坪塘大道南引桥现浇预应力连续箱梁满堂支架方案.docx
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坪塘大道南引桥现浇预应力连续箱梁满堂支架方案
坪塘大道南引桥现浇预应力连续箱梁满堂支架方案
第一节、编制说明
1、编制依据
①本工程招标文件以及现场情况。
②本工程有关设计单位编制的设计图中的设计说明。
③上述设计说明中明确要采用的国家、部颁施工技术（验收）规程、规范。
④现行的与本工程相关的各种工程技术规范：
2、执行标准与规范
《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001
《钢管脚手架扣件》GB15831
《路桥施工计算手册》
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
《桥梁施工常用数据手册》
《脚手架实施规范》BS5975-82
《建筑施工手册第四版》
第二节、工程概况
本工程北起罗家嘴立交（K0+000），横跨靳江河，南延穿越洋湖垸、下穿南三环，止于莲坪大道，道路总长5510米。
坪塘大道第三标段（K0+640～K1+060），全长420米，其中K0+640～K0+966为靳江河大桥南引桥部分，靳江河大桥引桥标准段：
3m（人行与非机动车道）+11.5m（机动车道）+2m（中央分隔带）+11.5m（机动车道）+3m（人行与非机动车道）=31m。
引桥分左右两幅布置，左幅南引桥的孔跨布置依次为（3*30）m+2*（4*30）,共长330m，分成3联。
右幅南引桥的孔跨布置依次为（25+2*30）m+2*（4*30），共长325m，分成3联。
南引桥桥梁上部结构形式为现浇预应力混凝土连续箱梁，本引桥箱梁高1.8米，南岸引桥左右幅各3联等高度连续箱梁，桥面宽31～38.5m。
引桥第四联为等高度变宽预应力连续箱梁，箱梁采用单箱双室斜腹板截面，箱梁宽16.25～18.75m，底板宽8.21～10.71m，外侧悬臂板长3.5m，端部厚18cm，根部厚50cm，箱梁顶板厚25cm,腹板厚45cm,引桥五六联均为4*30m=120m的等高度等宽预应力混凝土连续箱梁，箱梁采用单箱双室斜腹板截面，箱梁宽15m，底板宽6.96m，外侧悬臂板长3.5m，端部厚18cm，根部厚50cm，箱梁顶板厚25cm,腹板厚45cm。
第三节、地基处理
本工程第四联预应力混凝土现浇箱梁的支架搭设位置位于鱼塘范围内，第五、六联预应力混凝土现浇箱梁支架搭设位置处为种植土，根据不同现场的地表和地质情况，采取不同的地基处理措施。
1、鱼塘地基处理：
施工前先请现场监理对原地面标高进行测量，测量签认后再进行施工，先采用2台D100的泥浆泵抽水，抽水完毕后用片石挤淤（本塘淤泥厚约1米）。
片石采用机械抛填，抛填过程中，仔细控制，确保抛填到位，抛完一段后，经监理认可，再采用土质较好的素土分层回填；每层的松铺厚度不宜超过50cm。
最后在进行支架搭设前，做20cmC15砼垫层。
2、种植土地基处理：
用挖掘机将桥幅范围内的种植土清除后，用素土填平至原地面标高，再铺15cm天然级配砂砾石垫层，用压路机碾压密实，最后在进行支架搭设前，做20cmC15砼垫层。
3、承台附近地基处理：
在承台施工完毕后，选用素土对承台基坑进行分层回填至原地面标高，且每层必须夯实，松铺厚度不超过50cm，再铺15cm天然级配砂砾石垫层，用压路机碾压密实，最后在进行支架搭设前，做20cmC15砼垫层。
3、排水措施：
支架地基的天敌是水,地表水浸泡会导致地基下沉,所以必须排除地基周围的地表水,并预先作好排水沟，以防雨水浸泡地基。
为避免处理好的地基受水浸泡，在地基四周采用C20砼浇捣300（250）250×100mm厚的排水沟（如下图），以防止雨水和其它水流入支架区，引起支架下沉。
第四节、扣件式满堂支架施工
南引桥桥梁上部结构形式均为预应力混凝土现浇连续箱梁，满堂支架采用扣件式钢管脚手架，它采用Ф48mm×3.0mm钢管作为主构件，
本工程支架采用扣件式钢管脚手架，每根立杆下垫设10×10cm、厚12mm的竹胶板，立杆接长错开布置，支架的间距见（支架平面布置图）。
满堂支架纵向每隔4排支架立杆设置一道纵向剪刀撑，由底至顶连续设置；满堂支架横向将立杆接长由底至顶设置一道横向大剪刀撑。
剪刀撑与水平杆钢管用扣件连接，并用双钢管组成墩身抱箍，与已完成的墩柱箍紧，使支架与墩柱组成整体。
1、支架布置
支架形式采用扣件式脚手架。
根据脚手架搭设高度和施工荷载，扣件式支架的布置为：
纵向×横向×步距=70cm×70cm×100cm，端横粱下采用纵向×横向×步距：
50cm×70cm×100cm，扫地杆距垫层20cm，搭设范围为桥面宽度及两边加1.5m宽度。
（详见附图一）
支架搭设严格按照图纸布置位置搭设，扣件式支架搭设时采取先测量地面标高后，再根据箱梁底标高确定出立杆的长度,第一层搭设好之后，必须由工程技术人员抄平检查平整度，如高差太大，必须进行调平。
搭设立杆时必须用吊线锤检查其垂直度，防止立杆偏心受力。
接头部位必须连接牢固。
支架搭设时应挂线以控制调平和线型。
剪刀撑设置时从顶到底要连续，搭接头保证不小于100cm，活动扣不少于2个，与水平横杆的夹角为45度～60度，两剪刀撑不允许自相交，要求布置在立杆两侧。
2、支架布设注意事项
①当立杆基底间的高差大于60cm时，则可用立杆错节来调整。
②立杆的接长缝应错开，即第一层立杆尽量用长6m和3.0m的立杆错开布置，往上再根据相应长度调整立杆长度，如不足3m，则根据实际进行调整。
③立杆的垂直度应严格加以控制：
15m以下架子按1/200控制。
④脚手架搭设到位时，应用铅垂线检查立杆的垂直度。
并在无荷载情况下逐个检查立杆有否松动或空浮情况，并及时调整垫实。
⑤斜撑的网格应与架子的尺寸相适应。
斜撑杆为拉压杆，布置方向可任意。
一般情况下斜撑应尽量与脚手架的节点相连，但亦可以错节布置。
⑥斜撑杆的布置密度，当脚手架高度低于15m时，为整架面积的1/2左右，斜撑杆必须对称布置，且应分布均匀。
斜撑杆对于加强脚手架的整体刚度和承载能力的关系很大，应按规定要求设置，不应随意拆除。
第五节、满堂脚手架的设计
1、脚手架的设计内容
脚手架的设计包括：
根据经验和杆件的标准规格假定脚手架的架设方法；脚手架的强度和稳定验算；剪刀撑的布置及构造；脚手架的基础承载力计算；脚手架检查验收内容及质量标准。
2、脚手架的强度和稳定验算
满堂脚手架属多次超静定结构，但采用荷载平均分布法比用超静定结构计算方法计算杆件的作用力相对较安全，因此用荷载平均分布法来计算各单肢立杆的轴向力。
纵横向水平杆主要起对立杆的约束作用，作用于水平杆的力较小，且水平杆一般不会导致整个脚手架的破坏，因此在进行杆件强度验算时，可只进行单肢立杆的强度验算。
3、单肢立杆的稳定验算方法
对于满堂脚手架，因立杆在4个方向都装有横杆，而横杆又处于框架平面内，没有偏心，因此在横杆层，立杆在水平方向受横杆限位约束。
当整架高宽比（最窄边）小于3：
1时，可以认为，整架承载力决定于立杆的局部稳定，即水平横杆布距，因此可将复杂的脚手架结构稳定计算问题简化为只计算脚手架在平面内的稳定问题，即将整个结构稳定性验算简化为单肢立杆的稳定性验算。
4、剪刀撑的设计
剪刀撑根据构造设计，纵向和横向布置，一般情况下在纵、横向每间隔3～4排立杆设一道剪刀撑。
剪刀撑的作用在于确保脚手架结构的几何不变性，形成稳定的构架以防止杆件间的位移变形（这种变形严重影响脚手架的承载能力）；加强脚手架整体、或局部、或某一方向的刚度；加强脚手架抵抗水平荷载的能力。
在水平力作用下，剪刀撑的两根交叉斜杆一为受拉，一为受压，其应力一般较小，因此一般不需进行强度及稳定验算。
5、扣件式满堂支架计算：
（1）现浇箱梁满堂支架计算
计算依据：
计算依据1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
（JGJ130-2001）。
计算依据2《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》（杜荣军）。
①计算参数：
模板支架搭设高度为12.5m，立杆的纵距b=0.70m，立杆的横距l=0.70m，立杆的步距h=1.00m。
依据《建筑施工手册第四版》表8-76查Ф48×3.0mm立杆、横杆的承载性能为：
当步距为100cm时，立柱（对接）允许荷载[N]=31.7KN。
面板厚度12mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm4。
木方60×80mm，间距200mm，剪切强度1.6N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9500.0N/mm4。
模板自重：
内模0.30kN/m2、侧模0.75kN/m2、底模0.75kN/m2
混凝土钢筋自重25.00kN/m3，施工活荷载3.00kN/m2。
地基承载力标准值140kN/m2，基础底面扩展面积0.64m2。
采用的钢管类型为
48×3.0。
②荷载分析计算
a.模板及模板支撑架荷载Q1：
查《建筑施工第四版》表5-85及根据情况确定得
内模：
取q1-1=0.3KN/M2
侧模：
取q1-2=0.75KN/M2
底模：
取q1-3=0.75KN/M2
b.箱梁混凝土荷载Q2：
钢筋混凝土自重标准值为25KN/M3
跨中断面腹板位置：
（0.45×1.8×30）×25KN/M3/（0.45×30）=45KN/M2
跨中断面腹板与底板位置：
（0.25+0.5）×1/2×23×2×25KN/M3/（1×23）=18.75KN/M2
跨中断面底板位置：
0.25×3.152×23×2×25KN/M3/（3.152×23）=12.5KN/M2
跨中边腹板位置：
[0.485×0.5+（0.5+0.25）/2×2+0.45×1.3]×23×25KN/M3/（0.965×23）=40.88KN/M2
跨中翼缘板位置：
（0.32+0.5）×3.5/2×30×25KN/M3/（3.5×30）=10.25KN/M2
梁端中腹板位置：
（0.45+0.65）×2.5/2×1.8×25KN/M3/1.37=45.16KN/M2
梁端底板与底板倒角位置：
[（0.25+0.45）×2.5/2×4.85+（0.25+0.45）×2.5/2×4.53]×25KN/M3/（4.53×2.5）=18.12KN/M2
梁端底板位置：
（10.71+11.75）×1.8/2×1×25KN/M3/（1×11.75）=43KN/M2
c.施工荷载Q3：
施工人员及设备荷载：
取q3-1=1.0KN/M2查《建筑施工第四版》表5-85取值；
水平模板的砼振捣荷载：
取q3-2=2.0KN/M2查《建筑施工第四版》表5-85取值；
③支架立杆受力计算
单肢立杆轴向力计算公式N=（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.2Q2×Lx×Ly
式中Lx、Ly表示单肢立杆纵向及横向间距。
a.跨中断面直腹板位置（立杆分布纵向0.7m，横向0.5m，横杆布距1.0m）：
N=（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.2Q2×Lx×Ly
=[（1.2q1-3+1.4（q3-1+q3-2）]×0.7×0.5+1.2q2-1×0.7×0.5
=[（1.2×0.75+1.4×（1+2）]×0.7×0.5+1.2×45×0.7×0.5
=20.69<[N]=31.7KN
b.跨中断面腹板与底板倒角位置（立杆分布纵向0.7m，横向0.7m，横杆布距1.0m）：
N=（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.2Q2×Lx×Ly
=[（1.2（q1-1+q1-2+q1-3）+1.4（q3-1+q3-2）]×0.7×0.7+1.2q2-2×0.7×0.7
=[（1.2×（0.3+0.75+0.75）+1.4×（1+2）]×0.7×0.7+1.2×18.75×0.7×0.7
=14.1<[N]=31.7KN
c.跨中底板位置（立杆分布纵向0.7m，横向0.7m，横杆布距1.0m）：
N=（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.2Q2×Lx×Ly
=[（1.2（q1-1+q1-3）+1.4（q3-1+q3-2）]×0.7×0.7+1.2q2-3×0.7×0.7
=[（1.2×（0.3+0.75）+1.4×（1+2）]×0.7×0.7+1.2×12.5×0.7×0.7
=10.0<[N]=31.7KN
d.跨中边腹板位置（立杆分布纵向0.7m，横向0.7m，横杆布距1.0m）：
N=（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.2Q2×Lx×Ly
=[（1.2（q1-1+q1-3）+1.4（q3-1+q3-2）]×0.7×0.7+1.2q2-4×0.7×0.7
=[（1.2×（0.3+0.75）+1.4×（1+2）]×0.7×0.7+1.2×40.88×0.7×0.7
=26.7<[N]=31.7KN
e.跨中翼缘板位置（立杆分布纵向0.7m，横向0.7m，横杆布距1.0m）：
N=（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.2Q2×Lx×Ly
=[（1.2（q1-1+q1-3）+1.4（q3-1+q3-2）]×0.7×0.7+1.2q2-5×0.7×0.7
=[（1.2×（0.3+0.75）+1.4×（1+2）]×0.7×0.7+1.2×10.25×0.7×0.7
=8.7<[N]=31.7KN
f.梁端中腹板位置（立杆分布纵向0.5m，横向0.5m，横杆布距1.0m）：
N=（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.2Q2×Lx×Ly
=[（1.2q1-3+1.4（q3-1+q3-2）]×0.5×0.5+1.2q2-1×0.5×0.5
=[（1.2×0.75+1.4×（1+2）]×0.5×0.5+1.2×45.16×0.5×0.5
=14.8<[N]=31.7KN
g.梁端底板及底板倒角位置（立杆分布纵向0.5m，横向0.7m，横杆布距1.0m）：
N=（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.2Q2×Lx×Ly
=[（1.2q1-3+1.4（q3-1+q3-2）]×0.5×0.7+1.2q2-2×0.5×0.7
=[（1.2×（0.3+0.75）+1.4×（1+2）]×0.5×0.7+1.2×18.12×0.5×0.7
=9.5<[N]=31.7KN
h.梁端底板位置（立杆分布纵向0.5m，横向0.7m，横杆布距1.0m）：
N=（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.2Q2×Lx×Ly
=[（1.2q1-3+1.4（q3-1+q3-2）]×0.5×0.7+1.2q2-3×0.5×0.7
=[（1.2×0.75+1.4×（1+2）]×0.5×0.7+1.2×43×0.5×0.7
=19.8<[N]=31.7KN
以上各部位中梁跨中边腹板位置的立杆受力最大，以其为标准验算该支模架方案的安全系数，即31.7/20.81×100%=152%,经以上计算，立杆均满足受力要求。
④地基受力计算
地基处理采用15cm天然级配砂砾石垫层，20cm厚C15砼面层，上垫10×10cm的竹胶板，根据力的扩散原则，计算原状土层地基承载力。
地基承载力计算公式：
f=N/Ag
f——地基受力
N——单肢立杆竖向轴力
Ag——支撑单肢立杆的原土层面积
各部位地基受力情况表
箱梁部位
荷载
N（KN）
受力面积
Ag（M2）
地基受力
f（Kpa）
跨中直腹板
20.69
0.8*0.8
32.33
跨中底板倒角
14.1
0.8*0.8
22.03
跨中底板
10
0.8*0.8
15.63
跨中边腹板
26.7
0.8*0.8
41.72
跨中翼缘板
8.7
0.8*0.8
13.59
梁端直腹板
14.8
0.8*0.8
23.12
梁端底板倒角
9.5
0.8*0.8
14.84
梁端底板
19.8
0.8*0.8
30.94
由《长沙市坪塘大道桥梁拟建场地工程地质详细勘察报告书》设计提供的地质勘探资料表明，地表土质为亚粘土，地基容许承载力为140Kpa，无软弱下卧层，原状土经过处理后，能满足要求。
5模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值
取最大线荷载，梁端直腹板荷载
Q2-1=40.88×0.7=28.62kN/m
活荷载标准值
Q3=（2.000+1.00）×0.7=2.1kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=70.00×1.20×1.20/6=16.80cm3；
I=70.00×1.20×1.20×1.20/12=10.08cm4；
（1）抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值（N/mm2）；
M——面板的最大弯距（N.mm）；
W——面板的净截面抵抗矩；
[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；
M=0.100ql2
其中q——荷载计算值（kN/m）；
经计算得到M=0.100×（1.20×28.62+1.4×2.1）×0.2×0.2=0.15kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.15×1000×1000/16800=8.93N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
（2）挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×28.62×2004/（100×6000×100800）=0.51mm
面板的最大挠度小于200/250mm,满足要求!
⑥支撑木方的计算
木方按照均布荷载下连续梁计算。
1.荷载的计算
（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：
q2-4=45.16×0.2=9.03kN/m
（2）模板的自重线荷载（kN/m）：
q1=0.3×0.2=0.06kN/m
（3）活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载（kN/m）：
经计算得到，活荷载标准值
q3=（1.000+2.000）×0.2=0.6kN/m
q=（1.20×9.03+1.20×0.06）+1.4×0.6=11.75kN/m
2.木方的计算
按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:
均布荷载q=11.75KN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×11.75×0.70×0.70=0.58kN.m
最大剪力Q=0.6×0.700×11.75=4.94kN
最大支座力N=1.1×0.700×11.75=9.05kN
木方的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=6.00×8.00×8.00/6=64.00cm3；
I=6.00×8.00×8.00×8.00/12=256.00cm4；
（1）木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.58×106/64000.0=9.06N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
（3）木方挠度计算
最大变形v=0.677ql4=0.677×9.09×7004/（100×9500.00×2560000.0）=0.61mm
木方的最大挠度小于700.0/200mm,满足要求!
⑦扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
计算中R取最大支座反力，R=9.05kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!
⑧立杆的稳定性计算
查《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范》附录B“钢管截面特性”取值：
钢管外径48mm，壁厚3.0mm，A=4.24cm2,回转半径i=1.6cm，[
]=250。
横杆步距按h=100cm计算，则钢管长细比：
=L/i=100/1.6=62.5取
=63<[
]=250（满足要求）
扣件式满堂支架单根立杆在承载力允许范围之内就不会失稳，因此以轴心受压的单根立杆进行验算，计算公式为N≦[N]=
A[
]。
查《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范》附录C：
Q235A钢管轴心受压构件的稳定系数
=0.806，[
]=205Mpa。
则跨中边腹板处[N]=0.806×424×205=70.1KN
支架立杆步距100cm中受最大荷载的立杆位于跨中边腹板处，其N=26.7KN,即跨中边腹板处N=26.7KN<[N]=70.1KN（满足要求）
第六节、扣件式支架材质要求
a.脚手架管材采用Φ48×3.0mm钢管,表面平整光滑`顺直`无锈蚀`裂纹`分层`划道`压痕`硬弯现象,新钢管必须有出厂合格证,材质符合国家标准《金属拉伸试验方法》（GB/T228）的规定。
b.扣件符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的要求，有生产许可证，规格与钢管匹配，不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼缺陷，贴合面应平整，活动部位灵活，夹紧架管后开口处最小为5mm。
c.腐朽`断裂`松散的竹架板不得使用，原则上使用新脚手板，新进和原有的架板均按2%抽查。
第七节、施工进度计划及施工要求
1.施工进度计划
施工进度计划横道图
2.施工准备
1）技术准备
在安全专项施工方案实施前，工程负责人应对相关人员进行详细的技术交底
2）物资准备
a．材料准备
根据材料分析和施工进度计划的要求，编制材料需要量计划，为施工备料，确定堆放场地及组织运输提供依据。
b．构（配）件和制品加工准备
根据脚手架构造体系要求，对构（配）件和制品进行加工。
c．模板及支架安装施工机具准备
根据施工要求选择合适的机具。
3.劳动组织准备
a．组织机构：
b．主要人员安排：
1）施工员1人：
主要负责模板及支架搭设、拆除的技术指导。
2）安全员1人：
主要负责模板及支架的安全工作。
3）模板及支架班组人员共30人：
根据进度需要可适当增加，主要负责脚手架的搭设、拆除工作。
4）其他配合人员15人：
主要负责协助操作人员，进行模板、钢管、扣件等的运输工作。
4.施工现场准备
a．做好“三通一平”；
b．组织物资进场，并拟定有关的材料试验；
c．做好劳务安排，签定劳务合同。
第八节、支架预压
预压目的：
检验支架及地基的强度及稳定性，消除整个支架的塑性变形，消除地基的沉降变形，测量出支架的弹性变形。
预压材料：
用编织袋装砂石对支架进行预压，砂袋下铺一层土工布，防止损坏底模。
预压荷载为梁体自重的120%。
预压范围：
箱梁15m宽范围。
支架搭设时按设计纵距及横距布置立杆,支架顶铺设纵向木方,拼装组合竹胶合板,用吊车吊放砂袋对支架进行预压。
预压观测：
预压在支架搭设完成以后进行，分三级加载，第一次加载重量为梁体自重的50%，持荷稳定后进行第二次加载，加载重量为梁体自重的50%，持荷稳定后进行第三次加载加载重量为梁体自重的20%。
压重的垂直
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