混凝土现浇箱梁满堂红支架施工专业技术方案附计算书.docx

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混凝土现浇箱梁满堂红支架施工专业技术方案附计算书

第一章编制说明

1.1编制依据

《XXXXXX工程（中段）桥梁工程施工图设计》

《结构力学》

《材料力学》

《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

《路桥施工计算手册》

《建筑结构荷载规范》

《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）

1.2编制说明

本方案适用于主线桥变高度非标准联XXX联模板支架施工。

第二章工程简况

2.1工程简况

XXX（中段）工程分成两个标段，本标段为一标段，里程范围为K0+000～K1+760，线路长约1.76公里，为XXX地铁站段，内容主要包括：

（1）XXX主线高架桥高架桥长1.76公里，另外还包含A、B两个匝道；

（2）与高架共建轨道交通XXX路站长164.4M；

（3）路与下穿市政公路隧道工程，全长300.753，其中暗埋段长67.5m；

（4）一环路高架互通立交，主要包括四个匝道工程；

（5）一环路综合畅通工程段既有道路桥梁拓宽工程，长约1.3公里；

（6）与高架共建轨道交通XXX南一环站长186.6M；

（7）上述工程配套的绿化、路面、路灯等市政配套工程。

2.2桥梁工程设计简况

主线桥XXX联共三跨，其中中间一跨由于跨越环路故采用大跨布置，跨径布置为（30+50+30）m，主梁采用变高度现浇预应力砼连续箱梁。

主梁跨径由于超过30m故设置跨中横隔板。

主梁预应力钢绞线主要布置在腹板内，局部布置在顶底板，主线桥横梁设置横向预应力，桥面设置横向预应力。

（1）主线桥XXX联30m主梁标准断面箱梁采用单箱三室，斜腹板形式，箱梁顶宽23m，箱底宽13.7m～12.124m,两侧斜腹板斜率1：

1.65，悬臂3.65m，梁高2.2m～3.5m。

顶板厚0.25m，底板厚0.258～0.8。

腹板厚0.60～1.20m。

主梁中横梁宽3.0m，端横梁宽2.0m。

（2）主线桥XXX联50m大跨主梁标准断面箱梁采用单箱三室，斜腹板形式，箱梁顶宽23m,箱梁底宽13.7～12.124m，两侧斜腹板斜率1：

1.65，悬臂3.65m，梁高2.2～3.5m。

顶板厚0.25～0.55m，底板均厚0.258～0.8。

腹板厚0.60～1.20m，主梁中横梁宽3.0m，端横梁宽2.0m。

第三章总体施工方案

连续箱梁支架体系全部采用碗扣式满堂红支架体系，箱梁浇筑时分底板和顶板两次浇筑。

碗扣支架钢管为φ48、t=3.5mm，材质为A3钢，轴向容许应力[σ0]=205MPa。

箱梁底模、侧模和内膜均采用δ=15mm的竹胶板。

竹胶板容许应力[σ0]=70MPa,弹性模量E=6×103MPa。

箱梁中横梁，横向方木采用7*10cm@10cm，纵向方木采用10*15cm，支架立杆步距为60*30cm，横杆步距为60cm。

箱梁端横梁，横向方木采用7*10cm@10cm，纵向方木采用10*15cm，支架立杆步距为60*30cm，横杆步距为60cm。

腹板下，横向方木采用7*10cm@10cm，纵向方木采用10*15cm，腹板支架立杆为60*60cm，横杆步距为60cm。

箱梁底板下，横向方木采用7*10cm@30cm，纵向方木采用10*15cm，支架立杆步距为60*60cm，横杆步距为120cm。

顶板内模下，横向方木7*10cm@30cm，纵向方木为10*15cm，支架立杆步距为90*120cm，横杆步距120cm。

在翼缘板下，横向方木采用7*10cm@30cm，纵向方木采用10*15cm，支架立杆步距为60*90cm，横杆步距为120cm，在翼缘板根部两排立杆步距采用60*90cm，横杆步距为60cm。

腹板外侧模，横向方木采用7*10cm@20cm，纵向方木采用10*15cm@60cm，斜撑钢管纵向间距为60cm。

单箱三室箱梁标准段断面见图3-01；满堂支架平面布置图见图3-02、满堂支架横剖面图见图3-03、满堂支架纵剖面图3-04。

第四章施工工艺

4.1施工工艺流程

满堂碗扣式支架施工现浇箱梁工艺流程见图4-01。

现浇箱梁工艺流程见图4-01

4.2施工方法

4.2.1地基处理

支架搭设前，必须对既有地基进行处理，因大部分地基为路原有公路砼路面可以满足箱梁施工过程中承载力的要求，故根据现场实际情况对绿化带、泥浆池和承台等开挖过的部位作硬化处理，严格按规范采取分层回填分层压实，下部填筑道碴石，用10～15cm厚级配碎石找平，最后顶上再浇筑15cm厚C20混凝土。

在地面硬化以后，应该加强箱梁施工内的排水工作，严禁在施工场地内形成积水，造成地基不均匀沉降，引起支架失稳，出现安全隐患和事故。

4.2.2支架立杆位置放样

用全站仪放出箱梁中心线，然后用钢尺放出底座十字线，并标示清楚。

4.2.3安放底托

按标示的底座位置先安放底托，然后将旋转螺丝顶面调整在同一水平面上。

注意底座与地基的密贴，严禁出现底座悬空现象。

4.2.4安装立杆、横杆和顶托

从一端开始，按照顺桥向60cm，横桥向60或90cm布设立杆，横杆步距为60cm或120cm，调整立杆垂直度和位置后并将碗扣稍许扣紧，一层立杆、横杆安装完后再进行第二层立杆和横杆的安装，直至最顶层，最后安放顶托，并依设计标高将U型顶托调至设计标高位置，顶底层横杆步距均为60cm。

4.2.5安放方木、铺底模

在顶托调整好后铺设纵向10×15cm方木，铺设时注意使其两纵向方木接头处于U型上托座上（防止出现“探头”木），接着按30cm或20cm或10cm间距铺设横向7×10cm方木，根据放样出的中线铺设δ=15mm的竹胶板做为箱梁底模。

4.2.6设置剪刀撑

支架每四排设一横向剪刀撑，纵向剪刀撑沿横向每五排设一纵向剪刀撑，水平剪刀撑在垂直方向上的间距不超过2.4m。

剪刀撑采用D48普通钢管，且在钢管连接处用两个钢管扣件紧固。

剪刀撑按规范连续设置，确保支架整体稳定。

第五章模板、支架设计及验算

5.1支架、模板方案

5.1.1模板

箱梁底模、侧模和内膜均采用δ=15mm的竹胶板。

竹胶板容许应力[σ0]=70MPa,弹性模量E=6×103MPa。

5.1.2纵、横向方木

纵向方木采用A-1东北落叶松，顺纹弯矩为14.5MPa，截面尺寸为10×15cm。

截面参数和材料力学性能指标：

W=bh2/6=100×1502/6=3.75×105mm3

I=bh3/12=100×1503/12=2.81×107mm3

横向方木采用A-1东北落叶松，顺纹弯矩为14.5MPa，截面尺寸为7×10cm。

截面参数和材料力学性能指标：

W=bh2/6=70×1002/6=11.7×104mm3

I=bh3/12=70×1003/12=5.83×106mm3

考虑到现场材料不同批，为安全起见，方木的力学性能指标按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）中的A-3类木材，顺纹弯矩为12.0MPa，并按湿材乘0.9的折减系数取值，则[σ0]＝12×0.9＝10.8MPa,E=9×103×0.9=8.1×103MPa，容重6KN/m3。

纵横向方木布置：

纵向方木间距一般为60cm,在翼缘板下为90cm。

横向方木间距一般为30cm，在腹板和端、中横（隔）梁下为20cm。

5.1.3支架

采用碗扣支架，碗扣支架钢管为φ48、t=3.5mm，材质为A3钢，轴向容许应力[σ0]=205MPa。

详细数据可查表5.01。

碗扣支架钢管截面特性表5.01

外径

d（mm）

壁厚

t（mm）

截面积

A（mm2）

惯性矩

I（mm4）

抵抗矩

W（mm3）

回转半径

i（mm）

每M长自重

（N）

48

3.5

4.89×102

1.219×105

5.08×103

15.78

38.4N/m

碗扣支架立、横杆布置：

立杆纵、横向间距一般为60×60cm，在翼缘板为60×90cm横杆除端横梁、中横梁和腹板下步距为60cm外，其余横杆步距为120cm。

连接支杆和竖向剪刀撑见图5-01（标准段箱梁碗扣支架布置图）。

5.2支架计算

5.2.1荷载计算=

①碗扣式支架钢管自重，可按表5.01查取。

②钢筋砼容重按26kN/m3计算，则

端横梁为2.2m：

26×2.2=57.2KPa

中横梁为3.5m：

26×3.5=91KPa

腹板高2.2~2.5m时，以2.5m计算，厚度为60cm，其余为（0.368+0.25）m，则：

26×2.5×0.60+26×（0.368+0.25）×0.40=45.427KPa

腹板高2.5~3.5m时m，厚度为0.60m，其余为（0.50+0.25）m，则：

26×3.5×0.60+26×（0.5+0.25）×0.40=62.4KPa

箱梁底板厚度为50cm（顶板厚度25cm）:

26×（0.50+0.25）=19.5KPa

翼缘板根部厚度55cm：

26×0.55=14.3KPa

③模板自重（含内模、侧模及支架）以砼自重的5%计,则:

端横梁：

57.2×0.05=2.86KPa

中横梁：

91×0.05=4.55KPa

腹板：

62.4×0.05=3.12KPa

箱梁底板:

19.5×0.05=0.975KPa

翼缘板根部：

14.3×0.05=0.715KPa

④施工人员、施工料具堆放、运输荷载:

2.5kPa

⑤倾倒混凝土时产生的冲击荷载：

2.0kPa

⑥振捣混凝土产生的荷载:

2.0kPa

荷载组合

计算强度:

q=1.2×（②+③）+1.4×（④+⑤+⑥）

计算刚度:

q=1.2×（②+③）

5.2.2中横梁下方支架检算

（1）底模检算

底模采用δ＝15mm的竹胶板,直接搁置于间距L=10cm的7×10cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度（1.0M）板宽进行计算。

荷载组合:

q=1.2×（91+4.55）+1.4×（2.5+2.0+2.0）=123.76kN/m

竹胶板（δ=15mm）截面参数及材料力学性能指标:

W=bh2/6=1000×152/6=3.75×104mm3

I=bh3/12=1000×153/12=2.81×105mm3

承载力检算：

强度：

Mmax＝ql2/10＝123.76×0.102/10＝0.124KN·m

σmax＝Mmax/W＝0.124×106/3.75×104＝3.31MPa＜[σ0]=70MPa合格

刚度：

荷载:

q=1.2×（91+4.55）=114.66kN/m

f＝0.677ql4/（100EI）＝0.677×123.76×1004/（100×6×103×2.81×105）＝0.049

mm＜[f0]＝100/400＝0.25mm合格

（2）横向方木检算

横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为70mm×100mm,横向方木亦按连续梁考虑。

荷载组合:

q1=（1.2×（91+4.55）+1.4×（2.5+2.0+2.0））×0.10+6×0.07×0.10=12.418kN/m

承载力计算:

强度:

Mmax＝q1l2/10＝12.418×0.62/10＝0.447KN·m

σmax＝Mmax/W＝0.447×106/11.7×104＝3.82MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

刚度:

荷载:

q=1.2×（91+4.55）×0.10+6×0.07×0.10=11.508kN/m

f＝0.677ql4/（100EI）＝0.677×11.508×6004/（100×8.1×103×5.83×106）＝0.214mm＜[f0]＝600/400＝1.5mm合格

（3）纵向方木检算

纵向方木规格为10×15cm，中横梁下立杆纵向间距为60cm。

纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为60cm。

荷载组合：

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

箱底:

P=12.418×0.6=7.45kN

纵向方木自重：

g＝6×0.1×0.15＝0.09kN/m

力学模式：

承载力计算：

强度：

按最大正应力布载模式计算：

支座反力R＝（7.45×3+0.09×0.6）/2=11.20KN

最大跨中弯距Mmax＝11.20×0.3-0.09×0.32/2-7.45×0.2＝1.87KN.m

σmax＝Mmax/W＝1.87×106/3.75×105＝4.99MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

刚度：

按最大支座反力布载模式计算：

集中荷载:

P=11.508×0.6×4=27.62kN

合格

腹板下纵向方木规格为10×15cm，纵向间距为60cm（腹板下模板和横向方木与横梁受力相同，无需检算）。

纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为60cm,由于箱梁腹板厚度只有0.60m，其他部分为底板加顶板为0.60m，取两跨平均值，则计算如下：

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

箱底:

P=（12.418×0.6×0.30+6.58×0.6×0.90）/1.2=4.8kN

纵向方木自重：

g＝6×0.1×0.15＝0.09kN/m

承载力计算：

强度：

按最大正应力布载模式计算：

支座反力R＝（4.8×5+0.09×0.6）/2=12.03KN

最大跨中弯距Mmax＝12.03×0.30-0.09×0.302/2-4.8×0.4-4.8×0.2＝0.72KN.m

σmax＝Mmax/W＝0.72×106/3.75×105＝1.9MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

刚度：

按最大支座反力布载模式计算：

集中荷载:

P=（11.508×0.6×0.30+3.12×0.6×0.90）×5/1.2=15.65kN

F=Pl3/（48EI）+5ql4/（384EI）=15.65×1000×6003/（48×8.1×103×2.81×107）+5×0.09×6004/（384×8.1×103×2.81×107）=0.31mm＜[f0]＝600/400＝1.5mm合格

（4）支架立杆计算

箱梁横梁下支架为60×30cm设置，腹板下支架为60×60cm设置，根据网格划分，每根立杆为四个网格共用，对每个网格的承载贡献为1/4，故每根立杆的承载面积为：

横梁下，0.6×0.3×4×1/4=0.18㎡；腹板下，0.6×0.6×4×1/4=0.36㎡

P（横梁）=（91+4.55+2.5+2.0+2.0）×0.36+0.09×0.3=36.77kN

P（腹板）=（62.4+3.12+2.5+2.0+2.0）×0.36+0.09×0.6=25.98kN

因第11联梁底到原地面高度最大，为15.194m,为安全起见，所有满堂碗扣式支架按最高处为16M高计算（支架高度以16M计，故可计算每根立杆承受支架为16m立杆，以及27道4×0.3=1.2m横杆。

此联碗扣钢管的重量为（1×16×0.0384＋27×4×0.3×0.0384）＝1.86kN，并考虑普通钢管的扣件、支架顶托及内模支架的重量取1.2系数，故每杆承受支架自重可计为1.86×1.2＝2.23kN，平均立杆重量为2.23/16=0.14kN/m,为安全起见，以下计算可取单根立杆自重0.3kN/m）,其自重为：

g=16×0.3=4.8KN

单根立杆所承受的最大竖向力为：

N=36.77+4.8=41.57kN

强度验算：

σa＝N/Aji=41.57×1000/489=85.01MPa＜[σa]=140MPa合格

立杆承载力计算：

支架立柱采用φ48、t＝3.5mm钢管，立柱底、顶部纵横向水平杆步距为0.6m，中间部分步距1.2m，施工中横杆最大步距为1.2m。

钢管截面面积：

钢管截面的惯性半径：

钢管定位桩的柔度：

查表可知，钢管稳定系数0.807

钢管承载力为：

刚度验算：

可见当横杆最大步距为1.2m时，立杆承载力为55.281KN，

N=36.77+4.8=41.57kN<55.281KN合格

（5）地基承载力计算

因支架底部通过底托（底调钢板为7cm×7cm）坐在原有水泥混凝土路面上,另外承台基坑和原有绿化带范围内严格按规范和标准分层碾压密实,上部铺设道碴石及碎石，顶部浇筑15cm厚C20混凝土,因此基底承载力可达到11.0MPa。

因此σmax=N/A=41.57×103/0.072=8.5MPa＜11.0MPa可以

5.2.3箱梁底板下支架检算

（1）底模检算

底模采用δ=15mm的竹胶板,直接搁置于间距L=20cm的7×10cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度（1.0M）板宽进行计算。

荷载组合:

q=1.2×（19.50+0.975）+1.4×（2.5+2.0+2.0）=33.67kN/m

竹胶板（δ＝15mm）截面参数及材料力学性能指标:

W=bh2/6=1000×152/6=3.75×104mm3

I=bh3/12=1000×153/12=2.81×105mm3

承载力检算:

强度：

Mmax=ql2/10=33.67×0.2×0.2/10=0.135KN·m

σmax=Mmax/W=0.135×106/3.75×104=3.59MPa＜[σ0]=70MPa合格

刚度：

荷载:

q=1.2×（19.50+0.975）=24.57kN/m

F=0.677ql4/（100EI）=0.677×24.57×2004/（100×6×103×2.81×105）=0.158＜[f0]=200/400=0.50mm合格

（2）横向方木检算

横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为70×100mm,横向方木亦按连续梁考虑。

荷载组合：

q1=（1.2×（19.50+0.975）+1.4×（2.5+2.0+2.0））×0.2+6×0.07×0.1=kN/m

承载力计算：

强度：

Mmax=q1l2/10=6.776×0.62/10=0.24KN·m

σmax=Mmax/W=0.24×106/11.7×104=2.05MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

刚度：

荷载:

q=1.2×（19.50+0.975）×0.2+6×0.07×0.1=4.956kN/m

F=ql4/（150EI）=0.677×4.956×6004/（100×8.1×103×5.83×106）=0.092mm＜[f0]=600/400=1.5mm合格

（3）纵向方木检算

纵向方木规格为10×15cm，立杆纵向间距为60cm。

纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为60cm。

荷载组合：

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

箱底:

P=6.776×0.6=4.07kN

纵向方木自重：

g=6×0.1×0.15=0.09kN/m

承载力计算：

力学模式如下图：

强度：

按最大正应力布载模式计算：

支座反力R=（4.07×3+0.09×0.6）/2=6.132KN

最大跨中弯距Mmax=6.132×0.3-0.09×0.32/2-4.07×0.3=0.61KN.m

σmax=Mmax/W=0.61×106/3.75×105=1.63MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

刚度：

按最大支座反力布载模式计算：

集中荷载:

P=4.956×0.6×4+0.09×0.6=11.948kN/m

F=Pl3/（48EI）+5ql4/（384EI）=

11.948×1000×6003/（48×8.1×103×2.81×107）+5×0.09×6004/（384×8.1×103×2.81×107）=0.237mm＜[f0]=600/400＝1.5mm合格

（4）支架立杆计算

每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，忽略横向方木自重不计，则纵向方木传递的集中力（以跨度0.6M计算）：

P1=（19.50+0.975+2.5+2.0+2.0）×0.62+0.09×0.6=9.765kN

安全起见满堂式碗扣支架按16M高计，其自重为：

g=16×0.3=4.8kN

单根立杆所承受的最大竖向力为：

N=9.765+4.8=14.565kN

立杆稳定性：

横杆竖向步距按1.2m计算时，

所以N=14.565kN<[N]=55.281kN合格

强度验算：

Σa=N/Aji=14.565×1000/489=29.79MPa＜[σa]=140MPa合格

（5）地基承载力不需再进行验算。

5.2.4顶板（厚度25cm）下内模支架计算

⑴底模板计算

底模板采用厚度为1.5cm的胶合板，底模下7×10cm方木间距为30cm，由前面计算知模板满足设计要求，不再检算。

⑵横向方木计算

搁置于间距90cm的纵向方木上，横向方木规格7×10cm，横向方木按连续梁考虑。

荷载组合：

q1=（1.2×26×0.25×1.05＋1.4×（2.5＋2.0＋2.0））×0.3＋6×0.07×0.10＝5.23kN/m

承载力计算：

强度：

跨中弯距：

M1/2=q.l2/10=5.23×0.92/10=0.4236kN·m

应力计算：

σmax=Mmax/W=0.4236×106/11.7×104=3.64MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

刚度：

荷载:

q=1.2×（26×0.25×1.05）×0.3+6×0.07×0.1=2.5kN/m

F=0.677×ql4/（100EI）=0.677×2.5×9004/（100×8.1×103×11.17×106）=0.122mm＜[f0]=900/400=2.25mm合格

⑶纵向方木计算

纵桥向方木规格为10×15cm，立杆纵向间距为120cm。

纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为120cm。

荷载组合：

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

P=5.23×0.9=4.7kN

纵向方木自重：

g=6×0.1×0.15=0.09kN/m

承载力计算：

力学模式如下图：

强度：

按最大正应力布载模式计算：

支座反力R=（4.7×4+0.09×1.2）/2=9.45KN

最大跨中弯距Mmax=9.45×0.6-0.09×0.62/2-4.7×0.45-4.7×0.15=2.83KN.m

σmax=Mmax/W=2.83×106/3.75×105=7.55MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

刚度：

按最大支座反力布载模式计算：

集中荷载:

P=2.5×5+0.9×1.2=13.58kN/m

F=Pl3/（48EI）+5ql4/（384EI）=

13.58×1000×12003/（48×8.1×103×2.81×107）+5×0.09×12004/（384×8.1×103×2.81×107）=2.23mm＜[f0]=1200/400＝3mm合格

（4）支架立杆计算

每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，忽略横向方木自重不计，则纵向方木传递的集中力（以跨度1.2M计算）：

P1=（26×0.25×1.05+2.5+2.0+2.0）×0.9×1.2+0.09×1.2=14.50kN

安全起见满堂式碗扣支架按2M高计，其自重为：

g=2×0.3=0.6kN

单根立杆所承受的最大竖向力为：

N=14.50+0.6=15.1kN

立杆稳定性：

横杆竖向步距按1.2m计算时，立杆数竖向可承受的最大竖直荷载[N]=30kN。

所以N=15.1kN<[N]=30kN合格

强度验算：

Σa=N/Aji=15.1×1000/489=30.88MPa＜[σa]=205MPa合格

5.2.5箱梁翼缘