现浇箱梁满堂支架方案计算范例汇总.docx

1、现浇箱梁满堂支架方案计算范例汇总省道S303线巴朗山隧道工程TJ1合同段小魏家沟中桥现浇箱梁满堂支架施工方案 华通路桥集团有限公司巴朗山项目部二一三年三月小魏家沟中桥现浇箱梁满堂支架及模板施工方案1编制依据1.1省道S303线巴朗山隧道工程两阶段施工图设计文件1.2 参考公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范、混凝土工程模板与支架技术、铁路桥涵施工手册、路桥施工计算手册、桥梁支架安全施工手册2工程概况小魏家沟中桥起止点桩号为K99+069K99+163,设计为4-22m预应力连续箱梁，桥宽9m，桥长94m。计算跨度为422m，边支座中心线至梁端0

2、. 5m，0#、4#桥台边支座横桥向中心距分别为4.85m、4.5m，中支座最大横桥向中心距4.80m。箱梁顶宽9.0m，箱梁底宽5.5m。顶板厚度2050 cm，腹板厚度4080cm，底板厚度2550cm。全桥在端支点设2个端横梁、中支点设3个中横梁，其中端支点端横梁厚100cm，中横梁厚150cm。采用满堂支架法现浇施工。3现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求采用WDJ碗扣式多功能脚手杆搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。立杆顶设二层方木，立杆顶托上纵向设1515cm方木；纵向方木上设1010cm的横向方木，其中在墩顶端横梁和跨中横隔梁下间距不大于0.25m（净间距0.15m

3、）、在跨中其他部位间距不大于0.3m（净间距0.2m）。模板用厚18mm的优质竹胶合板，横板边角用4cm厚木板进行加强，防止出现波浪形，影响外观。采用立杆横桥向间距纵桥向间距横杆步距为60cm60cm90cm支架结构体系，支架纵横均设置剪刀撑，其中纵横桥向斜撑每1.8m设一道。4现浇箱梁支架验算以中支点最大截面预应力混凝土箱形连续梁处为例，对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。4.1荷载计算4.1.1荷载分析根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式： q1 箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。 q2 箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计

4、算取q21.0kPa（偏于安全）。 q3 施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。 q4 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。 q5 新浇混凝土对侧模的压力。 q6 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。 q7 支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：满堂钢管支架自重立杆横桥向间距立杆纵桥向间距横杆步距支架自重q7的计算值(kPa)60cm60cm90cm3.384.1.2荷载组合模板、支架设计计算荷载组合模板结构名称荷载组

5、合强度计算刚度检算底模及支架系统计算侧模计算4.1.3荷载计算 箱梁自重q1计算根据现浇箱梁结构特点，取BB截面（中支点横隔梁两侧）具有代表截面进行箱梁自重计算，并对两个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。1B-B截面（中支点横隔梁两侧）处q1计算根据横断面图，用CAD算得该处梁体截面积A=10.3885-0.775*2=8.84m2,则：q1 = 取1.2的安全系数，则q137.621.245.14kPa 注：B 箱梁底宽，取6.11m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。 新浇混凝土对侧模的压力q5计算因现浇箱梁采取水平分层以每层25cm高度浇筑，在竖向上以V=1.

6、2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=18控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力q5=K为外加剂修正数，取掺外加剂K=1.2当V/t=1.2/18=0.0670.035 h=1.53+3.8V/t=1.53+3.8*0.067=1.78mq5=4.2结构检算4.2.1扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。本

7、工程现浇箱梁支架按483.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也使用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。 中支点横隔梁两侧B-B截面处在中支点横隔梁，钢管扣件式支架体系采用606090cm的布置结构，如图：、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为90cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N=35.7kN（路桥施工计算手册中表135钢管支架容许荷载N=35.7kN）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时） NG1K支架结构自重标准值产生的轴向力； NG2K构配件自重标准值产生的轴向力 NQK施工荷载标准值；于是，有：NG1K=

8、0.60.6q1=0.60.645.14=16.25KNNG2K=0.60.6q2=0.60.61.0=0.36KN NQK=0.60.6(q3+q4+q7)=0.36(1.0+2.0+3.38)=2.297KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（16.25+0.36）+0.851.42.297= 22.67KNN35.7kN，强度满足要求。、立杆稳定性验算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/A+MW/WfN钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时），同前计算所得；f钢材的

9、抗压强度设计值，f205N/mm2参考建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.6得。 A48mm3.5钢管的截面积A489mm2。 轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比查表即可求得。 i截面的回转半径，查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录B得i15.8。 长细比L/i。 L水平步距，L0.9m。于是，L/i57，参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范查附录C得0.829。MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范表7.2.1得uz=1.38us风荷载脚手架体型系数，查建筑结构荷载规

10、范表6.3.1第36项得：us=1.2w0基本风压，查建筑结构荷载规范附表D.4 w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KNLa立杆纵距0.6m；h立杆步距0.9m，故：MW=0.851.4WKLah2/10=0.0536KNW 截面模量查表建筑施工扣件式脚手架安全技术规范附表B得： W=5.08103mm3则，N/A+MW/W22.67103/（0.829489）+0.0536106/（5.08103）66.47 KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。4.2.2箱梁底模下横桥向方木验算本施工方案中箱梁底模底面横桥向采

11、用1010cm方木，方木横桥向跨度在中支点截面处按L60cm进行受力计算。如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松等力学性能优于杉木的木材均可使用。 中支点B-B截面（墩顶及横隔梁）处按中支点截面处3米范围进行受力分析，按方木横桥向跨度L60cm进行验算。 方木间距计算q(q1+ q2+ q3+ q4)B(45.14+1.0+2.5+2)3=151.92kN/mM(1/8) qL2=(1/8)151.920.626.8kNmW=(bh2)/6=(0.10.12)/6=0.000167m3则： n= M/( Ww)=6.8/(

12、0.000167110000.9)=4.1(取整数n4根) dB/(n-1)=3/3=1m 注：0.9为方木的不均匀折减系数。 经计算，方木间距小于1m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.3m，则n3/0.310。 每根方木挠度计算 方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.3310-6m4 则方木最大挠度： fmax=(5/384)(qL4)/(EI)=(5/384)(265.80.64)/(1291068.3310-60.9)=5.5410-4ml/400=0.6/400=1.510-3m (挠度满足要求) 每根方木抗剪计算= MPa=1.7

13、MPa符合要求。 4.2.5底模板计算箱梁底模采用竹胶板，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，并对受力结构进行简化（偏于安全）如下图： 通过前面计算，横桥向方木布置间距分别为0.3m和0.25m时最不利位置，则有：竹胶板弹性模量E5000MPa方木的惯性矩I=(bh3)/12=(1.00.0153)/12=2.812510-7m4 55截面处底模板计算 模板厚度计算q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(83.1+1.0+2.5+2)0.25=22.15kN/m则：Mmax=模板需要的截面模量：W=m2模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为： h=因此模板采用1220244018mm规

14、格的竹胶板。 模板刚度验算fmax=0.90.25/400m=6.2510-3m 故，挠度满足要求4.2.6侧模验算根据前面计算，分别按1010cm方木以25cm和30cm的间距布置，以侧模最不利荷载部位进行模板计算，则有： 1010cm方木以间距30cm布置 模板厚度计算q=( q4+ q5)l=(4.0+50.7)0.3=16.41kN/m则：Mmax=模板需要的截面模量：W=m2模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为： h=因此模板采用1220244015mm规格的竹胶板。 模板刚度验算fmax=0.90.3/400m=7.510-3m 1010cm方木以间距25cm布置4.2.7立杆底

15、座和地基承载力计算 立杆承受荷载计算在中支点两侧立杆的间距为6060cm，每根立杆上荷载为： Nabq ab(q+q2+q3+q4+q7) 0.60.6(.+1.0+1.0+2.0+.)=.kN 立杆底托验算立杆底托验算： NRd通过前面立杆承受荷载计算，每根立杆上荷载最大值为：Nabq ab(q1+q2+q3+q4+q7) 0.60.6(.+1.0+1.0+2.0+.)=.kN底托承载力（抗压）设计值，一般取Rd =40KN;得：.KN40KN 立杆底托符合要求。 立杆地基承载力验算地基薄弱地段分层换填隧道弃渣并碾压密实，根据经验及试验，地基承载力达到fk= 200250Kpa（参考建筑施工

16、计算手册。立杆地基承载力验算：Kk式中： N为脚手架立杆传至基础顶面轴心力设计值；Ad为立杆底座面积Ad=15cm15cm=225cm2；按照最不利荷载考虑，立杆底拖下砼基础承载力：，底拖下砼基础承载力满足要求。底托坐落在15cm砼层上，按照力传递面积计算： k为地基承载力标准值；试验锤击数357911131517192123k(Kpa)105145190235280325370435515600680 K调整系数；混凝土基础系数为1.0按照最不利荷载考虑：=Kk=1.0235KPa经过计算，地基处理要求贯入试验垂击数必须达到11下。将混凝土作为刚性结构，按照间距6060cm布置，在1平方米面

17、积上地基最大承载力F为:Fabq ab(q1+q2+q3+q4+q7) 1.01.0(.+1.0+1.0+2.0+.)=.kN，即.kpa则，F.kpak=1.0235Kpa经过地基处理后，可以满足要求。4.2.9支架变形支架变形量值F的计算：Ff1f2f3f1为支架在荷载作用下的弹性变形量由上计算每根钢管受力为.KN，48mm3.5钢管的截面积为489mm2。于是f1=L/E.489103.N/mm2 ，则f1.10（2.06105）.mm。f2为支架在荷载作用下的非弹性变形量支架在荷载作用下的非弹性变形f2包括杆件接头的挤压压缩1和方木对方木压缩2两部分，分别取经验值为2mm、3mm，即f

18、2125mm。f3为支架地基沉降量计算：支架地基沉降量按GBJ7-89规范推荐地基最终沉降量公式计算：f3=A、基础底面附加应力计算根据前面计算结果，支架基础（C15加筋砼）底面以上最大荷载为F.+3.9=.KN/m2，同理基础底面的附加压力为P0F=. KN/m2。B、地基土分层根据现场地质情况（以地勘报告AK14地质柱状图为例），将地基土按压缩性分层，设压缩层厚度为3m，其中换填砂夹石土层厚1.5m、压缩模量7.0MPa，中液限粘质土层厚1.5m、压缩模量6.2MPa。C、各分层的压缩量计算根据最不利荷载受力部位支架布置，将满堂支架基础底面积转化为0.60.6基础进行计算分析。a、换填砂夹

19、石土层：该土层的顶面及底面分别位于基础地面下Z00m及Z11.5m处，则：于是换填砂夹石土层的压缩量为：b、中液限粘质土层：该土层的顶面及底面分别位于基础地面下Z11.5m及Z13.0m处，则：于是中液限粘质土层的压缩量为：D、确定压缩层厚度先计算深度Zn3.0m处向上取0.3m的土层压缩量：则，于是得：故压缩厚度可取为3.0m(从C15加筋砼基础底面算起)。E、地基最终沉降量计算压缩层范围内各土层压缩模量加权平均值ESP为：因4ESP7，查表取，则地基最终总沉降量S为： f3=故支架变形量值F为:Ff1f2f3=3.28+5+6.31=14.59mm5支架搭设施工要求及技术措施现浇箱梁支架采

20、用满堂扣件钢管脚手架或碗口式钢管架搭设。搭设时，先在混凝土放置15cm15cm钢板垫在钢管底下，垫板下用中粗砂找平。支架顶部设置顶托，顶托上设纵梁和横梁，其上铺设梁体模板。支架纵横向设置剪力撑，以增加其整体稳定性，支架上端与墩身间用方木塞紧。支架采用同种型号钢管进行搭设，剪力撑、横向斜撑谁立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设上报监理检查，经监理同意后，进行支架预压：按箱梁重量120%、模板重量及施工荷载组合，确定压载系数，采用砂袋（或水袋）均匀布设堆压于支架上进行堆载预压，预压前在底模和地基上布好沉降观测点，对支架预压及沉降观测。5.1模板支架立杆、水平杆的构造应符合下列要求(1)每根立杆底部应设

21、置底座或垫板，并规定尺寸设置纵、横扫地杆。(2) 严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置，立杆步距不得大于设计要求，并应设置纵横水平拉杆。(3)立杆接长必须采用对接扣件连接，严禁搭接连接，严禁不同直径混合施用。(4) 确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于扣件架规范的要求。(5)当梁模板支架立杆采用单根立杆时，立杆应设在模板中心线处，其偏心距不应大于25毫米。(6)钢管脚手架要排列整齐和顺直，并要及时设好纵横水平拉杆、剪刀撑等。上下层立杆采用的对接扣件应按规范要求交错布置。(7)为保证支架整体稳定及安全，应按支架设计要点，在荷载集中处加密支架支撑。 (8)确保每个

22、扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的； (9)地基支座的设计要满足承载力的要求。5.2满堂模板支架的支撑设置应符合下列规定(1)立杆应按设计纵横向间距设置，不得改变间距。(2)剪刀撑应纵横设置，按设计间距布置，不得遗漏。(3)满堂模板支架剪刀撑应由底至顶连续布置。(4)高于4米的模板支架，其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。剪刀撑的构造应符合有关规定。(5)组架前认真测量框架底脚距离，准确铺设方木及安放底托。(6)支架拼装每3层检查每根立杆底座下是否浮动，否则应旋紧可调座或用薄铁片垫实，在支

23、架拼装头3层，每层用经纬仪、水平仪、线坠随时检查立杆的垂直度及每层横杆的水平，随时检查随时调整。(7)支架拼装时要求随时检查横杆水平和立杆垂直度外，还应随时注意水平框的直角度，不致使脚手架偏扭，立杆垂直度偏差小于0.25，顶部绝对偏差小于0.05m。(8)浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。5.3支架拆除要求(1)支模的拆除必须经验算复核并符合混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）及其它有关规定，严格控制拆模时间，拆模前必须有拆模申请及经审批。(2)质检拆除时应遵循先上后下，后搭先拆，一步一清的原则，部件拆除的顺序与安装顺序相反，严禁上下同

24、时进行，拆除时应采用可靠的安全措施。(3)卸料时应由作业人员将各配件逐次传递到地面，严禁抛掷。(4)运至地面的构配件应及时检查、整修与保养，清除杆件及螺纹上的沾污物，变形严重的，送回修整；配件经检查、修正后，按品种、规格分类存放，妥善保管。(5)拆除杆件时，要互相告知，协调作业，已松开连接的杆部件要及时拆除运出，避免发生误扶误靠。5.4支架预压及沉降观测支架搭设完后，为保证箱梁浇注混凝土后满足设计的外形尺寸及拱度要求，采取对支架预压的方法以消除变形，具体做法如下： 、设置沉降观测点支架搭设、立模作业程序完成后，每跨向1/4跨、1/2跨、3/4跨、及前后两支点处设置支架沉降观测截面，每个观测截面

25、沿横向对称设置3个观测点，从而形成一个沉降观测网。观测点采用吊尺法测量，即在观测点位箱梁底模底部打入一铁钉，测量时将钢卷尺吊在铁钉上进行观测。另外对应于支架沉降观测截面，在地基处理后的基础混凝土表面同样设置地基沉降观测点，以测量在预压过程中的地基沉降量。、加载预压及卸载支架加载预压采用砂袋法辅助水袋法进行。箱梁的底腹板和翼板模板铺设完成后，在翼板模板边缘堆积砂袋，形成一个槽式空间，然后在箱梁模板和砂袋上铺设0.5mm厚塑料纸2层，再往内注水预压，砂袋和水的总重量为箱梁自重的120%。加载采取分级进行，使加载过程尽量符合浇混凝土的状态。本桥加载可分三级进行，每级加载为总压载量的1/3，共加载3次

26、。第一次加载模拟箱梁底板、腹板钢筋绑扎完成，钢绞线及各种模板和加固措施安装完毕后的荷载；第二次加载模拟底板、腹板砼浇筑安装完成后的荷载；第三次加载模拟顶板砼浇筑完成后的荷载。全部加载后，不可立即卸载，需等压一段时间（一般2472h）并在地基沉降稳定后，再逐级卸载，卸载后再观测1次，卸载前后的差值可认为是地基及支架的弹性变形，在安装箱梁底模时设预拱度以消除之。卸载完成后即可按加载顺序浇筑混凝土。、沉降观测沉降观测应贯穿于加载及卸载的整个过程，在开始加载前必须进行首次观测，作为沉降观测的零点，接着加上第一次荷载，加载后立即再观测，得出施加第一次荷载后的瞬间沉降；施加第二次荷载前再观测，然后施加第二

27、次荷载并立即观测，得出施加第二次荷载后的瞬间沉降；施加第三次荷载前再观测，然后施加第三次荷载并立即观测，观测工作在等压时间内一直进行，一直到沉降趋于稳定。加载及卸载必须在整个预压范围内分级进行，在一个连续的预压范围内不得分成几段后逐段一次加载或卸载到位。每级加载及卸载均应进行测量并详细记录，预压结束卸载完成后，根据沉降观测记录，结合预拱度计算，确定模板高度。实施过程： 准确计算各施工区段的箱梁、模板、支架自重，以确定各施工区段的加载重量。 根据试验数据，绘制纵、横向的弹性变形和非弹性变形图，确定弹性变形调整值。 加载试验结束后，请有关人员进行检查，确定安全，可行性签证后，方可进行下道工序施工。

28、6安全防护措施及安全交底6.1安全防护措施 为杜绝重大事故和人身伤亡事故的发生，把一般安全事故减少到最低限度，确保施工的顺利进行，特制定如下防护措施：(1)成立以项目经理为组长的安全管理、协调小组，严格执行项目经理部制订的相关管理制度，加强对工人的安全教育，提高职工的安全生产素质，并设专职安全员。(2)利用各种宣传工具，采取多种教育形式，使职工牢固树立“安全第一”的思想，不断强化安全意识，建立安全保证体系，使安全管理制度化，教育经常化。在下达生产任务时，必须同时下达安全技术措施。检查工作时，必须同时检查安全技术措施执行情况。总结工作时，必须同时总结安全生产情况，提出安全生产要求，把安全生产贯穿

29、到施工的全过程。(3)认真坚持执行定期安全教育、安全讲话、安全检查制度，设立安全监督岗，充分发挥安全人员的作用，对发现的事故隐患和危及工程、人身安全的事项，作到立即处理，做出记录，限期改正，落实到人。(4)架子作业人员必须佩戴安全带并站稳把牢，在架子上传递,放置杆件时应注意失衡闪失；剪刀撑及其它整体性拉杆应随架子高度的上升及时安装,以确保整架稳定；搭设中应统一指挥,协调作业；确保支架结构的尺寸。杆件的垂直度和水平度,各节点构造和紧固程度符合施工规范要求；禁止使用材质,规格不符合要求的杆配件。(5)起重指挥应站在能够照顾全面的地点,信号要统一、准确；严禁任何人员在起重臂和吊起的重物下面停留或行走；起重物件应使用交互捻制的钢丝绳,有打结、变形、断丝和锈蚀的钢丝绳应及时按规定降低使用标准或报废；起吊物件应合理设置溜绳。(6)搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。在脚手架上进行电、气焊作业时，