支架预压方案定稿.docx

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支架预压方案定稿

安庆市菱湖风景区东片区综合景观工程（A1+367.735桥梁）

专

项

施

工

方

案

（桥梁拱圈支架基础、支架搭设及预压）

编制：

审核：

批准：

安庆市明达工程有限责任公司

编制日期：

二0一二年六月二十六日

一、工程概述

二、编制原则

三、地基处理

四、支架方案

五、支架预压方案

六、砼浇筑方案

七、支架拆除方案

八、应急预案

安庆市菱湖风景区东片区综合景观工程

A园路A1+367.735拱桥工程拱圈支架预压方案

一、工程概述

本工程为十七孔拱桥，总桥长181m，各孔净跨径布置为：

3.5+5.0+6.0+7.0+8.5+10.0+11.5+13.0+14+11.5+10+8.5+7.0+6.0+5.0+3.5=143m，主拱圈横向宽度9.0m，矢跨比f/1=1/3。

其中中间三孔通航游船，通航净空3.5m。

为菱湖风景区内的景观性桥梁。

二、编制原则

本工程考虑到施工工期、质量、安全等要求，故在选择方案时，应充分考虑以下几点：

架体的结构设计，力求做到结构要安全可靠，造价经济合理。

在规定的条件下和规定的使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性。

选用材料时，力求做到常见通用、可周转利用，便于保养维修。

结构选型时，力求做到受力明确，构造措施到位，升降搭拆方便，便于检查验收。

综合以上几点，脚手架的搭设，还必须符合国家现行规范标准的要求。

结合以上脚手架设计原则，同时结合本工程的实际情况，综合考虑了以往的施工经验，决定采用扣件式满堂支架施工方案。

三、地基处理

1、方案背景说明及方案选择

安庆市菱湖风景区东片区综合景观工程A园路A1+367.735十七拱桥于今年4月28日才开工建设，该桥的建设对打造菱湖风景区东片区景观起到举足轻重的作用，为此市委市政府主要领导提出“加快桥梁建设进度，确保按期完工”的目标和要求。

为加快工程建设速度，根据业主、监理等单位要求，我单位抽调精兵强将，积极组织多方技术骨干对基础处理方案和支架布置形式进行了深入分析和计算，根据基础地质资料、类似桥梁施工经验和工期要求，本着桥梁结构的稳定性、安全可靠性和经济性原则，拟对本桥梁工程采用满堂支架方法施工方案。

具体为：

为满足施工对基础的强度、稳定性、安全性及变形的要求，根据桥位所处位置及复杂地质条件（地下水位高），必须对支架的地基进行必要的处理，以满足集中承载力要求;即将拱圈平面投影外1米范围内的粘土层清除到标高为+7.114m后，再进行0.7m左右的机械抛石+10cm的碎石垫层+20cm的C20商品泵送砼基础，砼面层标高为+8.114m。

为考虑排水畅通，砼面层设置纵横坡，纵坡为0.3%，横坡为0.8%，另外，在桥梁东西两侧设置50cm*50cm的集水沟。

2、支架基础验算

（1）已知条件

本桥上部结构为现浇钢筋混凝土板拱，孔宽9m，共17孔，最大孔径14m。

拱圈C30混凝土共819.5m3，最大孔径现浇砼92m3，拱圈总重约229t。

支架采用满堂支架法工艺施工，拱顶处为支架结构的最不利截面，立杆纵横向间距：

60cmx60cm。

另外,为确保支架整体稳定性，支架搭设时除设置落脚扫地杆外，还须在砼基础上铺垫2cm厚的中粗砂和在钢管底部铺垫【10槽钢或方料，并设置剪刀撑（具体布置见支架布置示意图），以增强支架的整体稳定性和抗滑性。

砼基础标号为C20，厚度20cm以上，支架底范围内满铺。

（2）立杆基础承载力验算

根据拱桥受力特点，立杆轴向力最大处在拱顶处，即最不利处。

本验算按此拱顶最不利情况考虑。

P=Nmax/A

砼板的[σ]=fkxkb

fk---地基承载力标准值，C20砼的fk=10MPa

kb---地基承载力标准值调整系数，取0.5

P=Nmax/A=15.631/（0.6*0.1）

=260.52Kpa〈[σ]=fkxkb=10000*0.5=5000Kpa（满足要求）

注：

Nmax=【43.42KN/m2*0.6*0.6=15.631KN】

四、支架方案

（1）荷载情况

本次选用中跨最不利处计算，假设取所有荷载均为竖直荷载作用在钢管支架上。

a．模板、支架自重：

2KN/m2

b．单位面积砼自重0.6m*0.60m*0.55m*2.6t/m3/（0.6*0.6）m2=1.43t/m2（C30砼自重为2.6t/m3）

c．人员、机具荷载：

2.5KN/m2

d．砼振捣时产生的荷载：

2KN/m2

e．砼泵送时产生的竖向荷载：

2KN/m2

（2）方木、支架验算

支架、模板设计情况：

支架立杆纵横向间距初步拟定为60cmX60cm，模板下设置5cmX10cm方料，间距为25cm，跨度为30cm。

施工总荷载：

G=（a+b）*1.2+（c+d+e）*1.4

=（2+14.3）*1.2+（2.5+2+2）*1.4=43.42KN/m2

1.纵向5cmx10cm方木验算

计算公式：

σ1=Mmax/W≤[σ]

其中W=bh2/6，Mmax=mql2，方木的允许强度[σ]=12Mpa

计算过程及结果：

q=GX0.25=43.42*0.25=10.86N/mm，W=bh2/6=95*452/6=32.0625cm3

Mmax=mql2=，取０.125）

σ1=Mmax/W=122175/（32.0625x1000）=3.80Mpa<[σ]=12Mpa（满足要求）

抗剪计算:

τ=3Q/2bh≤[τ]，Q=0.6ql

τ=3Q/2bh=3*0.6*10.86*300/2*45*95=0.686Mpa〈[τ]=1.9Mpa（满足要求）

绕度计算：

f=0.677ql4/（100EI），其中E=9x103，I=95*453/12=0.72x106mm4

f=0.677ql4/（100EI）

=0.677*10.86*3004/（100*9*103*0.72x106）

=0.09mm〈1mm（满足要求）

综上所述，方料满足要求。

b.钢管脚手架验算

计算公式：

N=ΨAf≤[N]

N—支架立杆实际承受的荷载；[N]——支架立杆允许承载力，A——钢管的截面积，按Ф48x3计算，为424mm2，f——钢材抗拉强度设计值，取215Mpa；Ψ——立杆稳定系数，i取15.95mm；l——支架横杆步距，本支架设计为1000mm。

每根立杆实际承载力

N=43.42*0.6*0.6=15.63KN

λ=l/i=1500/15.95=94，查表得Ψ=0.44

[N]=ΨAf=0.44*424*215=40.11KN

因为N=15.63KN〈[N]=40.11KN，故支架的稳定性满足要求。

（3）支架施工工艺

1、管架选材与布置：

在处理的地基上安放槽钢，其上按间距60cm铺12号槽钢，支架立杆安放在槽钢上，立杆选用DN48×3.0mm钢管，立杆纵横间距60cm×60cm，水平横杆间距150cm。

综合本工程情况，桥梁最大搭设高度在桥的第九拱跨。

2、拱盔纵管、横管布置：

钢管支架搭设完工后在顶端横向安装水平杆，水平杆在每断面的高度符合拱圈高程要求，纵管在横向水平杆下顶托水平杆，。

3、拱圈底模布置：

水平横杆安装完成后，顺桥向铺设Ф25钢筋，间距20cm，其上铺设δ=3mm厚钢板，由桥梁中心线向两侧铺设，底模宽出主拱边20cm，侧模立于底模上。

（4）支架搭设

支架搭设前根据设计纵断面图计算出拱圈底至地面的高度，算出搭设所需的材料用量。

立杆底部支撑面必须水平接触，立于混凝土基础上，不得置于松散的砂石堆上，并不得直接置于土基上。

复核水平横杆标高，确保纵向符合拱圈线形。

1、水平杆

每步纵横向水平杆必须拉通。

水平杆件接长宜采用对接扣件连接，严禁采用搭接。

水平对接接头位置要求如下图。

2、立杆

立杆平面布置图

搭接要求：

本工程所有部位立杆接长全部采用对接扣件连接，接头位置要求如下，局部如须绑接的需设置三个扣件（如相邻立杆均为绑接，可在其中间位置增设一道立杆，立杆与横杆必须保证有三个扣件以上）。

3、扫地杆设置剪刀撑

水平剪刀撑：

模板支架四边与中间每隔3排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。

设置时，有剪刀撑斜杆的框格数量应大于框格总数的1/3；并在立杆顶部及立杆底部各增设一道；

横向剪刀撑：

模板支架四边满布竖向剪刀撑，中间每隔3.6m设置一道纵横向剪刀撑，由底至顶连续设置；

纵向剪刀撑：

纵向剪刀撑按照扇形设置，间隔3.6m，由底至顶连续设置；

（5）质量要求

1、立杆步距的设计：

a.架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，采用等步距设置；

b.中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，采用下小上大的变步距设置

2.整体性构造层的设计：

a.支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强层；

b.单水平加强层可以每3米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；

c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10m设置，四周和中部每10m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；

d.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。

3.剪刀撑的设计：

a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；

b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔3.6m设置。

4.顶部支撑点的设计：

a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于200mm。

b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；

5.支撑架搭设的要求：

a.严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置；

b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；

c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，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；

d.地基基础砼的设计要满足承载力的要求。

6.施工使用的要求：

a.精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式；

b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放；

c.在预压和浇筑过程中，作好沉降观测，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。

五、支架预压方案

支架预压的必要性：

凡采用支架法施工上部结构的，受地基基础的复杂因数影响，均会产生不利影响，按照施工规范和验收标准的规定和施工施工方案的要求，为确保连续梁线形必须对支架进行预压。

预压的目的主要是：

1）、消除基础的非弹性沉降；2）、测量基础弹性沉降为确定底模标高提供参考资料；3）、消除支架的非弹性压缩；4）、测量支架的弹性压缩，为确定底模标高提供参考资料。

主拱梁底模安装完毕，混凝土浇筑之前，必须对支架系统进行预压，用编织袋装砂对支架进行预压，预压顺序为从拱圈两边拱脚→拱顶→拱圈1/4段位置对称预压，预压荷载最重为梁体自重的120%；支架预压重量采用三级预压0-50%-100%-120%每阶段预压观测时间不少于24小时；加载至120%时连续观测两天，对原始数据进行整理为支架搭设提供可靠数据。

尤其是拱圈两边拱脚、拱顶、拱圈1/4段位置的预压观察和监控。

1、预压荷载计算：

施工中应根据截面图计算沙袋和混凝土比值，并按照比值堆放配重。

主拱圈的钢筋砼重量，加上各项施工荷载，作为预压荷载，预压重物为袋装砂土。

具体加载荷重计算如下：

每平米施工总荷载为：

43.42KN/m2及每平米施工荷载为4.43t

试验加载考虑1.2超载系数，则：

所需每平米加载量：

Ｗ＝4.43t×1.2=5.32t

每个大砂袋底面积约0.8m2，重约2t，则模板上按两层堆放，不足处用50kg小袋予以补足（拱圈不平处用小袋码平后放大袋）。

2、压重观测点的位置与布置预压加载顺序：

按照等效压重的原则，主要在主拱圈拱脚、拱顶、拱圈1/4段范围布置压重区间观测点。

单个拱圈的预压加载顺序为从拱圈两边拱脚→拱顶→拱圈1/4段位置。

加载分级为0-50%-100%-120%三级。

每一道均为逐层预压，避免局部荷载过大。

3、预压的工序流程：

⑴压重前支架的检查验收；

⑵压重的准备工作：

a、主拱圈自重和模板及各种施工荷载

计算，绘出底模上压重砂土袋的分布图；b、准备足够的砂料，将砂

料装袋，施工中采用尺寸统一的砂土袋装砂，并进行秤重；c、测量准备；d、各种起重设备准备；e、其他准备；

⑶全面进行测量观测一次；

⑷利用汽车吊机，将砂土袋吊至底模上，人工进行垒码；

⑸底层砂土袋的均匀砌码，砌码荷载为压重的50%；

⑹上层砂土袋的砌码，注意吊篮不得直接放在已经砌码好的底

层砂袋上，防止结构局部超载现象；

⑺砂土袋的砌码，注意施工中可用小带木对腹板上的砂土袋进行支护，防止砂土袋堆倾覆造成局部超载现象；

⑻压重一半时进行一次观测记录；

⑼按照要求布置好全部压重荷载，进行一次全面观测之后

每3小时进行一次观测；

⑽从压重砂土袋布置完成后开始压重的稳定时间不少于24小时，安排现场各类值班人员，对压重情况进行24小时不间断观察、观测和巡视。

⑾开始卸载：

卸载前必须对压重情况进行一次全面观测，然后按照先压砂土袋层后卸，后压砂土袋层先卸的原则，同时注意分层均匀卸载。

荷载卸至一半时进行一次观测，全部砂土袋卸完后进行最后全面的观测。

⑿整理观测记录，上报观测记录。

施工观测须沿桥梁里程桩号按每2m一个控制断面进行，每断面观测点以间距为2米进行布置。

4、基础沉降观测点布置

纵向：

沿拱圈中心方向（即拱顶中心点）每隔2M设置一个观测点。

横向：

每隔3米设置一个。

根据支架预压测量数据进行分析计算，得到地基和支架产生的非弹性变形和弹性变形值。

根据支架的弹性变形值最终确定预留高度并确定出主拱梁底模顶面高程。

调整支架上的主拱梁底模顶面高程。

5、施工注意事项及安全保证措施

（1）、施工注意事项

1）、拱圈压重支架预压要成立专门施工班组，专人负责，统一指挥，工地施工技术负责人要亲自现场指导和检查，并作好施工技术交底，发现问题及时纠正，及时处理，作业班组要按照技术交底的要求施工，杜绝违章作业和违规指挥现象。

2）加载前要仔细检查底模下的木楔块抄垫情况，若有脱空，可用顶托进行调节，保证底模的均匀受力均匀。

3）、压重荷载要和实际相吻合，避免偏差过大。

4）、测量人员要及时和准确读取观测数据，保证观测记录的可靠性必须真实、可靠，便于指导施工。

（2）、安全保证措施

1）、压重要选择在正常天气下进行，避免在5级及5级以上的大风天气中施工。

2）、底模两侧要按照有关要求装好护栏，护栏外侧要挂好安全网。

3）、起重设备要专人指挥和专人操作，施工中要避免双重作业。

4）、砌码碎石袋时一定要注意不得出现局部超载压重集中堆放现象，应全断面分层，均匀布置，卸载时要注意分层卸载，不得出现局部卸空情况，以免对结构造成不利影响。

6、支架预压后的检查和验收

全部压重和当卸载工作完成后，首先是要进行一次全面的测量观测，并仔细检查现场支架下面的基础是否出现异常现象，检查建筑钢管支架本身有无明显的变形等异常情况，检查底模下的木楔块的压缩情况是否正常，检查要在项目部总工、安质部的组织下进行，首先是检查并结合测量观测记录绘制荷载～变形曲线图，确定支架的整体受力变形情况，是否满足施工要求。

是否正常，记录是否齐全，全部检查结束后未发现异常情况时方能做下一道工序的准备工作。

如果发现有异常，先停止支架上的一切作业，人员全部马上撤离，对危险源进行识别，观测24小时后再作出处理，处理合格、稳定后才能进行下一道工序。

六、砼浇筑方案

砼浇筑均采用泵送砼浇筑，从拱圈两边拱脚向拱顶对称依次浇筑（因各孔跨径均小于16m），使拱架变形保持均匀和尽可能的最小。

封拱合龙时的温度应符合设计要求，在10~15℃时进行。

七、支架拆除方案

支架拆除必须在拱圈砼强度达到100%方可进行。

遵循先松后拆的原则。

主要顺序为：

单跨先松拱圈跨中（拱顶）一横排的纵杆→依次松两侧拱脚顶托→松两侧拱角纵杆、横杆→拆顶排支架→…→底排支架。

1、拆除脚手架前的准备工作符合下列规定：

（1）全面检查脚手架的扣件连接、支撑体系等是否符合构造要求；

（2）清除脚手架上杂物及地面障碍物。

2、拆除脚手架时，符合下列规定：

（1）拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业；

（2）当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度时，先在适当位置搭设临时抛撑加固后，再拆除连墙件；

（3）当脚手架采取分段、分立面拆除时，对不拆除的脚手架两端，先加设连墙件及横向斜杆加固。

3、卸料时符合下列规定：

（1）各构配件严禁抛至地面；

（2）运至地面的构配件及时检查、整修与保养，并按品种、规格随时码堆存放。

4、安全管理

（1）脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》（GB5036）等考核合格的专业架子工。

上岗人员应定期体检，合格方可持证上岗。

（2）搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。

（3）脚手架的构配件质量与搭设质量，按规定验收合格后方准使用。

（4）作业层上的施工荷载符合设计要求，不得超载。

不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土等到固定在脚手架上；严禁悬挂起重设备。

（5）当有六级及六级以上大风和雾、大雨天气时停止脚手架搭设与拆除作业。

（6）脚手架使用中，定期检查杆件的设置的连接，支撑等的构造是否符合要求；地基是否有积水，底座是否有松动，立杆是否悬空；扣件是否松动；脚手架的垂直度偏差；安全防护措施是否符合要求；是否超载。

（7）在脚手架的使用期间严禁拆除主节点处的纵、横向水平杆、扫地杆及连墙件。

（8）不得在脚手架基础及相邻处进行挖掘作业，否则采取安全措施。

（9）在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看守。

（10）搭拆脚手架时，地面设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。

（11）脚手架搭设结束后由专人对其进行验收，验收合格后方可立模。

八、应急预案

1、救援预案的目的

事故发生后，极时展开救援，抢救受伤人员，使受困、受伤害人员、财产得到及时抢救，防止事故继续发展。

2、救援机构

⑴、机构

组长：

屈翊翊

副组长：

鲍成存

组员：

伍宏进、程银仓、陈便贵

⑵、职责和分工

组长负责事故应急救援的全面组织、指挥、协调工作，负责向上级报告并负责调集抢险救援所需的人力、物力。

副组长协助组长组织、指挥、协调救援工作，组长不在现场时代行组长的职责。

组员在组长或副组长的指挥下，负责现场的维护、抢救、警戒等工作，及具体落实组长或副组长下达的救援方法、措施的指令。

⑶、演练

在工程开工前一周由组长组织救援小组各人员进行演练。

⑷、应急响应

出现事故时，在现场的任何人员都必需立即向组长报告，汇报内容包括事故的地点、事故的程度、迅速判断的事故可能发展的趋势、伤亡情况等，及时抢救伤员、在现场警戒、观察事故发展的动态并及时将现场的信息向组长报告。

组长接到事故发生后，立即赶赴现场并组织、调动救援的人力、物力赶赴现场展开救援工作，并立即向公司救援领导负责人汇报事故情况及需要公司支援的人力、物力。

事故的各情况由公司向外向上汇报。

3、模板及支架倒塌事故的应急救援

（1）、模板及支架倒塌事故的主要危害

模板及支架倒塌事故主要造成：

人员伤害、财产损失、作业环境破坏。

（2）、应急救援方法

A、有关人员的安排

组长、副组长接到通知后马上到现场全程指挥救援工作，立即组织、调动救援的人力、物力赶赴现场展开救援工作，并立即向公司救援领导负责人汇报事故情况及需要公司支援的人力、物力。

组员立即进行抢救。

B、人员疏散、救援方法

人员的疏散由组长安排的组员进行具体指挥。

具体指挥人安排在危险的各人员进行疏散到安全的地方，并做好安全警戒工作。

各组员和现场其他的各人员对现场受伤害、受困的人员、财物进行抢救。

人员有支架的构件或其它物件压住时，先对支架进行观察，如需局部加固的，立即组织人员进行加固后，方进行相应的抢救，防止抢险过程中再次倒塌，造成进一步的伤害。

加固或观察后，确认没有进一步的危险，立即组织人力、物力进行抢救。

C、伤员救护

休克、昏迷的伤员救援

让休克者平卧，不用枕头，腿部抬高30度。

若属于心原性休克同时伴有心力衰竭、气急，不能平卧，可采用半卧。

注意保暖和安静，尽量不要搬动，如必需要搬动时，动作要轻。

采用吸氧和保持呼吸道畅通或实行人工呼吸。

受伤出血，用止血带止血、加压包扎止血。

立即拨打120急救电话或送医院。

D、现场保护

由具体的组员带领警卫人员在事故现场设置警戒区域，用三色纺织布或挂有彩条的绳子圈围起来，由保卫人员旁站监护，防止闲人进入。

E、事故报告

由项目经理以书面形式在事故发生24小时内向公司质安部进行报告，公司质安部根据事故的严重程度再逐级上报，事故发生要做到“四不放过”。

安庆市明达工程有限责任公司

2012年8月26日