连续梁支架施工方案.docx
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连续梁支架施工方案
合肥市包河大道高架工程四标段
现浇连续梁
支架方案
编制：
复核：
审批：
安徽省交通建设有限责任公司
合肥市包河大道高架工程四标段项目经理部
二〇一二年三月
一、编制依据
1、合肥市包河大道高架工程施工图设计文件及地勘报告，以及设计变更、补充、修改图纸及文件资料。
2、国家有关的政策、法规、施工验收规范和工程建设标准强制性条文（城市建设部分），以及现行有关施工技术规范、标准等。
3、参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》、《混凝土工程模板及支架技术》、《公路桥涵施工手册》、《建筑施工计算手册》。
二、工程概况
包河大道高架工程第四标段，起讫桩号K7+590-K8+500，全长约910米。
设计道路等级高架：
城市快速路；地面：
城市主干路。
计算行车速度高架80km/h，地面50km/h，道路红线宽度80米，道路路面采用沥青混凝土路面，沥青砼路面设计年限为15年。
各地面道路断面型式主要为：
包河大道路幅全宽80m；方兴大道路幅全宽67m；金斗北路路幅全宽26m，其中下穿段路幅全宽19m；立交匝道断面全宽均8.5m；B、D、F、H立交匝道断面全宽均9.5m。
桥梁跨径布置主要为：
3×25m、2×32.5m、4×25m三种，箱梁采用等高度现浇预应力砼连续箱梁；当箱梁跨径为32.5m时，箱梁高度为1.8m；当箱梁跨径为25m时，箱梁高度为1.6m；
桥跨布置详见下表：
序号
桥梁名称
跨径布置（m）
类型
桥宽（m）
梁高（m）
面积（m2）
1
方兴大道跨线桥
32.5*2
Z1、Y1、Y2共三幅
13+13+13
1.80
2535.00
2
方兴立交H匝道跨线桥
25*3
Z1、Y1、Y2共三幅
13+13+9
1.60
2625.00
3
方兴立交F匝道跨线桥
25*3
Z1、Y1、Y2共三幅
13+13+9
1.60
2625.00
4
F匝道桥
32.5*2
共一幅
9
1.80
585.00
5
H匝道桥1号桥
32.5*2
共一幅
9
1.80
585.00
6
H匝道桥2号桥
25*3
共一幅
9
1.60
675.00
7
人行桥
25*4
共一幅
7
1.60
700.00
桥面宽有13m、9m、7m共三种。
梁宽13m主梁标准断面箱梁采用单箱双室，直腹板形式，箱梁顶宽13m，箱底宽8.4m，悬臂2.3m；梁宽9m主梁标准断面箱梁采用单箱单室，直腹板形式，箱梁顶宽9m，箱底宽5.5m，悬臂1.75m；梁宽7m主梁标准断面箱梁采用单箱单室，直腹板形式，箱梁顶宽7m，箱底宽4.4m，悬臂1.3m。
32.5m跨径梁高1.8m，25m跨径梁高1.6m。
箱梁顶板厚0.25-0.45m，底板厚0.22-0.42m。
腹板厚0.50-0.70m。
32.5m跨径主梁中横梁宽2.5m，端横梁宽1.8m；25m跨径主梁中横梁宽2.0m，端横梁宽1.5m。
三、支架模板方案（以跨径32.5m，宽13m高1.8m箱梁为例）
箱梁采用碗扣式满堂支架整联现浇施工。
箱梁混凝土采用两次浇筑成型工艺，第一次浇注箱梁底板及腹板，第二次浇筑顶板和翼板。
整联纵向不分缝，一次浇筑完成。
碗扣式满堂支架的平均高度在6.2m左右，自下往上布设为：
原地面处理（承台顶C20砼）＋底托（可调）＋支架构件（多层加长）＋顶托（可调）＋横（纵）Ⅰ10工字钢或（方木15×10cm）＋纵（横）向方木（10×10cm）＋高强竹胶板（15mm厚）。
1、支架
（1）支架构造
连续梁支架立杆采用碗扣式支架，材料壁厚3.5mm，外径φ48mm。
上下托均采用60cm高可调式上下托，剪刀撑采用外径φ48mm普通钢管，壁厚3.5mm。
箱梁底板底部的碗扣支架主要采用60×90×120cm（腹板段）和90×90×120cm（箱室段）的形式，局部加密。
具体布置如下：
⑴横梁处均为：
0.6m（立杆横桥向间距）×0.6m（立杆顺桥向间距）×1.2m（横杆步距）
⑵腹板处布置：
0.6m（横向）×0.9m（纵向）×1.2m（横杆步距）
⑶翼板根部：
0.9m（横向）×0.9m（纵向）×1.2m（横杆步距）
⑷翼板端部：
0.9m（横向）×0.9m（纵向）×1.2m（横杆步距）
⑸支架纵横向均设置剪刀撑，剪刀撑宽度不小于4道立杆且不大于7道立杆，剪刀撑及地面夹角45°～60°之间。
剪刀撑中间间距均为每隔6道设置一排，在支架外侧四周及分区连接处必设。
所有剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件及立杆或横杆扣紧外，在其中间要增加2～4个扣结点。
⑹模板支架高度大于4.8m时，顶端和底部设置水平剪刀撑，中间水平剪刀撑设置间距小于或等于4.8m。
⑺桥墩处支架及桥墩用钢管抱结，垂直间距不大于2.4m。
每一联碗扣件拼装之前，先根据具体墩高统计所需的工程材料数量，并根据分节高度控制标高，不足部分预先配齐。
为确保支架的整体稳定，沿桥纵、横向立面设置剪刀撑，杆件顶、底部加设横杆。
立杆上托安放Ⅰ10工字钢或10*15cm方木，工字钢或方木上设10×10cm方木作为分配梁，方木间距30cm，在横梁处底方木间距20cm。
在方木上铺设底模，底模采用15mm厚的高强竹胶板。
梁端支座垫石四周用方木支撑底模。
安装时根据高度选定方木厚度，用木楔调整楔死，待支架拆除时退楔拆除方木。
支架搭设完毕，铺设底模板之前，应对支架进一次全面检查，包括杆件底座、纵横向剪刀撑等。
支架高程的确定根据预压结果考虑砼未凝固前所有施工荷载对支架产生的弹性变形和非弹性变形。
搭设支架时同时考虑预拱度的设置。
预拱度根据梁体自重、预应力上拱度、模板及支架的重量即荷载对支架产生的弹性变形、非弹性变形等综合因素来考虑。
（2）支架拆除
箱梁砼达到设计强度要求，预应力施工完成孔道压浆后，可拆除支架。
拆除支架时应对称、均匀、有序地松动支架顶托。
拆除按照先翼缘板后底板，先跨中后支点的顺序进行。
当达到一定的卸落量后，支架便可脱离梁体，进行底模拆除，底模拆除完毕后拆除支架。
2、模板
模板具有足够的刚度和强度，并便于安装和拆卸，防止变形。
模板由侧模、端模、内模和底模四大部分组成。
模板在安装时，所有的拼缝均设双面胶带贴紧，以防漏浆。
底模及侧模：
均采用15mm厚高强竹胶板制作，固定在支架顶部横向方木上。
内模（内顶模）：
考虑到内模损毁较为严重，利用率低，为降低工程成本，内模采用木工板制作，加劲肋采用5×10cm方木，配合钢管形成环形骨架用以支承内模，确保箱梁内箱室的结构尺寸正确无误。
内模支架顺桥向0.6m一道，横向0.9m一道。
当第一次浇筑完后拆除腹板内模，在底板上搭设钢管架配合方木做竖向支撑，内顶模采用15mm厚竹胶板，顶板上距跨中1/3-1/4处预留1个1m×1m的人孔，以便内模支架的拆除及搬运。
端模：
包括张拉锚台位置的端模及内外模骨架连接，形成封闭端。
四、荷载取值及荷载组合
1、荷载取值
（1）模板、支架自重：
竹胶板自重取0.15kN/m2。
10*10方木每米自重8*0.1*0.1*1=0.08KN/m。
按照间距30cm考虑，则每m2重量为0.08*1/0.3=0.267KN/m2。
10#工字钢每米自重11.2kg/m，按照间距60cm考虑，则每m2重量为11.2*10/1000/0.6=0.19kN/m2或采用15*10方木每米自重8*0.15*0.1*1=0.12KN/m。
按照间距60cm考虑，则每m2重量为0.12*1/0.6=0.2kN/m2。
计算支架时，模板及纵横向方木按照均布荷载计算，荷载大小为0.15+0.267+0.19（0.2）=0.617kN/m2。
取1kN/m2进行计算。
内模板（含支架）均布荷载取2KN/m2。
（2）新浇注钢筋砼自重
参照《路桥施工计算手册》第172页，以跨径2×32.5m、桥面宽13m箱梁为例进行计算，钢筋重量为129.36t，砼方量607.8m3。
配筋率为2.13%>2%,则钢筋砼自重取值26KN/m3。
（3）施工人员和施工料具运输、堆放荷载
①计算模板及直接支撑模板的小楞时，均布荷载取2.5kN/m2，另以集中荷载2.5KN进行验算；
②计算直接支撑小楞的梁或拱架时，均布荷载可取1.5kN/m2；
③计算支架立柱及支撑拱架的其它结构构件时，均布荷载可取1.0kN/m2；
（4）振捣混凝土时产生的荷载：
取2kN/m2。
2、荷载分项系数
计算脚手架及模板支撑架构件强度时的荷载设计值，取其标准值乘以下列相应的分项系数：
（1）永久荷载的分项系数，取1.2；计算结构倾覆稳定时，取0.9。
（2）可变荷载的分项系数，取1.4。
计算构件变形（挠度）时的荷载设计值，各类荷载分项系数，均取1.0。
3、荷载组合
计算底模板及支架强度时，荷载组合为：
（1）+
（2）+（3）+（4）；
验算底模板及支架刚度时，荷载组合为：
（1）+
（2）；
五、结构计算
碗扣式钢管脚手架和扣件式钢管脚手架一样，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按φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也使用于WDJ多功能碗扣架（计算结果较扣件式脚手架偏于安全）。
1、支架布置详见附图
（1）横桥向布置为:
（90×2＋60×4＋90×2＋60×2＋90×2＋60×4＋90×2）=1320cm
（2）顺桥向布置为（每跨）：
20+60×5＋90×29＋60×5+20=3250cm
（3）横杆竖向步距均按1.2m布设置
2、立杆承载力计算
（1）荷载的计算
单肢立杆轴向力计算公式根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》5.6.1如下式4-1所示。
N=[1.2Q1+1.4（Q3+Q4）]×Lx×Ly+1.2Q2V（4-1）
式中：
Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距（m）；
V——Lx、Ly段的混凝土体积（m3）。
单肢立杆稳定性按下式计算：
N≤φAf（4-2）
式中：
A——立杆横截面积；
φ——轴心受压杆件稳定系数，按细长比查上述规范附录C；
f——钢材强度设计值，查上述规范附录B表B2；
Ｑ1——支撑架模板自重标准值；
Ｑ2——新浇砼及钢筋自重标准值；
Ｑ3——施工人员及设备荷载标准值；
Ｑ4——振捣砼产生的荷载。
由于碗扣支架的纵、横向间距不一样，并且承受的荷载也不一样，因此分区域进行计算：
翼缘板区域（横向0.9m*纵向0.9m）：
N1=[1.2×1+1.4×（1+2）]×0.9×0.9+1.2×26×0.50×0.9×0.9=17.01kN
腹板区域（横向0.6m*纵向0.9m）：
N2=[1.2×1+1.4×（1+2）]×0.6×0.9+1.2×26×1.80×0.6×0.9=33.242kN
箱室区域（横向0.9m*纵向0.9m）：
N3=[1.2×（1+2）+1.4×（1+2）]×0.9×0.9+1.2×26×0.47×0.9×0.9=18.196kN
横梁区域（横向0.6m*纵向0.6m）
N4=[1.2×1+1.4×（1+2）]×0.6×0.6+1.2×26×1.80×0.6×0.6=22.162kN
通过以上计算可知，计算最大应力时取荷载为33.242kN。
根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］=35kN（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载［N］=35kN、路桥施工计算手册中表13－5钢管支架容许荷载［N］=35.7kN）。
N＝33.242kN<［N］=35kN，强度满足要求。
（2）立杆力学特性计算
WDJ碗扣型脚手架材料为:
φ48mm,δ=3.5mm（Q235）热轧钢管,其截面特性计算如下:
截面抗弯模量:
W==5077.79mm3
截面惯性矩:
I=
截面回转半径:
i=mm
截面净面积:
Q235钢材抗压强度:
205N/mm2
（3）单肢立杆稳定性计算
横杆步距1.2m，则长细比λ=μl/i（μ=1）=1*1200/15.78=76
查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录C：
杆件稳定系数φ=0.744
则N/ΦA＝33.242×103/（0.744×489）＝91.370N/mm2≤f＝205N/mm2
计算结果说明支架是安全稳定的。
3、底模板计算
底模板背楞（方木）间距为30cm，竹胶模板面板宽120cm,其肋（背木）间距为30cm，因此，面板按四跨连续梁进行计算。
取荷载最大区域腹板或横梁（梁高范围内全部为实心砼）进行验算。
取1m宽度模板
模板承受线荷载q=1.2（Q1+Q2）+1.4（Q3+Q4）*Lx*Ly
=（1.2*（0.15+1.8*1*26）+1.4*（2.5+2））*1=62.64KN/m
因所取计算的模板长度为1.2m，同时按等距四跨连续梁计算，查施工手册17-6-2-4设计计算公式表达式：
Mmax=0.107ql2（抗弯承载力验算）
=0.107*62.64*0.32=0.6032kN.m；
竹胶板（15mm厚）截面抵抗矩：
W=bh2/6
=1000*152/6=37500mm2；
σ=M/W=16.085Mpa<50Mpa（弯曲应力，其中50Mpa为竹胶板最小静曲强度）
根据以上计算，底模板的强度满足使用要求。
竹胶板弹性模量E=4000Mpa
惯性矩I=bh3/12=1000*153/12=281250mm4；
验算刚度时，考虑到使用的模板为木模板，荷载可适当进行折减：
线荷载q=1.2*（1.8*26+0.15）*1=56.34kN/m
考虑竹胶面板的背带为10cm×10cm木方，面板的实际净跨径为200mm。
按等距四跨连续梁计算挠度，查施工手册得表达式：
挠度f=0.632*ql4/（100EI）=0.632*56.34*2004/（100*4000*281250）
=0.506mm<[f]=0.3/400m=0.75mm。
模板刚度满足要求。
4、侧模板计算
模板结构名称
荷载组合
强度计算
刚度检算
侧模计算
Q5
Q6
①、Q5：
振捣混凝土产生的荷载，对侧板取4.0kPa。
②、Q6：
倾倒混凝土时对侧板产生的水平荷载，通过以下公式可以求得：
新浇混凝土对侧模的压力Q6计算
因现浇箱梁采取水平分层以每层30cm高度浇筑，在竖向上以V=1m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=20℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力：
新浇混凝土初凝时间：
t0=200/（T+15）=200/（20+15）=5.7142h
新浇混凝土对模板侧压力：
Q6=0.22q2t0β1β2Vh/2
β1——外加剂修整系数，掺扮缓凝剂时取1.28
β2——混凝土塌落度取修整系数1.15
H——混凝土计算处位置距混凝土顶面高度，现取1.5m处
Q6=0.22*26*5.7142*1.28*1.15*1/2*1.5=36.168
根据前面计算，分别按10×10cm方木以40cm和40cm的间距布置，以侧模最不利荷载部位进行模板计算，则有：
⑴10×10cm方木以间距40cm布置
①模板厚度计算
q=（Q5+Q6）l=（4.0+36.168）×0.4=13.067kN/m
则：
Mmax=
模板需要的截面模量：
W=
m2
模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为：
h=
因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。
②模板刚度验算
fmax=
＜0.9×0.3/400m=7.5×10-3m
5、横桥向方木（10*10）计算
横向（竹胶板下背楞）采用10*10方木，方木间距按照30cm,因横向荷载非均布荷载，按照连续梁计算比较繁琐，为简化计算并偏于安全考虑，按照简支梁计算，将上方承受荷载简化为线荷载计算，按照纵向背楞（工字钢或10*15cm方木）间距按照三个区域分别进行验算：
[σw]＝12Mpa，E＝9×103Mpa
W=100*1002/6=166667mm3
I=100*1003/12=8333333mm4
（1）腹板及横梁区域（跨度L=600mm）：
强度验算时：
线荷载q=（1.2*（1.8*26+0.15）+1.4*（2.5+2））*0.3=18.792KN/m
Mmax=ql2/8=18.792*0.62/8=0.8456kN.m
σ=M/W=0.8456*106/166667=5.07Mpa<[σw]＝12Mpa。
满足要求。
刚度验算时：
线荷载q=1.2*（1.8*26+0.15）*0.3=16.902KN/m
挠度f=5*ql4/（384EI）=5*16.902*6004/（384*9000*8333333）
=0.380mm<[f]=0.6/400m=1.5mm。
满足要求。
（2）箱室区域（跨度L=900mm）
强度验算时
线荷载q=（1.2*（0.47*26+0.15+2）+1.4*（2.5+2））*0.3=7.06KN/m
Mmax=ql2/8=7.06*0.92/8=0.715kN.m
σ=M/W=0.715*106/166667=4.3Mpa<[σw]＝12Mpa。
满足要求。
刚度验算时：
线荷载q=1.2*（0.47*26+0.15+2）*0.3=5.17KN/m
挠度f=5*ql4/（384EI）=5*5.17*9004/（384*9000*8333333）
=0.589mm<[f]=0.9/400m=2.25mm。
满足要求。
（3）翼缘板区域（跨度按900mm计，荷载按翼缘板根部取值，偏大）
强度验算时
线荷载q=（1.2*（0.50*26+0.15）+1.4*（2.5+2））*0.3=6.624kN/m
Mmax=ql2/8=6.624*0.92/8=0.671kN.m
σ=M/W=0.671*106/166667=4.02Mpa<[σw]＝12Mpa。
满足要求。
刚度验算时：
线荷载q=1.2*（0.50*26+0.15）*0.3=4.734KN/m
挠度f=5*ql4/（384EI）=5*4.734*9004/（384*9000*8333333）
=0.539mm<[f]=0.9/400m=2.250mm。
满足要求。
6、10*10方木下方为纵桥向10cm*15cm（立放）方木或10#工字钢
①、纵桥向10cm*15cm（立放）方木计算
10cm*10cm方木下为10cm*15cm（立放）方木，10cm*15cm方木间距及支架钢管对应，为简化计算过程按照简支梁进行计算，碗扣支架间距分别为60cm和90cm。
分区域进行检算。
[σw]＝12Mpa，E＝9×103Mpa
W=100*1502/6=375000mm3
I=100*1503/12=28125000mm4
A=0.1*0.15=0.015m2
EA=135000000
EI=253125
（1）横梁区域（15*10cm方木跨度L=600mm，上方方木跨度600mm）：
取荷载最不利布置进行计算
P为方木传下的集中荷载
P=（1.2*（1.8*26+0.15+2）+1.4*（2.5+2））*0.3*0.6+1.2*8*0.1*0.1*0.6
=11.765KN
采用结构力学求解器进行计算,弯矩如图所示：
Mmax=1.765KN.m
σ=M/W=1.765*106/375000=4.701Mpa<[σw]＝12Mpa
刚度验算时：
P=1.2*（1.8*26+0.15+2）*0.3*0.6+1.2*8*0.1*0.1*0.6=10.631KN
采用结构力学求解器进行计算,挠度如图所示：
fmax=0.287mm＜0.6/400m=1.5mm，满足要求。
（2）腹板区域（15*10方木跨度L=900mm，上方方木跨度600mm））：
取荷载最不利布置进行计算
P为方木传下的集中荷载
P=（1.2*（1.8*26+0.15+2）+1.4*（2.5+2））*0.3*0.6+1.2*8*0.1*0.1*0.6
=11.765KN
采用结构力学求解器进行计算,弯矩如图所示：
Mmax=4.411KN.m
σ=M/W=4.411*106/375000=11.76Mpa<[σw]＝12Mpa
刚度验算时：
P=1.2*（1.8*26+0.15+2）*0.3*0.6+1.2*8*0.1*0.1*0.6=10.631KN
采用结构力学求解器进行计算,挠度如图所示：
fmax=1.386m＜0.9/400m=2.25mm，满足要求。
（3）箱室区域（15*10方木跨度L=900mm，上方方木跨度900mm）：
取荷载最不利布置进行计算
P=（1.2*（0.47*26+0.15+2）+1.4*（2.5+2））*0.3*0.9+1.2*8*0.1*0.1*0.9
=6.44KN
荷载小于腹板区域P=11.765KN，不再进行验算，满足要求。
刚度验算时：
P=1.2*（0.47*26+0.15+2）*0.3*0.9+1.2*8*0.1*0.1*0.9=4.74KN
荷载小于腹板区域P=10.631KN，不再进行验算，满足要求
（4）翼缘板区域（15*10方木跨度L=900mm，上方方木跨度取900mm，荷载按照根部荷载取值，偏大）
取荷载最不利布置进行计算
P=（1.2*（0.50*26+0.15+2）+1.4*（2.5+2））*0.3*0.9+1.2*8*0.1*0.1*0.9
=6.696KN
荷载小于腹板区域P=11.765KN，不再进行验算，满足要求
刚度验算时：
P=1.2*（0.50*26+0.15+2）*0.3*1.2+1.2*8*0.1*0.1*1.2=6.66KN
荷载小于腹板区域P=10.631KN，不再进行验算，满足要求
②、纵桥向10#工字钢计算
方木下为10#工字钢，工字钢间距及支架钢管对应，按照简支梁进行计算，碗扣支架间距分别为60cm和90cm。
分区域进行检算。
10#工字钢力学特性如下：
[σw]＝205Mpa，E＝2.05×105Mpa，A=14.3cm2
W=49cm3=49000mm3
I=245cm4=2450000mm4
EA=2.05×105Mpa×14.3cm2=293150000N
EI=2.05×105Mpa×245cm4=502250N.m2
（1）横梁区域（工字钢跨度L=600mm，上方方木跨度600mm）：
取荷载最不利布置进行计算
P为方木传下的集中荷载
P=（1.2*（1.8*26+0.15）+1.4*（1.5+2））*0.3*0.6+1.2*9*0.1*0.1*0.6
=11.151KN
采用结构力学求解器进行计算,弯矩如图所示：
Mmax=1.673KN.m
刚度验算时：
P=1.2*（1.8*26+0.15）*0.3*0.6+1.2*9*0.1*0.1*0.6=10.206KN
采用结构力学求解器进行计算,
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