箱梁模板脚手架专项方案220.docx

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箱梁模板脚手架专项方案220

高架桥箱梁模板支架专项方案

1.工程概况

菜九路高架桥位于九龙坡区长江边上，平均架高22m以上，主线高架桥箱梁宽度21.5m，梁高2.3m，跨中顶板厚0.25m，底板厚0.2m，腹板标准段厚0.6m。

主线高架桥0-38#共计13联，其中0-27#长40*3*9＝1080m，27-36#长41.8*3*3＝376.2m，36-38#长38.0*2*1＝76m，具体详见附图，第一、二、三联及第九联等支架基础处于居民区附近,地表为大量生活垃圾及腐殖土，居民用水大量散排，支架基础薄弱，支架基础处理工程量大，受洪水影响明显。

为确保2008年9月底竣工通车，加之受两个洪水季节的影响支架、模板用量大。

如上图所示，主桥箱梁顶宽21.5m，底宽7.5m，梁高2.3m，底板厚0.2m，顶板厚0.25m，腹板跨中厚0.6m（从1/3L到横隔梁渐变成1m）。

主桥除36-38#外均是三跨一联。

箱梁砼浇筑分两次进行，第一次浇筑底板和腹板（1.85m高），第二次浇筑顶板和翼缘板。

箱梁支架基础绝大部分是含水量较大的沉积粉砂土，内侧居民用水及地表水源较多。

主梁3#-9#间及F连接线6#-3#地势较平缓，其它地段纵横高度差均较大。

本方案以主桥为例进行验算，E、F连接线可参照主桥进行支架搭设和支架基础处理。

2.编制依据

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202－2002

《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024-85

《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

《建筑地基处理技术规范》JGJ79－2002

《中华人民共和国安全生产法》

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130－2001

《建筑施工安全检查标准》JGJ59－99

《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80－91

《安全防范工程技术规范》GB50348－2004

《建设工程安全生产管理条例》

《建筑结构荷载规范》GB50009－2001

勘察、设计图纸、相关合同、总体施工组织设计等

3.工程特点

本工程支架具有高度大、数量多、桥宽及支架基础承载力差且不均匀和高风险等特点。

针对以上特点，项目部应从组织、技术和管理等三方面采取措施，公司应在资金上给予大力支持，以确保本工程的顺利进行。

4.支架设计

4.1.荷载

1.设计构件自重

永久荷载

2.支架自重

3.模板及棱条自重

4.施工人员及设备荷载

可变荷载

5.振捣混凝土时产生的荷载

6.倾倒混凝土时产生的冲击

7.风荷载（不考虑）

4.1.1永久荷载

（1）新浇筑钢筋混凝土自重标准值26KN/m3

（2）支架自重

支架高平均22m，最大高度28m，故支架计算按H=28m进行验算，底板la*lb*h=0.9m*0.9m*1.2m，实心段la*lb*h=0.6m*0.9m*0.6m，支架一纵一横（计算单元）支架自重。

名称

单位

0.9m*0.9m*1.2m

0.6m*0.9m*0.6m

立杆

N

28*56.9=1593.2

28*56.9=1593.2

横杆

N

25*1.8*43.67=1965.15

48*1.5*43.67=3144.24

剪刀撑

N

712

646

合计

KN

4.27

5.38

（3）模板及棱条自重0.5KN/m2

4.1.2.可变荷载

（4）施工人员及设备荷载1.0KN/m2

（5）振捣混凝土时产生的荷载2.0KN/m2

（6）倾倒混凝土产生的冲击力2KN/m2

4.2.荷载效应组合

根据规范要求，在计算脚手架强度和稳定性时，必须对所受荷载进行荷载效应组合，具体组合为：

计算纵、横水平杆强度立杆稳定性：

永久荷载+施工均布荷载

验算挠度时只使用永久荷载。

4.3.横杆计算

在第二次箱梁砼浇筑时，第一次浇筑的箱梁砼至少已经达到80％的设计强度，足够承受顶板荷载和抵抗变形，故横杆验算仅考虑第一次箱梁砼浇筑。

4.3.1.验算主棱

4.3.1.1.底板（120*120枋）

底板下立杆按900*900mm布置，次棱间距250mm。

钢筋砼传递给每根次棱的荷载F1=0.2*0.9*0.250*26=1.17KN

每根次棱传递给主棱的永久荷载组合：

GK=1.2*（1.17+0.5*0.9*0.25）=1.539KN

每根次棱传递给主棱的可变荷载组合：

QK=1.4*（1+2+2）*0.9*0.25=1.575KN

a.强度验算：

W＝120*1202/6=288000mm3；

Mmax=-1107323N.mm，如下图所示：

σ=Mmax/W=1107323/288000=3.84Mpa

故主棱强度满足要求。

b.挠度验算：

EI＝9000*120*1203/12=1.555*1011N.mm2；按每根次棱传递给主棱的永久荷载1.539KN进行计算。

第一跨最大挠度V=0.15mm，位于跨中，如下图所示：

V＝0.15mm<900/500=1.8mm

故挠度满足要求。

另外按均布荷载计算强度和挠度同样满足要求。

4.3.1.2.实心段（120*120枋）

实心段下立杆按600*900mm布置，次棱间距150mm。

钢筋砼传递给每根次棱的荷载F1=1.85*0.6*0.15*26=4.329KN

每根次棱传递给主棱的永久荷载组合：

GK=1.2*（4.329+0.5*0.6*0.15）=5.249KN

每根次棱传递给主棱的可变荷载组合：

QK=1.4*（1+2+2）*0.6*0.15=0.630KN

a.强度验算：

W＝120*1202/6=288000mm3；

Mmax=-3366522N.mm，如下图所示：

σ=Mmax/W=3366522/288000=11.69Mpa

故主楞强度满足要求。

b.挠度验算：

EI＝9000*120*1203/12=1.555*1011N.mm2；按每根次棱传递给主棱的永久荷载5.249KN进行计算。

最大挠度V=0.9mm，如下图所示：

V＝0.9mm<900/500=1.8mm

故挠度满足要求。

另外按均布荷载计算强度和挠度同样满足要求。

4.3.1.3.悬挑弧线段（[8槽钢]

弧线段主楞采用[8槽钢定制成弧形，且两端与120*120mm枋搭接。

立杆按900*900mm布置，次楞按244间距布置。

钢筋砼传递给每根次棱的荷载按照砼厚度的不同分三个单元计算，每个单元砼厚度取最大值：

a.第一单元高度按916mm考虑：

F1=0.916*0.244*0.9*26=5.23KN；

每根次棱传递给主棱的永久荷载组合：

GK1=1.2*（5.23+0.5*0.9*0.244）=6.41KN

每根次棱传递给主棱的可变荷载组合：

QK1=1.4*（1+2+2）*0.9*0.244=1.537KN

b.第二单元高度按705mm考虑：

F2=0.705*0.244*0.9*26=4.03KN；

每根次棱传递给主棱的永久荷载组合：

GK2=1.2*（4.03+0.5*0.9*0.244）=4.97KN

每根次棱传递给主棱的可变荷载组合：

QK2=1.4*（1+2+2）*0.9*0.244=1.537KN

c.第三单元高度按506mm考虑：

F3=0.506*0.244*0.9*26=2.89KN

每根次棱传递给主棱的永久荷载组合：

GK3=1.2*（2.89+0.5*0.9*0.244）=3.60KN

每根次棱传递给主棱的可变荷载组合：

QK3=1.4*（1+2+2）*0.9*0.244=1.537KN

荷载布置如下图所示：

a.强度验算：

W＝25300mm3；

Mmax=-2515164N.mm，如下图所示：

σ=Mmax/W=2515164/25300=99.41Mpa<205Mpa。

故主楞强度满足要求。

b.挠度验算：

EI＝206000*1010000=208060000000N.mm2；按永久荷载进行计算

最大挠度V=0.55mm，位于第一单元跨中，如下图所示：

V＝0.55mm<900/500=1.8mm

故挠度满足要求。

另外，按均布荷载计算强度和挠度满足要求。

4.3.1.4.斜腹板（120*120枋）

立杆间距900*900mm，次棱间距250mm。

钢筋砼传递给每根次棱的荷载F1=0.333*0.9*0.250*26=1.948KN

每根次棱传递给主棱的永久荷载组合：

GK=1.2*（1.948+0.5*0.9*0.25）=2.473KN

每根次棱传递给主棱的可变荷载组合：

QK=1.4*（1+2+2）*0.9*0.25=1.575KN

荷载布置如下图所示：

a.强度验算：

W＝120*1202/6=288000mm3；

Mmax=-1654183N.mm，如下图所示：

σ=Mmax/W=1654183/288000=5.74Mpa

故主棱强度满足要求。

b.挠度验算：

EI＝9000*120*1203/12=1.555*1011N.mm2；按永久荷载进行计算。

最大挠度V=0.2mm，位于跨中，如下图所示：

V＝0.2mm<900/500=1.8mm

故挠度满足要求。

另外按均布荷载计算强度和挠度同样满足要求。

4.3.2.验算次楞（ф48*3.5钢管）

4.3.2.1.底板（间距@250）

q1=1.2*（0.2*26+0.5）*0.25=1.71KN/m

q2=1.4*（2+2+1）*0.25=1.75KN/m

a.强度验算（按二等跨连续梁进行验算）：

W＝5080mm3；

Mmax=Km.q.l2=0.125*3.46*9002=350325N.mm，

σ=Mmax/W=350325/5080=68.96Mpa<205MPa

故次楞强度满足要求。

b.挠度验算：

EI＝206000*121900＝25111400000N.mm2；以永久荷载组合计算

Vmax=Kw.q.l4/（100EI）=0.521*1.71*9004/（100*25111400000）

=0.23mm<900/500=1.8mm,

故次楞挠度满足要求。

4.3.2.2.实心段（间距@150）

q1=1.2*（1.85*26+0.5）*0.15=8.748KN/m

q2=1.4*（2+2+1）*0.15=1.05KN/m

a.强度验算（按二等跨连续梁进行验算）：

W＝5080mm3；

Mmax=Km.q.l2=0.125*9.7983*9002=992078N.mm，

σ=Mmax/W=992078/5080=195.29Mpa<205MPa

故次楞强度满足要求。

b.挠度验算：

EI＝206000*121900=25111400000N.mm2；以永久荷载进行计算

Vmax=Kw.q.l4/（100EI）=0.521*8.748*9004/（100*25111400000）

=1.19mm<900/500=1.8mm

故次楞挠度满足要求。

4.3.2.3.悬挑弧线段（间距@250）

以最厚处1m进行验算

q1=1.2*（1*26+0.5）*0.25=7.95KN/m

q2=1.4*（2+2+1）*0.25=1.75KN/m

a.强度验算（按二等跨连续梁进行验算）：

W＝5080mm3；

Mmax=Km.q.l2=0.125*9.7*9002=982125N.mm，

σ=Mmax/W=982125/5080=193.33Mpa＜205Mpa。

故次楞强度满足要求。

b.挠度验算：

EI＝206000*121900=25111400000N.mm2；以永久荷载进行验算

Vmax=Kw.q.l4/（100EI）

=0.521*7.95*9004/（100*25111400000）=1.08mm

<900/500=1.8mm,故次楞挠度满足要求。

4.3.2.4.斜腹板（间距@250）

q1=1.2*（0.333*26+0.5）*0.25=2.747KN/m

q2=1.4*（2+2+1）*0.25=1.75KN/m

a.强度验算（按二等跨连续梁进行验算）：

W＝5080mm3；

Mmax=Km.q.l2=0.125*4.497*9002=455321N.mm，

σ=Mmax/W=455321/5080=89.63Mpa＜205Mpa。

故次楞强度满足要求。

b.挠度验算：

EI＝206000*121900=25111400000N.mm2；以永久荷载进行验算

Vmax=Kw.q.l4/（100EI）

=0.521*2.747*9004/（100*25111400000）=0.37mm

<900/500=1.8mm,故次楞挠度满足要求。

4.4.模板验算

箱梁模板选用1200mm*2400mm*12mm的I类覆膜木胶合板。

在第二次箱梁砼浇筑时，第一次浇筑的箱梁砼至少已经达到80％的强度，具有足够的强度抵抗第二次砼的荷载和变形，故模板验算仅考虑第一次箱梁砼浇筑。

4.4.1.底板

q1=1.2*（0.2*26+0.5）*0.001=0.00684KN/m

q2=1.4*（2+2+1）*0.001=0.007KN/m

a.强度验算（按二等跨连续梁进行验算）：

W＝bh2/6=1*122/6=24mm3；

Mmax=Km.q.l2=0.125*0.01384*2502=108.13N.mm，

σ=Mmax/W=108.13/24=4.51Mpa<落叶松静曲顺纹强度26Mpa．横纹强度20MPa

故强度满足要求。

b.挠度验算：

EI＝5500*1*123/12＝792000N.mm2；以永久荷载进行验算

Vmax=Kw.q.l4/（100EI）=0.521*0.00684*2504/（100*792000）=0.18mm

<250/500=0.5mm,故挠度满足要求。

4.4.2.腹板（间距@150）

q1=1.2*（1.85*26+0.5）*0.001=0.05832KN/m

q2=1.4*（2+2+1）*0.001=0.007KN/m

a.强度验算（按二等跨连续梁进行验算）：

W＝bh2/6=1*122/6=24mm3；

Mmax=Km.q.l2=0.125*0.06532*1502=183.71N.mm，

σ=Mmax/W=183.71/24=7.65Mpa<落叶松静曲顺纹强度26Mpa．横纹强度20MPa

故强度满足要求。

b.挠度验算：

EI＝5500*1*123/12＝792000N.mm2；以永久荷载进行验算

Vmax=w.q.l4/（100EI）=0.521*0.05832*1504/（100*792000）

=0.19mm<150/500=0.3mm

故次楞挠度满足要求。

4.4.3.悬挑弧线段（间距@250）

q1=1.2*（1*26+0.5）*0.001=0.0318KN/m

q2=1.4*（2+2+1）*0.001=0.007KN/m

a.强度验算（按二等跨连续梁进行验算）：

W＝bh2/6=1*122/6=24mm3；

Mmax=Km.q.l2=0.125*0.0388*2502=303.13N.mm，

σ=Mmax/W=303.13/24=12.63Mpa<落叶松静曲顺纹强度26Mpa．横纹强度20MPa

故强度满足要求。

b.挠度验算：

EI＝5500*1*123/12＝792000N.mm2；以永久荷载进行验算

Vmax=Kw.q.l4/（100EI）=0.521*0.0318*2504/（100*792000）=0.82mm

>250/500=0.5mm,故须将砼厚度超过400mm悬挑段的次楞轴线间距调为200mm。

经验算，间距调为200mm后挠度满足要求。

4.4.4.斜腹板（间距@250）

q1=1.2*（0.333*26+0.5）*0.001=0.011KN/m

q2=1.4*（2+2+1）*0.001=0.007KN/m

a.强度验算（按二等跨连续梁进行验算）：

W＝bh2/6=1*122/6=24mm3；

Mmax=Km.q.l2=0.125*0.018*2502=140.63N.mm，

σ=Mmax/W=140.63/24=5.86Mpa<落叶松静曲顺纹强度26Mpa．横纹强度20MPa

故强度满足要求。

b.挠度验算：

EI＝5500*1*123/12＝792000N.mm2；以永久荷载进行验算

Vmax=Kw.q.l4/（100EI）=0.521*0.011*2504/（100*792000）=0.28mm

<250/500=0.5mm

故挠度满足要求。

4.5.立杆计算

4.5.1.底板

在第二次箱梁砼浇筑时，底板每根立根承受的荷载是0.45*0.9*0.9*26=9.477KN。

N=1.2*（4.27+0.5*0.9*0.9+9.477）+1.4*5*0.9*0.9=22.65KN<30KN（横杆步距1.2m的允许承载力）

A=4.89cm2

L0=h+2a=1.2+2*0.3=1.8m,u0=1.8/1.2=1.5（按扣件式钢管架）

u=0.9325.u0=0.9325*1.5=1.39875，L=u.h=1.39875*1.2=1.6785

i=1.58cm（回转半径）

λ=L/i=167.85/1.58=106故稳定系数φ=0.544

N/φ/A=22.65/0.544/4.89=8.515KN/cm2

即85.15MPa≤f=180Mpa

故立杆承载力和稳定性满足要求

4.5.2.实心段

A.在第一次箱梁砼浇筑时，每根立根承受的荷载是1.85*0.9*0.6*26=25.97KN

N=1.2*（5.38+0.5*.6*0.9+25.97）+1.4*3*0.6*0.9=40.212KN≈40KN（横杆步距0.6m的允许承载力，混凝土厚度大于1m不计顷倒冲击力）

B.在第二次箱梁砼浇筑时，第一次砼已具有足够的强度，故在第二次箱梁砼浇筑时，所有荷载均匀分布在每根立杆上。

（1）墩顶横隔梁：

（30.395*3*26/27/6+0.5*0.6*0.9）*1.2+1.4*3*0.6*0.9=20.15KN<40KN

（2）腹板（按最大断面0.9m长计算）：

（3.08*0.9*26/3+0.5*0.6*0.9）*1.2+1.4*3*0.6*0.9=31.42KN<40KN

故立杆承载力和稳定性满足要求

4.5.3.斜腹板

N=1.2*（4.27+（26*0.583+0.5）*0.9*0.9）+1.4*5*0.9*0.9=26.02KN<30KN（横杆步距1.2m的允许承载力）

A=4.89cm2

L0=h+2a=1.2+2*0.3=1.8m,u0=1.8/1.2=1.5（按扣件式钢管架）

u=0.9325.u0=0.9325*1.5=1.39875，L=u.h=1.39875*1.2=1.6785

i=1.58cm（回转半径）

λ=L/i=167.85/1.58=106故稳定系数φ=0.544

N/φ/A=26.02/0.544/4.89=9.781KN/cm2

即97.81MPa≤f=180Mpa

故立杆承载力和稳定性满足要求

4.5.4.弧线段

以最厚单元砼的平均厚度0.76m进行计算

N=1.2*（4.27+（26*0.76+0.5）*0.9*0.9）+1.4*5*0.9*0.9=30.4KN≈30KN（横杆步距1.2m的允许承载力）

A=4.89cm2

L0=h+2a=1.2+2*0.3=1.8m,u0=1.8/1.2=1.5（按扣件式钢管架）

u=0.9325.u0=0.9325*1.5=1.39875，L=u.h=1.39875*1.2=1.6785

i=1.58cm（回转半径）

λ=L/i=167.85/1.58=106故稳定系数φ=0.544

N/φ/A=30.4/0.544/4.89=11.46KN/cm2

即114.6MPa≤f=180Mpa

故立杆承载力和稳定性满足要求

4.5.4整体验算

一联桥2033m3砼，即2033*26=52858KN，承重立杆3996根，平均每根立杆承受的荷载：

（（52858+0.5*21.5*120）*1.2+1.4*5*21.5*120）/3996=20.43KN<30KN（横杆步距1.2m的允许承载力）

故立杆承载力和稳定性满足要求

4.6.支架基础

4.6.1.地基承载力要求

4.6.1.1.底板

底板下每根立根传递给地基的集中荷载是22.65KN（见4.5.1）

A=（0.1+2*0.2*tag45°）^2=0.25m2（20cm厚C20砼基础，底座直接置于砼面上）

P=N/A=22.65/0.25=90.6Kpa≤f=K·fk（K是砂土的承载力降低系数）

故，要求粉砂土地基承载力标准值fk≥90.6/K=90.6/0.4=226.5KPa

4.6.1.2.实心段

实心段每根立根传递给地基的集中荷载是40.212KN（见4.5.2）

A=（0.27+2*0.2*tag45°）^2=0.4489m2（20cm厚C20砼基础,底座直接置于面积不小于0.27*0.27m2,厚度不小于0.25m的块石上）

P=N/A=40.212/0.4489=89.579Kpa≤f=K·fk（fk是砂土的承载力降低系数）

故，要求粉砂土地基承载力标准值fk≥89.579/K=89.579/0.4=223.9Kpa

4.6.1.3.斜腹板

斜腹板每根立根传递给地基的集中荷载是26.02KN（见4.5.3）

A=（0.1+2*0.2*tag45°）^2=0.25m2（20cm厚C20砼基础,底座直接砼面上）

P=N/A=26.02/0.25=104.08Kpa≤f=K·fk（fk是砂土的承载力降低系数）

故，要求粉砂土地基承载力标准值fk≥104.08/K=104.08/0.4=260.2Kpa

4.6.1.4.弧线段

弧线段砼最厚单元每根立根传递给地基的集中荷载是30.4KN（见4.5.4）

A=（0.2+2*0.2*tag45°）^2=0.36m2（20cm厚C20砼基础,底座置于面积不小于0.20*0.20m2,厚度不小于0.25m的块石上）

P=N/A=30.4/0.36=84.44Kpa≤f=K·fk（fk是砂土的承载力降低系数）

故，要求粉砂土地基承载力标准值fk≥84.44/K=84.44/0.4=211.1Kpa

4.6.2.地基处理

本项目桥位地形地质情况较为复杂，支架的基础处理对上部结构施工至关重要。

根据现场沿线各桥跨具体的情况，碗扣式满堂落地支架基础按下列原则处理：

（一）地基稳定、地势纵横高差不大，有条件用压路机碾压的地段，采用挖掘机平整场地，并用不小于18T的振动压路机振动碾压6-8遍，直至无明显轮迹为止，及时测定地基承载力标准值：

（1）fk≥260kN/m2时直接按4.6.1计算浇筑20cm厚C20混凝土；

（2）fk≥23