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桥梁满堂支架专项技术方案

铜梁县庆隆镇镜子滩大桥及引道工程项目经理部

镜子滩大桥满堂支架专项施工方案

湖南对外建设集团有限公司

2015年1月20日

铜梁县镜子滩大桥满堂支架专项施工方案

一、工程概况

铜梁县庆隆镇镜子滩大桥及引道工程位于庆隆场西侧，连接石鱼—庆隆—浦吕三镇的交通要道。

大桥以东600m接S207，是石鱼与庆隆两镇经浦吕互通上渝遂高速的快速通道，大桥以西4km接G319，是庆隆经石鱼镇到铜梁城区的必经之地，路线全长1.205km，长链4.294m，公路等级：

二级公路;设计行车速度：

60km，设计荷载：

公路I级;桥梁桥宽13m，桩基为钻孔桩，桥台采用肋板台，上部为30+50+30预应力现浇变截面箱梁，结构设计年限为100年。

二、资源配备情况

1、项目部主要管理人员配备

序号

岗位

职责

姓名

项目经理

全面负责工程项目管理

李球

技术负责人

负责工程现场技术管理

陈炼军

施工员

负责工程现场施工管理

万新田

项目技术内业

负责工程资料及计划

姜智永

材料负责人

负责工程材料供应和后勤工程

杨鹏举

专职质检员

对工程质量进行监督检查

张振泉

专职安全员

对工程安全生产进行监督检查

杨潇

2、施工人员配备

序号

工种

数量

职责

电焊工

焊接

气焊工

钢材切割

安装工

满堂支架安装

信号工

指挥吊车

专职安全员

现场安全文明施工

电工

现场临时用电

3、机械设备配备

名称

型号

数量

支架搭设后，按箱梁重量120%进行支架预压，支架压载采用砂袋与水箱并用的方法进行预压。

预压前在底模和地基上布好沉降观测点，对支架预压及沉降观测。

A、碗扣式钢管支架主要构、配件的材料、制作要求

碗扣式脚手架用钢管应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）中的Q235A级普通钢管，其材质性能应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）的规定。

碗扣架用钢管规格为Φ48×3.5mm，钢管壁厚不得小于3.5-0.025mm。

上碗扣、可调底座及可调托撑螺母应采用可锻铸铁或铸钢制造，其材料机械性能应符合GB9440中KTH330-08及GB11352中ZG270-500的规定。

下碗扣、横杆接头、斜杆接头应采用碳素铸钢制造，其材料机械性能应符合GB11352中ZG230-450的规定。

采用钢板热冲压整体成形的下碗扣，钢板应符合GB700标准中Q235A级钢的要求，板材厚度不得小于6mm。

立杆连接外套管壁厚不得小于3.5-0.025mm，内径不大于50mm，外套管长度不得小于160mm，外伸长度不小于110mm。

立杆上的上碗扣应能上下串动和灵活转动，不得有卡滞现象；杆件最上端应有防止上碗扣脱落的措施。

立杆与立杆连接的连接孔处应能插入Φ12mm连接销。

在碗扣节点上同时安装1—4个横杆，上碗扣均应能锁紧。

B、构配件外观质量要求：

①钢管应无裂纹、凹陷、锈蚀，不得采用接长钢管；

②铸造件表面应光整，不得有砂眼、缩孔、裂纹、浇冒口残余等缺陷，表面粘砂应清除干净。

③冲压件不得有毛刺、裂纹、氧化皮等缺陷；

④各焊缝应饱满，焊药清除干净，不得有未焊透、夹砂、咬肉、裂纹等缺陷；

⑤构配件防锈漆涂层均匀、牢固。

立杆上应设有接长用套管及连接销孔。

可调底座及可调托撑丝杆与螺母捏合长度不得少于4-5扣，插入立杆内的长度不得小于150mm。

附：

碗扣节点连接构成图如图2.2.2－1所示。

（3）碗扣式钢管满堂支架的构造应符合下列要求

严格按照设计尺寸搭设支架，并根据支撑高度选择组配立杆、可调托撑及可调底座。

立杆间距和横杆步距不得大于设计要求，并设置纵、横扫地杆。

图2.2.2－1碗扣节点连接构成图

支架拐角为直角时，宜采用横杆直接组架；拐角为非直角时，可采用钢管扣件组架。

支架首层立杆应采用不同的长度交错布置，并安设好接长用套管及连接销孔，底部横杆（扫地杆）严禁拆除，立杆配置可调底座（如图5.1-2）。

图2.2.2－2立杆可调底座示意图

支架剪刀撑、斜撑等的斜杆，采用钢管扣件，斜杆安装时要符合下列规定：

在支架四周拐角处设置专用斜杆或四面设置八字斜杆；斜杆应每步与立杆扣接，扣接点距碗扣节点的距离宜≤150mm；当出现不能与立杆扣接的情况时亦可采取与横杆扣接，扣接点应牢固；斜杆水平倾角宜在45o～60o之间；每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的。

对进入现场的碗扣式钢管构配件，使用前应对其质量进行复检。

确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差满足《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》的要求。

支架架要排列整齐和顺直，并要及时设好纵横水平拉杆、剪刀撑等。

必要时采取设置缆风绳等加固措施。

（4）为保证支架整体稳定及安全，应按支架设计要点，在荷载集中处加密支架支撑。

支架搭设要求

按施工方案弹线定位，放置可调底座后分别按先立杆后横杆再斜杆的搭设顺序逐层进行,每次上升高度不大于3m。

底座和垫板应准确地放置在定位线上；垫板宜采用长度不少于2跨，厚度不小于50mm的木垫板；底座的轴心线应与地面垂直。

底层水平框架的纵向直线度应≤L/200；横杆间水平度应≤L/400。

模板支撑架搭设应与模板施工相配合，利用可调底座或可调托撑调整底模标高，但支架顶托和底座的丝杆外露长度不得大于20cm。

支架的搭设应分阶段进行，第一阶段的撂底高度一般为6m，搭设后必须经检查验收后方可正式投入使用。

支架拼装时要求随时检查横杆水平和立杆垂直度外，还应随时注意水平框的直角度，不致使支撑架偏扭。

保证支架全高的垂直度应小于L/500；最大允许偏差应小于100mm。

支架及脚手架内外侧加挑梁时，挑梁范围内只允许承受人行荷载，严禁堆放物料。

采用钢管扣件作加固件、斜撑时应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2002的有关规定。

支架拼装每3层检查每根立杆底座下是否浮动，否则应旋紧可调座或用薄铁片垫实，在支架拼装头3层，每层用经纬仪、水平仪、线坠随时检查立杆的垂直度及每层横杆的水平，随时检查随时调整。

支撑架搭设到顶时，应组织技术、安全、施工人员对整个架体结构进行全面的检查和验收，及时解决存在的结构缺陷。

浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。

3、支架受力检算

箱梁断面较大，为1×30m变截面预应力混凝土箱梁（单箱双室），箱梁高度1.8—3.3m，箱梁顶宽9m。

对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。

2.2.3.1荷载计算

2.2.3.1.1荷载分析

根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：

⑴q1——箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。

（取26.44KN/m2）

⑵q2——箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q2＝1.0kPa（偏于安全）。

⑶q3——施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。

⑷q4——振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。

⑸q5——新浇混凝土对侧模的压力。

⑹q6——倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。

⑺q7——支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：

表2.2.3.1-1满堂钢管支架自重

立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距

支架自重q7的计算值（kPa）

60cm×60cm×120cm

2.94

60cm×90cm×120cm

2.21

90cm×90cm×120cm

1.84

2.2.3.1.2荷载组合

表2.2.3.1-2模板、支架设计计算荷载组合

模板结构名称

荷载组合

强度计算

刚度检算

底模及支架系统计算

⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺

⑴＋⑵＋⑺

侧模计算

⑸＋⑹

⑸

4、结构检算

（1）碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算

碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。

本工程现浇箱梁支架立杆强度及稳定性验算，根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的强度及稳定性计算公式进行分析计算（碗扣架用钢管规格为φ48×3.5mm）。

A、Ⅰ－Ⅰ截面处

跨中15m,25m范围内，碗扣式钢管支架体系采用90×90×120cm的布置结构，如下图5.1－6。

图2.2.3.2.1-1脚手架90×90×120cm布置图

①、立杆强度验算

根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］＝30kN（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载）。

立杆实际承受的荷载为：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）

NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力

ΣNQK—施工荷载标准值；

于是，有：

NG1K=0.9×0.9×q1=0.9×0.9×26.44=21.416KN

NG2K=0.9×0.9×q2=0.9×0.9×1.0=0.81KN

ΣNQK=0.9×0.9×（q3+q4+q7）=0.81×（1.0+2.0+1.84）=3.92KN

则：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（21.416+0.81）+0.85×1.4×3.92=25.48KN＜［N］＝30KN，强度满足要求。

②、立杆稳定性验算

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：

N/ΦA+MW/W≤f

N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；

f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。

A—支架立杆的截面积A＝489mm2（取φ48mm×3.5mm钢管的截面积）。

Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。

i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜。

长细比λ＝L/i。

L—水平步距，L＝1.2m。

于是，λ＝L/i＝76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.744。

MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10

WK=0.7uz×us×w0

uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得uz=1.38

us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1第36项得：

us=1.2

w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2

故：

WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2

La—立杆纵距0.9m；

h—立杆步距1.2×La×h2/10=0.143

W—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：

W=5.08×103mm3

则，N/ΦA+MW/W＝25.48×103/（0.744×489）+0.143×106/（5.08×103）

＝98.19KN/mm2≤f＝205KN/mm2

计算结果说明支架是安全稳定的。

B、Ⅱ－Ⅱ截面处

桥墩旁3m～10m,3～15m范围内，碗扣式钢管支架体系采用60×90×120cm的布置结构，如下图。

图2.2.3.2.1-2脚手架60×90×120cm布置图

①、立杆强度验算

立杆实际承受的荷载为：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）

NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力

ΣNQK—施工荷载标准值；

于是，有：

NG1K=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×26.44=14.278KN

NG2K=0.6×0.9×q2=0.6×0.9×1.0=0.54KN

ΣNQK=0.6×0.9×（q3+q4+q7）=0.54×（1.0+2.0+2.21）=2.813KN

则：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（14.278+0.54）+0.85×1.4×2.813=21.129KN＜［N］＝30KN，强度满足要求。

②、立杆稳定性验算

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：

N/ΦA+MW/W≤f

N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；

f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。

A—支架立杆的截面积A＝489mm2（取φ48mm×3.5mm钢管的截面积）

Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。

i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜。

长细比λ＝L/i。

L—水平步距，L＝1.2m。

于是，λ＝L/i＝76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.744。

MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10

WK=0.7uz×us×w0

uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得uz=1.38

us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1第36项得：

us=1.2

w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2

故：

WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2

La—立杆纵距0.9m；

h—立杆步距1.2×La×h2/10=0.143

W—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：

W=5.08×103mm3

则，N/ΦA+MW/W＝21.129×103/（0.744×489）+0.143×106/（5.08×103）

＝86.226KN/mm2≤f＝205KN/mm2

计算结果说明支架是安全稳定的。

C、Ⅲ－Ⅲ截面处

在桥墩旁两侧各3m范围内，碗扣式钢管支架体系采用60×60×120cm的布置结构，如下图：

图2.2.3.2.1-3脚手架60×60×120cm布置图

①、立杆强度验算

立杆实际承受的荷载为：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）

NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力

ΣNQK—施工荷载标准值；

于是，有：

NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×26.44×2=19.037KN

NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN

ΣNQK=0.6×0.6×（q3+q4+q7）=0.36×（1.0+2.0+2.94）=2.138KN

故：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（19.037+0.36）+0.85×1.4×2.138=25.821KN＜［N］＝30KN，强度满足要求。

②、立杆稳定性验算

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：

N/ΦA+MW/W≤f

N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；

f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。

A—支架立杆的截面积A＝489mm2（取φ48mm×3.5mm钢管的截面积）

Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。

i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜。

长细比λ＝L/i。

L—水平步距，L＝1.2m。

于是，λ＝L/i＝76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.744。

MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10

WK=0.7uz×us×w0

uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得uz=1.38

us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1第36项得：

us=1.2

w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2

故：

WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN

La—立杆纵距0.6m；

h—立杆步距1.2m，

故：

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.095KN

W—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：

W=5.08×103mm3

则，N/ΦA+MW/W＝25.821×103/（0.744×489）+0.095×106/（5.08×103）

＝99.122KN/mm2≤f＝205KN/mm2

计算结果说明支架是安全稳定的。

5、满堂支架整体抗倾覆验算

依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。

K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/ΣMw

110m长度验算支架抗倾覆能力：

桥梁宽度13m，长30m采用90×90×120cm跨中支架来验算全桥：

支架横向122排；

支架纵向18排；

高度6m；

顶托TC60共需要122×9=1098个；

立杆需要122×18×6=14040m;

纵向横杆需要122×6/1.2×18=10980m；

横向横杆需要18×6/1.2×110=9900m；

故：

钢管总重（14040+10980+9900）×3.84=134.09t;

顶托TC60总重为：

1098×8.31=9.124t；

故q=134.09×9.8+9.124×9.8=1403.5KN；

稳定力矩=y×Ni=6.75×1403.5=9473.63KN.m

依据以上对风荷载计算WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2

共受力为：

q=0.927×6×110=611.82KN；

倾覆力矩=q×3=611.82×3=1835.46KN.m

K0=稳定力矩/倾覆力矩=9473.63/1835.46=5.161>1.3

计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求。

6、箱梁底模板计算

箱梁底模采用优质竹胶板，铺设在支架立杆顶托上顺桥向方木上的横桥向方木上。

其中桥墩旁两侧各3m范围（支架立杆横桥向间距60cm布置段）横桥向方木按0.12m间距布置，其余部分横桥向方木按0.1m间距布置。

取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，并对受力结构进行简化（偏于安全）如图5.1-11：

通过前面分析计算及布置方案，在桥墩旁实心段（取墩顶截面）处，横桥向方木布置间距分别为0.12m（净距0.07m）时，为底模板荷载最不利位置，则有：

竹胶板弹性模量E＝5000MPa

方木的惯性矩I=（bh3）/12=（1.0×0.0123）/12=1.44×10-7m4

图2.2.3.2.5-1底模支撑系统及验算简图

⑴桥墩顶截面处底模板计算

①模板厚度计算

q=（q1+q2+q3+q4）l=（52.88+1.0+2.5+2）×0.12=7.006kN/m

则：

Mmax=

模板需要的截面模量：

模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为：

因此，模板采用1220×2440×12mm规格的竹胶板。

②模板刚度验算

fmax=

＜0.9×0.12/400m=2.7×10-4m

故，挠度满足要求。

7、立杆底座和地基承载力计算

图2.2.3.2.7-1支架下地基处理示意图

⑴立杆承受荷载计算

间距为90×90cm布置立杆时，每根立杆上荷载为：

N＝a×b×q＝a×b×（q1+q2+q3+q4+q7）

＝0.9×0.9×（26.44+1.0+1.0+2.0+1.84）=26.15kN

⑵立杆底托验算

立杆底托验算：

N≤Rd

通过前面立杆承受荷载计算，每根立杆上荷载最大值为跨中截面Ⅰ－Ⅰ横截面处间距90×90cm布置的立杆，即：

N＝a×b×q＝a×b×（q1+q2+q3+q4+q7）

＝0.9×0.9×（26.44+1.0+1.0+2.0+1.84）=26.153kN

底托承载力（抗压）设计值，一般取Rd=40KN;

得：

26.15KN＜40KN，立杆底托符合要求。

按照最不利荷载考虑：

根据设计图纸地质情况，根据经验及试验，将地面整平（斜坡地段做成台阶）并采用重型压路机碾压密实（压实度≥90%），达到要求后，再填筑50～80cm的建筑弃渣或土石混碴，并分层填筑，分层碾压，使压实度达到94％以上后，地基承载力可达到[fk]=190～250Kpa（参考《建筑施工计算手册》。

立杆地基承载力验算：

≤K·

式中：

N——为脚手架立杆传至基础顶面轴心力设计值；

Ad——为立杆底座面积Ad=15cm×15cm=225cm2；

按照最不利荷载考虑，立杆底拖下砼基础承载力：

，底拖下砼基础承载力满足要求。

底托坐落在砼基础上（按照10cm厚计算），按照力传递面积计算：

A=（2×0.1×tg450+0.15）2=0.1225m2

k=σ0=220KPa

K调整系数；混凝土基础系数为1.0

按照最不利荷载考虑：

=23.433KN/0.1225m2=191.3≤K·[

k]=1.0×220KPa

经过计算，基底整平压实后采用标准贯入试验检测地基承载力。

基础处理时填土石混渣或建筑拆迁废渣，并用压路机压实后，检测压实度达到，如压实度达到94%以上，则同理地基承载力满足要求。

如巨粒土以及含有砖头、砼块、块石等的粘质土，不适应做标准贯入试验或对检测结果尚有疑问时，则应再做平板荷载试验。

确认地基承载力符合设计要求后，才能开始放样，摆放脚手架，在其上开始搭设脚手架。

2.2.3.2.8支架变形

支架变形量值F的计算：

F＝f1＋f2＋f3

①f1为支架

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