A13段满堂支架计算书.docx

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A13段满堂支架计算书

经济技术开发区二期延伸区域北一路桥梁工程

A13段现浇箱梁施工专项方案

编制：

审核：

批准：

新疆维泰开发建设（集团）股份有限公司

2010年6月1日

A13段现浇箱梁施工专项方案

第一章支架搭设方案

一、工程概况

本桥位于北一路K0+645.00处，桥梁总长276米，全宽34米。

上部构造为平行两幅55+83+83+55米四孔混凝土连续钢构桥，A13块长为12.4米，顶宽为16.5米，底宽为11.5米，高为2.2米，混凝土方量为165.68立方，A13段全桥共有4段。

根据梁体施工工艺要求，本段拟采用满堂支架法施工。

（一）支架设计的要求

1、支架结构必须有足够的强度、刚度、稳定性。

2、支架在承重后期弹性和塑性变形应控制在15mm以内。

3、支架部分地基的沉降量控制在5mm以内，地基承载（压）力达250kPa。

（支架设计完后进行验算）

4、支架顶面与梁底的高差应控制在理想值范围内，根据预压，调整标高。

（二）满堂支架设计

1、支架搭设

基地为原状砂砾地层，将原地面开挖至满堂支架搭设低标高后，洒水夯实，浇筑200mmC15混凝土，并在两侧设置排水沟。

在混凝土上搭设满堂支架。

立杆按0.6×0.6m进行布置，即横向间距0.6m，纵向间距0.6m，步距1.2m；扫地杆高为20cm,支架总高度为6.5米，支架外围四周设剪刀撑，内部沿桥梁纵向每4排立杆搭设一排横向剪刀撑，支架高度通过可调托座调节。

2、模板结构及支撑体系

（1）外模结构

模板结构是否合适将直接影响梁体的外观，外模面板均采用厚为18mm的竹胶板，面板尺寸1.2m×2.4m，以适应立杆布置间距，面板直接钉在横桥向方木上，纵桥向方木采用100×100mm方木，间距0.6米；横桥向在纵向方木上置于100×100mm的方木，方木中到中间距为0.3米，净距0.2米。

在钉面板时，每块面板应从一端赶向另一端，以保证面板表面平整，竹胶板拼缝处且45°斜面拼接。

腹板及翼板面板分别固定在竖向和横向100×100mm方木上，方木间距30cm。

为保证箱梁底板倒角处砼线型顺畅，在竖向支撑内与腹板底部顺桥向布置一条100×100mm方木，方木钉在底模横桥向方木上，并与斜支撑顶紧。

详见支架布置图：

支架布置纵断面示意图

支架布置横断面示意图

三、支架结构检算

根据图的布置方案，采用满堂支架，对其刚度、强度、稳定性必须进行检算。

钢管的内径Ф41mm外径Ф48mm、壁厚3.5mm。

断面积

转动惯量

回转半径

截面模量

钢材弹性系数

钢材容许应力

1、一般载面箱身支架结构验算

荷载计算及荷载的组合

A、钢筋混凝土梁重：

W砼=hpP钢筋砼=165.68×26/（12.4×11.5）=30.208KN/m2（钢筋混凝土梁重量按26kN/m3计算）

B、支架模板重

①模板重量：

（竹胶板重量按24.99kN/m3计算）

②方木重量：

（方木重量按8.33KN/m3计算）

③支架重量：

根据现场情况按最高墩6.5米高支架进行检算。

W支架=W立杆+W横杆=［〔20×30×6.5〕×4.893×10-3］×7.85×10/（12.4×11.5）=10.504KN/m2+［（12×30+18×20）×5×4.893×10-3］×7.85×10/（12.4×11.5）=10.504+9.697=20.201KN/m2。

C、人员及机器重

（《JGJ166-2008建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》）

D、振捣砼时产生的荷载

（《JGJ166-2008建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》）

E、倾倒混凝土时冲击产生的水平荷载

（采用汽车泵取值3.0KN/m2）

总荷载组合：

W总=30.208+1.95+8.606+20.201+1.0+3.0=64.965KN/m2

安全系数K=1.3

按照最不利位置计算单元1中单根立杆受力：

2、立杆强度及稳定性验算

（1）、立杆强度验算

式中：

安全系数

；支架钢管设计抗压强度

；钢管有效截面积

；计算单元对立杆的压力

。

参见《路桥施工计算手册》。

（2）立杆稳定验算

，由《路桥施工计算手册》查得

结论：

立杆满足强度及稳定性要求。

（3）横向方木强度和刚度验算

支架中采用100×100mm横向方木，验算时按连续梁计算。

A、横向方木强度验算

横向方木间距60cm布置

式中：

——方木设计抗弯强度，

；

——方木截面抵抗矩；

——方木所受弯矩；

B、横向方木刚度验算

式中：

——方木挠度；

结论：

横向方木满足强度和刚度要求。

（4）纵向方木强度和刚度验算

支架中采用100×100mm纵向方木，验算时按连续梁计算，纵向方木间距30cm布置。

A、纵向方木强度验算

式中：

——方木设计抗弯强度，

；

——方木截面抵抗矩；

——方木所受弯矩；

B、纵向方木刚度验算

式中：

——方木挠度；

结论：

纵向方木满足强度和刚度要求。

3、基地承载力验算：

支架立杆以20mmC15砼垫层为底座，按0.4×0.4=0.16m2受力面积计算，基础应力为：

σ=23.387/0.4×0.4=146.169Kpa

根据现场工程地质情况，基础承载力应不小于250KPa，地基承载力满足要求。

结论：

以上模板、支架及支架基础处理能满足A13段现浇连续箱梁的施工要求。

四、支架预压

为消除非弹性变形，取得支架弹性变形量和地基沉降变形量。

在方木铺设完毕且加固稳固后选用钢筋进行分级堆载预压。

施加荷载总重：

梁体自重＋施工荷载＋内模重量。

模拟砼施工过程按30%、70%、120%逐级加载。

在加载过程中设置沉降观测点，观测点分别设在翼缘板、底板处，每断面设5点，每4米设一个观测断面。

堆载预压时间不小于48小时，卸载采用分级逐步卸载。

每次堆载、卸载均做好沉降观测，并做好记录。

根据取得支架弹性变形量和地基沉降变形量，对支架底模标高进行相应的调整。

五、注意事项

（一）、施工准备

1、支架搭设前工程技术负责人应按已批准的支架搭设方案的要求对搭设和使用人员进行技术交底。

2、对进入现场的支架构配件，使用前应对其质量进行复检：

应重点检查的项目为：

钢管管壁厚度，焊接质量，外观质量，可调底座和可调托撑丝杆直径、与螺母配合间隙及材质等。

3、支架搭设场地必须平整、坚实、排水措施得当。

（二）支架的搭设

1、支架搭设应按立杆、横杆、斜杆的顺序逐层搭设，每次上升高度不得大于3m，底层水平框架的纵向直线度应≤L/200；横杆间水平度应≤L/400。

2、支架全高的垂直度应≤L/500，最大允许偏差应小于50mm。

3、支架搭设到顶时，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。

（三）支架的检查和验收

1、支架检查的重点内容为：

（1）保证架体几何不变性的斜杆、十字撑等设置是否完善；

（2）基础是否有不均匀沉降现象，立杆底座与基础面的接触有无松动或悬空情况；

（3）立杆上扣件是否可靠锁紧；

2、支架应随施工进度定期进行检查，达到设计高度后进行全面的检查和验收。

3、遇大风、大雨、大雪等特殊情况后的应及时进行检查。

4、停工超过一个月恢复时应进行检验。

5、支架验收时，应具备下列技术文件

（1）施工组织设计及变更文件；

（2）专项施工设计方案；

（3）搭设的施工施工记录和质量检查记录；

6、验收合格后，应对支架进行等荷载预压后，方可投入使用。

（四）安全管理与维护

1、作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载，不得在支架上集中堆放模板钢筋等物料。

2、混凝土输送管、布料杆及塔架拉接风绳不得固定在支架上。

3、大模板不得直接堆放在支架上。

4、遇6级及以上大风、雪雾、大雾天气时应停止支架的搭设与拆除作业。

5、支架使用期间，严禁擅自拆除架体结构杆件，如需拆除必须报技术主管同意确定补救措施方可实施。

6、严禁在支架基础及邻近处进行挖掘作业。

7、支架应与架空输电线路保持安全距离，工地临时用电线路架设及支架接地防雷措施等应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》（JG461）的有关规定执行。

8、使用后的支架构配件应清除表面粘结的灰碴，校正杆件变形，表面做防锈处理后待用。

第二章现浇箱梁施工方案

一、模板制作与安装

箱梁底、腹板、竖板、内腹模等全部采用厚18mm的竹胶板。

底模安装：

在钢管支架的顶纵向钢管上，架纵向弧线形钢管，在其之上横向向架方楞木。

楞木接头相互交错布置，楞木间距为30cm，纵向钢管、方楞木之间用木楔调整以保证底模线形。

底模竹胶板直接铺钉在方楞上竹胶板拼缝处且45°斜面拼接，拼缝下加设方楞木，使拼缝刚好位于方楞木中间，拼缝间夹贴双面棉胶，拼缝表面用石腊密封。

在铺设底模前先桥台放置好盆式支座。

腹板侧模、翼板底模的安装：

在底模铺设完成后，重新标定桥梁中心轴线，对箱梁的平面位置进行放样，在底模上标出腹板侧模、内腹模、翼板边线和钢筋布置的位置。

腹板侧模用高强度胶合板，每隔30cm立方木、背杆木，竖向背杆木直接置于支架横向方楞木上，并用木楔楔牢。

施工时必须保证模板支架的强度与刚度，箱梁侧模与翼板底模须连成一体。

内腹板也使用竹胶板，为保证侧模稳固在箱梁主筋和腹箍筋上，设置一定数量的定位钢筋。

准确确定模板位置，并在箱梁腹板上设置φ14圆钢对拉钢筋。

内模腹板肋条间距为30cm，顶板和底板的肋条间距为40cm，顶板和底板之间设立纵向间距为40cm、横向间距为60cm的竖向方木支撑，横向设置上下两道竖向间距为60cm的横支撑，横支撑和竖支撑形成组合“＃”字架，此“组合“＃”字架事先钉好，内模底板和顶板设置成可活动的，在绑扎顶板钢筋之前先支好内模，待浇筑底板的时候卸掉组合“＃”字架，打开内模的顶板和底板，当底板浇筑好后，合上内模底板，放入组合“＃”字架固定好，最后合上内模顶板。

模板安装时，在梁端与横梁位置预应力锚头位置的模板和支座处模板，应按设计要求和支座形状做成规定的角度与形状，并保证锚头位置混凝土面与该处钢绞线的切线垂直。

在外露面底、侧面的模板，特别是预应力张拉端模板必要时可安装附着式振动器，以保证混凝土浇筑质量。

所有外露面模板接缝必须经过精心处理，保证模板光洁、严密不漏浆。

在中间两靠近张拉端，顶板模板应设置适当面积的工作孔，以便进行预应力张拉工作。

所有排气孔、压浆孔、泄水孔的预埋管及桥面泄水管按设计图纸固定到位，预埋件的预埋无遗漏且安装牢固，位置准确。

二、钢筋加工与安装

1、钢筋进场及检验

钢筋必须按不同种类、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收、分别堆放，不得混杂，且应立标牌以示识别。

钢筋在运输、储存过程中，应避免锈蚀和污染，并堆置在钢筋棚内。

在钢筋进场后，要求提供附有生产厂家对该批钢筋生产的合格证书，标示批号和出厂检验的有关力学性能试验资料。

2、钢筋制作、绑扎

箱梁钢筋按设计图纸在钢筋加工棚内进行加工；纵向通长钢筋采用焊接，焊接接头应符合《钢筋焊接及验收规程》的要求。

焊接接头不设于最大压力处，并使接头交错排列，受拉区同一焊接接头范围内接头钢筋的面积不得超过该截面钢筋总面积的50%。

钢筋布置按设计图纸，在底模上先绑扎底板钢筋，安装腹板外模和翼板底模，再绑扎腹板钢筋，最后绑扎顶板及翼板钢筋。

为保证钢筋保护层的厚度，在钢筋与模板间设置三角砂浆垫块，垫块用预埋的铁丝与钢筋扎牢，并互相错开布置。

3、预应力管道及预埋件的安装

预应力管道的埋置位置决定了今后预应力筋的受力及应力分布情况，因此对管道的埋设要严格按照设计图纸仔细认真的进行，注意平面和立面的位置，用Φ12的钢筋焊成“＃”架夹住管道点焊固定在箍筋及架立筋上。

安装时要严格逐点检查管道的位置，如发现有不对的地方要立即调整。

浇筑前应检查波纹管的密封性及各接头的牢固性，用灌水法做密封性试验，做完密封性试验后用高压风把管道内残留的水吹出。

浇筑前要仔细核对图纸（包括通用图纸），注意支座预埋钢板、预应力设备、泄水孔、护栏底座钢筋、箱室通气孔、伸缩缝等预埋件的埋置，确保准确无误，预埋时同样要注意各预埋件的尺寸和位置。

4、预应力钢绞线制作与安装

（1）、检验

预应力的施工是连续梁施工的关键，因此很有必要对预应力钢材、锚具、夹具和张拉设备进行检验。

每批预应力钢材进场应附有证明生产厂家、性能、尺寸、熔炉次和日期的明显标志，每批预应力钢材的进场应分批验收，检验其质量证明书、包装方法及标志内容是否齐全、正确；钢材表面质量及规格是否符合要求，经运输、存放后有无损伤、锈蚀或影响与水泥粘结的油污。

为确保工程质量，对用本桥的预应力钢材及锚具、夹具按监理工程要求的办法进行力学性能试验。

张拉机具与锚具应配套使用，采用梁板系列千斤顶，千斤顶与压力表在张拉前进行配套校验，校验设备送到国家认可的计量部门进行校验，并使千斤顶活塞的运行方向与实际张拉工作状态一致，以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线或线性回归议程。

从而计算出各束钢绞线的张拉控制应力相对的压力表读数值，并由专人负责使用、管理和维护。

（2）、预应力钢材的放样、安放

在普通钢筋安放基本完成后，应对预应力钢材的平面和高度（相对底模板）进行放样，并在钢筋上标出明显的标记。

放样完成即进行穿波纹管，波纹管连接处的缝隙应用胶带纸包缠牢，防止水泥浆渗入。

张拉端锚垫板等的预埋，先制作满足设计图纸要求的角度和端头模板，将锚垫板用螺栓固定于端头模板上。

钢绞线下料长度时应考虑张拉端的工作长度，下料时，切割口的两侧各5cm先用铅丝绑扎，然后用切割机切割。

下料后在地坪上进行编束，使钢绞线平直，每束内各根钢绞线应编号并顺序摆放，每隔1m用18～22号铅丝编织、合拢捆扎。

在波纹管、锚垫板安装完成和钢绞线编束后，即可进行钢绞线穿束工作，穿束时应注意不要捅破波纹管。

在安装预应力管道的时候，同时进行预应力钢束的穿束工作，穿束完后，用间距50cm的φ12“＃”字定位钢筋将波纹管牢固固定于钢筋骨架上，确保其平面位置和高度准确。

当预应力钢筋与普通钢筋有冲突时，可适当挪动普通钢筋或切断，并在其它位置得以恢复。

钢绞线外露部分用塑料膜包缠，防止污染。

在穿束之前要做好以下准备工作：

（a）清除锚头上的各种杂物以及多余的波纹管。

（b）用高压水冲洗孔道。

（c）在干净的水泥地坪上编束，以防钢束受污染。

（d）卷扬机上的钢丝绳要换成新的并要认真检查是否有破损处。

（e）在编束前应用专用工具将钢束梳一下，以防钢绞线绞在一起。

（f）将钢束端头做成圆锥状，用电焊焊牢，表面要用砂轮修平滑，以防钢束在波纹管接头处引起波纹管翻卷，堵塞孔道。

若预应力束孔道是曲线状，用人工穿束就比较困难，通常将钢丝绳系在高强钢丝上，用人工先将高强钢丝拉过孔道，然后将钢丝绳头用12的半圆钢环与钢束头经焊接而接在一起，开启卷扬机将钢束徐徐拉过孔内，在钢束头进孔道时，用人工协助使其顺利入孔。

如果在钢束穿进过程中堵塞，要立即停止，查准堵塞管位置，凿开混凝土清除管道内的堵管杂物，仍继续用卷扬机将束拖过孔道。

三、混凝土浇筑与振捣

混凝土浇筑前应对支架、模板和预埋件进行认真检查，清除模板内的杂物，并用清水对模板进行认真冲洗。

为防止混凝土本身的收缩及施工时间较长，混凝土中应掺入缓凝剂。

浇筑过程中底板后肋板用插入式振捣器振捣，顶板部分用平板式振动器振捣，注意不要振破预应力束波纹管道，以防水泥浆堵塞波纹管。

浇筑工程中要经常来回地敲击钢绞束的两个端头，防止浇筑时漏浆堵塞管道。

箱梁砼浇注前，必须再次对支架体系的安全性进行全面检查，经自检和监理检查确认后，方可进行浇筑。

箱梁混凝土浇筑分三批前后平行作业。

第一批浇筑底板，当底板浇筑有1.5m长度后，合上内模底板，固好组合“＃”字架，合上内模顶板，紧跟着第二批浇筑腹板，当腹板浇筑长度达1.5m后开始第三批浇筑顶板及翼板，就这样保持三批浇筑相隔有1.5m以上的平行作业。

混凝土浇筑应按顺序、一定的厚度和方向分层进行，分层厚度为30cm，必须注意在下层混凝土初凝或重塑前浇筑完上层混凝土。

上下层同时浇筑时，上层与下层前后浇筑距离应保持1.5m以上。

振捣采用插入式振动棒，移动间距不应超过振动棒作用半径的１．５倍，并与侧模保持5～10cm的距离。

振捣时插入下层混凝土5～10cm，每一处振完后应徐徐提出振动棒。

振捣时避免振动棒模板，钢筋等；对每一振动部位必须振到该部位混凝土密实为止，也就是混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面呈现平坦、泛浆。

在浇筑过程中应安排各工种检查钢筋、支架及模板的变化，遇到情况及时处理。

混凝土浇筑顺序为：

底板、腹板→顶板、翼板。

在混凝土浇筑完成后，应在初凝后尽快保养，采用麻袋或其他物品覆盖混凝土表面，洒水养护，混凝土洒水养护的时间为10天，每次洒水以保持混凝土表面经常处于湿润状态为度。

　　用于控制拆模，落架的混凝土强度试压块放置在箱梁室内，与之同条件进行养生。

　　在养护期内，严禁利用桥面作为施工场地或堆放原材料。

四、箱梁预应力施加

张拉控制采用“双控法”，整个箱梁浇筑完毕，待砼强度达到设计强度的90%以上，同时养护15天后，弹性模量符合规定，经监理认可，两端分批张拉预应力钢绞线。

张拉顺序严格按设计预应力钢束布置图，同排的钢绞束同时张拉，张拉时两端同时进行。

每束钢束张拉程序为：

0→10%δcon→100%δcon（持荷5分钟）→回油锚固。

初张拉时预应力钢绞束张拉端先对千斤顶主缸充油，使钢绞束略为拉紧，同时调整锚圈及千斤顶位置，使孔道、锚具和千斤顶三者之轴线互相吻合，注意使每股钢绞线受力均匀，当钢绞束达初应力10%δcon时两端作伸长量标记，并借以观察有无滑丝情况发生。

张拉采用逐级加压的方法进行，当张拉达到设计控制应力（100%δcon）时，继续供油维持张拉力不变，持荷5分钟，同时在两端分别测量实际伸长量，比较是否与计算值相符。

计算伸长量和实测伸长量误差应在±6%以内，当实测值与计算值不符合要求时，应及时查明原因，上报监理，调整计算伸长量再进行张拉。

张拉过程中如有滑丝、断丝、伸长量不够的情况发生，则需分析原因并处理后重新张拉。

在张拉过程中发生滑丝现象，可能由于以下原因：

（a）可能在张拉时锚具锥孔与夹片之间有杂物。

（b）钢绞线上有油污、锚垫板喇叭口内有混凝土和其它杂物。

（c）锚固效率系数小于规范要求值。

（d）钢绞线可能有负公差及受力性能不符合设计要求。

（e）初应力小，可能钢束中钢绞线受力不均，引起钢绞线收缩变形。

（f）切割锚头钢绞线时留得太短，，或未采取降温措施。

（g）长束张拉，伸长量大，油顶行程小，多次张拉锚固，引起钢束变形。

（h）塞片、锚具的硬度不够。

张拉过程中断丝现象一般有以下原因：

（a）钢束在孔道内部弯曲，张拉时部分受力大于钢绞线的破坏力。

（b）钢绞线本身质量有问题。

（c）油顶未经标定，张拉力不准确。

钢束张拉如发现伸长量不足或过大，也应及时分析原因，一般是管道布置不准，增大孔道摩阻，应力损失大，有时也有可能设计计算使用的钢绞线的弹模值与实际使用的弹模值不相同。

在张拉过程中如发现滑丝、断丝、伸长量不够等情况后要及时查明原因，报告监理采取相应的措施后方可进行下一步施工。

锚具外（锚具外留3～5cm）多余的钢绞线采用砂轮切割机切除，绝对不准电、气焊焊烧割。

全部预应力钢筋张拉完成后24小时内进行孔道压浆，孔道压浆顺序是先下后上一次压完，孔道压浆后，应立即将梁端水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具及端面砼的污物，并将端面凿毛，设置端部钢筋网，立模浇注砼封端完成。

（10）支架卸落

当梁体混凝土强度达到设计强度90%以上且张拉压浆完毕，并得到监理指示后，方可进行支架卸落。

各次卸落之间应有一定的时间间歇，间歇时须将松动的木楔打紧，使梁体落实。

卸架时尤其要注意施工作业的安全。

施工工艺详见《现浇箱梁施工工艺框图》

现浇箱梁施工工艺框图

七、文明施工与环境保护措施

㈠文明施工

1、施工现场、营地建设统一规划，尽量少占或不占耕地、绿地，严禁乱搭乱盖。

现场材料严格分类堆放，工具存放整齐。

垃圾定点存放，定时外运。

不得侵占道路及安全防护设施等。

2、修建临时道路尽量避开村庄，并进行定期洒水除尘。

3、合理安排扰民工程项目施工时间，并尽可能选用噪音小的设备进行施工，减少夜间施工。

4、施工机械、车辆严格按照规定的位置停放和线路行驶，不得侵占非施工道路。

5、各种机械车辆进场前必须经过严格的安全检查，经检查合格后投入使用。

6、对施工机械操作人员建立严格的机组责任制，并按照有关规定持证上岗，禁止无证人员操作。

㈡环境保护措施

1、环境保护要认真贯彻执行“预防为主，防治结合，综合防治”的原则和国家环境保护法规。

2、开挖沟槽及基坑必须做好防排水设施，临时工程做好有组织地排除雨、废水，尽量避开工地范围，场地清除的垃圾按指定地点集中弃卸，做好防流失的设施，禁止乱堆乱弃及向河沟内排放超标废水。

3、建筑铺料拖运中必要时采用棚布遮盖，所经过的施工场地道路坚持经常洒水，以防尘土飞扬。