层非加强321贝雷架,允许应力为每片Mmax=1576.4KN·
m,Vmax=490.5KN。
5.4.3贝雷梁的施工
1、施工工艺流程
2、施工准备
贝雷梁拼架施工前,各项准备工作必须完成。
准备工作包括:
钢管桩施工、桩头处理、预埋件设置、杆件进场并分类清点、机具设备进场并调试。
3、放线定位
依据设计进行贝雷梁位置放样,检查预埋钢板的位置及平整度,标出各立杆中心。
4、铺设滑道
支墩顶面支垛搭设完成及0号台尾填土完成,进行场地平整,铺设枕木后,即可进行滑道铺设,滑道由I20a工字钢组成,滑道与支垛之间采用道钉固定,滑道与滑道之间采用φ48钢管焊接固定,保证滑道间距及滑道顶面标高准确。
5、导梁和主桁的拼装
导梁及主梁拼装时,采用纵向分段拼装方法施工,其拼装顺序是:
下弦杆——下平纵联——纵梁——横梁——斜杆——竖杆——上弦杆——上平纵联——横联
导梁拼装时,采用小枕木搭设拼装台座,使其与滑板同高,滑板落于滑道上,并使其密贴,滑板设于钢梁节点处,每4m一道与下弦杆连接。
1)捆吊
拴捆时应注意杆件的重力大小及重心位置,杆件采用专用吊具拴捆、起吊,使弦杆、纵横梁等尽可能保持水平,竖杆保持竖直,斜杆保持40°
~50°
的倾角。
2)对孔
杆件起吊就位后对孔时,在栓孔基本重合的瞬间(相错10mm以内),将小撬棍插入孔内拨正,然后微起落吊钩,使杆件转动对合其他孔眼,弦杆先对近端孔眼,竖杆先对下端孔眼,斜杆先吊成较陡状态,待下端对合后再徐徐降低吊钩对合上端。
3)穿插钉栓
对好孔眼后,先穿入冲钉定位,再穿入螺栓,确认板缝间无任何杂物时,即拧紧螺栓,冲钉穿入时只能用小锤轻轻敲入孔内,不能用强迫过孔的方式入孔,以免孔边变形。
4)调整平、立面位置
拼装工作开始后需随时观测钢梁的平、立面位置,并及时进行调整。
5)紧螺栓螺栓的施拧
紧螺栓螺栓的施拧分初拧、复拧、终拧三个步骤:
初拧、复拧采用长30cm的扳手,由一个人以下压姿势拧至不动为止,为避免初拧时的螺栓预拉力降低,同一节点上的螺栓应尽可能采用几何对称法施拧,终拧采用电动扭矩扳手,扭距值不小于235KN*M,施拧顺序由节点中心向外辐射状扩展栓合,使钢板均匀伸展、压平,避免因波状变形使钢板产生裂隙而降低预拉力。
6、顶推施工
桥架设采用千斤顶顶推法施工。
采用I36b工字钢安装顶推台座,采用两台油压千斤顶以串联方式
同时顶推,加快顶推速度,顶推前在滑道上涂一层黄油以减小摩擦力。
顶推过程中以增加配重的方式使钢梁纵向稳定系数K始终大于1.5,即支墩后方的锚固加上压重对支墩处的弯矩(稳定力矩)与支墩前方是出的钢梁和导梁的弯矩(倾覆力矩)之比大于1.5。
钢梁水平力主要由风荷载及两股滑道高低不平引起,顶推过程中需经常检查滑道平整度,及时进行起道调整,受风力时在钢梁两侧拉上缆风绳固定在地锚上。
为防止钢梁测移,在支墩两侧各安一台10t手拉葫芦,用以纠偏。
7、落梁
万能杆件钢梁顶推到位后,即可进行落梁施工,将钢梁置于支座垫梁上。
落梁设备
1)千斤顶顶落钢梁用3500KN油压千斤顶,油压100Mpa,顶程200mm。
2)分配梁为使千斤顶的集中荷载分布到较大的面积,必须在千斤顶的顶面及底面设置分配梁,分配梁采用I36b工字钢2片,中间用隔板互相联结组成,腹板上焊加劲肋,上、下表面刨平。
3)支垛和垫块支垛是落梁时直接支承千斤顶和钢梁的承重设施,支垛采用枕木纵横交错叠成,用较薄垫块调整其高度,垫块采用4mm~30mm钢板制成。
顶落梁技术要求
1)同一联钢梁在同一时间内只允许在一个支点进行顶梁
2)千斤顶安放在支墩处钢梁节点下,位置安放偏差不得大于10cm,左右两桁同一节点的左右两块节点板,以及节点中线前后两组千斤顶的顶力应一致,防止桁架和节点受到扭曲。
3)支垛顶面采用水平仪测量找平,再安设千斤顶,在安放金属垫块前,需以干水泥或细砂作垫层,使之密贴接触,安放每层垫块前都要找平,每层之间应安放马粪纸,使之密贴并防滑。
4)每落梁5cm时要观测钢梁纵向和横向的高低差,不大于3cm时,方可进行下一次顶落。
5)落梁时须设保险支垛,保险支垛设于节点中心下,保险支垛和千斤顶的保险箍应随梁的降落及时降低,并以钢板调整到梁底空隙不超过2cm。
6)钢梁暂停降落时,必须支搁于保险支垛上,同时让周围的千斤顶稍微受力,使其压力强度不大于2Mpa。
8、桥面铺装
桥面铺装时,采用I20a工字钢作为横梁,纵、横梁之间电焊连接,上部为钢管模板支架。
9、施工中的注意事项
1)贝雷梁拼架施工前,施工负责人应对全体施工人员进行岗前培训,使全体作业人员了解作业程序、技术质量标准、作业安全规程。
2)拼梁及顶推过程中,测量人员应经常对梁位、梁标高、螺栓扭力进行检查,及时发现和解决问题,确保工程质量和安全。
3)由于钢梁拼装如杆件搬运、螺栓施拧、高空拼装、顶推作业等工序,安全风险大,安全隐患多,现场应有一名专职安全员跟班作业,及时提醒和纠正施工中的不安全因素。
4)现场施工人员必须严格按项目部技术交底和作业安全操作规程施工。
5.9工字钢布设
4.1参数分析
工字钢单根长度为12m,工字钢平行箱梁支座方向布置,工字钢排距为900mm,工字钢最大支点间距为3918mm。
由于每幅箱梁考虑角度后长度为21.56m,布设两根20号工字钢为24m,在最中间腹板位置进行拼接,箱梁两边也留出了支模板需要的防护架的位置。
每根工字钢均保证了下部有4榀贝雷梁作为支点,工字钢与贝雷梁焊接或螺栓连接。
选用20a工字钢,H=200mm,B=100mm,t1=7.0mm,t2=11.4mm,截面积S=35.58cm2,单位重量为27.93kg/m,Wx=237cm3,IX=2370cm4。
按简支考虑后,在每两榀贝雷梁之间4.929m范围内工字钢承受模板支架立杆传递下来的集中荷载,集中荷载共6个。
由于工字钢排距为900mm,每根工字钢承受的荷载在排距900mm范围内为1排。
工字钢与贝雷梁焊接形成框架结构的受力平台。
5.10支撑架布设
5.10.1支撑架设置概况
在每根20号工字钢上布设钢管脚手架立杆,立杆横向间距依次为900、900、900、442.5、442.5(腹板1)、1011、1011、1011、442.5、442.5(腹板2)、1011、1011、1011、442.5、442.5(腹板3)、1011、1011、1011、442.5、442.5(腹板4)、1011、1011、1011、442.5、442.5(腹板5)、900、900、900。
立杆纵向间距按照工字钢布设排距900mm控制,但腹板处(即截面代换后梁下位置)立杆纵向间距按排距450mm控制。
立杆高度约为1.5m,在立杆底部100mm处设置横向扫地杆,最大步距不超过1.5m。
3.5双钢管依工字钢平行布置,主楞间距按照工字钢布设排距900mm控制,腹板处(即截面代换后梁下位置)主楞间距按照排距450mm控制。
5.10.2作业程序
放置纵向扫地杆——自角部起依次向两边竖立底(第1根)立杆,底端与纵向扫地杆扣接固定后、装设横向扫地杆并也与立杆固定(固定立杆底端前,应吊线确保立杆垂直),每边竖起3~4根立杆后,随即装设第一步纵向平杆(与立杆扣接固定)、校正立杆垂直和平杆水平使其符合要求后,按40~60N.m力矩拧紧扣件螺栓,形成构架的起始段——按上述要求依次向前延伸搭设,直至第一步架交圈完成。
交圈后,再全面检查一遍构架质量和地基情况,严格确保设计要求和构架质量——设置连墙件(或加抛撑)——按第一步架的作业程序和要求搭设第二步、第三步……——随搭设进程及时装设剪刀撑——装设作业层间横杆(在构架横向平杆之间加设的、用于缩小铺板支承跨度的横杆)、铺设脚手板和装设作业层栏杆、挡脚板或围护,封闭措施。
(2)在搭设之前,必须对进场的脚手架杆配件进行严格的检查,禁止使用规格和质量不合格的杆配件。
(3)作业层较高时应采取适当的临时撑拉措施。
;
(4)脚手板或其它作业层板铺板的铺设应符合以下规定:
脚手板采用对接平铺时,在对接处,与其下两侧支承横杆的距离应控制在100~200mm之间;
脚手板采用搭设铺放时,其搭接长度不得小于200mm,且在搭接段的中部应设有支承横杆。
铺板严禁出现端头超出支承横杆250mm以上未作固定的探头板;
采用竹笆板铺设架面时,其下支承杆件的间距不得大于400mm;
工人在架上进行搭设作业时,作业面上宜铺设必要数量的脚手板并予临时固定。
工人必须戴安全帽和佩挂安全带。
不得单人进行装设较重杆配件和其它易发生失衡、脱手、碰撞、滑跌等不安全的作业;
在搭设中不得随意改变构架设计、减少杆配件设置和对立杆纵距作大于等于100mm的构架尺寸放大。
确有实际情况,需要对构架作调整和改变时,应提交技术主管人员解决。
(5)脚手架设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。
横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
(6)对接搭接应符合下列规定:
纵向水平杆的对接扣件交错布置:
两根相邻纵