完整版高速公路现浇箱梁贝雷梁满堂架支架施工方案.docx

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完整版高速公路现浇箱梁贝雷梁满堂架支架施工方案

高速公路现浇箱梁贝雷梁

满堂架支架施工方案

一、编制依据

1、国家有关政策、法规、建设单位、监理单位对本工程施工的有关要求；

2、中华人民共和国交通部部颁标准《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）、《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076—95）等现行有关施工技术规范、标准；

3、惠兴高速公路镇宁至兴仁段两阶段施工图设计；

4、现场勘察和研究所获得的资料，以及相关补充资料；我单位施工类似工程项目的能力和技术装备水平；

5、参考《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土工程模板与支架技术》、《公路施工手册》（桥涵下册）、《路桥施工计算手册》、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）。

二、工程概况

ZK180+285.25**大桥为**互通扩建的新建左幅大桥，桥梁位于直线段上，桥面纵坡为1.04%。

中心桩号为ZK180+285.25，起点桩号为ZK180+191.48,终点桩号为ZK180+385.52,桥梁全长194.04米,最大桥高16.985米。

桥梁上部结构为（20.04+3×20+19.94）+（19.94+2×20+19.94）m钢筋混凝土现浇连续箱梁，共计两联，变截面箱梁：

第一联为单箱三室，桥宽19.14m～14.908m;第二联为单箱三室，桥宽14.908m～12.108m;梁高为1.4m。

下部结构为柱式墩、桩基础；肋板桥台，桩基础；重力式U形台，扩大基础。

第一联为第一～第五孔，其中第一～至第四孔桥下地面平整，第五孔桥下六阴河以60°穿过。

第二联为第六～第九孔，桥下地势平坦。

根据当地气象、水文地质条件，每年的5～10月份为雨水季节，同时5～10月份为**大桥施工期。

三、施工进度计划

第一联：

第一跨～第五跨

场地硬化：

2021年7月1日～7月10日；

支架搭设：

2021年7月5日～7月20日；

支架预压：

2021年7月22日～8月10日；

钢筋安装：

2021年8月10日～8月17日；

混凝土浇筑：

2021年8月17日～8月31日；

支架拆除：

2021年9月15日～9月22日；

第二联：

第六跨～第九跨

场地硬化：

2021年8月20日～8月25日；

支架搭设：

2021年9月6日～9月16日；

支架预压：

2021年9月17日～9月30日；

钢筋安装：

2021年10月1日～10月10日；

混凝土浇筑：

2021年10月12日～10月20日；

支架拆除：

2021年11月5日～11月15日；

四、施工方法及施工工艺

（一）、施工方法

根据设计要求本桥上部采取满堂支架施工，考虑到雨季六阴河道涨水对现浇箱梁施工安全的影响，跨越河道段第一联第五跨采用贝雷梁作为现浇箱梁支架，以保证河道泄洪顺利，不受河水影响地段采用碗扣式多排钢管脚手架满堂支架现浇施工。

本桥第一联第1、第2、第3、第4跨采用满堂支架施工，第5跨采取临时墩支撑，贝雷架+满堂支架施工。

4#墩、5墩柱预留180穿心孔，利用150穿心棒作为支撑点，横桥向墩柱两侧采用贝雷架支撑于穿心棒之上，贝雷架作为纵梁，支撑结构为钢管支架。

为防止因上部荷载作用引起较大的挠度，在第5跨中间部位增加直径1.2米的临时墩进行支撑，临时墩采用桩基础，桩端至少进入基岩50cm，墩顶与预留穿心孔在同一高度。

第二联桥下地势平坦，硬化后，采用满堂支架施工。

（二）碗扣式多排钢管脚手架满堂支架施工

1、材料选用和质量要求

1）本工程脚手架为连续箱梁承重用，选用碗扣式多排钢管脚手架，现浇梁外模采用122×244×12优质竹胶板。

2）钢管规格为φ48×3.5mm，钢管的端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。

钢管应涂刷防锈漆作防腐处理，并定期复涂以保持其完好。

2、满堂支架地基处理

脚手架搭设支架前，对既有地基进行处理，以满足箱梁施工过程中承载力的要求，可先用装载机将表层松土推平并用压路机压实，如果发现弹簧土须及时清除，并用石渣进行换填压实处理。

对于桩基承台和桥台基坑附近开挖过的地面，采取分层回填分层整平压实予以加固。

场地平整压实后统一铺筑一层40cm厚的石渣进行硬化处理，然后再浇筑15cm厚C20素混凝土垫层，以提高地基承载力。

在地面硬化以后，应该加强箱梁施工范围内的排水工作，在场地两侧开挖30×30cm矩形排水沟，并设置引水槽，沟底设置纵坡，注意保持排水畅通，沟面抹1:

2水泥砂浆，以保证雨水及时排除，避免雨水浸泡地基而导致地基承载力下降危及支架的安全，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。

3、支架验算

本工程现浇梁支架在一般地段采用满堂式脚手架。

满堂脚手架如下图所示。

1）、满堂式脚手架支架验算

此桥支架验算以第一联的各种荷载数据进行：

（1）满堂式脚手架支架荷载计算（以第一联第一跨计算为例）

a、梁体钢筋混凝土自重取40.14KN/m²；

b、模板自重取1.5KN/m²

c、支架自重=0.04KN*4根/m2*8m/根=1.28KN/m²

d、施工人员及机具重量=3.3KN/m²

e、混凝土灌注振捣=2KN/m²

将以上（1项+2项）×1.5+（4项+5项）×1.4简化为均布荷载：

（40.14+1.5）×1.5+（3.3+2）×1.4=69.74KN/m；

第3项支架自重直接作用于立杆轴线，简支梁计算如下：

Rmax=ql/2+1.28=69.74*0.6/2+1.28=22.2KN

（2）、立杆计算长度

Lo=kuh

K-计算长度附加系数，取1.155；

u-脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，取1.50；

h-立杆步距，取0.9m；

L0=1.155*1.5*0.9=1.559m

（3）、钢管截面特性

外直径Φ48mm，壁厚3.5mm，截面积A=4.89cm2，惯性矩I=12.19cm4，回转半径r=1.58cm。

（4）、立杆稳定性计算

长细比λ=Lo/r=155.9/1.58=98.68，查表知折减系数φ=0.558

N/φA=（22.2×10³）/（0.558×4.89*10²）=81.36MPa〈f=170MPa

结论：

立杆稳定性满足

（5）、整架稳定性计算

0.9N/φA≤fc/rm

N=1.2*1.28+1.4*3.3=6.156KN（立杆验算截面处的轴心力设计值。

其值为N=1.2NGK+1.4NQK，NGK：

脚手架自重标准值在立杆中产生的轴心力（KN）；NQK：

一般计算施工荷载）

rm=1.5：

材料强度附加分项系数。

结果：

0.9*6.156*103/（0.489*4.89*102）=23.17≤170/1.5=113KN

结论：

整架稳定性满足要求。

（6）、底模板下次梁（10×15cm木枋）验算：

底模下脚手管立杆的纵向、横向间距均为0.6m，顶托木枋按横桥向布置，间距0.6cm；次梁按顺桥向布置，间距15cm 。

因此计算跨径为0.6m，按简支梁受力考虑，验算底模下底板中间位置：

荷载q=（40.14+1.5）*1.5=62.46KN/m

跨中弯矩：

M=ql2/8=（62.46*0.62）/8=2.81MPa。

净截面抵抗矩W=bh2/6=10*152/6=375cm3

纵梁毛截面惯性矩：

Im=1/12*10*153=2.81*103cm4

毛截面惯性矩：

Sm=（10*15*2）*15/4=281.25cm3

弯曲应力：

σ=Mmax/W=2.81*106/（375*103）=7.49MPa＜[σ]=17MPa[σ]=17MPa

由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：

τ=Q*Sm/Im*B=2.81*103*281.25*103/2.81*103*104*150

=0.1875MPa＜[τ]=1.6MPa

结论：

底模板下次梁满足要求

（7）、顶托枋木验算（10×15cm木枋）。

计算跨径为0.6m，按简支梁受力考虑，验算底模下底板中间位置：

Mmax=ql2/8=62.46*0.62/8=2.81KN

W=bh2/6=10*152/6=375cm3

弯曲应力：

σ=Mmax/W=2.81*106/375*103=7.49MPa＜[σ]=17MPa[σ]=17MPa

挠度计算：

f=5*62.46*6004/[384*10*103*2.81*103*104]=0.375mm＜L/400=1.5mm

结论：

顶托枋木满足要求

4、地基承载力验算

落地支架下铺设木枋（10*15*400cm），其上可放6根立杆（间距0.6cm），所以有，每根木枋所受力为

F=22.2*6=133.2KN

σ=F/A=133.2*103*10-3/5*0.2=133.2KPa

而实测地基承载力在300KPa～350KPa之间，

地基承载力满足要求。

经验算满堂支架的各项结果均满足施工安全要求。

（三）、贝雷梁支架施工方案

第五跨平面位置图

⒈主要构造

现浇梁支架自下而上由桩基础、柱式墩、支撑梁、贝雷梁、下次梁方木及支架、底模、侧模及支撑等组成。

⒉各主要构件功能

1）支墩基础

贝雷梁支墩在4#、5#墩预留穿心孔采用150穿心棒支撑，跨中采用桩基础柱式墩支撑，桩基础直径1.5米，临时墩直径1.2米，桩基以嵌入基岩50cm即可，均采用C25混凝土。

2）支撑梁

支撑梁采用1.5米×0.9米贝雷梁横向布置，4#、5#墩与临时墩顶各两片，共布置6片，起着

将梁结构自重、支架荷载和施工荷载等传到圆柱墩和临时墩上的作用。

为了确保贝雷梁的稳定，防止滑移和倾覆，墩柱两侧的贝雷片用10个槽钢将两片贝雷梁连接成一个整体。

浇筑临时墩混凝土时，在墩顶预埋直径为120cm厚3cm的圆形钢板，临时墩贝雷梁与预埋钢板焊接连接，墩顶贝雷梁采用单层双排结构，两排梁之间用标准杆件连接。

3）分配横梁

分配横梁纵向布置，起着将结构荷载、支架荷载和施工荷载分配到支撑梁上同时受力的作用。

间距90cm，并在贝雷梁位置处焊接加劲板加强，同时焊挡块防止贝雷梁移动。

4）贝雷梁

主梁跨中部分及墩身横向外侧由贝雷梁组成，贝雷梁采用单层双排结构，贝雷梁之间采用厂家专用螺栓联结，用于承受制梁时的荷载，完成现浇梁的浇注。

3、第4跨～第5跨贝雷梁布设：

箱梁底板宽度为：

1120.8cm～1050.8cm。

箱梁顶板宽：

1560.8cm～1490.8cm。

考虑为方便施工，贝雷梁布设以最宽宽度平行布设，布设间距4#墩为0.95米，由于箱梁为变截面，5#墩处布设间距为0.60米。

贝雷梁不设纵坡和横坡，桥梁纵坡在支架通过支架钢管、方木、顶托等调整，横坡通过底托调整。

1）、贝雷梁上部支架布设

（1）、贝雷梁上部横梁和下次梁

横梁采用10×15cm方木，间距按15cm布设在贝雷梁上。

下次梁采用5×10cm方木按90cm间距顺桥向布设。

方木接头错开布置。

（2）、钢管支架的布设

支架底部采用碗口式支架支撑于贝雷架上部的横梁和下次梁的方木上，纵横向间距90cm。

支架受力计算与第一跨满堂支架相同。

（3）、底模横梁和下次梁

底模横梁采用10×15cm方木，间距按0.9米布设在贝雷梁上。

底模下次梁采用5×10cm方木按15cm间距顺桥向布设。

方木接头错开布置。

（4）、底模

混凝土梁自重通过底模，将荷载传递给支架，然后再通过支架传递到贝雷梁上。

底模的预拱度及表面平整度采用不同厚度的钢板垫块在模板肋带处调节。

（5）、支架搭设

在施工现场集中进行贝雷梁立柱拼装和焊接，待支架桩基及墩柱砼强度达到设计要求后，吊车配合人工进行贝雷梁立柱的安放。

每排贝雷梁立柱顶部横桥向安放分配横梁。

安装时严格控制贝雷梁立柱的倾斜度，应小于0.1%。

在贝雷梁柱和分配横梁安装完毕后并经检查合格后，进行贝雷梁的吊装。

贝雷梁在梁跨下的地面拼接好后，采用两台吊车整体吊装就位。

安装顺序为先安装中间后对称吊装两边的贝雷梁。

吊装必须有专人指挥，起吊和下落必须平稳，避免对立柱等结构造成冲击，以确保安全。

4、贝雷梁支架荷载计算（第五跨）

（1）贝雷梁支架受力模型。

桁架片力学性质见下表：

类型

高×长

（cm）

弦杆截面面率F（cm2）

弦杆惯矩Ix（cm4）

弦杆断面率Wx（cm3）

桁片惯矩Ig（cm4）

桁片断面率Wo（cm3）

国产

150×300

25.48

396.6

79.4

250500

3570

进口

154.94×304.8

（61×120ft）

27.48

382.9

75.2

283000

（6800ft4）

3910

（238.6ft4）

类型

桁片允许弯矩Mo（KN·m）

弦杆回旋半径

α=

（cm）

自由长度

Ip（cm）

长细比

λ=Ip/R

纵向弯曲系数φ

弦杆纵向容许受压荷载

（KN）

国产

975.0

3.94

75

19.0

0.953

663.0

进口

958.0

3.72

76.2

20.5

0.948

638.0

另有计算简化成单杆系可采用：

Ix＝685.12×10-8m4，y＝0.0028m，截面积A＝146.45×10-4m。

拼装钢桥梁几何特性表：

几何特性

结构构造

W（cm3）

I（cm4）

单排单层

不加强

3578.5

250497.2

加强

7699.1

577434.4

双排单层

不加强

7157.1

500994.4

加强

15398.3

1154868.8

三排单层

不加强

10735.6

751491.6

加强

23097.4

1732303.2

双排双层

不加强

14817.9

2148588.8

加强

30641.7

4596255.2

三排双层

不加强

22226.8

3222883.2

加强

45962.6

6894382.8

桁架容许内力表：

桥型

容许

内力

不加强桥梁

加强桥梁

单排单层

双排单层

三排单层

双排双层

三排双层

单排单层

双排单层

三排单层

双排双层

三排双层

弯矩

（kN·m）

788.2

1576.4

2246.4

3265.4

4653.2

1687.5

3375.0

4809.4

6750.0

9618.8

剪力

（kN）

245.2

490.5

698.9

490.5

698.9

245.2

490.5

698.9

490.5

698.9

注：

A、进口贝雷截面面积等是按4ft槽钢查国外钢结构资料得出；

B、进口贝雷桁片惯矩（英制单位）转引自“贝雷桁片手册”，其桁片断面率系由惯矩计算得出；

C、国产与进口桁片容许弯矩系单排单层的数值，各由其容许应力计算得出。

如规定的容许应力与前述不同，应另行计算；

D、单排双层贝雷梁的容许弯矩可按单排单层的乘以2再乘以不均匀系数0.9；三排单层贝雷梁的容许弯矩可按单排单层的乘以3再乘以不均匀系数0.9；双排双层的可按单排单层的乘以4再乘0.9；三排双层的可按单排单层的乘以8再乘0.8；

E、表列国产贝雷的力学性质未计入加强弦杆。

（2）、贝雷梁荷载情况及荷载计算：

a、梁体钢筋混凝土自重取401.4KN/m；

b、模板自重取1.5KN/m；

c、支架自重=12.8KN/m；

d、施工人员及机具重量=3.3KN/m；

e、混凝土灌注振捣=2KN/m；

将以上（1项+2项+3项）×2.0+（4项+5项）×1.4简化为均布荷载。

将（1项+2项+3项）考虑1.5的安全系数，（4项+5项）考虑1.4的安全系数。

4#墩～5#墩荷载组合：

q=（401.4+1.5+12.8）×1.5+（3.3+2）×1.4=630.97KN/m

（3）、双排单层加强贝雷梁有关技术参数：

E=2.1×105N/mm2，I=1154868.8cm4

容许弯矩：

M=1576.4KN.m，容许剪力N=490.5KN

（4）、弯矩验算：

贝雷梁布置按照跨度10米的简支梁计算，验算荷载630.97KN/m2,验算的最大不利荷载计算。

跨中最大弯矩值Mmax=1/8qL2=1/8×630.97×10×10=7887.125KN.m

加强贝雷梁的排数n=Mmax/M=7887.125/1576.4=5排

（5）、剪力验算：

跨中最大弯矩Rmax=q×L/2=3154.85KN

贝雷梁的排数n=Rmax/R=3154.85/490.5=7排

考虑到贝雷梁自身重量对弯矩和剪力产生的影响，n取：

n=10排符合要求。

（6）、挠度计算：

f=5qL4/384EI/10＜l/400=2.5cm

F=5*630.97*104/（384*2.1*105*0.11548688）/10

=0.34cm＜L/400=2.5cm

挠度符合要求。

7）、支撑梁（贝雷梁）验算

支撑梁布置：

每个墩柱（包括临时墩）各2排，每排由2片贝雷片并列组成，每排之间用标准杆件连接。

4#墩与5#墩每排间距为120cm，中间临时墩2排之间的距离为45cm.

平均横断面面积为16.69㎡，梁高140㎝，梁底宽1050.8cm～1120.8cm，梁面宽1490.8cm～1560.8cm。

支撑梁受力情况：

a、梁体钢筋混凝土自重取401.4KN/m；

b、模板自重取1.5KN/m；

c、支架自重=12.8KN/m；

d、贝雷梁自重=1.97KN/m；

e、施工人员及机具重量=3.3KN/m；

f、混凝土灌注振捣=2KN/m；

将以上（1项+2项+3项+4项）×2.0+（5项+6项）×1.4简化为均布荷载。

将（1项+2项+3项）考虑1.5的安全系数，（4项+5项）考虑1.4的安全系数。

4#墩～5#墩荷载组合：

q=（401.4+1.5+12.8+1.97）×1.5+（3.3+2）×1.4=633.92KN/m

各支墩受力分析：

梁体重量分布系数：

（1120.8cm-1050.8cm）/2000cm=3.5%

4#墩受力：

633.92KN/m*12m*（12m/2）/10m*（1+3.5%）=4724KN

5#墩受力：

633.92KN/m*12m*（12m/2）/10m*（1-3.5%）=4404.5KN

临时墩受力：

（4724KN+4404.5KN）/2=4564.25KN

E=2.1*105N/mm2,I=1154868.8cm4,容许弯矩[M]=1576.4KN.m,容许剪力N=490.5KN

强度验算：

支撑梁长度按最宽处计算，长18m

4#墩：

最大组合荷载为4724KN÷18m=262.4KN/m；

5#墩：

最大组合荷载为4404.5KN÷18m=244.69KN/m；

临时墩：

最大组合荷载为4564.25KN÷18m=253.57KN/m；

①4#墩强度和刚度演算

A、强度演算

4#墩支撑梁弯矩：

Mmax=q×l2/8=1/8*262.4×4.85×4.85=771.54KN.m

单片贝雷片承受弯矩：

W=771.54/4=192.9KN.m＜[M]=1576.4KN.m

4#墩支撑贝雷片强度满足要求。

4#墩支撑梁最大剪力：

4#-1墩柱支点：

Qmax=262.4*4.146/2+262.4*4.85/2=1180.27KN

4#-2墩柱支点：

Qmax=262.4*4.85/2*2=1272.64KN

4#-3墩柱支点：

Qmax=262.4*4.146/2+262.4*4.85/2=1180.27KN

单片贝雷片容许剪力：

4#-1墩柱支点：

Qmax=1180.27/4=295.07KN＜[Q]=490.5KN

4#-2墩柱支点：

Qmax=1272.64/4=318.16KN＜[Q]=490.5KN

4#-3墩柱支点：

Qmax=1180.27/4=295.07KN＜[Q]=490.5KN

强度满足要求。

B、刚度验算

4#墩贝雷纵梁最大挠度

fmax=5ql4/（384EI）

=5x262.4x4.8544/（384x2.1x105x0.11548688）

=0.078cm

[f]=L/400=485.4/400=1.21cm

fmax＜[f]

刚度满足规范要求。

②5#墩强度和刚度演算

A、强度演算

5#墩支撑梁弯矩：

Mmax=q×l2/8=1/8*244.69×4.054×4.054=502.68KN.m

单片贝雷片承受弯矩：

W=502.68/4=125.67KN.m＜[M]=1576.4KN.m

5#墩支撑贝雷片强度满足要求。

5#墩支撑梁最大剪力：

5#-1墩柱支点：

Qmax=244.69*4.496/2+244.69*4.504/2=1101.1KN

5#-2墩柱支点：

Qmax=244.69*4.504/2*2=1102.1KN

5#-3墩柱支点：

Qmax=244.69*4.496/2+244.69*4.504/2=1101.1KN

单片贝雷片容许剪力：

5#-1墩柱支点：

Qmax=1101.1/4=275.3KN＜[Q]=490.5KN

5#-2墩柱支点：

Qmax=1102.1/4=275.5KN＜[Q]=490.5KN

5#-3墩柱支点：

Qmax=1101.1/4=275.3KN＜[Q]=490.5KN

强度满足要求。

B、刚度验算

5#墩贝雷纵梁最大挠度

fmax=5ql4/（384EI）

=5x244.69x4.5044/（384x2.1x105x0.11548688）

=0.054cm

[f]=L/400=4.504/400=1.13cm

fmax＜[f]

刚度满足规范要求。

③临时墩贝雷梁强度和刚度演算

A、强度演算

临时墩支撑梁弯矩：

Mmax=q×l2/8=1/8*253.57×9.5×9.5=2860.6KN.m

单片贝雷片承受弯矩：

W=2860.6/4=715.1KN.m＜[M]=1576.4KN.m

5#墩支撑贝雷片强度满足要求。

临时墩支撑梁最大剪力：

临时墩柱：

Qmax=253.57*4.25/2+253.57*9.5/2=1743.3KN

单片贝雷片容许剪力：

Qmax=1743.3/4=435.8KN＜[Q]=490.5KN

强度满足要求。

B、刚度验算

临时墩贝雷纵梁最大挠度

fmax=5ql4/（384EI）

=5x253.57x9.54/（384x2.1x105x0.11548688）

=1.1cm

[f]=L/400=9.5/400=2.4cm

fmax＜[f]

刚度满足规范要求。

即每个墩柱需要4榀贝雷梁进行支撑，强度和刚度才能满足要求。

5、墩柱穿心棒受力计算

针对钢棒的受力特点，主要结构计算分为抗剪计算、抗弯计算、挠度计算。

其中钢棒的直径为150mm，45号圆钢。

（1）、抗剪计算：

作用于4#-1墩柱钢棒上的荷载为P1=1180.27KN;

作用于4#-2墩柱钢棒上的荷载为P2=1272.64KN;

作用于4#-3墩柱钢棒上的荷载为P3=1180.27KN;

钢棒的许用应力为[]=105MPa

钢棒的容许应力值:

Q容=[]×A=1.05*105*0.075*0.075=1854.5