跨线桥现浇箱梁满堂支架施工方案.docx

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跨线桥现浇箱梁满堂支架施工方案

施工组织设计（方案）报审表

工程名称：

衡枣高速连接线改造K7+600互通立交工程编号：

致：

衡阳市建设工程监理有限公司（监理单位）

我方已根据施工合同的有关规定完成了衡枣高速连接线改造K7+600互通立交工程K0+218.333跨线桥现浇箱梁满堂支架施工组织设计（方案）的编制，并经我单位上级负责人审查批准，请予以审查。

附：

K0+218.333跨线桥现浇箱梁满堂支架施工方案

承包单位（章）

项目经理

日期

专业监理工程师审查意见：

专业监理工程师

日期

总监理工程师审核意见：

项目监理机构

总监理工程师

日期

衡枣高速连接线改造K7+600互通立交工程

K0+218.333跨线桥

现浇箱梁满堂支架施工方案

编制：

审核：

批准：

广东建粤工程有限公司

2010年12月10日

评审专家及各部门审核签字

评审意见及结论

签名

日期

K0+218.333跨线桥现浇箱梁

满堂支架施工方案

一、工程概况

K0+218.333跨线桥：

采用（20+31+31+20）=102m四跨一联预应力混凝土连续箱梁，断面按上、下行两幅分离式独立桥梁布置。

横桥向为单箱单室箱梁截面，单幅箱梁顶板宽10m，箱梁底板宽4.4m，翼缘板宽度2.15m。

箱梁高1.8m,顶板厚25cm，底板厚20cm，腹板厚50cm，腹板支点加厚至65cm，梁端锚固区加厚至80cm。

箱梁采用纵向预应力体系，真空压浆工艺。

桥墩采用花瓶式丫型墩，断面为矩形，四角采用花瓣型倒角，前后立面均进行凹面处理。

桥墩顺桥向厚1.7m，横桥向宽由根部的2m逐渐变宽至顶部的4m。

桥墩采用单排桩基础，每墩承台下面设两根直径1.5m的桩，承台为矩形，平面尺寸为5.5m×2.7m（横桥向×纵桥向），承台高1.5m。

每桥台承台下面设4根直径1.0m桩，每桥台承台有2个，并排间距为2m，每个承台平面尺寸为2.0m×4.5m（横桥向×纵桥向），承台高1.5m，靠桥内侧上方有一个0.6m×0.9m的倒角。

基桩均按嵌岩桩设计。

二、材料选用和质量要求

⑴、本工程脚手架为连续箱梁承重用，选用普通钢管脚手架，现浇梁外模采用122×244×18优质木胶板，翼板使用122×244×10优质竹胶板。

⑵、钢管规格为φ48×3.5mm，钢管须有产品合格证，应符合现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793、《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091中的Q235A级普通钢管要求，其材质性能应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700的规定。

⑶可调底座及可调托撑螺母应采用可锻铸铁或铸钢制造，其材料机械性能应符合现行国家标准《可锻铸铁件》GB9440中KTH330-08及《一般工程用铸造碳钢件》GB11352中ZG270-500的规定。

⑷横杆接头、斜杆接头应采用碳素铸钢制造，其材料机械性能应符合现行国家标准《一般工程用铸造碳钢件》GB11352中ZG230-450的规定。

三、脚手架基础处理

脚手架搭设支架前，必须对既有地基进行处理，以满足箱梁施工过程中承载力的要求。

原地面必须保证排水畅通，不得积水。

对于0#—1#，3#-4#跨现浇箱梁，先将原地面整平压实，对承载力不够、发软、起弹簧地段进行换填处理，斜坡位置采用20cm厚C15整体砼台阶，桥墩承台基坑附近开挖过的地面，为了保证钢管支架系统的安全，采用砂砾回填压实,原地面整理好并经验验合格后，在其上浇筑20cm厚C15砼。

K0+218.333跨线桥与衡阳大道重合处利用既有水泥路面不作处理。

在地面硬化以后，应该加强箱梁施工场地内的排水工作，在场地两侧开挖30×30cm排水沟，并设置引水槽，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。

四、现浇梁支架形式

本工程现浇梁支架采用普通钢管支架满堂搭设，如下图所示。

五、支架、模板分析

5.1支架、模板方案

现浇箱梁拟分两次浇筑：

第一次浇筑箱梁1.3m高（包括底板和腹板），第二次浇筑箱梁剩余部分。

而第二次浇筑砼需等第一次砼有一定的强度后进行，因此验算底模只需要验算第一次浇筑1.3m高箱梁时的承载力。

5.1.1模板

箱梁底模、侧模和内膜均采用δ＝18mm的木胶板。

木胶板容许应力[σ0]=15MPa,弹性模量E=6*103MPa。

5.1.2纵横向方木

横向方木均采用杉木，截面尺寸为8*8cm。

截面参数和材料力学性能指标：

W=bh2/6=80*802/6=0.853*105mm3

I=bh3/12=80*803/12=3.41*106mm4

纵向方木均采用杉木，截面尺寸为8*12cm。

截面参数和材料力学性能指标：

W=bh2/6=80*1202/6=1.92*105mm3

I=bh3/12=80*1203/12=1.15*107mm4

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-2类木材取值，则：

容重6KN/m3。

容许弯应力[σw]=13.0MPa，容许剪应力[τ]=1.4MPa，弹性模量E=10*103MPa。

纵横向方木布置：

横向方木间距一般为30cm，在腹板和端中横隔梁下为20cm；纵向方木间距按照纵向钢管间距进行布设。

5.1.3支架

国标的普通钢管支架为外直径Φ48mm，壁厚3.5mm，材质为Q235钢，轴向容许应力[σ0]=205MPa。

考虑到目前市场上有大量壁厚不足3.5mm的钢管，本项目支架按壁厚3mm，截面积A=4.24×102mm2，惯性矩I=1.079×105mm4，抵抗矩W=4.49×103mm3，回转半径r=15.9mm计算,单位重0.033KN/M。

钢管支架立、横杆布置：

立杆横向间距一般为80cm，在腹板、端、中横隔梁下为40cm，纵向间距详见下图（箱梁横断面钢管支架布置图）。

横杆除顶、底部步距为60cm外，其余横杆步距为170cm。

支撑杆采用8cm×8cm×5mm钢板做垫板，顶部采用顶托。

每5m加设横向和纵向剪刀撑。

5.2支架计算

5.2.1荷载分析

①支架钢管自重，单位重0.038KN/M。

②钢筋砼容重按26kN/m3计算则：

腹板和端、中横隔梁：

26×1.8=46.8KPa

箱梁底板厚度为20cm:

26×（0.20+0.25）=11.7KPa

③模板自重（含内模、侧模及支架）以砼自重的10%计,则:

腹板和端、中横隔梁：

46.8×0.1=4.68KPa

箱梁底板厚度为20cm:

11.7×0.1=1.17KPa

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腹板和端、中横隔梁下方支架验算

（1）、底模验算

底模采用δ＝18mm的木胶板,直接搁置于间距L=20cm的8×8cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度（1.0米）板宽进行计算。

荷载组合:

q=1.2×（46.8+4.68）+1.4×（2.5+2.0+2.0）=70.87kN/m

木胶板（δ＝18mm）截面参数及材料力学性能指标:

W=bh2/6=1000*182/6=5.4*104mm3I=bh3/12=1000*183/12=4.86*105mm4

木胶板容许应力[σ0]=15MPa，弹性模量E=6*103MPa。

承载力验算：

强度：

Mmax=ql2/10=70.87×0.2×0.2/10=0.283KN.M

σmax=Mmax/W=0.283×106/5.4×104=5.25MPa<[σ0]=15MPa合格

刚度：

荷载:

q=1.2×（46.8+4.68）=61.77kN/m

f=ql4/150EI=61.77×2004/150×6×103×4.86×105=0.23mm

[f0]=200/400=0.50mm

f<[f0]合格

（2）、横向方木验算

横向方木搁置于间距40cm的纵向方木上,横向方木规格为80mm×80mm,横向方木亦按连续梁考虑。

荷载组合:

q1=[1.2×（46.8+4.68）+1.4×（2.5+2.0+2.0）]×0.2=14.2KN/M

承载力计算:

强度:

Mmax=q1l2/10=14.2×0.42/10=0.227KN.m

σmax=Mmax/W=0.227×106/0.853*105=2.66MPa<[σw]=13.0MPa合格

剪应力τ=QSx/Ixδ=14.2×0.4×103×1.5/8×8×10-4

=1.33MPa＜[τ]=1.4MPa

刚度:

荷载:

q=1.2×（46.8+4.68）×0.2=12.35kN/m

f=ql4/150EI=12.35×4004/150×10×103×3.41*106=0.07mm

[f0]=400/400=1mm

f<[f0]合格

（3）纵向方木验算

纵向方木规格为10×12cm，腹板和端、中横隔梁下立杆横向间距为40cm。

纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为40cm。

荷载组合：

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

箱底:

P=14.2×0.4=5.68kN

按最大正应力布载模式计算：

（如图）

支座反力R＝5.68×2/2=5.68KN

剪应力τ=QSx/Ixδ=5.68×103×1.5/12×12×10-4=0.59MPa＜[τ]=1.4MPa

最大跨中弯距Mmax＝5.68×0.2-5.68×0.1＝0.568KN.m

σmax＝Mmax/W＝0.568*106/1.92*105＝2.96MPa＜[σw]=13.0MPa合格

刚度：

由于分两次浇筑，因此只需验算第一次浇筑时（只考虑高1.3m）的刚度要求。

按最大支座反力布载模式计算：

集中荷载:

P=14.2*0.4*4-1.4*（2.5+2.0+2.0）*0.4*0.2=22.0kN

f＝Pl3/（48EI）＝22.0*1000*4003/（48*10*103*1.15*107）

＝0.25mm＜[f0]＝400/400＝1mm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，则纵向钢管传递的集中力（均以跨度0.4米计算）：

P1=（1.2*（46.8+4.68））+1.4*（2.5+2.0+2.0））*0.4*0.4=11.34kN

最高钢管不超过7m，安全起见满堂式碗扣支架按7米高计，其自重为：

g=7*0.033=0.23KN

单根立杆所承受的最大竖向力为：

N=11.34+0.23=11.57kN

横杆步距1.7m，按高支模查表得k1=1.163，k2=1.014，

故立杆计算长度为：

l0=k1k2（h+2a）=1.163×1.014×1.9=2.24m。

长细比λ=l0/i=2120/15.9=141

查表知折减系数φ=0.34，则：

强度验算：

σ＝N/φA=11.57×1000/（424×0.34）=80.3MPa＜[σ]=205MPa合格

（5）地基承载力计算

因支架底部通过底托（底调钢板为8cm×8cm）坐在原有水泥砼路面上或硬化后的水泥混凝土路面上,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夯填,顶部浇筑20cmC15砼,因此基底承载力至少可以达到15MPa。

因此σmax=N/A=11.57×103/0.082=1.8MPa＜15MPa满足要求。

5.2.3箱梁底板下支架验算

（1）、底模验算

底模采用δ＝18mm的木胶板,直接搁置于间距L=30cm的8*8cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度（1.0米）板宽进行计算。

荷载组合:

q=1.2*（11.7+1.17）+1.4*（2.5+2.0+2.0）=24.54kN/m

木胶板（δ＝18mm）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

承载力验算:

强度：

Mmax＝ql2/10＝24.54*0.3*0.3/10＝0.221KN*m

σmax＝Mmax/W＝0.221*106/3.75*104＝5.89MPa＜[σ0]=15MPa合格

刚度：

由于分两次浇筑，因此只需验算第一次浇筑时（只考虑底板）的刚度要求。

荷载:

q=1.2*（11.7+1.17）/0.45*0.2=6.86kN/m

f＝ql4/（150EI）＝6.86*3004/（150*6*103*2.81*105）

＝0.22mm＜[f0]＝300/400＝0.75mm合格

（2）、横向方木验算

横向方木搁置于间距93cm的纵向方木上,横向方木规格为80mm*80mm,横向方木亦按连续梁考虑。

荷载组合：

q1=（1.2*（11.7+1.17）+1.4*（2.5+2.0+2.0））*0.3=7.36kN/m

承载力计算：

强度：

Mmax＝q1l2/10＝7.36*0.932/10＝0.637KN*m

σmax＝Mmax/W＝0.637*106/8.53*104＝7.5MPa＜[σw]=13.0MPa合格

剪应力τ=QSx/Ixδ=7.36×0.93×103×1.5/8×8×10-4

=1.6MPa＞[τ]=1.4MPa

不符合要求，因此需把横向方木间距由30cm减为20cm。

剪应力τ=QSx/Ixδ=（7.36/0.3×0.2）×0.93×103×1.5/8×8×10-4

=1.1MPa＜[τ]=1.4MPa满足要求。

刚度：

由于分两次浇筑，因此只需验算第一次浇筑时（只考虑底板）的刚度要求。

荷载:

q=1.2*（11.7+1.17）/0.45*0.2*0.3=2.06kN/m

f＝ql4/（150EI）＝2.06*9304/（150*10*103*3.41*106）

＝0.30mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm合格

（3）纵向方木验算

纵向方木规格为8*12cm，立杆横向间距为80cm。

纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为80cm。

荷载组合：

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

箱底:

P=7.36*0.93=6.84kN

承载力计算：

强度：

按最大正应力布载模式计算：

（如图）

支座反力R＝（6.84*3）/2=10.3KN

最大跨中弯距Mmax＝10.3*0.4-6.84*0.3＝2.07KN.m

σmax＝Mmax/W＝2.07*106/1.92*105＝10.8MPa＜[σw]=13.0MPa合格

剪应力τ=QSx/Ixδ=10.3×103×1.5/12×12×10-4=1.07MPa＜[τ]=1.4MPa

刚度：

由于分两次浇筑，因此只需验算第一次浇筑时（只考虑底板）的刚度要求。

按最大支座反力布载模式计算：

集中荷载:

P=6.84*4*0.93-1.4*（2.5+2.0+2.0）*0.3*0.93=22.9kN/m

f＝Pl3/（48EI）＝（22.9*0.2/0.45）*1000*8003/（48*10*103*1.15*107）

＝0.94mm≤[f0]＝800/400＝2.0mm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0.8米计算）：

P1=（1.2*（11.7+1.17）+1.4*（2.5+2.0+2.0））*0.8*0.93+0.09*0.8=18.33kN

安全起见满堂式碗扣支架按7米高计，其自重为：

g=7*0.033=0.231KN

单根立杆所承受的最大竖向力为：

N=18.33+0.23=18.56kN

立杆稳定性：

横杆步距1.7m，按高支模查表得k1=1.163，k2=1.014，

故立杆计算长度为：

l0=k1k2（h+2a）=1.163×1.014×1.9=2.24m。

长细比λ=l0/i=2120/15.9=141

查表知折减系数φ=0.34，则：

强度验算：

σ＝N/φA=18.56×1000/（424×0.34）=128.7MPa＜[σ]=205MPa合格

（5）地基承载力不需再进行验算。

5.2.4翼缘板下支架验算

（由箱梁横断面钢管支架布置图可以看出靠近腹板的0.6米跨的钢管支架是最不利部位，因此只需验算这个部位即可）

此部位虽有弧形，但是弧度不大，因此把此部位断面按照梯形来进行计算。

由CAD制图可得梯形两边高度分别为94cm和180cm。

砼容重：

26×（1.8+0.94）/2=35.6KPa

模板自重（含内模、侧模及支架）以砼自重的10%计,则:

35.6×0.1=3.56KPa

荷载组合:

q=1.2*（35.6+3.56）+1.4*（2.5+2.0+2.0）=56.1kN/m

（1）、模板验算

翼缘模采用δ＝10mm的竹胶板,直接搁置于间距L=15cm的8*8cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度（1.0米）板宽进行计算。

竹胶板（δ＝10mm）截面参数及材料力学性能指标:

W=bh2/6=1000*102/6=1.67*104mm3

I=bh3/12=1000*103/12=8.33*104mm3

承载力验算:

强度：

Mmax＝ql2/10＝56.1*0.2*0.2/10＝0.224KN*m

σmax＝Mmax/W＝0.224*106/1.67*104＝13.4MPa＜[σ0]=15MPa合格

刚度

荷载:

q=1.2*（35.6+3.56）*0.2=9.40kN/m

f＝ql4/（150EI）＝9.40*2004/（150*6*103*8.33*104）

＝0.20mm＜[f0]＝200/400＝0.5mm合格

（2）、横向方木验算

横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为80mm*80mm,横向方木亦按连续梁考虑。

荷载组合：

q1=（1.2*（35.6+3.56）+1.4*（2.5+2.0+2.0））*0.2=11.2kN/m

承载力计算：

强度：

Mmax＝q1l2/10＝11.2*0.62/10＝0.404KN*m

σmax＝Mmax/W＝0.404*106/8.53*104＝4.7MPa＜[σw]=13.0MPa合格

剪应力τ=QSx/Ixδ=11.2×103×0.6×1.5/8×8×10-4

=1.7MPa＞[τ]=1.4MPa

不符合要求，因此需把横向方木间距由20cm减为15cm。

剪应力τ=QSx/Ixδ=（11.2/0.2×0.15）×103×0.6×1.5/8×8×10-4

=1.2MPa＜[τ]=1.4MPa满足要求。

刚度：

荷载:

q=1.2*（35.6+3.56）*0.2*0.6=5.64kN/m

f＝ql4/（150EI）＝5.64*6004/（150*10*103*3.41*106）

＝0.14mm＜[f0]＝600/400＝1.5mm合格

（3）纵向方木验算

纵向方木规格为8*12cm，立杆横向间距为80cm。

纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为80cm。

荷载组合：

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

箱底:

P=11.2*0.6=6.72kN

承载力计算：

强度：

按最大正应力布载模式计算：

（如图）

支座反力R＝（6.72*4）/2=13.44KN

最大跨中弯距Mmax＝13.44*0.4-6.72*0.4＝2.69KN.m

σmax＝Mmax/W＝2.69*106/1.92*105＝12.9MPa＜[σw]=13.0MPa合格

剪应力τ=QSx/Ixδ=13.44×103×1.5/12×12×10-4=1.4MPa≤[τ]=1.4MPa

刚度：

实际只需验算第一次浇筑砼时的刚度即可。

按最大支座反力布载模式计算：

集中荷载:

P=6.72*4-1.4*（2.5+2.0+2.0）*0.2*0.6=25.79kN/m

f＝Pl3/（48EI）＝（25.79*0.9/1.4）*1000*8003/（48*10*103*1.15*107）

＝1.54mm＜[f0]＝800/400＝2.0mm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0.8米计算）：

P1=（1.2*（35.6+3.56）+1.4*（2.5+2.0+2.0））*0.6*0.8+0.09*0.8=27.0kN

安全起见满堂式碗扣支架按7米高计，其自重为：

g=7*0.033=0.23KN

单根立杆所承受的最大竖向力为：

N=27.0+0.23=27.23kN

立杆稳定性：

横杆步距1.7m，按高支模查表得k1=1.163，k2=1.014，

故立杆计算长度为：

l0=k1k2（h+2a）=1.163×1.014×1.9=2.24m。

长细比λ=l0/i=2120/15.9=141

查表知折减系数φ=0.34，则：

强度验算：

σ＝N/φA=27.23×1000/（424×0.34）=188.9MPa＜[σ]=205MPa合格

（5）地基承载力不需再进行验算。

5.2.5侧模验算

侧模采用δ＝18mm的木胶板,横向背带采用间距0.2米的8*8cm方木,竖向带采用间距0.6米的8*12cm方木。

混凝土侧压力：

PM=0.22γt0β1β2v1/2

式中：

γ—混凝土的自重密度，取25KN/m3；

t0—新浇混凝土的初凝时间，可采用t0＝200/（T+15）,T为砼是温度℃，取5.7；

β1—外加剂影响修正系数取1.2；

β2—砼坍落度影响修正系数取1.15；

v—混凝土浇注速度（m/h）,取0.4

PM=0.22*25*5.7*1.2*1.15*0.41/2=27.36KN/m2

有效压头高度：

h=PM/γ=27.36/25=1.09

振捣砼对侧面模板的压力：

4.0KPa

水平荷载：

q=1.2*27.36*1.09/2+1.4*4.0=23.49kN/m

此水平力较腹板竖向力少得多，侧模和纵横向背带以及斜撑钢管均可以满足要求不需再进行验算。

另外为防止立柱钢管（弯压构件）失稳，需用通向箱梁中心方向的斜钢管（与多数立柱钢管连接以减少立柱钢管承受的水平荷载）与立柱钢管连接平衡其反力，从而保证支架水平方向稳定。

5.4剪刀撑按规范要求设置即可，不需验算。

剪刀撑按纵、横向各5米设置一道，每道需连续布设。

5.5预拱度设置

主梁跨中预拱度值按设计要求留设1cm。

六、支架的预压

为保证箱梁砼结构的质量，钢管脚手架支撑搭设完毕铺设底模板后必须进行预压处理，以消除支架、支撑方木和模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响，同时取得支架弹性变形的实际数值，作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考。

在施工箱梁前需进行支架预压和地基压缩试验。

预压方法依据箱梁砼重量分布情况，在搭好的支架上的堆放与梁跨荷载等重的砂袋（梁跨荷载统一考虑安全系数为1.2），预压时间视支架地面沉