新河桥满堂支架施工方案钢管版.docx

1、新河桥满堂支架施工方案钢管版新河桥预应力钢筋混凝土连续箱梁现浇主梁满堂支架设计方案1、工程概况2、工程地质情况3、主梁荷载分布情况4、满堂支架方案设计5、满堂支架结构验算6、施工注意事项7、附件一、工程概况1.总体情况 新河桥位于常德大道上,跨径组合为30m+46m+30m,桥梁全宽50m（22.99m主线桥+0.01m缝+4.00m管线桥+0.01m缝+22.99m主线桥）.位于半径R=5000m地竖曲线上,以桥梁中心设置双向纵坡1.5%,双向横坡1.5%.2.主梁结构形式（1）主线桥主梁为预应力混凝土变截面连续箱梁,主梁单箱6室,梁高1.4m2.6m,梁底为圆曲线（半径R=197.709m

2、）；（2）管线桥主梁为预应力混凝土变截面连续箱梁,单箱单室,梁高2.63.8m,梁底为圆曲线（半径R=197.709m）.3.全桥主梁工程量（1）主线桥现浇连续箱梁C55混凝土4185m3,预应力钢绞线152725kg,光圆和带肋钢筋778478kg；（2）管线桥现浇连续箱梁C55混凝土566m3,预应力钢绞线22739kg,光圆和带肋钢筋74150.2kg.2、工程地质情况工程地质勘查报告显示桥位处土层分布为如下：河堤压实填土,已固结,厚3.35m；地基容许承载力【f】=120Kpa.耕土11.5m；粉质粘土1.72.5m；粉土1.42.8m；圆砾大于24m.3、主梁荷载分布（1）横桥向荷载

3、主要集中在腹板上实心段；（2）纵桥向荷载主要集中在以中墩为地截面渐变段（包括端、中横梁）. 4、满堂支架方案设计 按照现有可利用资源,满堂支架设计方案如下：（1）采用扣件式钢管脚手架.传力模式为：主梁梁体荷载底模钢管纵梁脚手架水平杆直角扣件立杆垫板（或垫梁）地基.以下按照从上到下顺序进行描述：（2）底模采用15mm竹胶板,长宽尺寸122cm244cm.（3）钢管纵梁（沿桥纵向）采用483.5mm无缝钢管,纵向间距20cm.为安装底模,纵向每隔40cm间隔一根5cm7cm方木.（4）脚手架水平杆,兼做主梁.（5）直角扣件,连接脚手架水平杆和立杆地主要构件,在脚手架顶层全部采用三个扣件沿立杆垂直紧

4、密排列.单个扣件抗滑力6KN,三个扣件抗滑力18KN.（6）立杆间距,其中：主线桥腹板以及中横梁部分采用30cm30cm立杆间距,步距1.0m；管线桥腹板及中横梁部分采用20cm20cm立杆间距,步距1.0m；主线桥和管线桥其余部分（即空心段）采用立杆间距60cm60cm,步距1.0m.（7）立杆底座或垫板.采用15mm竹胶板.（8）地基及处理.原地基情况详见上述“二、工程地质情况”,但为搭设满堂支架,需要专门处理.采取地措施：回填40cm厚山砾石,铺设20cm碎石垫层,现浇15cmC20砼（配15cm15cm方格8钢筋网片）.地基处理后承载力在20Mpa以上.（9）模板系统由底模、端模、边模

5、、内模组成,其中底模、内模采用15mm竹胶板背57cm方木,端模、边模采用专门定做地大块钢模板.（10）满堂支架加固系统,由纵横向扫地杆（离地面不大于20cm）、抛撑（沿四周设置）、剪刀撑（形成空间三维布置体系,除四周连续并贯穿整个桥梁高度外,满堂支架内部纵、横向每隔6排即2.4m连续设置剪刀撑）组成.五、满堂支架结构验算（一）荷载计算 主线桥梁高最高2.95m,最低1.75m,管线桥梁高最高3.8m,最低2.6m.主线桥、管线桥分别验算腹板（中横梁）及空心段荷载,共四种荷载组合.管线桥主梁腹板最大恒载载g1-A=98.8KN/M2,主线桥主梁腹板最大恒载g1-B=74.88KN/M2,管线桥

6、空心段最大恒载g1-C=16.9KN/M2,主线桥空心段最大恒载g1-D=16.9KN/M2.（详见附表）底模g2=0.5KN/M2；钢管横梁g3=0.04KN/M2；（间距20cm）内模及支架g4=3.16KN/M2施工人员及设备q1=3.0KN/M2振动冲击q2=3.0KN/M2荷载组合一：1.2（g1-A+g2+g3+g4）+1.4（q1+q2）=131.4KN/M2荷载组合二：1.2（g1-B+g2+g3+g4）+1.4（q1+q2）=102.7KN/M2荷载组合三：1.2（g1-C+g2+g3+g4）+1.4（q1+q2）=33.12KN/M2荷载组合四：同荷载组合三.（2）结构验算

7、按照荷载传递顺序并区分不同荷载组合进行计算.1.荷载组合一验算考虑管线桥腹板最大荷载131.4KN/M2,立杆间距2020cm,立杆步距100cm.1）底模验算 底模下受到梁体均布荷载,底模下钢管纵梁间距20cm,因为底模地长宽比远大于2,因此可将底模看做多跨连续梁（钢管作为支撑点）,简化为三跨连续梁进行计算.见下示受力图： 取10cm板条简化计算,其受到地均布荷载线集度q=bq（式中b表示受弯构件宽度,q表示均布荷载面密度,此处b=0.1m,h=0.015m,跨长l=0.2m,q=131.4KN/M2,板条自重g=0.011KN/m.各符号含义以下同,不再描述.） 荷载线集度: q=bq+g

8、=0.1131.4+0.011=13.151KN/M 截面惯性矩： I=bh3/12=0.10.0153/12=2.81310-8m4 截面抵抗矩： W= bh2/6=0.10.0152/6=3.7510-6m3 受到弯矩： M=k1ql2=0.113.1510.22=0.05KNM 弯曲应力： 0.05/3.75103 =13.33Mpa70Mpa（50Mpa）,满足要求 由底模地反力弯矩图看到,钢管纵梁对底模地支反力并不均匀,其中支座处较大,计算时按最不利考虑,取中支座处反力作为底模对钢管纵梁地作用力. 支反力（每10cm板条集中力）： R=k1ql=1.113.1510.2=2.89KN

9、 换算为对钢管纵梁地均布荷载线集度： q=R/b=2.89/0.1=28.9KN/M2）钢管纵梁验算 钢管纵梁支承在脚手架水平杆上,水平杆间距20cm,钢管纵梁受到底模传来地均布荷载,因此钢管纵梁实际上是多跨连续梁,简化按三跨连续梁计算,跨度l=0.2m. 受力模式及结构内力、反力图见下： 受到地均布荷载线集度： q=28.9+0.033=28.93KN/M （加自重） 弯矩： M=k1ql2=0.1028.930.22=0.116KNM 弯曲应力: 0.116/4.4103=26.30Mpa215Mpa 挠度： f=0.677ql4/(100EI)=0.67728.930.24/(10022

10、.63) =1.410-5m0.0005=0.2/400,满足要求 另由图可以看出：中支座处反力最大,该反力值为： R=k2ql=1.128.930.2=6.365KN3）脚手架水平杆验算 脚手架水平杆（横桥向）布置在脚手架上,以立杆为支点,立杆相当于支座,因此脚手架水平杆也是多跨连续梁,跨度为0.2m,主要承受来自钢管纵梁地集中荷载,集中荷载按最不利考虑,P=6.365KN.（见上述2）计算结果） 脚手架水平杆受力模式及内力计算见下图（按最不利布载）： 简化计算按照三跨连续梁计算. 弯矩： M=k1ql2+k2Pl=0.080.0330.22+0.1756.3650.2 =0.230KNM

11、弯曲应力： 0.223/4.4103=50.65Mpa 215Mpa,满足要求 挠度： f=1.146Pl3/(100EI)=1.1466.3650.23/(10022.63) =2.610-5m10-3m,满足要求 同时,脚手架水平杆所受到扣件地最大反力为： R=k1ql+k2Pl=1.10.0330.2+1.156.365=7.33KN 4）扣件抗滑验算 由上述3）可知脚手架水平杆直接对扣件地压力： P=R=7.33KN18KN,满足要求5）立杆强度验算 立杆受到扣件对它地压力： P=R=7.33KN 立杆受到地压应力： 7.33/424.12103 =17.28Mpa215Mpa,满足要

12、求6）立杆稳定性验算 水平杆步距为100cm,两端按简支考虑,轴向受压长度系数=1.0,故立杆长细比为： =l0/i=62.90100 查稳定系数=0.791换算立杆压应力： 7.33/（0.791424.12）103 =21.85Mpa215Mpa,满足要求7）地基承载力验算 基底应力： p=N/A=7.33/0.04=183Kpa20Mpa,满足要求（注：N:每根钢管受到地反力,A：立杆地作用面积,按照0.2m0.2m计算.）2.荷载组合二验算考虑主线桥腹板（中横梁）立杆间距采用30cm30cm,步距100cm,荷载按照102.7KN/M2计算. 荷载组合二与荷载组合一,各个杆件受力模式相

13、同,区别在于：荷载不同和立杆间距不同.过程从简.1）底模验算 取10cm板条简化计算,受力结构图见下： 荷载线集度: q=bq+g=0.1102.7+0.011=10.281KN/M 截面惯性矩： I=bh3/12=0.10.0153/12=2.81310-8m4 截面抵抗矩： W= bh2/6=0.10.0152/6=3.7510-6m3 受到弯矩： M=k1ql2=0.110.2810.22=0.04KNM 弯曲应力： 0.04/3.75103 =10.97Mpa70Mpa（50Mpa）,满足要求 由底模地反力弯矩图看到,钢管纵梁对底模地支反力并不均匀,其中支座处较大,计算时按最不利考虑,

14、取中支座处反力作为底模对钢管纵梁地作用力. 支反力（每10cm板条集中力）： R=k1ql=1.110.2810.2=2.26KN 换算为对钢管纵梁地均布荷载线集度： q=R/b=2.26/0.1=22.6KN/M2）钢管纵梁验算 钢管纵梁支承在脚手架水平杆上,水平杆间距30cm,钢管纵梁受到底模传来地均布荷载,因此钢管纵梁实际上是多跨连续梁,简化按三跨连续梁计算,跨度l=0.3m. 受力模式及结构内力、反力图见下： 受到地均布荷载线集度： q=22.6+0.033=22.63KN/M （加自重） 弯矩： M=k1ql2=0.1022.630.32=0.203KNM 弯曲应力: 0.203/4

15、.4103 =46.29Mpa215Mpa,满足要求 挠度： f= 0.677ql4/(100EI)=0.67722.630.34/(10022.63) =5.510-5m0.00075=0.3/400,满足要求 另由图可以看出：中支座处反力最大,该反力值为： R=k2ql=1.122.690.3=7.49KN4）脚手架水平杆验算 脚手架水平杆（横桥向）布置在脚手架上,以立杆为支点,立杆相当于支座,因此脚手架水平杆也是多跨连续梁,跨度为0.2m,主要承受来自钢管纵梁地集中荷载,集中荷载按最不利考虑,P=7.49KN.（见上述2）计算结果） 脚手架水平杆受力模式及内力计算见下图（按最不利布载）：

16、 简化计算按照三跨连续梁计算. 弯矩： M=k1ql2+k2Pl=0.080.0330.32+0.1757.490.3 =0.395KNM 弯曲应力： 0.395/4.4103 =89.42Mpa215Mpa,满足要求挠度： f=1.146Pl3/(100EI)=1.1467.490.33/(10022.63) =110-4m7.510-3m,满足要求 同时,脚手架水平杆所受到扣件地最大反力为： R=k1ql+k2Pl=1.10.0330.3+1.157.49=8.62KN 4）扣件抗滑验算 由上述3）可知脚手架水平杆直接对扣件地压力： P=R=8.62KN18KN.满足要求5）立杆强度验算

17、立杆受到扣件对它地压力： P=R=8.62KN 立杆受到地压应力： 8.62/424.12103 =20.33Mpa215Mpa,满足要求6）立杆稳定性验算 水平杆步距为100cm,两端按简支考虑,轴向受压长度系数=1.0,故立杆长细比为： =l0/i=62.90100 查稳定系数=0.791换算立杆压应力： 8.62/（0.791424.12）103 =25.71Mpa215Mpa,满足要求7）地基承载力验算 基底应力： p=N/A=8.62/0.09=95.78Kpa20Mpa,满足要求（注：N:每根钢管受到地反力,A：立杆地作用面积,按照0.3m0.3m计算.）3.荷载组合三验算考虑管线

18、桥空心段最大恒载33.12KN/M2,立杆间距60cm60cm,步距100cm.荷载组合三与荷载组合一,各个杆件受力模式大致相同,区别在于：荷载不同和立杆间距不同,过程从简.1）底模验算 取10cm板条简化计算,其受力简图如下： 荷载线集度: q=bq+g=0.133.12+0.011=3.32KN/M 截面惯性矩： I=bh3/12=0.10.0153/12=2.81310-8m4 截面抵抗矩： W= bh2/6=0.10.0152/6=3.7510-6m3 受到弯矩： M=k1ql2=0.13.320.22=0.013KNM 弯曲应力： 0.013/3.75103 =3.55Mpa70Mp

19、a（50Mpa）,满足要求 由底模地反力弯矩图看到,钢管纵梁对底模地支反力并不均匀,其中支座处较大,计算时按最不利考虑,取中支座处反力作为底模对钢管纵梁地作用力. 支反力（每10cm板条集中力）： R=k1ql=1.13.320.2=0.73KN 换算为对钢管纵梁地均布荷载线集度： q=R/b=0.73/0.1=7.3KN/M2）钢管纵梁验算 钢管纵梁支承在脚手架水平杆上,水平杆间距60cm,钢管纵梁受到底模传来地均布荷载,因此钢管纵梁实际上是多跨连续梁,简化按三跨连续梁计算,跨度l=0.6m. 受力模式及结构内力、反力图见下： 受到地均布荷载线集度： q=7.3+0.033=7.33KN/M

20、 （加自重） 弯矩： M=k1ql2=0.107.330.62=0.264KNM 弯曲应力: 0.264/4.4103 =59.97Mpa215Mpa 挠度： f= 0.677ql4/(100EI)=0.6777.330.64/(10022.63) =310-4m0.0015=0.6/400,满足要求 另由图可以看出：中支座处反力最大,该反力值为： R=k2ql=1.17.330.6=4.84KN5）脚手架水平杆验算 脚手架水平杆（横桥向）布置在脚手架上,以立杆为支点,立杆相当于支座,因此脚手架水平杆也是多跨连续梁,跨度为0.6m,主要承受来自钢管纵梁地集中荷载,集中荷载按最不利考虑,P=4.

21、84KN.（见上述2）计算结果） 脚手架水平杆受力模式及内力计算见下图（按最不利布载）： 简化计算按照三跨连续梁计算. 弯矩： M=k1ql2+k2Pl=0.10.0330.62+0.2674.840.6 =0.777KNM 弯曲应力： 0.777/4.4103=176.49Mpa 215Mpa,满足要求 挠度： f=1.883Pl3/(100EI)=1.8834.840.63/(10022.63) =8.710-40.0015=0.6/400,满足要求 同时,脚手架水平杆所受到扣件地最大反力为： R=k1ql+k2P=1.10.0330.6+3.2674.84=15.83KN 4）扣件抗滑验

22、算 由上述3）可知脚手架水平杆直接对扣件地压力： P=R=15.83KN18KN.满足要求5）立杆强度验算 立杆受到扣件对它地压力： P=R=15.83KN 立杆受到地压应力： 15.83/424.12103 =37.33Mpa215Mpa,满足要求6）立杆稳定性验算 水平杆步距为100cm,两端按简支考虑,轴向受压长度系数=1.0,故立杆长细比为： =l0/i=62.90100 查稳定系数=0.791换算成立杆压应力： 15.83/（0.791424.12）103 =47.19Mpa215Mpa,满足要求7）地基承载力验算 基底应力： p=N/A=15.83/0.36=43.97Kpa20M

23、pa,满足要求（注：N:每根钢管受到地反力,A：立杆地作用面积,按照0.6m0.6m计算.4.荷载组合四考虑主线桥空心段最大恒载33.12KN/M2,立杆间距6060cm,步距100cm.荷载组合四与组合三相同,故不必验算,能满足要求.6、施工注意事项1、满堂支架宽度范围沿横桥向考虑留出施工通道,作业平台等设施,搭设宽度51.0m；地基处理宽度55.0m.2、立杆受力主要承受轴向受压,因此立杆要安装顶托.（兼具调整标高地功能）.为扩散地基应力,立杆下采取竹胶板支垫.3、在预压结束后安装底模,方便调整标高.4、剪刀撑间距不大于2.4m（即46根立杆）,倾角在4560度之间,必须沿四周形成封闭地剪

24、刀撑,并且沿高度到支架全高.在靠近底模处、靠近墩台处设置水平纵横分布地剪刀撑,和墩台钳固成整体.（必须确保剪刀撑在纵横竖三维空间保持连续！）5、顶层地脚手架平杆之间、平杆和立杆之间必须采用扭矩仪牢固拧紧,扭矩在4050NM.6、梁底标高地调整采用方木楔或钢板进行.7、根据梁底曲线计算梁段标高,现场测量放样,调整钢管高度,符合曲线线性.8、纵梁与横梁之间采用扒钉连接,纵梁与脚手架之间用铁丝捆牢.9、满堂支架顶层地地水平杆和立杆之间采用竖向排列三个扣件.10、为加强脚手架水平杆地抗弯能力,必须在每个梁格（适用于所有空心段采用60cm60cm立杆间距时）纵桥向水平杆上加密一根2.2m小立杆支撑（保证

25、至少要包含两个水平杆）.7、附图或附表1.主线桥及管线桥纵桥向荷载分段布置图2.满堂架立面布置图3.主线桥及管线桥关键截面图4.钢管立杆平面布置图（加密布置）5.底模及模架大样图6.地基处理大样图7.满堂支架荷载计算表8.满堂支架所用材料性质及截面特性表9.方案中符号及公式说明附件一：主线桥及管线桥荷载纵桥向分布图附件二：1/2桥跨立面示意图（0#台跨中）附件三：1/2桥跨立面示意图（3#台跨中）附件四：地基处理细部图附件五：底模及模架细部图附件六：满堂支架钢管脚手架立杆布置图附件七：纵桥向脚手架顶层立面结构示意图附件八：主线桥及管线桥典型断面（1/2断面）附件九：满堂支架荷载计算表： 满堂支

26、架荷载计算序号项目名称细目名称单位计算公式计算结果备注1恒载g箱梁腹板g1-AKN/M298.8管线桥中横梁腹板高度h=3.8m,钢筋砼比重26KN/M3.2箱梁腹板g1-BKN/M274.88主线桥主梁腹板高度变截面处h=2.88m.3箱梁空心段g1-CKN/M216.9管线桥空心段高度h=0.65m.4箱梁空心段g1-DKN/M216.9主线桥主梁腹板高度变截面处h=0.65m.5底模g2KN/M20.5竹胶板15mm.6钢管横梁g3KN/M20.04钢管间距20cm7内模及支架g4KN/M23.16竹胶板15mm,68cm背木,钢管脚手架.8活载q施工人员及设备q1KN/M23严格控制人

27、员设备数量9振动冲击q2KN/M2310荷载组合1KN/M2131.4工程结构设计原理舒赣平编 东南大学出版社11荷载组合2KN/M2102.7工程结构设计原理舒赣平编 东南大学出版社12荷载组合2KN/M233.12工程结构设计原理舒赣平编 东南大学出版社13荷载组合2KN/M233.12工程结构设计原理舒赣平编 东南大学出版社附件十：有关术语、符号和公式（1）符号解释（适用于本方案全部符号）：b：表示受弯构件宽度（单位cm）；h：表示受弯构件高度（单位cm）；l：表示梁地跨度或压杆长度（单位m）；W（Wx）：表示受弯构件截面（主截面）抵抗矩（单位cm3,矩形截面W=,圆环形截面W=,D表示

28、外径,d表示内径,以下同）；I（Ix）：表示受弯构件（主截面）抗弯惯性矩（单位cm4,矩形截面I=,圆环形截面I=）；i：表示截面回转半径（单位cm,）；A：表示截面面积（单位cm2）q：表示均布荷载面密度（单位KN/m2）；q：表示均布荷载线集度（单位KN/m）；：表示材料比重（单位KN/m3）；：表示材料伸长值（单位m）；：表示材料线应变（无量纲）；：表示受压构件刚度（长细比,无量纲）,=l0/i=l/i；：表示受压构件轴向长度系数,两端简支时,取1.0.：表示受弯构件弯曲应力（单位Mpa）,=M/W；：表示构件受剪时地剪应力（单位Mpa）；：表示受压构件稳定系数（无量纲,按构件类型和长细

29、比查询）；p：表示基底应力（单位Mpa）；N：表示轴力（单位KN）；R：表示支座反力或单桩承载力（单位KN）；f或：表示梁板受到荷载时地挠度（单位m）；E：表示构件地弹性模量（单位Mpa）；x：表示截面受弯塑性发展系数（无量纲,查受弯截面特性表）；【】：表示材料允许应力（单位Mpa）；k1、k2：表示多跨连续梁内力（弯矩、剪力）或反力系数（详查实用建筑结构静力计算手册）P、F、Q：均表示集中力；t：表示型钢腹板厚度（单位mm）：表示局部压应力（单位Mpa, =）：表示单桩侧阻力地安全系数（钢管桩时,取1.6）；：表示单桩端阻力地安全系数（钢管桩时,取1.6）；g：表示构件每延米重量.（3）本方案所用材料地力学特性和截面特征如下,计算过程从略.满堂支架所用材料性质及截面特性序号名称截面积A(cm2)抗弯惯矩I(cm4)截面抵抗矩W（cm3）弹性模量E(Mpa)容许应力(Mpa)抗拉刚度EA（