PH8满堂脚手架剖析.docx

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PH8满堂脚手架剖析

6.5现浇梁施工

6.5.1地基处理

承重支架建立在坚实地基上，同时支架体系应稳定，支撑体系受力合理、安全可靠。

本工程支架位于回填土地面，同时部分支架地基为承台基坑、桩基泥浆池处的地基，由于回填土承载力差（根据《岩土工程详细勘察报告》可知，天然地基承载力fk=50～70kPa），因此，施工过程中将对地基做如下处理：

（1）承基坑采用石粉渣分层人工夯实回填，压实度要求93%以上。

（2）钻孔桩泥浆池采用石粉渣分层人工夯实换填，压实度要求93%以上。

（3）现浇梁地基处理范围：

左右边梁外边线外放2m整平压实。

用石粉渣填铺30cm厚压实，并使处理后的地基承载力达到fk≥220kPa。

（4）然后硬化20cm厚C20砼，作为承载面，以保证模板支架的整体稳定性。

（5）硬化砼的垫层顶面横桥向设单面坡，坡度为1.5%，以保证支架搭设范围内排水通畅，两边设砖砌排水沟，截面尺寸40cm*40cm。

6.5.2箱梁施工

箱梁分两次浇筑施工，浇筑施工顺序为由两头同时向中间施工，采用商品混凝土，采用2台汽车泵直接泵送至工作面。

模板由底模、侧模及内模三部分组成，一般预先分别作成组件，在使用时再进行拼装，模板均采用木模，相邻两块模板的高差不超过3mm，间隙不大于2mm。

模板的支撑牢固，对于翼板或顶板采用框架式木支撑，对于腹板模板，计划采用Ф48钢管支撑腹板模板。

箱梁砼是外露砼，要注意砼外观，各种接缝要紧密不漏浆，必要时在接缝间加密缝条，用玻璃胶将其刮密实。

脱模剂采用质量可靠的脱模剂。

模板拆除时，侧模应在混凝土强达到设计规定要求的强度后，能保证其表面及棱角不因拆模受损，方可进行。

拆支架及底模则在混凝土强度能安全地承受其自重和外加施工荷载时，方可拆除支架、底模。

拆除的顺序：

先拆翼板处支架，再拆箱室底部支架。

使箱梁逐渐受力，防止因突然受力引起裂纹等。

6.5.3现浇梁模板支架设计计算

现浇梁分为等截面连续梁、梁高均为等截面，高度为1.4m，支架搭设高度在10m；取梁高为1.8m进行计算。

所有现浇箱梁模板支撑体系均按次方案执行。

6.5.3.1模板支架设计

（一）编制依据及参数取值

（1）现浇梁设计图纸

（2）《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》

（3）现场的条件及作业环境。

（二）支架材质要求

（1）均采用碗扣钢管支架，剪刀撑采用普通钢管。

支架用钢管采用符合现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793-92）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中规定的3号普通钢管，其材质性能符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）的规定。

（2）钢管规格为Φ48×3.5mm，钢管壁厚不得小于3.5-0.025mm。

（3）扣件材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定。

（4）扣件螺栓拧紧扭力矩不应小于40N.m，且不应大于65N.m。

（三）支架搭设原则

（1）腹板及底板支架立杆纵横向间距0.6×0.6m、0.9*0.9，一般步距0.9m；翼板处支架立杆纵横向间距1×1m、一般步距1.2m；

（2）支架高宽比＜2，设置两排缆风绳。

缆风绳固定在支架节点上；

（3）支架离地面20cm设置纵横向扫地杆；支架顶横杆至模板底距离不大于70cm。

（4）当地面存在坡度时，采用顶托调节支架高度。

顶托插入立杆深度不小于15cm；

（5）支架直接采用底托搭设在已硬化的混凝土地面上；

（6）支架纵向两侧及腹板下设置纵向剪刀撑；支架横向两侧及中部每隔4m左右设置横向剪刀撑；支架顶部、底部及中部每隔4步设置一道水平剪刀撑；

（四）模板体系设计

（1）模板均采用定型钢模；

（2）直接支撑模板的小横梁采用10×10cm木方，间距详见模板设计；

（3）外侧模与底模相连，腹板侧模之间采用对拉杆连接；

（4）顶托上的主横梁采用12×12cm木方，间距与脚手架步距相同。

6.5.3.2腹板处模板支架设计计算

箱梁标准断面图

（一）材料力学性能

根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》，各种材料的容许应力如下：

方木（红松）：

顺纹压应力和顺纹弯应力容许值[σ]=[σw]=12Mpa

顺纹弯曲剪应力[τ]=1.5Mpa，弹性模量E1=9×103Mpa

胶合板：

弹性模量E=9×103Mpa，[σw]=13Mpa，[τ]=1.4Mpa。

钢材（A3钢）弹性模量：

[σw]=205Mpa，[τ]=120MpaE2=2.0×105Mpa。

许用挠度：

[ω]

[λ]≤150。

（二）荷载计算及组合

（1）、计算荷载

根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001），荷载标准值如下：

①、Q1模板自重：

NG1=1.2KN/m2

②、Q2支架自重：

按搭设高度10m，腹板处立杆间距1×1，上下步距1.2m，计算，则腹板处Q2＝（10+9×1×2）×3.84×10/（1×1）＝107.5N/m2＝1.075KN/m2。

③、Q3钢筋砼重力：

分两种工况计算（腹板处和底板处）

钢筋砼容重γ=26KN/m3，第一取腹板处厚度按最大0.5m，高度2.3m，跨度为1米计算；第二取顶板最大厚度为0.4m，纵横跨度为1米计算；

NG3=γh1＝26×0.5×1.4×1＝18.2KN/m2。

NG3’=γh1＝26×0.4×1＝10.4KN/m2。

④、Q4施工人、机、料荷载

计算模板和肋板时：

NQ1=1.5KN/m2；

振捣砼时对模板产生的施工荷载：

Q=2KN/m2。

Q3=3.5KN/m2

⑤、Q5混凝土侧压力

混凝土对模板的最大侧压力F＝0.22×rc×t0×β1×β2×V0.5

rc为混凝土容重，取26KN/m3

t0为混凝土初凝时间，t0取5

β1为外加剂修正系数，取1.0

β2为塌落度修正系数，取1.15

V为混凝土浇筑速度，取2m/h

得F=65.78KN/m2

采用F＝rc×H＝25×0.6＝15KN/m2，计算结果小于65.78KN/m2，取小者。

⑥、Q6风荷载

Wk=0.7μz·μs·Wo

式中：

Wk——风荷载标准值（KN/m2）；

　　　μz——风压高度变化系数，查表得μz＝0.84；

　　　μs——风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定的竖直面取0.8；

　　　Wo——基本风压（KN/m2），查《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），云南地区50年一遇基本风压Wo＝0.75KN/m2。

则风荷载Wk=0.35KN/m2。

（2）、荷载组合计算

支架采用极性荷载法，计算模板和方木采用容许应力法，支架与墩柱相连，用以抵抗风载。

（a）、验算方木强度时：

①+③+④。

（b）、验算立杆稳定性时：

1.2×（①+③+④）+0.9×1.4×（②+⑥）

（c）、验算侧模方木强度时：

（④+⑤）

（三）主承重梁大横杆及分配梁方木计算

主承重梁采用12×12cm方木，如图所示，沿线路长度方向设置。

小肋分配梁采用10×10cm方木，中心间距30cm。

腹板处小肋分配梁方木计算

截面力学特性：

10×10cm方木

W＝1003/6＝1003/6＝1.67×105mm3；

I＝a4/12＝0.14/12＝8.33×10-6m4；

A=bh＝10000mm2

荷载计算：

荷载q＝（1.5+18.2+3.5）×0.3＝6.96（KN/m）

①强度验算

按三跨连续梁计算，受力图见：

q=6.96KN/m，l=1m，查《建筑施工计算手册》（江正荣编著）得：

方木最大弯矩M=0.1×q×l2＝0.1×6.96×1＝0.696KN.m

最大剪力Q＝0.6*q*l=0.6*6.96*1=4.176KN

则σmax＝M/W＝4.17<[σ松]＝12MPa满足！

τmax＝1.5Q/A＝1.5*4.176*103/10000＝0.626<[τ]=1.5Mpa满足！

②刚度验算

挠度f＝0.677×q×l4/（100×E×I）

q＝6.96KN/ml＝1mE＝9×103MpaI=3.41×10-6m4

则f＝0.15mm

主承重梁验算

主承重梁采用12×12cm木方

截面力学特性：

W＝1203/6=0.288×106mm3；

I＝a4/12＝0.124/12＝17.3×10-6m4；

A=bh＝14400mm2

荷载计算：

荷载q＝（1.5+18.2+3.5）×1＝23.2（KN/m）

①强度验算：

按三跨连续梁计算，受力如图：

q=23.2KN/m，l=1m，

查《建筑施工计算手册》（江正荣编著）得：

方木最大弯矩M=0.1×q×l2＝0.1×23.2×1＝2.32KN.m

最大剪力Q＝0.6*q*l=0.6*23.2*1=13.92KN

则σ＝M/W＝8.06MPa<[σw]＝12MPa满足！

τmax＝1.5Q/A＝1.5*13.92*103/14400＝1.45<[τ]=1.5Mpa满足！

②刚度验算：

挠度f＝0.677×q×l4/（100×E×I）

q＝23.2KN/ml＝1mE＝9×103MPaI=17.3×10-6m4

则f＝0.14mm

方木的强度、刚度满足设计要求！

（四）支架验算

（1）、风荷载对立杆产生弯矩

计算公式：

Mw=1.4Lyl02WK/10　　　　　

　　式中：

Mw——单肢立杆弯矩（KN·m）；

　　　Ly——立杆纵矩，Ly＝1m；

　　　Wk——风荷载标准值，由前面荷载计算得Wk=0.35KN/m2。

　　　l0——立杆计算长度，l0＝h+2a＝1.2+2×0.3＝1.8m。

则Mw=0.0953KN·m

单根钢管W=5.078×103mm3

则立杆σ＝M/W＝18.77MPa<[σ钢]＝205MPa满足！

（2）、腹板支架单肢立杆轴向力

取1.2m高度横梁处计算。

计算公式：

Nw=【1.2（1+3+4）+0.9×1.4ΣNQI】×（Lx×Ly）

＝【1.2×（1.5+18.2+3.5）+0.9×1.4×（5.824+0.35）】×（1×1）

＝33.8KN＜40KN满足！

（3）、腹板支架立杆压弯强度

计算公式：

Nw/ΦA+0.9βMw/[γW（1-0.8Nw/NE）]≤f

　　式中：

β——有效弯矩系数，采用1.0；

　　　　　γ——截面塑性发展系数，钢管截面为1.15；

　　　　　W——立杆截面模量，W=5.078×103mm3；

　　　　　NE——欧拉临界力，NE=π2EA/λ2（E为材料弹性模量,λ为压杆长细比）。

E=2.1×105MpaA=（D2-d2）×π/4=（482-412）×π/4=489.3mm2

长细比λ=L0/i其中，L0=h+2a＝1.2+2×0.3＝1.2m，

回转半径i=（D2+d2）0.5/4=15.78mm，

则λ=1800/15.78=114.1＜150，可用，查表Φ=0.489

故NE=π2EA/λ2＝175186.7N=175.2KN

则立杆压弯强度＝69.2+7.4＝76.6MPa

6.5.3.3翼板处模板支架设计计算

（一）荷载计算及组合：

见6.5.6.2

（二）主承重梁大横杆及分配梁方木计算

主承重梁采用12×12cm方木，如图所示，沿线路长度方向设置。

小肋分配梁采用10×10cm方木，中心间距30cm。

翼板处小肋分配梁方木计算

截面力学特性：

10×10cm方木

W＝1003/6＝1003/6＝1.67×10