B2C1现浇箱梁支架方案117修改.docx

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B2C1现浇箱梁支架方案117修改

贵州省遵义至毕节高速公路

第5合同段

白腊坎立交枢纽C1、B2#匝道桥支架方案

编制：

复核：

审核：

中铁五局集团第一工程有限责任公司

遵毕5标项目经理部

二○一○年十一月二日

白腊坎立交枢纽C1#、B2#匝道桥支架方案

一、工程概况

C匝道1号桥位于白腊坎互通枢纽立交区内，中心桩号为CK0+075.831，跨径布置为：

4×35m变截面预应力混凝土等高连续箱梁，梁高为2.2m，箱梁顶板宽10.91～19.24m，底板宽5.91～14.24m，翼板悬臂长度2.5m，箱梁顶、底板厚度在支点处为45cm，其余梁段为25cm，渐变段长度为4m；腹板宽度在支点附近梁段范围内位80cm，跨中附近梁段范围内腹板宽度为50cm，渐变段长度为4m。

箱梁中支点处设置中横梁（2m），边支点处设置端横梁（1.5m）。

详细断面见下图。

B匝道2号桥现浇梁横桥向为等截面，其它局部结构型式基本与C匝道1号桥相同，在此不再进行赘述。

二、总体施工方案

1、现浇箱梁砼施工方法

为保证现浇箱梁砼质量以及支架的安全，本合同段所有现浇箱梁均将采取二次浇筑成型法施工，即第一次浇筑底板及部分腹板（至腹板上倒角下缘）、第二次浇注部分腹板（上倒角）及顶板。

砼浇注采用泵车泵送入模，平板振捣器配合插入式振捣器捣鼓。

2、现浇箱梁模板类型

在保证混凝土质量和模板安全的前提下，为便于模板的加工、安装，现浇箱梁所有外露模板均采用质量较好的竹胶板，内模则采用木胶板，其中底模将采取一次性使用、不再进行周转。

3、现浇箱梁支架形式

B匝道2号桥与C匝道1号桥拟采用同样的支架形式，在支架设计及验算时以C1桥相关参数为基础。

根据C匝道1号桥桥址地形，第1～2跨地势相对较平坦、第3跨为白腊坎河滩地、第4跨为山坡地形，为保证施工进度及施工安全，确定1～3采用WDJ碗口式杆件搭设满堂支架，第4跨采用钢管排架墩、槽钢、工字钢、方木及满堂架等构件一起搭设联合支架体系。

现浇箱梁支架拟采用钢筋进行预压以检验支架的各项安全性能指标，同时，通过预压用以消除支架各构件的非弹性形变，并根据支架弹性变形值及预应力上拱度等参数调整现浇箱梁底模标高。

三、WDJ碗口式支架方案

1、地基处理方案

第1～2跨所在位置覆盖土层厚度约为1m,采用挖掘机及推土机清除地表表土，人工配合填铺碎石将地表整平、压实确保地基承载力达到要求；支架范围地基采用10cm厚C20砼作为防水封层兼做支架基础、支架周边挖设50*50cm的排水沟（砂浆抹面），保证排水通畅，防止雨水浸泡地基，避免碗扣支架产生不均匀沉降。

第3跨为白腊坎河滩地，为保证支架安全，必须进行基底换填并采用过水圆管涵排水，其它处理措施按1～2跨执行；同时，为避免上游漂浮物阻碍过水过水圆管涵导致水流漫过支架基础或漂浮物冲击支架，拟在支架上游采用Ф16钢筋设置一道拦污栅。

另外，在现浇箱梁浇筑前，与遵义气象台联系以了解浇筑前后的天气情况，尽可能的避开前后10天内存在大、暴雨天气。

2、支架搭设方案

2.1施工准备

1）测量放样

支架搭设前测量人员用全站仪放出箱梁在地基上的竖向投影中线，并用白灰撒上标志线；然后根据投影中线及支架布设方案定出支架布设线，同样用白灰作出标志。

2）支架支垫安设

根据支架立杆位置标志性安设厚5cm、宽20cm的木板支垫，支垫必须放置平整、不得悬空，可用砂砾或其它可靠方式进行找平。

3）杆件验收

每批支架材料进场时，必须有材质检验合格证；支架各类杆件进场后，各相关部门人员要根据支架方案对杆件、支架平台方木及模板的材质等各项参数进行验收，对于不合格的材料必须清出现场。

2.2满堂支架杆件布设方案

1）杆件形式的选择

满堂支架均采用Φ48×3.5WDJ碗口式杆件，立杆采用LG30、LG60、LG90、LG240四种，水平杆采用HG30、HG60、HG90三种，其它加固杆件如抛撑、水平或竖向剪刀撑等采用6m钢管，可调节丝杆（上下托）采用SXT-38、SST-38。

2）杆件布设参数的选择

底板（除腹板）支架立杆靠A2桥的两跨按90×90间距布设、另外一跨则按90×60间距布设，翼板处支架立杆按90×60，腹板处支架立杆采用90×30间距布设，中横梁、端横梁及渐变段处支架立杆按60×30间距布设（以上杆件布设均按顺桥向间距×横桥向间距进行描述）。

支架横杆步距均采用1.2m，但支架高度在8～20m时，应在最顶步距两水平拉杆中间应加设一道水平横杆，当支架高大于20m时，应在最顶两步距水平拉杆中间应分别增加一道水平拉杆；纵向水平横杆的端部均应与墩柱顶紧顶牢。

扫地杆高度不大于20cm，上托悬臂长度不大于20cm，同时最顶层水平杆至上托顶面高度不超过60cm。

3）支架搭设

碗口式杆件底部设置底座，顶部设置顶托。

支架立杆严格按照既定参数进行，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm。

支架竖向杆件除采用水平杆连成整体外，还采用剪刀撑和抛撑的方式加强其稳定性。

剪刀撑决定采用水平及竖向两种方式并行，竖向支架剪刀撑跨越立杆的根数应超过5根，与地面的倾角为45°～60°之间，纵向剪刀撑沿横向每隔4排支架立杆设置一道，横向剪刀撑沿纵向每隔6排设置一道，在箱梁侧模、端横梁、中横梁范围内适当加密；在支架高度方向每6m加设一道水平剪刀撑，其杆件与支架杆件至少每3根采用旋转扣件加一道约束。

现浇箱梁侧模采用斜撑钢管加固，直接支撑在满堂架杆件上，为避免支架杆件受弯曲破坏或支架侧向失稳，在加密剪刀撑的基础上，应在箱梁两侧支架加设抛撑，抛撑每4m加设一道。

另外，支架横向宽度为梁体外沿每侧加宽1m。

4）平台构成

待支架搭设后，在顶托上铺设横向15×10cm方木（立放）作为满堂架平台（即箱梁底模下承平台，由满堂架、纵向方木、横向方木及竹胶板组成）的横梁，纵向间距为0.9m，方木长度为6m；在横梁方木上布置纵向10×10cm方木作为满堂架平台纵梁，横向间距为0.2m，纵向方木长度为6m；最后在纵向方木上铺设竹胶板作为现浇箱梁的底模。

支架搭设示意图见下页图，详细的布置图见附图。

支架高度小于8m

支架高度8~20m

支架高度大于20m

5）注意事项

（1）平台构成

在平台构成过程中，由于梁体存在纵、横坡，为保证立杆轴心受压，横向方木与立杆顶托、纵向方木与横向方木接触位置采用木楔子的方式将接触点或线变成接触面。

（2）曲线桥杆件的布设

由于曲线段内外弧长度不同，有的箱梁底板宽度又位于渐变段，致使各立杆所承受的荷载面积的有可能存在差异；因此在支架搭设过程中或过后，必须适当增设杆件以保证相同面积内所参与受力的构件数量一致。

（3）支架临边防护

为防止现浇箱梁施工过程中高空坠落物伤及下方和周边施工人员，同时避免支架曲线内外侧因温差而导致的支架体系各构件伸缩差异，拟采用有遮荫效果的材料在支架四周进行防护。

四、支墩、横梁、纵梁及分配梁联合支架体系方案

C匝道1号桥第四跨、B匝道2号桥第一跨需跨越山坡地形，为保证施工进度及施工安全，本桥将采用钢管排架墩或钢牛腿做支墩、槽钢或工字钢做横梁、工字钢做纵梁以及方木做分配梁搭设架空支架体系。

架空支架采用3跨跨径为11m连续梁进行跨越，架空支架临近桥台处采用钢牛腿做支墩、在其他位置均采用排架墩进行支墩。

1、排架墩

排架墩采用Φ48×3.5钢管搭设，钢管纵横间距为0.4m、步间距为0.6m，排架墩顺桥向长度为5m、横向宽度为桥面宽度每侧加宽1m。

排架墩基础采用C20砼条形基础，基础尺寸为5.5×（B+1×2）×0.75M（B为桥梁横桥向宽度）；条形基础实施时采用Φ25钢筋锚入岩石以使基础与地基连成整体，锚固钢筋的纵横间距均为50cm，上下锚入深度均为25cm。

为加强排架墩的稳定性，在搭设时，其立杆锚入条形基础不少于50cm，并且在纵横方向每排立杆均加设剪刀撑。

2、钢牛腿

钢牛腿采用2I28b预埋在桥台盖梁中，间距为2m，有效悬臂长度为0.3m。

3、联合支架平台

在排架墩立杆顶托上及钢牛腿上分别横向布设[20b槽钢、2I32b工字钢作为联合支架平台横梁（2I32b工字钢与钢牛腿采用焊接以保证钢牛腿悬臂长度范围内均匀受力），然后在横梁上铺设纵向I45b工字钢作为联合支架纵梁，横梁与纵梁采用焊接方式连接以使排架墩各立杆或刚牛腿各支腿均匀受力；另外，为有利于纵梁及支墩受力，通过将3跨纵梁焊接的方式以将纵梁从安装时的简支梁转换成连续梁。

联合支架平台采用2I45b工字钢并列纵向布置作为平台纵梁兼作排架墩纵向约束，纵向工字钢在腹板处横向间距为0.3m、内模处间距为0.6m，并排工字钢上下沿桥梁纵向每3m焊接一道钢板以使并排工字钢均匀受力。

纵向工字钢上横铺10×10方木作为联合支架平台分配梁兼做纵向工字钢的上水平联，方木间距为0.2m，方木与纵向工字钢采用ф8钢筋连接以将其连成整体。

另外，为加强排架墩沿桥梁纵向的稳定性，排架墩之间采用钢管作为纵向联系，钢管采取1.2m×1.2m布置方式；同时，每个排架墩均采用型钢设对称抛撑，抛撑横桥向间距为4m。

WDJ碗口式支架方案及支墩墩、横梁、纵梁及分配梁联合支架体系方案详细布置图见附图。

五、支架体系验算

1、支架设计法的选择

1）支架设计理论的选择

在临时结构设计中一般有容许应力法、破坏阶段法、极限状态法、概率（极限状态）设计法四个结构设计理论，为安全、简单、直观，在本现浇箱梁支架设计方案中将采用容许应力法进行设计计算，其中钢材容许应力采用偏保守的《桥规》的规定值；在支架设计中由于采用容许应力法，在本设计计算书中将不再考虑结构重要性系数、材料系数、永久荷载分项系数、可变荷载分项系数、荷载组合效应系数等因素。

2）支架验算模型的选择

在支架体系验算中各验算模型全部采用最不利形式进行，即不管实际为连续梁还是简支梁均按简支梁进行计算。

3）支架设计荷载计算方法

设计荷载按容许应力法中的荷载标准值进行统计（不考虑荷载系数），在对体系各组成部分进行计算时采取面积荷载法，并保证同面积内所承力的杆件或结构数量一致，避免各杆件或结构因所承受的荷载面积的不同而有所差异；另外，虽然本合同段现浇箱梁采取二次成型法，但在计算荷载中均按一次浇注法进行取值验算，未考虑第二次浇注时已浇注的钢筋砼已参与受力。

2、荷载标准值计算

现浇箱梁底模及支架每平方米所各项荷载的标准值计算如下：

①钢筋混凝土容重为26KN/m³：

1.05×（2.2×26）KN/m2=60.06KPa（1.05为考虑底、顶板混凝土超厚系数，26为钢筋砼比重。

）

②施工人员、料具等：

2.5KPa

③振捣混凝土产生的荷载：

2.0KPa

以上数据查《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）第309页

内模及支架自重：

313+60+810=1.183KPa

⑤钢模板自重：

500N/㎡查《建筑材料手册》第94页

⑥顶托纵、横向方木自重分别为：

0.43KPa、0.64KPa查《建筑施工计算手册》第934页（方木单位重量：

641KG/m3，计算时考虑含水量取641×2=1282KG/m3）

⑦联合支架横向方木自重荷载：

0.43KPa查《建筑施工计算手册》第934页

⑧纵向工字钢自重荷载：

5.83KPa查《路桥施工计算手册》第796页

⑨横向工字钢自重荷载：

0.262KPa查《路桥施工计算手册》第796页

⑩风荷载:

据调查本合同段所在位置基本不会出现大风天气，因此风荷载不参与对支架强度和刚度的验算，只是在安全系数上适当考虑风荷载的影响。

3、现浇梁底模（1.2cm厚竹胶板）受力验算）

1）竹胶板的力学性能

弹性模量E=6.0×103Mpa查《道路建筑工程材料手册》第422页

抗拉强度f=60Mpa查《道路建筑工程材料手册》第422页

竹胶板横向铺设，计算宽度按1.2m、计算跨径按0.2m计。

2）现浇梁底模验算模型

现浇梁底模验算模型采用简支梁形式，详见下图。

3）强度验算（取最不利情况）

q=p×a=（1.05×2.2×26+2.5+2+1.183+0.5）×1.2=79.5kN/m（钢筋混凝土自重荷载+施工荷载+捣固棒振捣荷载+混凝土倾倒荷载+模板自重荷载）

Mmax=q×L2/8=79.5×0.2²/8=0.4kN·m

I=1/12bh³=1/12×1.2×0.012³=1.7×10-7m4

W=1/6bh²=1/6×1.2×0.012²=2.9×10-5m³

σmax=Mmax/W=0.40×106/（2.9×10-5×109）=13.8N/mm2

4）挠度验算（取最不利情况）

ωmax=5qL4/384EI=5×（1.05×26×2.2+1.183+0.5）×1.2×（0.2×10³）4/（384×6.0×103×1.7×10-7×1012）=0.3mm

因此能满足变形要求。

4、满堂架平台纵梁方木（10×10cm方木）受力验算

1）纵向方木平面布置情况

方木跨径在内模、腹板、端中横隔梁处分别为0.9m、0.9m、0.6m，横向间距均为0.2m。

2）方木的力学性能

松木弹性模量E=1×104Mpa查《建筑施工计算手册》第934页

松木抗弯强度f=11Mpa查《建筑施工计算手册》第934页

3）满堂架平台纵梁方木验算模型

满堂架平台纵梁方木验算模型采用简支梁形式，详见下图。

4）强度验算（取最不利情况：

即内模处跨径、腹板处砼）

q=p×a=（1.05×2.2×26+2.5+2+1.183+0.5+0.64）×0.2=

13.4kN/m（混凝土自重+施工荷载+捣固棒振捣荷载+混凝土倾倒荷载+钢模板自重+纵向方木自重）

Mmax=q×L2/8=13.4×0.9²/8=1.4kN·m

I=1/12bh³=1/12×0.10×0.10³=8.3×10-6m4

W=1/6bh²=1/6×0.10×0.10²=1.67×10-4m³

σmax=Mmax/W=1.4×106/（1.67×10-4×109）=8.4N/mm2

5）挠度验算（取最不利情况：

即内模处跨径、腹板处砼）

ωmax=5qL4/384EI=5×13.4×（0.9×10³）4/（384×104×8.3×10-6×1012）=1.41mm

因此变形能满足规范要求。

5、满堂架平台横梁方木（10×15cm方木）受力验算

1）横梁方木平面布置情况

方木内模处跨径为0.9m、腹板及端中横梁处跨径为0.3m，对应纵向间距分别为0.9m、0.9、0.6m，方木立向放置。

2）方木的力学性能

松木弹性模量E=1×104Mpa查《建筑施工计算手册》第934页

松木抗弯强度f=11Mpa查《建筑施工计算手册》第934页

3）满堂架平台横梁方木验算模型

满堂架平台横梁方木验算模型采用简支梁形式，详见下图。

4）强度验算

（1）内模处

q=p×a=（1.05×26×0.5+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43）×0.9=

18.8kN/m（混凝土自重+施工荷载+捣固棒振捣荷载+钢模板自重+纵向方木自重+横向方木自重）

Mmax=q×L2/8=18.8×0.9²/8=1.9kN·m

I=bh³/12=1/12×0.10×0.15³=2.81×10-5m4

W=bh²/6=1/6×0.10×0.15²=3.75×10-4m³

σmax=Mmax/W=1.9×106/（3.75×10-4×109）=5.1N/mm2

≤f=11Mpa,因此能满足受力要求。

（2）、端横梁、中横梁及腹板处

q=p×a=（1.05×26×2.2+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43）×0.9=60.6kN/m（混凝土自重+施工荷载+捣固棒振捣荷载+混凝土倾倒荷载+钢模板自重+纵向方木自重）

Mmax=q×L2/8=60.6×0.3²/8=0.68kN·m

σmax=Mmax/W=0.68×106/（3.75×10-4×109）=1.8N/mm2

5）挠度验算

（1）内模处

ωmax=5qL4/384EI=5×18.8×（0.9×10³）4/（384×104×2.81×10-5×1012）=0.62mm

（2）腹板、端横梁及中横梁处

ωmax=5qL4/384EI=5×60.6×（0.6×10³）4/（384×104×2.81×10-5×1012）=0.36mm

因此变形能满足规范要求。

6、满堂架碗扣式杆件验算（必须采用底座，否则会插入方木）

1）荷载布置

（1）箱梁自重按均布荷载布置。

（2）钢模板、纵向方木、钢管杆件（未考虑扣件重量）均按均布荷载布置。

（3）所有施工荷载考虑到钢筋骨架及支架体系组成，按均布荷载布置。

2）杆件布置

杆件平面布置情况为：

内模处为0.9×0.9，腹板、端横梁及中横梁处为0.9×0.3、0.6×0.3，杆件竖直方向布置情况为：

纵横步间距均为1.2m、杆件高度按14m计算。

3）杆件受力计算

每根杆件承受的竖直力（杆件高度按14m计算）

（1）内模处：

P={1.05×26×0.5+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43

+[（14×4+13×0.9×4）×6.2×10]/（1000×0.9×0.9）}×0.9×0.9=23.3KN

（2）腹板：

P={1.05×26×2.2+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43+[（14×4+13×0.3×2+13×0.9×2）×6.2×10]/（1000×0.9×0.3）}×0.9×0.3=23.6KN

（3）端横梁及变截面处：

P={1.05×26×2.2+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43+[（14×4+13×0.3×2+13×0.6×2）×6.2×10]/（1000×0.6×0.3）}×0.6×0.3=17.0KN

查相关计算资料（华宇伟业WDJ碗扣型多功能脚手架概述），碗扣式杆件横杆步距为1.2m时，每根立杆的设计荷载为30KN，故碗扣式杆件承压强度满足设计和规范要求。

另外，按照普通钢管架验算，以上支架布置形式亦可满足支架本身的强度及稳定性要求。

4）地基承载力计算

立杆底座尺寸为15cm×15cm、底座下为C15砼厚度为10cm，应力扩散角取45度；因此，每根立杆下地基承受力的面积简单计算为0.35m×0.35cm=0.1225m2。

（1）内模处地基承载力要求：

σ=P/A=23.3/0.1225=190KPa

（2）腹板处地基承载力要求：

σ=P/A=23.6/0.1225=192KPa

（3）端中横梁处地基承载力要求：

σ=P/A=17/0.1225=138KPa

7、联合支架平台分配梁方木、底模受力验算

联合支架平台分配梁方木和底模的型号、规格及布置型式与WDJ碗口式支架纵梁方木及底模一致，因此在此不再另行进行计算。

8、联合支架平台纵向工字钢（I45b）验算

1）荷载布置

（1）箱梁自重按箱梁横断面高度均为2.2m计算，即按1.05×2.2×26=60.1KN/m2的均布荷载布置。

（2）模板、横向方木、纵向工字钢均按均布荷载布置。

（3）所有施工荷载考虑到钢筋骨架及支架体系组成，按均布荷载布置。

2）临时桥墩之间跨径为11m（计算跨径即中对中距离）

3）纵向工字钢的力学性能及布置情况

纵向工字钢采用双根I45b工字钢

纵向工字钢横向间距内模处为0.6m、腹板及端中横梁处为0.3m，纵向工字钢跨径为11m。

弹性模量E=2.1×105MPa查《路桥施工计算手册》第787

抗弯、拉强度设计值f=145MPa查《路桥施工计算手册》第787页

I=33759cm4W=1500.4cm3查《路桥施工计算手册》第796页

4）联合支架平台纵梁工字钢验算模型

联合支架平台纵梁工字钢验算模型采用简支梁形式，详见下页图。

5）抗弯强度验算

（1）内模处

纵向工字钢强度按简支梁验算

q=p×a=（1.05×26×0.5+2.5+2+1.183+0.5+0.64+5.83）×0.6/2

=7.9kN/m（混凝土自重+施工荷载+捣固棒的振荷载+钢模板自重+横向方木自重+纵向工字钢自重）

Mmax=q×L2/8=7.9×112/8=119.5kN·m

σmax=Mmax/W=119.5×106/（1500.4×103）=79.6Mpa

强度满足设计和规范要求。

（2）腹板及端中横梁处

纵向工字钢强度按简支梁验算

q=p×a=（1.05×26×2.2+2.5+2+1.183+0.5+0.64+5.83）×0.3/2

=10.9kN/m（混凝土自重+施工荷载+捣固棒的振荷载+钢模板自重+横向方木自重+纵向工字钢自重）

Mmax=q×L2/8=10.9×112/8=164.9kN·m

σmax=Mmax/W=164.9×106/（1500.4×103）=109.9Mpa

强度满足设计和规范要求。

6）挠度验算

（1）内模处

ωmax=5qL4/384EI=5×7.9×（11×103）4/（384×2.1×105×33759

×104）=21.2mm

（2）腹板处

ωmax=5qL4/384EI=5×10.9×（11×103）4/（384×2.1×105

×33759×104）=29.3mm＞L/400=25mm

因此，内模处变形满足规范要求；而腹板处变形不能满足规范要求，但此为最不利考虑，按实际情况可满足要求。

9、联合支架平台横向工字钢（I32b）验算（桥台处）

1）荷载布置

（1）箱梁自重按箱梁横断面高度均为2.2m计算，即按1.05×2.2×26=60.1KN/m2的均布荷载布置。

（2）模板、横向方木、纵向工字钢及横向工字钢均按均布荷载布置。

（3）所有施工荷载考虑到钢筋骨架及支架体系组成，按均布荷载布置。

2）横向工字钢为连续梁布置，跨径为2.0m

3）横向工字钢的力学性能及布置情况

横向工字钢采用两根并排I32b工字钢

横向工字钢横向间距为11m

弹性模量E=2.1×105MPa查《路桥施工计算手册》第787页

抗弯、抗拉强度设计值f=145Mpa查《路桥施工计算手册》第787页

I=11626cm4W=726.7cm3查《路桥施工计算手册》第796页

4）联合平台横向工字钢（I32b）验算模型

横向工字钢验算模型采用简支梁形式，详见下图。

5）抗弯强度验算

q=p×a=（1.05×26×2.2+2.5+2+1.183+0.5+0.64+5.83+0.262）×11/（2×2）=200.7kN/m（混凝土自重+施工荷载+捣固棒的振荷载+钢模板自重+横向方木自重+纵向工字钢自重+横向工字钢自重）

Mmax=q×L2/8=200.7×2.02/8=100.4kN·m

σmax=Mmax/W=100.4×106/（726.7×103）=138.2Mpa.

强度满足设计和规范要求。

6）挠度验算

ωmax=5qL4/384EI=5×200.7×（2.0×103）4/（384×2.1×105

×11626×104）=1.7mm

因此变形则满足规范要求。

10、联合支架平台牛腿工