现浇箱梁支架方案2.docx

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现浇箱梁支架方案2

贵州省遵义至毕节高速公路

第5合同段

白腊坎立交枢纽B2、C1#匝道桥支架方案

编制：

复核：

审核：

中铁五局集团第一工程有限责任公司

遵毕5标项目经理部

二○一○年八月二日

白腊坎立交枢纽C1#、B2#匝道桥支架方案

一、工程概况

C匝道1号桥位于白腊坎互通枢纽立交区内，中心桩号为CK0+075.831，跨径布置为：

4×35m变截面预应力混凝土等高连续箱梁，梁高为2.2m，箱梁顶板宽10.91～19.24m，底板宽5.91～14.24m，翼板悬臂长度2.5m，箱梁顶、底板厚度在支点处为45cm，其余梁段为25cm，渐变段长度为4m；腹板宽度在支点附近梁段范围内位80cm，跨中附近梁段范围内腹板宽度为50cm，渐变段长度为4m。

箱梁中支点处设置中横梁（2m），边支点处设置端横梁（1.5m）。

详细断面见下图。

B匝道2号桥现浇梁横桥向为等截面，其它局部结构型式基本与C匝道1号桥相同，在此不再进行赘述。

二、总体施工方案

B匝道2号桥与C匝道1号桥拟采用同样的支架形式，在支架设计及验算时以C1桥相关参数为基础。

根据C匝道1号桥桥址地形，第1～2跨地势相对较平坦、第3跨为白腊坎河滩地、第4跨为山坡地形，为保证施工进度及施工安全，确定1～3跨采用WDJ碗口式杆件搭设满堂支架，第4跨采用钢管柱、工字钢、方木及满堂架等构件一起搭设联合支架体系。

三、WDJ碗口式支架方案

1、地基处理方案

第1～2跨所在位置覆盖土层厚度约为1m,采用挖掘机及推土机清除地表表土，人工配合填铺碎石将地表整平、压实确保地基承载力达到要求；支架范围地基采用10cm厚C15砼作为防水封层兼做支架基础、支架周边挖设50*50cm的排水沟（砂浆抹面），保证排水通畅，防止雨水浸泡地基，避免碗扣支架产生不均匀沉降。

第3跨为白腊坎河滩地，为保证支架安全，必须进行基底换填并采用过水圆管涵排水，其它处理措施按1～2跨执行。

2、支架搭设方案

2.1施工准备

1）测量放样

支架搭设前测量人员用全站仪放出箱梁在地基上的竖向投影中线，并用白灰撒上标志线；然后根据投影中线及支架布设方案定出支架布设线，同样用白灰作出标志。

2）支架支垫安设

根据支架立杆位置标志性安设厚5cm、宽20cm的木板支垫，支垫必须放置平整、不得悬空，可用砂砾或其它可靠方式进行找平。

3）杆件验收

每批支架材料进场时，必须有材质检验合格证；支架各类杆件进场后，各相关部门人员要根据支架方案对杆件、支架平台方木及模板的材质等各项参数进行验收，对于不合格的材料必须清除施工现场。

2.2满堂支架杆件布设方案

1）杆件形式的选择

满堂支架均采用Φ48×3.5WDJ碗口式杆件，立杆采用LG30、LG60、LG90、LG240四种，水平杆采用HG30、HG60、HG90三种，其它加固杆件如抛撑、水平或竖向剪刀撑等采用6m钢管，可调节丝杆（上下托）采用SXT-38、SST-38。

2）杆件布设参数的选择

底板（除腹板）、翼板处支架立杆按90×90间距布设，腹板处支架立杆采用90×30间距布设，中横梁、端横梁及渐变段处支架立杆按60×60间距布设（以上杆件布设均按顺桥向间距×横桥向间距进行描述）。

支架横杆步距均采用1.2m，但支架高度在8～20m时，应在最顶步距两水平拉杆中间应加设一道水平横杆，当支架高大于20m时，应在最顶两步距水平拉杆中间应分别增加一道水平拉杆；纵有水平横杆的端部均应与墩柱顶紧顶牢。

扫地杆高度不大于20cm，上托悬臂长度不大于20cm，同时最顶层水平杆至上托顶面高度不超过60cm。

3）支架搭设

碗口式杆件底部设置底座，顶部设置顶托。

支架立杆严格按照既定参数进行，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，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宜小于500mm。

支架竖向杆件除采用水平杆连成整体外，还采用剪刀撑和抛撑的方式加强其稳定性。

剪刀撑决定采用水平及竖向两种方式并行，竖向支架剪刀撑跨越立杆的根数应超过5根，与地面的倾角为45°～60°之间，纵向剪刀撑沿横向每隔4排支架立杆设置一道，横向剪刀撑沿纵向每隔6排设置一道，在箱梁侧模、端横梁、中横梁范围内适当加密；在支架高度方向每6m加设一道水平剪刀撑，其杆件与支架杆件至少每3根采用旋转扣件加一道约束。

现浇箱梁侧模采用斜撑钢管加固，直接支撑在满堂架杆件上，为避免支架杆件受弯曲破坏或支架侧向失稳，在加密剪刀撑的基础上，应在箱梁两侧支架加设抛撑，抛撑每4m加设一道。

支架搭设示意图见下页，详细的布置图见附图。

4）平台构成

待支架搭设后，在顶托上铺设横向15×10cm方木（立放）作为满堂架平台（即箱梁底模下承平台，由满堂架、纵向方木、横向方木及竹胶板组成）的横梁，纵向间距为0.9m，方木长度为6m；在横梁方木上布置纵向10×10cm方木作为满堂架平台纵梁，横向间距为0.2m，纵向方木长度为6m；最后在纵向方木上铺设竹胶板作为现浇箱梁的底模。

支架高度小于8m

支架高度8~20m

支架高度大于20m

四、钢管柱、工字钢及满堂架联合支架体系方案

本桥第四跨需跨越山坡地形，为保证施工进度及施工安全，本段采用钢管柱、排架墩、工字钢、槽钢、方木及满堂架等构件一起搭设联合支架体系跨越。

钢管柱直径为400mm，厚度为11mm，钢管柱长度为5.0m，钢管柱横向间距（净距）为2.5m，排距即跨径10m（钢管柱中心间距）；临时支墩基础采用C30混凝土（暂设），长为19.2m、宽为0.7m、厚为0.7m。

钢管柱顶部横向采用3I45b工字钢并列布置作为单排钢管柱间的上横向水平联以将单排钢管柱连成整体，工字钢与钢管柱顶钢板采用焊接连接并于两侧采用角钢限位，并排三根工字钢每隔1.05m上下均采用钢板连成整体；同时，采用[20b槽钢做为单排钢管柱间的剪刀撑以提高单排钢管柱整体稳定性。

联合支架平台采用2I45b工字钢并列纵向布置作为平台纵梁兼做钢管柱纵向上水平联，纵向工字钢与横向工字采用焊接连接并于两侧采用角钢限位，并排两根纵向工字钢每隔3m上下均采用钢板连成整体，纵向工字钢桥梁横向排距底模处为0.6m、腹板处为0.4m（中心间距）。

纵向工字钢上横铺15*10方木作为联合支架平台横梁兼做纵向工字钢的上水平联，方木与纵向工字钢采用ф8钢筋连接以将其连成整体；方木间距为0.9m，跨径为0.6m。

待联合支架平台体系及平台布设完毕后，采用直径WDJ碗口式杆件搭设满堂架，满堂架的搭设参数采用上述“WDJ碗口式支架方案”。

钢管柱、工字钢及满堂架联合支架体系构成详见附图（共6张）。

五、支架体系验算

1、荷载标准值计算

现浇箱梁底模及支架每平方米所各项荷载的标准值计算如下：

①钢筋混凝土容重为26KN/m³：

2.2×26KN/m2=57.2KPa

②施工人员、料具等：

2.5KPa

③振捣混凝土产生的荷载：

2.0KPa

以上数据查《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）第309页

内模及支架自重：

313+60+810=1.183KPa

⑤钢模板自重：

500N/㎡查《建筑材料手册》第94页

⑥顶托纵、横向方木自重分别为：

0.43KPa、0.64KPa查《建筑施工计算手册》第934页（方木单位重量：

641KG/m3，计算时考虑含水量取641×2=1282KG/m3）

⑦钢管架自重荷载：

11.7KPa（联合支架平台WDJ杆件,按11m、60×60cm布置计算）

⑧联合支架横向方木自重荷载：

0.641KPa查《建筑施工计算手册》第934页（按11m、60×60cm布置计算）

⑨纵向工字钢自重荷载：

5.83KPa查《路桥施工计算手册》第796页

⑩横向工字钢自重荷载：

0.262KPa查《路桥施工计算手册》第796页

2、现浇梁底模（1.2cm厚竹胶板）受力验算）

1）竹胶板的力学性能

弹性模量E=6.0×103Mpa查《道路建筑工程材料手册》第422页

抗拉强度f=60Mpa查《道路建筑工程材料手册》第422页

竹胶板横向铺设，计算宽度按1.2m、计算跨径按0.2m计。

2）现浇梁底模验算模型

现浇梁底模验算模型采用简支梁形式，详见下图。

3）强度验算

q=p×a=（2.2×26+2.5+2+1.183+0.5）×1.2=76.1kN/m（钢筋混凝土自重荷载+施工荷载+捣固棒振捣荷载+混凝土倾倒荷载+模板自重荷载）

Mmax=q×L2/8=76.1×0.2²/8=0.4kN·m

I=1/12bh³=1/12×1.2×0.012³=1.7×10-7m4

W=1/6bh²=1/6×1.2×0.012²=2.9×10-5m³

σmax=Mmax/W=0.40×106/（2.9×10-5×109）=13.8N/mm2

4）挠度验算

ωmax=5qL4/384EI=5×（26×2.2+1.183+0.5）×0.9×（0.2×10³）4/（384×6.0×103×1.7×10-7×1012）=1.4mm﹥L/400=0.5mm

按照上述计算其变形不能满足规范要求，但实际情况应是砼

厚度2.2m（中横梁、端横梁、中腹板处）、0.5m（内模底板）对应的竹胶板计算宽度应分别为0.6m、0.9m，同时，竹胶板的摆放实际应可按连续梁进行计算，如按上述受力模型计算是可满足变形要求的。

3、满堂架平台纵梁方木（10×10cm方木）受力验算

1）纵向方木平面布置情况

方木跨径为0.9m，横向间距均为0.2m，方木立向摆放。

2）方木的力学性能

松木弹性模量E=1×104Mpa查《建筑施工计算手册》第934页

松木抗拉强度f=8.5Mpa查《建筑施工计算手册》第934页

3）满堂架平台纵梁方木验算模型

满堂架平台纵梁方木验算模型采用简支梁形式，详见下图。

4）强度验算

q=p×a=（2.2×26+2.5+2+1.183+0.5+0.64）×0.2=12.8kN/m（混凝土自重+施工荷载+捣固棒振捣荷载+混凝土倾倒荷载+钢模板自重+纵向方木自重）

Mmax=q×L2/8=12.8×0.9²/8=1.3kN·m

I=1/12bh³=1/12×0.10×0.10³=8.3×10-6m4

W=1/6bh²=1/6×0.10×0.10²=1.67×10-4m³

σmax=Mmax/W=1.3×106/（1.67×10-4×109）=7.8N/mm2

5）挠度验算

ωmax=5qL4/384EI=5×12.8×（0.9×10³）4/（384×104×8.3×10-6×1012）=1.35mm

因此变形能满足规范要求。

4、满堂架平台横梁方木（10×15cm方木）受力验算

1）横梁方木平面布置情况

方木内模处跨径为0.9m、腹板及端中横梁处跨径为0.6m，对应纵向间距分别为0.9m、0.6m，方木立向放置。

2）方木的力学性能

松木弹性模量E=1×104Mpa查《建筑施工计算手册》第934页

松木抗拉强度f=8.5Mpa查《建筑施工计算手册》第934页

3）满堂架平台横梁方木验算模型

满堂架平台横梁方木验算模型采用简支梁形式，详见下页图。

4）强度验算

（1）内模处

q=p×a=（26×0.5+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43）×0.9=18.2kN/m

（混凝土自重+施工荷载+捣固棒振捣荷载+钢模板自重+纵向方木自重+横向方木自重）

Mmax=q×L2/8=18.2×0.9²/8=1.84kN·m

I=bh³/12=1/12×0.10×0.15³=2.81×10-5m4

W=bh²/6=1/6×0.10×0.15²=3.75×10-4m³

σmax=Mmax/W=1.84×106/（3.75×10-4×109）=4.9N/mm2

≤f=8.5Mpa,因此能满足受力要求。

（2）、端横梁及中横梁处

q=p×a=（26×2.2+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43）×0.6=38.6kN/m（混凝土自重+施工荷载+捣固棒振捣荷载+混凝土倾倒荷载+钢模板自重+纵向方木自重）

Mmax=q×L2/8=38.6×0.6²/8=1.74kN·m

σmax=Mmax/W=1.74×106/（3.75×10-4×109）=4.6N/mm2

5）挠度验算

（1）内模处

ωmax=5qL4/384EI=5×18.2×（0.9×10³）4/（384×104×2.81×10-5×1012）=0.6mm

（2）腹板、端横梁及中横梁处

ωmax=5qL4/384EI=5×58.0×（0.6×10³）4/（384×104×2.81×10-5×1012）=0.3mm

因此变形能满足规范要求。

5、满堂架碗扣式杆件验算（必须采用底座，否则会插入方木）

1）荷载布置

（1）箱梁自重按均布荷载布置。

（2）钢模板、纵向方木、钢管杆件（未考虑扣件重量）均按均布荷载布置。

（3）所有施工荷载考虑到钢筋骨架及支架体系组成，按均布荷载布置。

（4）杆件平面布置情况，内模处为0.9×0.9，腹板、端横梁及中横梁处为0.6×0.6。

2）受力计算

每根杆件承受的竖直力（杆件高度按14m计算）

（1）内模处：

P={0.5×26+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43+[（14×4+13×0.9×4）×6.2×10]/（1000×0.9×0.9）}×0.9×0.9=22.8KN

（2）端横梁、腹板及变截面处：

P={2.2×26+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43+[（14×4+13×0.6×4）×6.2×10]/（1000×0.6×0.6）}×0.6×0.6=28.6KN

查相关计算资料（华宇伟业WDJ碗扣型多功能脚手架概述），碗扣式杆件横杆步距为1.2m时，每根立杆的设计荷载为30KN，故碗扣式杆件承压强度满足设计和规范要求。

另外，按照普通钢管架验算，以上支架布置形式亦可满足支架本身的强度及稳定性要求。

6、联合支架平台横梁方木（10×15cm方木）受力验算

1）联合支架平台横梁方木验算模型

联合支架平台横梁方木验算模型采用简支梁形式，详见下页图。

2）强度验算

P=p×a×b=（26×2.2+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43+11.7+0.641）×0.9×0.9=62.2kN

Mmax=P×L2/4=62.2×0.3²/4=1.40kN·m（按净跨径计算）

I=1/12bh³=1/12×0.10×0.15³=2.8×10-5m4

W=1/6bh²=1/6×0.10×0.15²=3.75×10-4m³

σmax=Mmax/W=1.40×106/（3.75×10-4×109）=3.73N/mm2

3）挠度验算

ωmax=PL3/48EI=62.2×10³×（0.3×10³）3/（384×104×2.8×10-5×1012）=0.02mm

因此变形能满足规范要求。

7、纵向工字钢（I45b）验算

1）荷载布置

（1）箱梁自重按箱梁横断面高度均为2.2m计算，即按2.2×2.6=57.2KN/m2的均布荷载布置。

（2）纵向方木、钢管杆件、横向方木、纵向工字钢均按均布荷载布置。

（3）所有施工荷载考虑到钢筋骨架及支架体系组成，按均布荷载布置。

2）临时桥墩之间跨径为10m（计算跨径即中对中距离）

3）纵向工字钢的力学性能及布置情况

纵向工字钢采用双根I45b工字钢

纵向工字钢横向间距内模处为0.6m、腹板及端中横梁处为0.4m，纵向工字钢跨径为10m。

弹性模量E=2.1×105MPa查《路桥施工计算手册》第787

抗弯、拉强度设计值f=145MPa查《路桥施工计算手册》第787页

I=33759cm4W=1500.4cm3查《路桥施工计算手册》第796页

4）联合支架平台纵梁工字钢验算模型

联合支架平台纵梁工字钢验算模型采用简支梁形式，详见下图。

5）抗弯强度验算

（1）内模处

纵向工字钢强度按简支梁验算

q=p×a=（26×0.5+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43+11.7+0.641+

5.83）×0.6/2=13.9kN/m（混凝土自重+施工荷载+捣固棒的振荷载+钢模板自重+纵向方木自重+横向方木自重+钢管架自重+横向方木自重+纵向工字钢自重）

Mmax=q×L2/8=13.9×102/8=173.8kN·m

σmax=Mmax/W=173.8×106/（1500.4×103）=116Mpa

强度满足设计和规范要求。

（2）腹板及端中横梁处

纵向工字钢强度按简支梁验算

q=p×a=（26×2.2+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43+11.7+0.641+

5.83）×0.4/2=16.5kN/m（混凝土自重+施工荷载+捣固棒的振荷载+钢模板自重+纵向方木自重+横向方木自重+钢管架自重+横向方木自重+纵向工字钢自重）

Mmax=q×L2/8=16.5×102/8=206.3kN·m

σmax=Mmax/W=206.3×106/（1500.4×103）=138Mpa

强度满足设计和规范要求。

6）挠度验算

（1）内模处

ωmax=5qL4/384EI=5×13.9×（10×103）4/（384×2.1×105

×33759×104）=25.5mm＞L/400=25mm

（2）腹板处

ωmax=5qL4/384EI=5×16.5×（10.9×103）4/（384×2.1×105

×33759×104）=30.3mm＞L/400=25mm

因此变形不能满足规范要求，但此为最不利考虑，按实际情况

可满足要求。

8、钢管柱上水平联横向工字钢（I45b）验算

1）荷载布置

（1）箱梁自重按箱梁横断面高度均为2.2m计算，即按2.2×2.6=57.2KN/m2的均布荷载布置。

（2）箱梁自重、纵向方木、钢管杆件、横向方木、纵向工字钢及横向工字钢均按均布荷载布置。

（3）所有施工荷载考虑到钢筋骨架及支架体系组成，按均布荷载布置。

2）横向工字钢跨径为2.5m

3）横向工字钢的力学性能及布置情况

横向工字钢采用三根并排I45b工字钢

横向工字钢横向间距为10m

弹性模量E=2.1×105MPa查《路桥施工计算手册》第787页

抗弯、抗拉强度设计值f=145Mpa查《路桥施工计算手册》第787页

I=33759cm4W=1500.4cm3查《路桥施工计算手册》第796页

4）钢管柱上水平联横向工字钢（I45b）验算模型

钢管柱上水平联横向工字钢验算模型采用简支梁形式，详见下图。

5）抗弯强度验算

横向工字钢强度验算按单跨简支验算

q=p×a=（26×2.2+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43+11.7+0.641+

5.83+0.262）×10/3=276.3kN/m（混凝土自重+施工荷载+捣固棒的振荷载+钢模板自重+纵向方木自重+横向方木自重+钢管架自重+横向方木自重+纵向工字钢自重+横向工字钢自重）

Mmax=q×L2/8=276.3×2.52/8=215.9kN·m

σmax=Mmax/W=215.9×106/1500.4×103=144Mpa

因此强度能满足规范要求。

6）挠度验算

ωmax=5qL4/384EI=5×215.9×（2.5×103）4/（384×2.1×105

×33759×104）=1.54mm

因此变形能满足规范要求。

9、钢管柱（φ400mm厚11mm钢管）验算

As、fs：

分别为钢管的横截面和抗拉强度

Ac、fc：

分别为填心砂的横截面和抗压承载力

ψ、ψ0：

分别为钢管的长细比和偏心率影响的承载力折减系数

e0为轴向作用力N的偏心距，r0为填心砂横截面半径

D为钢管外径，Le为柱的等效计算长度，Le=kHH为悬臂柱的长度，k为等效长度系数k=2-1.25e0/r0

D=400mmδ=11mme0/r0=0.35（取平均值）

k=2-1.25e0/r0=2-1.25×0.35=1.56H=5mLe=kH=1.56×5=7.8m

ψ=1-0.115√（Le/D-4）=0.55

ψ0=1/（1+1.85（e0/r0））=0.61

As=（400-11）×3.1415×11=13442mm²

Fs=140Mpa=140N/mm²

Ac=（378/2）²×3.1415=112217mm²

Fc=0.4N/mm²

φ=As×fs/（Ac×fc）=13442×140/（112217×0.4）=41.9

N0=Acfc（1+√φ+φ）=112217×0.4×（1+√41.9+41.9）=221.6t

Nu=N0ψψ0=74.3t

一根钢管柱[（0.5×26+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43+11.7+0.641+

5.83+0.262）×10×2.5+1.7×0.8×10×26]/2=66.0t<74.3t

满足设计及规范要求。

钢管砂桩在不砼条件下的极限承载力

e0/r0

k

Le

ψ

ψ0

Nu

0

2.00

10.00

0.47

1.00

104.15

0.1

1.88

9.38

0.49

0.84

91.63

0.2

1.75

8.75

0.51

0.73

82.49

0.3

1.63

8.13

0.54

0.64

76.95

0.4

1.50

7.50

0.56

0.57

71.32

0.5

1.38

6.88

0.58

0.52

66.77

0.6

1.25

6.25

0.61

0.47

64.06

0.7

1.13

5.63

0.63

0.44

60.83

0.8

1.00

5.00

0.66

0.40

58.97

10、钢管柱基础验算

σmax=P/A=[（0.5×26+2.5+2+1.183+0.5+0.64+0.43+11.7+

0.641+5.83+0.262）×10×19.2+1.7×0.8×10×26×3]/（2×（0.7

×19.2））=308KPa

计算时未考虑应力扩散，地基承载力应不少于308KPa。