满堂支架方案概要Word文档下载推荐.docx
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A、B匝道桥标准宽度为9米,经车道加宽后桥宽为10.5米,标准跨径以25米为主,上部结构采用等高度预应力混凝土连续箱梁,单箱双室截面,梁高1.6米,悬臂长度2米,10.5米宽桥梁下部结构采用1.3x1.5米双柱式花瓶墩,双排桩基础,桩径1.2米;
9米宽桥梁下部采用2.5x1.5米单柱式花瓶墩,单排桩基础,桩径1.4米。
C匝道为人非桥,桥梁标准宽度8米,标准跨径25米,上部结构采用等高度预应力混凝土连续箱梁,单箱单室截面,梁高1.6米,悬臂长度2米,下部采用2.5x1.5米单柱式花瓶墩,单排桩基础,桩径1.4米,桥台采用桩接盖梁桥台。
D匝道桥为辅道桥,桥梁标准宽度20米,跨径为3x30米,上部结构采用等高度预应力混凝土连续箱梁,单箱多室截面,梁高1.8米,悬臂长度2.5米,下部采用1.5x1.8米双柱式矩形墩,群桩基础,桩径1.6米,桥台采用桩接盖梁桥台。
E匝道桥标准宽度13米,跨径为3x30米,上部结构采用等高度预应力混凝土连续箱梁,单箱多室截面,梁高1.8米,悬臂长度2.5米,下部采用1.5x1.5米双柱式矩形墩,群桩基础,桩径1.4米,桥台采用桩接盖梁桥台。
二、工程环境
合肥地区位于北亚热带边缘,属于北亚热带季风气候,其特点是:
四季分明,气候温阳光充足、雨量适中,无霜期较长。
合肥市全年平均日照时数为2218小时,年平均气温为15.7摄氏度,历史极端最高气温41摄氏度,最低-20.6摄氏度。
一月平均气温1.9摄氏度,七月平均气温28.5摄氏度,无霜期约245天,年平均降雨量969.5毫米,降雨主要集中在三个时期,即春预期(3月下旬至5月下旬),梅雨期(6月中旬至7月上旬),秋雨期(8月中旬至9月下旬)。
历史土地冻结深度6~8厘米,最大冻结深度为11厘米,拟建G206沿线地形高低起伏较比较大,现地形标高在14m-54m之间起伏。
其中方兴大道段整体北高南低,东西两侧高;
汤口路段整体上北低南高,岗冲相间,地势起伏较大。
场地地貌总体属江淮丘陵,微地貌单元属派河一、二级阶地及河漫滩小西河、派河等现状河道较窄。
第三章施工方案
一、地基状况及处理措施
本项目所处位置为新建道路,周边基本无成型路网,满堂支架搭设需将新建道路路基完善后,在路基上浇筑10cm厚C20砼砼进行硬化处理。
针对支架基础采取如下处理办法以对碗扣支架地基基础加强:
①道路路床开挖换填至上路床8%灰土后,在上路床顶浇筑10cm厚C20砼进行硬化,以作为支架基础;
②开挖承台基坑位于道路绿化带内的,回填基坑采用素土回填至下路床顶部,之后按照上路床做法,采用8%灰土回填逐层夯实,在其上部浇筑10cm厚C20砼进行硬化,以作为支架基础;
③根据施工进度及现场实际情况对于部分道路施工完成水稳摊铺段,待养生合格后可以直接将支架落于其上,基承载力满足要求。
为避免处理好地基受水浸泡,在基础顶面设置0.5%双向排水横坡,并沿线路纵向开挖40×
30cm的排水沟引流远离地基。
在地面硬化以后,应该加强箱梁施工内的排水工作,严禁在施工场地内形成积水,造成地基不均匀沉降,引起支架失稳,出现安全隐患和事故。
二、现浇碗扣支架设计
2.1WDJ碗扣支架构件概述
WDJ碗扣式钢管支架立杆和顶杆上每隔0.6米设置一副碗扣接头,下碗扣和上碗扣限位销直接焊在立杆或顶杆上,当上碗扣的缺口对准限位销时,上碗扣可沿杆向上滑动。
连接横杆时,先将横杆接头插入下碗扣的周边带的圆槽内,将上碗扣沿限位销滑下扣住横杆接头,并顺时针旋转扣紧,用铁锤敲击即牢固锁紧。
该脚手架能根据要求,组成多种组架尺寸,本工程基本采用立杆间距900mm、600mm、300mm三种尺寸。
该脚手架具有接头构造合理,力学性能良好(较同样管材脚手架的结构强度提高0.5倍以上),工作安全可靠,构件轻,装拆方便,克服了传统式普通钢管支架用材量大,零部件多,搭拆劳动强度大等缺点。
该脚手架立杆轴心受力,根部有可调节支座,顶部有可调节托座,对箱梁支架搭设十分方便。
2.2满堂支架布置设计
连续箱梁支架采用碗扣式满堂支架。
选取市场上使用普遍的Φ48×
2.7mm钢管,材质为Q235-A3钢,轴向容许应力[σ0]=140MPa。
箱梁底模、侧模和内膜均采用δ=15±
1mm的竹胶板。
竹胶板容许应力[σ0]=70MPa,弹性模量E=6×
103MPa。
箱梁端横梁、中横梁位置:
2.2米高度箱梁端横梁、中横梁:
顺桥向采用10#工字钢或10*15cm方木放置在顶托上方,横桥向方木采用8*8cm@20cm,支架立杆步距为60*60cm,横杆步距为120cm。
3.5米高度箱梁横梁:
顺桥向采用10#工字钢或10*15cm方木放置在顶托上方,横向方木采用8*8cm@20cm,支架立杆间距为60cm(顺桥向)*30cm(横向),横杆步距为120cm。
箱梁箱室底板下:
顺桥向采用10#工字钢或10*15cm方木放置在顶托上方,横向方木采用8*8cm@20cm,支架立杆间距为90*90cm,横杆步距为120cm。
箱梁腹板下:
顺桥向采用10#工字钢或10*15cm方木放置在顶托上方,横桥向方木采用8*8cm@20cm,支架立杆间距为90cm(顺桥向)*30cm(横向),横杆步距为120cm。
⑤在翼缘板下:
横桥向方木采用10*15cm放置在顶托上方,纵向方木采用8*8cm@30cm,支架立杆间距为90*90cm,横杆步距为120cm。
⑥边腹板外侧:
竖向方木采用10*15cm@90cm放置在顶托上,横向方木采用8*8cm@25cm,斜撑钢管横向间距为90cm,竖向间距为60cm。
2.3支架剪刀撑布设
①在支架底部、顶部各设一道连续水平剪刀撑,当顶、底部水平剪刀撑垂直高度大于4.8米时,需中间加设水平剪刀撑,且上下层水平剪刀撑在垂直方向上的间距不得超过4.8m。
剪刀撑采用φ48普通钢管,且在钢管连接处用两个钢管扣件紧固。
剪刀撑按规范连续设置,确保支架整体稳定。
②纵向、横向及四周剪刀撑间距不应大于4.5米。
③剪刀撑斜杆与地面交角在45º
~60°
范围,斜杠接头处搭接长度不小于1米。
剪刀撑采用的建筑钢管与碗扣支架立杆间应尽量采用十字扣件连接,确保支架体系受力稳定。
⑤立杆顶托丝杆伸出长度不超过200mm,超出部分必须采用方木进行抄垫。
顶托至最上一道水平横杆间的总悬臂长度不超过500mm。
三、支架体系施工方法
3.1支架立杆位置放样
用全站仪放出箱梁中心线,然后用钢尺放出底座十字线,并标示清楚。
3.2安放底托
按标示的底座位置先安放底托,然后将旋转螺丝顶面调整在同一水平面上。
注意底座与地基的密贴,严禁出现底座悬空现象。
3.3安装立杆、横杆和顶托
从一端开始,按照横桥向30cm、60cm或90cm,顺桥向60cm、90cm布设立杆,横杆步距为60cm或120cm,调整立杆垂直度和位置后并将碗扣稍许扣紧,一层立杆、横杆安装完后再进行第二层立杆和横杆的安装,直至最顶层,最后安放顶托,并依设计标高将U型顶托调至设计标高位置。
3.4安放槽钢、方木、铺底模
在顶托调整好后铺设顺桥向10#工字钢或10*15cm方木,铺设时注意使其两纵向接头处于U型上托座上(防止出现“探头”),接着按20cm间距铺设横向8×
8cm方木,根据放样出的中线铺设δ=15±
1mm的竹胶板做为箱梁底模。
3.5设置剪刀撑
支架每隔六排设一横向剪刀撑,纵向剪刀撑沿横向每隔六排设一纵向剪刀撑,水平剪刀撑上下各设置一道。
剪刀撑采用D48普通钢管,且在钢管连接处用两个钢管扣件紧固。
四、现浇箱梁构造尺寸和计算
本项目现浇箱梁混凝土施工采用两阶段施工,第一次混凝土浇筑至翼板根部,第二次混凝土浇筑至箱梁顶面,考虑到满堂支架施工的安全性,该满堂支架验算取混凝土一次浇筑成型进行验算,按照箱梁标准截面及最大变截面(梁高2.2米,梁宽45.8米)进行设计计算,如下:
现以30+30+30=90米跨径梁高2.2米标准截面箱梁为例进行支架设计,桥面宽32.5米。
标准截面横向支架布置:
碗扣支架横向间距根据箱梁纵向中腹板的位置调节。
纵向支架立杆布置:
除端横梁、中横梁为支座中线两侧10×
60cm布置外,其余均按照90cm间隔布置。
支架横杆布置:
除中/端横梁外,均按步距1.2m、N步加上顶托,轴心承插安装,顶层支架设50型可调上托,可调托座可调节200~350mm。
采用10#工字钢或10*15cm方木按计算间距纵向布置在顶托上,在纵向型钢上方放置8×
8cm横向方木,采用δ=15±
1mm的竹胶模板作为箱梁底模安装到木方上,以满足现浇箱梁设计要求。
1、设计原则
根据断面形式,按砼恒载分布情况,分块计算:
标准截面箱梁端横梁、中横梁部位:
按2.2m高,计算砼自重。
非标准截面(梁高2.2米,桥面宽40.5~45.8米)箱梁横梁部位:
箱梁腹板底部位:
统一按1.25m宽,2.2m高,计算砼自重。
箱梁腹板间底板部位:
统一按4.15m宽,(0.22+0.25)m=0.47m高,取0.5m,计算砼自重。
翼板部位:
按50cm高实心板梁计算砼自重。
2、设计依据
荷载标准值计算(荷载数据按《市政桥梁工程施工及验收规程》附录B取用)。
3、碗扣支架设计验算
3.1设计参数:
见(《路桥施工计算手册》P189)
㈠竹胶板(δ=15±
1mm,此处取单位长度1米验算):
容许应力[σ0]=70MPa;
弹性模量E=6×
103MPa;
截面抵抗矩W=bh2/6=1000×
152/6=3.75×
104mm3;
截面惯性矩I=bh3/12=1000×
153/12=2.81×
105mm4;
EI=6×
103×
2.81×
105=1.686×
103N·
m2。
㈡东北落叶松(10×
15cm,顺纹弯矩应力为14.5MPa,顺纹剪应力[T]=1.5MPa,
湿度:
15%,密度:
6KN/m3):
截面抵抗矩W=bh2/6=100×
1502/6=3.75×
105mm3;
截面惯性矩I=bh3/12=100×
1503/12=2.81×
107mm4;
考虑木材差异:
顺纹弯矩应力取值12MPa,按照湿材0.9折减系数得:
[σ0]=12×
0.9=10.8Mpa;
E=9×
0.9=8.1×
103Mpa;
EI=8.1×
107=22.76×
104N·
㈢东北落叶松(10×
10cm,顺纹弯矩应力为14.5MPa,湿度:
1002/6=16.7×
1003/12=8.3×
106mm4;
顺纹弯矩应力取值12MPa,按照湿材0.9折减得:
8.3×
106=6.723×
104N·
㈣东北落叶松(8×
8cm,顺纹弯矩应力为14.5MPa,湿度:
6KN/m3)):
截面抵抗矩W=13.3×
截面惯性矩I=6.67×
6.67×
106=5.403×
㈤10#工字钢(11.2kg/m):
[σw]=205Mpa;
E=2.05×
105Mpa;
A=14.3cm2;
W=49cm3=49000mm3;
I=245cm4=2450000mm4;
S工10=28.2cm3,t工10=5mm,
EA=2.05×
105Mpa×
1430mm2=293150KN;
EI=2.05×
2450000mm4=502250N·
㈥碗扣支架钢管:
注:
见(《建筑施工手册》第五版第一册P667)
轴向容许应力[σ0]=140MPa;
国标钢管:
φ48、t=3.5,考虑市场管材差异,此处验算取值t=2.7mm;
横杆步距L=1200mm,每根立杆设计荷载F=30KN;
横杆步距L=600mm,每根立杆设计荷载F=40KN。
碗扣支架钢管截面特性表
外径
d(mm)
壁厚
t(mm)
截面积
A(mm2)
惯性矩
I(mm4)
抵抗矩
W(mm3)
回转半径
i(mm)
每米长自重
(N)
48
2.7
3.84×
102
0.989×
105
4.12×
103
16.05
/
㈦抗风验算(按《建筑结构荷载规范》附录EP125取值):
合肥地区基本风压按照50年一遇取值:
W0=0.35kN/m2;
风压高度系数K2=1.0;
体型系数K1=0.80;
地形、地理条件按照城市市内取值K3=0.85。
3.2永久荷载
①箱梁混凝土自重
2.2m高端横梁(中横梁、腹板)部位:
2.2×
26=57.2N/m2;
3.5m高端横梁(中横梁、腹板)部位:
3.5×
26=91.0N/m2;
翼板部位:
0.5×
26=13KN/m2;
箱室部位:
26=13KN/m2。
②模板重量(含内模、侧模及支架),以混凝土自重5%取值计算,则:
2.2m高箱梁端横梁(中横梁、腹板)底部:
57.2KN/m2×
5%=2.86KN/m2;
3.5m高箱梁端横梁(中横梁、腹板)底部:
91KN/m2×
5%=4.55KN/m2;
13KN/m2×
5%=0.650KN/m2;
箱室部位:
3.3施工均布活载(见《路桥施工计算手册》P185-P189,或《建筑施工手册》第五版第二册P1032)
㈠施工人员、机械设备及材料堆放等荷载:
2.5KN/m2;
㈡混凝土倾倒时对结构产生的冲击荷载:
2.0KN/m2;
㈢混凝土振捣对结构下部产生的荷载:
㈣混凝土振捣对腹板侧面产生的水平荷载:
4.0KN/m2;
㈤荷载组合:
计算强度:
q=1.2×
(①+②)+1.4×
(㈠+㈡+㈢);
计算刚度:
(①+②)。
3.4支架及模板系统验算
㈠箱梁端横梁、中横梁、腹板底部竹胶板(2.2米高箱梁)
底模采用δ=15±
1mm的竹胶板,直接搁置于间距L=20cm的8×
8cm横向方木上,面板属于受弯构件,只验算其抗弯强度及绕度,按连续梁考虑,取单位长度1.0米板宽按照三跨连续梁进行计算:
抗弯强度:
(㈠+㈡+㈢)
=1.2×
(57.2+2.86)+1.4×
(2.5+2.0+2.0)
=72.072+9.1=81.172KN/m
计算结果如下:
计算简图
结构弯矩图
Mmax=
=0.1×
81.172×
0.22=0.32KN·
m(见《建筑施工手册》第五版第一册P681)
σmax=Mmax/W=0.32×
106/3.75×
104=8.53MPa<[σ0]=70MPa
满足设计要求!
抗弯刚度:
(①+②)=72.072KN/m
ω=qL4/(150EI)=72.072×
0.204/150×
1.686×
=0.46mm≤L/400=200/400=0.5mm
箱梁端横梁、中横梁、腹板底部竹胶板(3.5米高箱梁)
(91+4.55)+1.4×
=114.66+9.1=123.76KN/m
123.76×
0.22=0.50KN·
m
σmax=Mmax/W=0.5×
104=13.33MPa<[σ0]=70MPa
(①+②)=114.66KN/m
ω=qL4/(150EI)=114.66×
0.24/150×
=0.73mm>L/400=200/400=0.5mm
不满足设计要求,对结构影响可忽略不计。
亦可将横向方木按照8*8@15cm放置,
ω'
=qL4/(150EI)=114.66×
0.154/150×
=0.23mm>L/400=150/400=0.375mm
以达到抗弯刚度要求。
㈡箱梁翼缘处竹胶板
(13+0.65)+1.4×
=16.38+9.1=25.48KN/m
25.48×
0.32=0.23KN·
σmax=Mmax/W=0.23×
104=6.13MPa<[σ0]=70MPa
(①+②)=16.38KN/m
ω=qL4/(150EI)=16.38×
0.34/150×
=0.52mm<L/400=300/400=0.75mm满足设计要求!
㈢箱梁腹板外侧竹胶板(见《建筑施工模板安全技术规范》P11,或《建筑施工手册》第五版第二册P1032)
混凝土侧压力:
PM=0.22γt0β1β2v1/2
γ—混凝土的自重密度,取26KN/m3;
t0—新浇混凝土的初凝时间,可采用t0=200/(T+15),T为砼入模温度(℃),取25,则t0=5;
β1—外加剂影响修正系数,因掺缓凝剂取1.2;
β2—砼坍落度影响修正系数,坍落度控制在11cm~15cm取1.15;
v—混凝土浇筑速度(m/h),取0.4
则:
=0.22×
26×
5×
1.2×
1.15×
0.41/2
=24.96KN/m2
qM=1.2×
PM+1.4×
(㈠+㈡+㈣)
24.96+1.4×
8.5
=41.85KN/m
41.85×
0.252=0.26KN·
σmax=Mmax/W=0.26×
104=7.0MPa<[σ0]=70MPa
PM=29.95KN/m
ω=qL4/(150EI)=29.95×
0.254/150×
=0.46mm<L/400=250/400=0.625mm
3.5支架方木系统验算
㈠箱梁端横梁、中横梁底板横向方木(2.2米高箱梁)
横向方木搁置于间距为0.6米的纵向10#工字钢或10*15cm方木上,横向方木规格为80mm×
80mm,间距0.2米,横向方木取单位跨度0.2米,按照三跨连续梁验算。
抗弯强度计算:
q={1.2×
(㈠+㈡+㈢)}×
0.2+6×
0.08×
0.08
={1.2×
(2.5+2.0+2.0)}×
=16.27KN/m
验算结果如下:
16.27×
0.62=0.59KN·
σmax=Mmax/W=0.59×
106/13.3×
104=4.44MPa<[σ0]=10.8MPa
满足设计要求!
结构剪力图
抗剪强度计算:
(见《建筑施工手册》第五版第一册P681)
Tmax=0.6ql=0.6×
0.6=5.86KN
T=3T/2bh<
[T](截面抗剪强度设计值)
=3×
5.86×
103/2×
80×
80=1.37<1.5MPa
(①