内河码头现浇板梁结构安全专项施工方案.docx
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内河码头现浇板梁结构安全专项施工方案
目录
一、工程概况2
二、施工难点及特点分析2
三、总体施工方案2
四、钢筋工程19
五、模板工程23
六、砼工程25
七、劳动力、设备、材料配备计划26
八、安全、文明施工及环境保护的措施28
九、模板整体倒塌应急预案29
浙能嘉兴独山煤炭中转码头项目内港池和内河码头工程
岛堤上部板梁现浇结构(安全)施工方案
一、工程概况
根据设计调整后新版施工图,岛堤第四分段处增加了数量较多的现浇板梁结构,岛堤区域地质情况为淤泥质粉质粘土,地基承载能力相对较差。
目前岛堤四周施工道路已施工完成,具备重型车辆通行条件。
岛堤区域土方开挖工程基本完成,基底高程为-2.8m,现浇梁底高程为1.4m,岛堤铺装层顶高程3.2m。
二、施工难点及特点分析
1、岛堤上部结构现浇板梁的施工进度直接制约总工期目标的实现。
工期紧、任务重。
短期内需投入数量较多的模板、木档、支撑钢管、扣件等周转性材料。
根据原岛堤上部结构施工方案,岛堤上部结构模板等周转材料的周转次数按5次考虑,因新版施工图增加了数量较多的现浇梁板结构,在满足总工期的前提下,模板等周转材料的周转次数最多只能按2次考虑。
施工成本高,经济效益差。
2、岛堤地基承载能力差,不具备支架直接搭设的条件,支架搭设前需进行地基处理,工序多,施工进度慢。
3、支架搭设高度近6m,高空作业安全风险大。
安全管控难度大,任务重。
三、总体施工方案
岛堤上部结构板梁结构浇筑支撑体系采用扣件式满堂钢管支撑架,考虑到岛堤地基承载能力差,在脚手架搭设前现在土地基上铺设一层2cm厚的路基钢板进行地基处理。
现浇结构模板采用1.5cm厚木胶板,小楞采用6×8cm方木档,现浇梁板结构支撑体系采用扣件式满堂钢管支撑架,其中现浇梁支撑钢管间距60cm、排距60cm、步距180cm。
现浇板支撑钢管间距80cm、排距80cm、步距180cm。
具体安全验算如下:
梁模板(扣件式)计算书
一、工程属性
新浇混凝土梁名称
现浇梁
新浇混凝土梁计算跨度(m)
5
混凝土梁截面尺寸(mm×mm)
600×1800
新浇混凝土结构层高(m)
6
二、荷载设计
模板及其支架自重标准值G1k(kN/m2)
面板
0.1
面板及小梁
0.3
模板面板
0.5
模板及其支架
0.75
新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m3)
24
钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
梁
1.5
振捣混凝土时产生的荷载标准值Q2k(kN/m2)
对水平面模板取值
2
风荷载标准值ωk(kN/m2)
基本风压ω0(kN/m2)
0.35
非自定义:
0.25
风压高度变化系数μz
0.9
风荷载体型系数μs
0.8
三、模板体系设计
新浇混凝土梁支撑方式
梁侧无板(A)
梁跨度方向立柱间距la(mm)
600
梁两侧立柱间距lb(mm)
1800
步距h(mm)
1800
混凝土梁居梁两侧立柱中的位置
居中
梁左侧立柱距梁中心线距离(mm)
900
梁底增加立柱根数
2
梁底增加立柱布置方式
自定义
梁底增加立柱依次距梁左侧立柱距离(mm)
600,1200
梁底支撑小梁根数
4
梁底支撑小梁一端悬挑长度(mm)
100
设计简图如下:
平面图
立面图
四、面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度(mm)
15
面板抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15
面板弹性模量E(N/mm2)
10000
取单位宽度1000mm,按三等跨连续梁计算,计算简图如下:
W=bh2/6=1000×15×15/6=37500mm3,I=bh3/12=1000×15×15×15/12=281250mm4
q1=0.9max[1.2(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4Q1k,1.35(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.1+(24+1.5)×1.8)+1.4×2,1.35×(0.1+(24+1.5)×1.8)+1.4×0.7×2]×1=57.65kN/m
q1静=0.9×1.35×[G1k+(G2k+G3k)×h]×b=0.9×1.35×[0.1+(24+1.5)×1.8]×1=55.89kN/m
q1活=0.9×1.4×0.7×Q2k×b=0.9×1.4×0.7×2×1=1.76kN/m
q2=(G1k+(G2k+G3k)×h)×b=[0.1+(24+1.5)×1.8]×1=46kN/m
1、强度验算
Mmax=-0.1q1静L2+0.117q1活L2=-0.1×55.89×0.22+0.117×1.76×0.22=0.22kN·m
σ=Mmax/W=0.22×106/37500=5.74N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677qL4/(100EI)=0.677×46×2004/(100×10000×281250)=0.177mm≤[ν]=l/400=200/400=0.5mm
满足要求!
3、支座反力计算
设计值(承载能力极限状态)
R1=R4=0.4q1静l+0.45q1活l=0.4×55.89×0.2+0.45×1.76×0.2=4.63kN
R2=R3=1.1q1静l+1.2q1活l=1.1×55.89×0.2+1.2×1.76×0.2=12.72kN
标准值(正常使用极限状态)
R1'=R4'=0.4q2l=0.4×46×0.2=3.68kN
R2'=R3'=1.1q2l=1.1×46×0.2=10.12kN
五、小梁验算
小梁类型
方木
小梁材料规格(mm)
60×80
小梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15.44
小梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
1.78
小梁弹性模量E(N/mm2)
9350
小梁截面抵抗矩W(cm3)
64
小梁截面惯性矩I(cm4)
256
为简化计算,按四等跨连续梁和悬臂梁分别计算,如下图:
q1=max[4.63+0.9×1.35×((0.3-0.1)×0.6/3+0.5×1.8),12.72+0.9×1.35×(0.3-0.1)×0.6/3]=12.77kN/m
q2=max[3.68+(0.3-0.1)×0.6/3+0.5×1.8,10.12+(0.3-0.1)×0.6/3]=10.16kN/m
1、抗弯验算
Mmax=max[0.107q1l12,0.5q1l22]=max[0.107×12.77×0.62,0.5×12.77×0.12]=0.49kN·m
σ=Mmax/W=0.49×106/64000=7.68N/mm2≤[f]=15.44N/mm2
满足要求!
2、抗剪验算
Vmax=max[0.607q1l1,q1l2]=max[0.607×12.77×0.6,12.77×0.1]=4.65kN
τmax=3Vmax/(2bh0)=3×4.65×1000/(2×60×80)=1.45N/mm2≤[τ]=1.78N/mm2
满足要求!
3、挠度验算
ν1=0.632q2l14/(100EI)=0.632×10.16×6004/(100×9350×2560000)=0.35mm≤[ν]=l/400=600/400=1.5mm
ν2=q2l24/(8EI)=10.16×1004/(8×9350×2560000)=0.01mm≤[ν]=l/400=100/400=0.25mm
满足要求!
4、支座反力计算
梁头处(即梁底支撑小梁悬挑段根部)
承载能力极限状态
Rmax=max[1.143q1l1,0.393q1l1+q1l2]=max[1.143×12.77×0.6,0.393×12.77×0.6+12.77×0.1]=8.76kN
同理可得,梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R1=R4=3.96kN,R2=R3=8.76kN
正常使用极限状态
R'max=max[1.143q2l1,0.393q2l1+q2l2]=max[1.143×10.16×0.6,0.393×10.16×0.6+10.16×0.1]=6.97kN
同理可得,梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R'1=R'4=3.31kN,R'2=R'3=6.97kN
六、主梁验算
主梁类型
钢管
主梁材料规格(mm)
Ф48×3.5
可调托座内主梁根数
1
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
主梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
主梁截面惯性矩I(cm4)
12.19
主梁截面抵抗矩W(cm3)
5.08
主梁自重忽略不计,计算简图如下:
1、抗弯验算
主梁弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=1.037×106/5080=204.18N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、抗剪验算
主梁剪力图(kN)
Vmax=8.76kN
τmax=2Vmax/A=2×8.76×1000/489=35.83N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
3、挠度验算
主梁变形图(mm)
νmax=1.12mm≤[ν]=l/400=600/400=1.5mm
满足要求!
七、立柱验算
钢管类型
Ф48×3
立柱截面面积A(mm2)
424
回转半径i(mm)
15.9
立柱截面抵抗矩W(cm3)
4.49
抗压强度设计值f(N/mm2)
205
λ=h/i=1800/15.9=113.21≤[λ]=150
长细比满足要求!
查表得,φ=0.54
1、风荷载计算
Mw=0.92×1.4×ωk×la×h2/10=0.92×1.4×0.25×0.6×1.82/10=0.06kN·m
2、稳定性计算
根据《建筑施工模板安全技术规范》公式5.2.5-14,荷载设计值q1有所不同:
1)面板验算
q1=0.9×[1.2×(0.1+(24+1.5)×1.8)+0.9×1.4×2]×1=51.95kN/m
2)小梁验算
q1=max{4.18+(0.3-0.1)×0.6/3,11.47+(0.3-0.1)×0.6/3}=11.51kN/m
同上四~六计算过程,可得:
R1=1.05kN,R2=12.6kN,R3=12.6kN,R4=1.05kN
立柱最大受力Nw=max[R1,R2,R3,R4]+Mw/lb=max[1.05,12.6,12.6,1.05]+0.06/1.8=12.63kN
f=N/(φA)+Mw/W=12628.69/(0.54×424)+0.06×106/4490=67.03N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
八、底托扣件验算
双扣件容许值[N](kN)
16
由"主梁验算"一节计算可知支座最大受力N=max[R1,R2,R3,R4]×1=13.88kN≤[N]=16kN
满足要求!
九、立柱地基基础计算
地基土类型
淤泥土
地基承载力设计值fak(kPa)
60
立柱垫木地基土承载力折减系数mf
1
垫板底面面积A(m2)
0.32
立柱底垫板的底面平均压力p=N/(mfA)=12.63/(1×0.32)=39.46kPa≤fak=60kPa
满足要求!
板模板(扣件式)计算书
一、工程属性
新浇混凝土现浇板名称
现浇板
新浇混凝土现浇板板厚(mm)
400
新浇混凝土现浇板边长L(m)
5
新浇混凝土现浇板边宽B(m)
5
二、荷载设计
施工人员及设备荷载标准值Q1k
当计算面板和小梁时的均布活荷载(kN/m2)
2.5
当计算面板和小梁时的集中荷载(kN)
2.5
当计算主梁时的均布活荷载(kN/m2)
1.5
当计算支架立柱及其他支承结构构件时的均布活荷载(kN/m2)
1
模板及其支架自重标准值G1k(kN/m2)
面板自重标准值
0.1
面板及小梁自重标准值
0.3
现浇板模板自重标准值
0.5
模板及其支架自重标准值
0.75
新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m3)
24
钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
1.1
风荷载标准值ωk(kN/m2)
基本风压ω0(kN/m2)
0.35
非自定义:
0.25
风压高度变化系数μz
0.9
风荷载体型系数μs
0.8
三、模板体系设计
模板支架高度(m)
6
立柱纵向间距la(mm)
800
立柱横向间距lb(mm)
800
水平拉杆步距h(mm)
1800
立柱布置在混凝土板域中的位置
中心对称
立柱距混凝土板短边的距离(mm)
100
立柱距混凝土板长边的距离(mm)
100
主梁布置方向
平行现浇板长边
小梁间距(mm)
300
小梁距混凝土板短边的距离(mm)
100
小梁两端各悬挑长度(mm)
100,100
设计简图如下:
模板设计平面图
模板设计剖面图(现浇板长向)
模板设计剖面图(现浇板宽向)
四、面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度(mm)
15
面板抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15
面板弹性模量E(N/mm2)
10000
根据《建筑施工模板安全技术规范》5.2.1"面板可按简支跨计算"的规定,另据现实,现浇板面板应搁置在梁侧模板上,因此本例以简支梁,取1m单位宽度计算。
计算简图如下:
W=bh2/6=1000×15×15/6=37500mm3,I=bh3/12=1000×15×15×15/12=281250mm4
1、强度验算
q1=0.9max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k,1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.1+(1.1+24)×0.4)+1.4×2.5,1.35×(0.1+(1.1+24)×0.4)+1.4×0.7×2.5]×1=14.53kN/m
q2=0.9×1.35×G1K×b=0.9×1.35×0.1×1=0.12kN/m
p=0.9×1.3×0.7×Q1K=0.9×1.4×0.7×2.5=2.2kN
Mmax=max[q1l2/8,q2l2/8+pl/4]=max[14.53×0.32/8,0.12×0.32/8+2.2×0.3/4]=0.17kN·m
σ=Mmax/W=0.17×106/37500=4.45N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
q=(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=(0.1+(1.1+24)×0.4)×1=10.14kN/m
ν=5ql4/(384EI)=5×10.14×3004/(384×10000×281250)=0.38mm≤[ν]=l/400=300/400=0.75mm
满足要求!
五、小梁验算
小梁类型
方木
小梁材料规格(mm)
60×80
小梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15.44
小梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
1.78
小梁弹性模量E(N/mm2)
9350
小梁截面抵抗矩W(cm3)
64
小梁截面惯性矩I(cm4)
256
因[B/lb]取整=[5000/800]取整=6,按四等跨连续梁计算,又因小梁较大悬挑长度为100mm,因此需进行最不利组合,计算简图如下:
1、强度验算
q1=0.9max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k,1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9×max[1.2×(0.3+(1.1+24)×0.4)+1.4×2.5,1.35×(0.3+(1.1+24)×0.4)+1.4×0.7×2.5]×0.3=4.43kN/m
因此,q1静=0.9×1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=0.9×1.35×(0.3+(1.1+24)×0.4)×0.3=3.77kN/m
q1活=0.9×1.4×0.7×Q1k×b=0.9×1.4×0.7×2.5×0.3=0.66kN/m
M1=0.077q1静L2+0.1q1活L2=0.077×3.77×0.82+0.1×0.66×0.82=0.23kN·m
q2=0.9×1.35×G1k×b=0.9×1.35×0.3×0.3=0.11kN/m
p=0.9×1.4×0.7×Q1k=0.9×1.4×0.7×2.5=2.2kN/m
M2=0.077q2L2+0.21pL=0.077×0.11×0.82+0.21×2.2×0.8=0.38kN·m
M3=max[q1L12/2,q2L12/2+pL1]=max[4.43×0.12/2,0.11×0.12/2+2.2×0.1]=0.22kN·m
Mmax=max[M1,M2,M3]=max[0.23,0.38,0.22]=0.38kN·m
σ=Mmax/W=0.38×106/64000=5.87N/mm2≤[f]=15.44N/mm2
满足要求!
2、抗剪验算
V1=0.607q1静L+0.62q1活L=0.607×3.77×0.8+0.62×0.66×0.8=2.16kN
V2=0.607q2L+0.681p=0.607×0.11×0.8+0.681×2.2=1.55kN
V3=max[q1L1,q2L1+p]=max[4.43×0.1,0.11×0.1+2.2]=2.22kN
Vmax=max[V1,V2,V3]=max[2.16,1.55,2.22]=2.22kN
τmax=3Vmax/(2bh0)=3×2.22×1000/(2×80×60)=0.69N/mm2≤[τ]=1.78N/mm2
满足要求!
3、挠度验算
q=(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=(0.3+(24+1.1)×0.4)×0.3=3.1kN/m
跨中νmax=0.632qL4/(100EI)=0.632×3.1×8004/(100×9350×2560000)=0.34mm≤[ν]=l/400=800/400=2mm
悬臂端νmax=qL4/(8EI)=3.1×1004/(8×9350×2560000)=0mm≤[ν]=l1/400=100/400=0.25mm
满足要求!
六、主梁验算
主梁类型
钢管
主梁材料规格(mm)
Ф48×3
可调托座内主梁根数
1
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
主梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
主梁截面惯性矩I(cm4)
10.78
主梁截面抵抗矩W(cm3)
4.49
1、小梁最大支座反力计算
Q1k=1.5kN/m2
q1=0.9max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k,1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.5+(1.1+24)×0.4)+1.4×1.5,1.35×(0.5+(1.1+24)×0.4)+1.4×0.7×1.5]×0.3=4.24kN/m
q1静=0.9×1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=0.9×1.35×(0.5+(1.1+24)×0.4)×0.3=3.84kN/m
q1活=0.9×1.4×Q1k×b=0.9×1.4×1.5×0.3=0.57kN/m
q2=(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=(0.5+(1.1+24)×0.4)×0.3=3.16kN/m
承载能力极限状态
按四跨连续梁,Rmax=(1.143q1静+1.223q1活)L=1.143×3.84×0.8+1.223×0.57×0.8=4.07kN
按悬臂梁,R1=q1l=4.24×0.1=0.42kN
R=max[Rmax,R1]=4.07kN;
同理,R'=2.71kN,R''=2.71kN
正常使用极限状态
按四跨连续梁,Rmax=1.143q2L=1.143×3.16×0.8=2.89kN
按悬臂梁,R1=Rmaxl=2.89×0.1=0.29kN
R=max[Rmax,R1]=2.89kN;
同理,R'=1.93kN,R''=1.93kN
2、抗弯验算
计算简图如下:
主梁弯矩图(kN·m)
Mmax=0.92kN·m
σ=Mmax/W=0.92×106/4490=204.76N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
3、抗剪验算
主梁剪力图(kN)
Vmax=6.38kN
τmax=2Vmax/A=2×6.38×1000/424=30.08N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
4、挠度验算
主梁变形图(mm)
νmax=1.07mm
νmax=1.07mm≤[ν]=2mm
满足要求!
七、立柱验算
钢管类型
Ф48×3
立柱截面面积A(mm2)
424
立柱截面回转半径i(mm)
15.9
立柱截面抵抗矩W(cm3)
4.49
抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
λ=h/i=1800/15.9=114≤[λ]=150
满足要求!
查表得,φ=0.51
Mw=0.92×1.4ωklah2/10=0.92×1.4×0.22×0.8×1.82/10=0.06kN·m
Nw=0.9[1.2ΣNGik+0.9×1.4Σ(NQik+Mw/lb)]=0.9×[1.2×(0.75+(24+1.1)×0.4)+0.9×1.4×1]×0.8×0.8+0.92×1.4×0.06/0.8=8.27kN
f=Nw/(φA)+Mw/W=8273.8/(0.51×424)+0.06×106/4490=52.25N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
八、底托扣件验算
双扣件承载力容许值[N](kN)
16
按上节计算可知,支座受力N=8.27kN≤[N]=16kN
满足要求!
九、立柱地基基础验算
地基土类型
淤泥土
地基承载力设计值fak(kPa)
70
立柱垫木地基土承载力折减系数mf
1
垫板底面面积A(m2)
0.64
立柱底垫板的底面平均压力p=N/(mfA)=8.27/(1×0.64)=12.93kPa≤fak=70kPa
满足要求!
四、钢筋工程
上部现浇板梁结构钢筋加工安装数量大,钢筋进料后,经母材复检、焊接试验合格后,在钢筋车间进行下料、弯曲成型或焊接加工,运至施工现场绑扎、安装成型。
现场预制场利用手推车直接运送安装。
运输时要做好标志牌,防止钢筋在转运过程中混乱。
1、钢筋材质要求
钢筋规格、材质按设计要求采购,采购的厂