外环线东北部调线工程支架专项施工方案.docx
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外环线东北部调线工程支架专项施工方案
外环线东北部调线工程
第五合同段
支架专项施工方案
编制单位：
中国水利水电第十三工程局有限公司
二〇一四年三月十五日
外环线东北部调线工程第五合同段
支架专项施工方案
编制：
审核：
批准：
中国水利水电第十三工程局有限公司
年月日
（一）技术准备4
（一）主要施工步骤7
（二）地基处理8
（三）跨河施工处理方案9
（四）支架、模板施工9
（五）支撑体系受力计算12
一、编制依据
1、《外环线东北部调线工程合同文件》和《外环线东北部调线工程第五标施工图设计》。
2、《安全生产法》、《公路法》、《中华人民共和国道路交通管理条例》、交通部颁发的《公路工程施工安全技术规程》和天津市颁发的各项道路工程施工安全管理规定。
3、外环线东北部调线工程第五合同段总体施工组织设计。
4、本工程执行的现行施工技术规范及验收标准和国家、交通部颁发的有关法规等。
5、本公司施工技术、人员、设备等综合实力情况和现场考察调查获得的资料。
6、依据《公路工程施工技术规程》（JTJ076-95）、《路桥施工计算手册》、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑施工碗口式脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土工程模板与支架技术》。
二、编制原则
1、根据设计图纸、施工规范、规程、验收标准的原则。
在编写施工方案中，严格按设计图纸要求，执行现行施工规范、规程及验收标准，确保工程安全、质量和进度。
2、坚持实事求是的原则。
在制定各分部分项工程实施方案过程中，充分研究、分析本工程的特点、难点，坚持科学组织、合理安排、均衡生产，确保优质高效完成本合同段建设任务。
3、坚持施工全过程严格管理的原则。
在各道工序施工中，认真自检，严格执行监理工程师指令，尊重业主和设计代表意见，严格管理。
4、坚持推广应用“四新”成果的原则。
在施工中积极推广应用新技术、新材料、新工艺、新设备，充分发挥科学技术在施工中的先导作用。
5、坚持专业化作业与综合管理相结合的原则。
在施工组织安排上，以专业队伍为基本组成形式，机械化作业为主，充分发挥专业人员和先进优良设备之优势，并采取综合管理手段合理配置，以达到整体优化目的。
6、实施项目法管理，利用网络技术对生产资源及生产诸要素进行优化配置，保证实现成本、工期、质量、安全及社会信誉等预期目标。
三、工程概况
（一）施工环境
1、地理情况
津蓟快速路互通立交桥位于天津市北辰区陆路港工业园区境内。
路线位于平原区，地势平坦，地形简单，大部分为农田、洼地、湿地、河堤、鱼塘及河道，地表沟渠较多。
2、气象条件
位于温带半湿润大陆性季风气候，夏季干燥，冬季寒冷，降水较少，年均降水量少于550毫米。
年平均气温12.6°C，最冷月平均-4°C以下，最热月平均26°以上。
冻结期约130天，霜冻期约180天。
3、水文、地质情况
（1）本工程处于海河流域潮白河水系，全年可分为夏汛期、枯水期、凌汛期。
地势较低，地下水埋藏较浅，地表水资源较为丰富，受周边河水及大气降水的补给，埋深一般在0.3-2.5米。
（2）位于潘庄凸起与北塘凹陷之间，地质条件较为稳定，但地震及沿线浅层软土对工程有较大影响。
4、建设条件
本项目所在地路网发达，交通运输十分便利。
施工所需的各种片石、块石、砂、碎石、水泥、钢材等材料均可从当地就近购买，如需外购材料，可经铁路、公路运输到现场。
（二）设计情况
1、津蓟快速路立交桥起点里程K11+539.525，终点里程K12+610.079，总长1070.554米，共32孔，其中1~19孔、22~32孔为现浇预应力箱梁，20~21孔为预制小箱梁。
预制小箱梁先简支后连续结构，最大跨径42m，单幅每跨6片小箱梁，全桥共24片。
下部结构灌注桩基础，除布设于现状津蓟高速中分带的墩位，设置条形承台接双柱矩形墩，其上设盖梁外，其余均采用哑铃型承台，双柱花瓶型墩柱，无盖梁；桥台为肋式台。
2、主线桥标准横断面宽17.5m，具体布置为：
0.5m（防撞护栏）+16.5m（车行道）+0.5m（防撞护栏），左右幅桥之间设中央分隔带净宽4.5m，双向八车道城市快速路标准。
3、砼标号依次为C35、C40、C50
C35：
挡块、防撞护栏、波型护栏地袱、搭板等
C40防水砼：
桥面铺装（抗渗等级W8）
C50用做现浇预应力箱梁、先简支后连续小箱梁、支座垫石
四、上部结构施工计划安排
1、开工前准备工作：
2014年3月10日～2014年3月20日。
2、第一联1-3孔计划开始支架及预压时间：
2014年7月1日-2014年8月20日，箱梁现浇时间：
2014年8月22日-2014年10月25日。
3、第三联7-8孔计划开始支架及预压时间：
2014年5月20日-2014年6月20日，箱梁现浇时间：
2014年6月20日-2014年7月15日。
4、第四联9-11孔计划开始支架及预压时间：
2014年6月1日-2014年7月10日，箱梁现浇时间：
2014年7月10日-2014年7月25日。
5、第二联4-6孔计划开始支架及预压时间：
2014年6月5日-2014年7月5日，箱梁现浇时间：
2014年7月5日-2014年7月30日。
6、第五联12-15孔计划开始支架及预压时间：
2014年8月20日-2014年9月15日，箱梁现浇时间：
2014年9月15日-2014年10月5日。
7、第八联22-24孔计划开始支架及预压时间：
2014年8月20日-2014年9月10日，箱梁现浇时间：
2014年9月10日-2014年10月5日。
8、第九联25-28孔计划开始支架及预压时间：
2014年9月1日-2014年10月20日，箱梁现浇时间：
2014年10月20日-2014年11月25日。
9、第六联16-19孔计划开始支架及预压时间：
2014年10月1日-2014年11月25日，箱梁现浇时间：
2015年3月25日-2015年4月20日。
五、支架施工准备工作
准备工作是尽快开工并形成施工高潮的关键，根据总公司特大桥招标的队伍在进场后，通过对工地实地进行仔细调查，根据工程特点搞好驻地建设规划、施工队伍和主要机械设备进场，并开始有条不紊的准备工作。
技术准备
1、我二工区组织有经验的技术、施工和测量技术人员，进行施工方案确立，对桥所在段落的导线、水准点进行重新复测，并做好测量控制网点位加密和复测，测量并经项目部复核完成后，将整理后的测量成果书面上报业主及监理，经批复后，然后进行上部结构物定位测量。
2、认真审核施工图，并结合现场进一步的详细调查与规划，为最终确立方案打下基础。
3、由项目部有关的管理和作业人员进行详细的技术交底及安全交底。
4、及时联系项目部中心实验室做好施工前及施工过程中的有关试验材料的取送样及砼试块的现场制作。
5、及时提供材料供应计划。
物资、设备准备
按照施组中机械设备配备表的计划，调集配套的先进的大型施工机械设备，根据施工进度及业主的要求分批进场。
施工物资根据施工进度和供应商签定供购合同，提前进场。
1、施工用的主要材料如钢筋、砂、碎石、水泥等通过招标等确定合格供应商。
在提供季、月进度计划中详细的列出所需材料的规格、数量、质量和供应时间，以按施工进度保证供应。
2、对施工中的各种材料、机械（具）需要量及其供应计划、来源、采购、运输等都要做到件件落实，特别是保证五大材（木材、钢材、水泥、砂石料、油料）的需求。
3、大型机械设备做好运进和试运转等工作，并要做好对调入设备的维修、保养工作。
施工队伍准备
调集在类似工程施工方面经验丰富、施工能力强、信誉好的队伍，并按照任务划分所承担的施工任务，在人员、机械设备、机具等方面进行优化配置。
积极与监理与业主建立联络网络，办理有关施工的各种证件、手续。
资源配置
1、劳动力使用计划
施工过程中配备足够劳动力，本项目所有工程均由专业队伍施工以保证本工程施工顺利进行，本工程劳动力由公司人力资源中心提出提供，施工高峰期使用部分当地社会剩余劳动力。
工种
2014年投入劳动力情况
2014年
2015年
1季度
2季度
3季度
4季度
2季度
管理人员
40
40
40
30
50
设备司机
60
90
90
60
100
起重工
5
10
15
5
15
电焊工
10
15
15
10
15
钢筋工
40
90
90
60
120
模板工
80
160
160
90
180
架子工
10
20
30
20
30
混凝土工
20
40
60
50
60
瓦工
6
9
9
3
12
安装工
4
4
6
2
6
机修工
2
2
2
1
3
测量工
4
4
4
4
6
电工
2
2
2
1
2
普工
20
20
20
20
30
合计
303
516
548
356
629
注：
以上为拟投入本标段二工区各工种人员情况，我公司将按照工程实际需要及时增加相关人员，以保证工程进度。
2、主要施工机械设备配置计划
本着“性能适用、科学配套、适当富余”的原则进行津蓟快速路互通立交上部结构施工机械设备的配置。
按照全面开工的要求配齐相应的施工设备；另根据工程特点，投入足够数量的备用设备和运输车辆，保证工程施工。
下部结构主要施工机械设备配置详见《主要机械设备配置计划表》。
主要机械配置计划表
序号
机械名称
规格型号
额定功率
数量
1
发电机
150KW
2
2
钢筋调直切断机
GT4/14
8kw
4
3
卷扬机
3T~5T
65kw
10
4
钢筋弯曲机
GW40
2.2kw
4
5
钢筋切断机
GQ40
3kw
4
6
电焊机
BX3-500
21.6kw
12
7
混凝土搅拌运输车
MR45-T
7m3
8
8
挖掘机
220
1m3
2
9
装载机
ZL50
5m3
2
10
压路机
LY22
1
11
混凝土泵车
三一重工
50m
1
12
汽车吊
QY25
25
4
13
洒水车
5m3
1
14
其它小型设备
1批
15
数控设备
1套
16
张拉设备
1套
3、主要测量、试验仪器配置计划
为满足上部结构原材料检验和工程质量监控的需要，拟投入的主要测量、试验检测仪器设备详见《主要测量仪器设备表》和《主要试验仪器设备表》
试验室、测量人员配置表
序号
试验岗位
持证要求
配置数量（人）
备注
1
试验室主任
试验检测工程师
1
2
试验检测工程师
试验检测工程师
2
3
试验检测员
试验检测员
4
4
资料员
相关专业
2
5
试验辅助工
无
4
6
测量队长
测量工程师
1
7
测量工程师
工程师
1
8
测量员
测量员
2
测量、试验室仪器配置表
序号
名称
规格参数
配置数量
备注
1
全站仪
拓普康
1
2
水准仪
DZS3
2
3
张拉试验
套
1
4
混凝土试验
套
1
5
钢筋工程试验
套
1
6
注浆试验
套
1
六、现浇箱梁施工方案
6.1、主要施工步骤
本工程1～19孔、22～32孔左右幅为现浇预应力箱梁，共30跨，分为18联（双幅），每联箱梁钢绞线均为连接器连接。
现浇箱梁有两种施工方式：
第一种：
每联分两个阶段施工，整联箱梁混凝土一次性浇筑，主梁混凝土待龄期大于7天且强度达到50MPa后，张拉钢绞线并压浆；然后拆除支架施工桥面及附属工程。
包括0#～3#墩、3#～6#墩、6#～8#墩、21#～24#墩、24#～28#墩共10联。
第二种：
每联分三个阶段施工，首先浇筑中间箱体主梁混凝土，混凝土待龄期大于7天且强度达到50MPa后，张拉钢绞线并压浆；然后浇筑两端主梁混凝土，待龄期大于7天且强度达到50MPa后，再次张拉钢绞线并压浆；最后拆除支架施工桥面及附属工程。
包括8#～11#墩、11#～15#墩、15#～19#墩、28#～32#墩共8联。
6.2地基处理
A、对于鱼塘段落，先放水清淤换填；对于非鱼塘部位将原地面腐植地表层上耕植土清除30cm，然后用挖掘机挖松50cm，用重型压路机或强夯分两层压实，底层压实度>85%,顶层压实度>90%。
然后采用3：
7石灰土厚50cm分两层处理，推土机整平后用压路机碾压至密实度底层大于90%，顶层压实度>95%。
B、为了防止浇筑混凝土时，流水软化支架的地基，浇筑厚10cm的C10细石混凝土封闭层。
C、地基处理完后，用N10轻便触探检测，要求一般段地基承载力不小于300Kpa。
在支架搭设范围地基基础四周80～160cm范围内设顺桥向排水沟（水沟横断面为：
60×80cm），排水沟根据现场情况设置好排水坡纵，确保地基基础不受雨水浸泡。
D、湿接段加密区处理：
确定原地基在达到350Kpa后，浇筑一层10cm厚c10混凝土垫层，最后地基承载力不小于450Kpa，混凝土垫层横桥向宽度超出支架区两侧各50cm，顺桥向宽度超出湿接段及受压区两端各50cm。
6.3跨河施工处理方案
A、津蓟快速路互通立交桥第8孔跨越丰产河，设计为现浇箱梁，跨径40m，净高约7.2m。
丰产河全长22.7km，跨越河道位于其与永金引河交汇口上游240m，规划河道上口宽35.56m，河槽底高程-1.0m，槽底宽22m，迎水面坡比1:
2.5，规划设计洪水频率十年一遇，流量20m³/s。
为利于施工设备、材料等运输，需要保证施工道路通畅，计划在桥梁两侧搭设栈桥，作为通道和工作平台。
考虑到净空有限不利于钢管桩打拔施工，拟采用对河底和河堤加固处理，搭设满堂支架施工。
B、具体方案详见《津蓟快速互通立交桥过河专项施工方案》。
6.4支架、模板施工
A、支架体系
本项工程箱梁施工采用满堂红碗扣支架。
支架搭设采用WDJ碗扣式多功能脚手架（Φ48mm×3.5mm）。
每根立杆上下均设支托。
支架下托底方木的铺设：
先在已经处理好的地基上铺15cm×15cm方木，方木横桥向放置，铺设间距加密区为600mm，非加密区900mm。
顶托放置15×15cm主受力方木，横桥向放置。
主受力方木上布置10×10分布方木，间距不大于25cm，纵桥向放置，并与主受力方木固定。
分布方木上以1.5cm厚竹胶板做底模，与分布方木固定。
B、支架步距设置
纵桥向墩柱中心线及湿接头两侧L/5+1米（L为跨径）范围内立杆间距加密为0.6*0.6米，其余非加密段间距为横桥向0.6米、纵桥间距0.9米。
挑檐部分横桥向间距0.9米，纵桥向加密段间距0.6米，非加密段0.9米。
横杆竖向步距均为1.2米。
C、构造要求
a.立杆接长各层各步接头必须用对接扣件连接。
对接须符合下列规定：
立杆上的对接扣件交错布置，两根相邻立杆的接头相互错开，不设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500mm，各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3。
b.碗扣支架支撑完成之后，在横向及纵向设置通长做剪刀撑，剪刀撑与地面成45-60度角，纵横向间距不大于4.5米。
架体高度大于4.8m时，顶部和底部必须设置水平剪刀撑，间距不大于4.8m。
剪刀撑接头采用搭接，严禁对接，搭接长度不小于1m，扣件不得少于2个，剪刀撑钢管与架体用扣件连接。
横桥向按照支架的拼装要求，严格控制竖杆的垂直度以及扫地杆和剪力撑的数量和间距。
顺桥向支架和墩身连接，以抵消顺桥向的水平力。
c.支架须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆采用直角扣件固定在距离底座上不大于200mm处的立杆上。
横向扫地杆宜采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
当立杆基础不在同一高度上时，将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不大于1m。
靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不小于500mm。
d.用双钢管固定在墩身四个侧面上构成连墙件，使排架与墩柱组成整体，钢管与墩身之间用木楔塞紧。
D、模板
底模结构布置为1.6cm厚竹胶板+5.0cm厚木板（杉木）；立杆可调托撑顶部铺设底模木横梁，木横梁选用10×15cm木枋，木枋单根长度5m，其纵横向接头均应错开0.9m或更多，不得在同一条线上。
底模预设标高=设计底标高+底板设计预拱度+预估支架的变形量。
外侧翼缘板采用定制的钢模板，钢板厚度5mm。
内腹板侧模结构同底模结构，楞木采用10×10cm木枋，间距45cm。
顶板模板采用0.6m立杆加顶托支撑，立杆间距60～90cm，上铺10×10cm方木。
E、在底板主受力方木上顺桥向固定一条10x10方木，作为侧模及翼板支撑支点。
侧模上口及翼板边缘均由支撑在支点上的钢管撑支撑。
底口由钢管撑及对通宽拉栓共同支撑。
所有方木与竹胶板均用钢钉固定。
6.5支撑体系受力计算
A、设计参数
竹胶板：
规格122x244x1.6cm
弹性模量：
纵向Ez=6.5GPa、横向Eh=6GPa
弯曲强度：
纵向σz=80MPa、横向σh=55MPa
密度：
9.5KN/m3
木材：
强度等级TC13（木结构设计规范），有：
15×15cm主受力方木、10×10cm分布方木。
设计抗弯强度
抗剪强度
弹性模量
密度（新加工方木）8KN/m3
B、受力计算
按最不利情况考虑，荷载按钢筋混凝土全高度（2.2m）的重量，且分布方木跨度最大（0.9m）时,进行细部荷载分析如下：
a、竹胶板强度检算
荷载分析：
永久荷载包括钢筋砼、竹胶板自重，根据实际情况，按最大荷载计算梁高度为2.2容重为26KN/m3，计算如下：
永久荷载：
26×2.2（钢筋砼）+9.5×0.015（竹胶板）=66.84KN/m2
可变荷载包括施工荷载、风荷载、雪荷载等，根据满堂支架搭设结构及工期安排，不考虑雪荷载和水平风荷载；施工荷载（作业层人员、器具、材料的重量）根据建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）取1KN/m2；砼振捣附加荷载根据公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）取1KN/m2。
可变荷载：
2KN/m2
受力分析：
永久荷载和可变荷载分别按1.2、1.4的分项系数
荷载效应组合：
1.2×66.84＋1.4×2＝80.21KN/m2
竹胶板（122*244*1.5cm），横向弯曲强度σh=55Mpa=55N/mm2；横向弹性模量Eh=6Gpa=6000N/mm2；荷载为52.89KN/m2；所选竹胶板厚度h为16mm，板底间距L为250mm，以1mm纵向宽度，按两跨连续梁验算；线荷载q为：
0.0802N/mm。
强度校核:
竹胶板截面的抵抗矩W=bh2/6=1×16×16/6=42.67mm3；
弯矩M=0.125qL2=0.125×0.0802×250×250=626.56N.mm；
抗弯应力为：
σ=M/W=626.56/42.67=14.68N/mm2 ＜σh=55N/mm2。
满足要求。
截面惯性矩I=bh3/12=1×15×15×15/12=281.25mm4；
挠度f=0.52ql4/（1000EI）=0.1mm＜L/400=0.625mm。
满足要求。
b.分布方木强度检算
荷载分析
永久荷载包括钢筋砼、模板、支架自重。
砼高度2.2m，容重26KN/m3，分布方木间距最大为0.25m，即混凝土对每根分布方木的有效施压宽度为0.25m，计算如下：
0.25×26×2.2（钢筋砼）+0.25×0.015×9.5（竹胶板）+0.1×0.1×8（分布方木自重）=14.42KN/m
活荷载合计为2KN/m2，
折算到小方木上均布荷载为：
0.25×2=0.5KN/m
小方木承受均布荷载（含方木自重）为：
永久荷载：
14.42KN/m活荷载：
0.5KN/m
受力分析
永久荷载和可变荷载分别按1.2、1.4的分项系数
荷载效应组合：
1.2×14.42＋1.4×0.5＝18.0KN/m
小方木每根长度4m，最大中心间距按25cm，由于主受力方木纵向间距90cm，此处按4跨连续梁（不考虑悬挑部分），受均布荷载18KN/m，进行受力分析。
计算得：
最大变形0.7mm；最大弯矩1.2KN.m；最大剪力7.3KN；最大支座反力13.7KN。
强度校核
由上述分析可知，方木承受最大弯矩值为：
1.2KN·m，最大剪力值为：
7.3KN。
抗弯截面模量：
截面惯性矩：
设计应力：
<
（抗压强度）
设计剪力：
<
（抗剪强度）
最大挠度：
规范允许最大挠度：
，理论计算最大挠度0.7mm满足规范许可要求。
c.主受力方木强度检算
荷载分析
计算分布方木最大支座反力为13.7KN。
按最不利考虑，受力主方木承受的荷载可按大小为13.7KN，间距25cm的集中荷载，支座间距为0.6m的6跨连续梁受力体系计算。
受力分析
最大变形0.21mm；最大弯矩2.76kN.m；最大剪力22.9kN；最大支座反力36.6KN。
强度校核
由上述分析可知，方木承受最大弯矩值为：
2.76KN·m，最大剪力为：
22.9KN。
抗弯截面模量：
截面惯性矩：
设计应力：
<
设计剪力：
<
最大挠度：
规范允许最大挠度：
，理论计算最大挠度0.21mm满足规范许可要求。
d.满堂支架立杆强度检算
荷载分析:
计算主受力方木最大支座反力为36.6KN，可知钢管承受上部最大传递荷载为36.6KN。
钢管高度按箱梁支架最大高度8m（实际小于8m）计算自重如下：
5.66×8（立杆）+5.82（托座）+5.66×（0.6+0.9）×7（横杆）=110.53Kg=1.083KN
强度校核:
φ48×3.5mm的Q235焊接钢管截面积A=4.89cm2，回转半径i=1.58cm，设计强度f=205Mpa。
强度校核:
轴向力设计值36.6+1.2×1.083=37.9KN
轴向力允许值:
稳定性校核
立杆步距
，计算长度（套用建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范的计算公式）
=1.2+2×0.3=1.8m。
长细比λ=l0/i=180/1.58=114，查规范得稳定系数
0.489。
[N]=f×φ×A=205×0.489×489=49000N=49KN＞37.9KN
e．地基承载力
钢管底部最大受力：
37.9KN
钢管支撑垫木面积：
0.6×0.2=0.12m2
基础承载力：
37.9/0.12=315.8Kpa
故要求基础处理后的承载力不得低于315.8Kpa，施工时按350Kpa控制。
C、湿接段处张拉后架体受力变化分析
以主线左8～11#墩现浇梁为例。
8～9#墩之间之间有湿接段，当湿接段张拉后，梁体中部微拱起，梁体重量由8#墩支座湿接段处支架承受，两端各承担这段梁体1/2的重量。
8#～9#跨左幅混凝土重为487.46*26=12673.95KN,设计规定，在湿阶段3.25m范围内为承重区。
此区域支架布局为60X60cm间距。
承载力验算：
永久荷载
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