钢管支架贝雷梁施工方案.pdf

一、工程概况1、工程概况湾底疏港路高架工程施工四标段自桩号 K3+起至 K4+止，主线桥共 7 联包括：29#、30#、31#、32#、33#、34#、35#。基础形式为扩大基础和钻孔灌注桩，扩大基础采用 C30 钢筋砼包括：米和6 米两种形式；钻孔灌注桩采用 C30 钢筋砼包括：桩径为米、米和米三种。承台采用C30 钢筋砼，墩柱采用C35 钢筋砼，桥梁上部结构采用 C50 预应力混凝土连续箱梁，桥面铺装采用 C50 抗渗钢筋混凝土。由于 33#桥位于河道内，为避免雨季施工期间河道内水位上涨浸泡支架基础而造成满堂支架不稳定，我项目部决定下部采用钢管贝雷梁支架，从而可避免受河道内水位及雨水影响，保证支架的整体稳定性，确保施工安全。箱梁断面图如下图。桥梁纵断面图桥梁横断面图2、主要工程量：33#桥桥梁面积 3380m，C50 混凝土用量 2577 m，混凝土指标 m。普通钢筋用量:,普通钢筋指标 m，预应力钢绞线用量,钢绞线指标 m。二、现场特征及施工条件1、气象本工程位于青岛市。属于华北暖温带沿海湿润季风性大陆性气候。6-9 月份为多雨季节，年平均气温为。年平均降水量为 mm,夏季海雾频繁，春夏多东南风，秋冬多西北风，年均受台风影响较多。2、地质状况从上至下地质情况如下：（1）杂填土，厚度2 米。（2）粉质粘土厚度为 1 米（3）粗砂、砾砂层，厚度1 米左右（4）强风化岩。三、编制依据1、建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范JGJ 166-2008222232、钢管满堂支架预压技术规程JGJ/T 194-20093、公路桥涵施工技术规范（JTG/F502011）4、公路桥涵地基与基础设计规范（JTGD0632007）5、城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ2-2008）6、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）7、湾底疏港路高架工程施工四标段设计图纸8、湾底疏港路高架工程施工四标段施工组织设计9、危险性较大的分部分项工程安全管理办法10、工程地质情况及现场施工条件。四、资源配备情况1、项目部主要管理人员配备序号123456789101112岗位项目经理执行项目经理项目总工项目副经理生产副经理安全工程师结构工程师施工员质检工程师测量工程师材料员试验工程师姓名候武张期斌杜洪波王建孙林林崔昕张鹏张春晖田栋徐学乐李慧郭庆智职责项目组织、协调项目总体实施、组织与管理方案编制、交底及质量控制安全文明施工及后勤保障现场施工组织与协调现场安全文明施工及后勤现场施工现场施工现场质量控制测量放线与高程控制设材组织与供应试验工作2、施工人员配备序号123456工种电焊工气焊工安装工信号工专职安全员电工数量6420211职责钢管立柱加固、焊接钢材切割钢管立柱及贝雷梁安装指挥吊装现场安全文明施工现场临时用电3、材料配备材料名称DN529 钢管桩H 型钢12 型槽钢贝雷架（国产 321，3）15cm*30cm*1cm钢板数量149t141t40t492t4、机械设备配备名称汽车吊汽车吊挖掘机铲车电焊机型号25T50TPC300ZL50台数量21214气焊套25、测量仪器设备配备仪器设备名称全站仪水准仪塔尺钢尺规格型号苏州一光SZ1032 自动50m、30m单位台台把把数量1122五、贝雷架支架布置考虑到 33#桥位于河道内，若采用满堂支架将影响河道泄洪能力，且支架易受到河水冲击，稳定性受影响，故项目经理部决定在河道内采用钢管立柱贝雷梁代替满堂支架，贝雷梁上部与梁底之间仍采用满堂支架。采用钢管立柱贝雷梁施工的主要目的是为了避免雨季、汛期带来的不利影响，保证整体支架的稳定、安全性。贝雷梁上方采用碗扣满堂支架主要目的是为了便于箱梁浇筑后支架尤其是钢管立柱贝雷梁的拆卸方便，同时具有强度高，拼装省力，施工速度快，功能多，安全可靠，外观整齐的优点。1、钢管立柱及贝雷梁施工图如下：24510104901010245 24512604901260245114#115#贝雷架基础平面布置图单位cm116#碗扣支架方木15贝雷架150588mm*300mmH型工字钢58.812型槽钢900外径529mm，壁厚 8mm钢管柱350100350350350350350350C30钢筋混凝土条基2800贝雷架横断面布置图单位cm说明：33#桥箱梁共 4 跨，跨径为 30+35+35+30m，宽为。支架宽度为 28m（每侧加宽米作为施工平台），长度为。2、施工步骤：（1）测量放线根据设计方案和平面布置图，采用全站仪和钢尺放出条形基础及立柱位置。（2）条形基础施工基础采用 C30 钢筋砼（配筋按照 10kg/m)，基础长度为28m，高度1m，宽度，共18 道。条基砼钢管立柱位置预埋1cm厚钢板，钢板平面要求处于同一水平面上。条形基础持力层为强风化岩层,与设计扩基持力层一致。（3）钢管立柱及 H 型钢施工立柱采用529mm，壁厚 8mm 钢管立柱，钢柱底部焊接在预埋钢板上与基础连接，同时在四角采用加焊 1020cm 三角钢板以加强钢柱稳定性。钢柱间距，每道基础设置 8 根钢柱，共计 144 根，高度为 9 米。钢柱横向与纵向之间都采用12型槽钢连接。立柱横桥方向主梁采用 H 型钢，H 型钢尺寸为588mm*300mm，与钢柱顶连接成整体，并保证 H 型钢中心与钢管立柱中心重合。钢管立柱施工过程中注意竖向垂直度的控制。（4）贝雷梁施工3贝雷梁采用国产“321”公路钢桥桁架（3,纵向根据箱梁跨度分 3 跨布置，30m 跨度按+布置，35m 按+布置，墩柱两侧及横梁处按照跨度布置。横向截面布置根据箱梁具体结构布置，采用间距为 90cm 单层贝雷片,贝雷片纵向 3m 上下都用配套支撑架作为横向联系，把贝雷片联成整体，使每排贝雷片受力较为均衡。六、荷载计算根据设计方案及设计平面图，33#桥箱梁跨河道部分钢柱横向间距为,纵向分别在横梁处、跨中处设置两排钢柱，跨度分别为,。最大跨度为，因此以跨度为例进行验算。支架宽度为 28m,该段砼方量为 250m，面积为28=353m。1 1、荷载计算、荷载计算（1 1）新浇筑砼自重）新浇筑砼自重a、砼密度：26KN/m3(包括砼、钢筋和钢绞线等)。【参照路桥施工计算手册P172】b、箱梁砼：V=250m3，G=25026=6500KN。c、箱梁支架面积：A=*28=353 m砼自重产生荷载：Q Q1 1=G/A=6500/353=m=G/A=6500/353=m（2 2）支架自重荷载）支架自重荷载 Q2=（+25+2）/=m，即 m。考虑到纵横向剪刀撑、水平剪刀撑及防护栏杆等，支架容重荷载乘以的系数，即222 2232Q Q2 2=m=m=m=m。【贝雷梁上满堂支架总高度为，立杆高度按 3m+组合考虑，根据JTJ166-2008建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范，每个*单元格包含 1 根 LG-300（根）、1 根 LG-240（根）、2 根横杆共 5 层（根）、2 个 KTC-60（个）。】（3 3）模板自重（含竹胶板、方木）荷载）模板自重（含竹胶板、方木）荷载纵向方木，横向方木，竹胶板厚，则每平米模板（含竹胶板、方木）容重：Q Q3 3=（*2*2*）/+/+（*4*1m*4*1m）8KN/m8KN/m+m+m=m=m+m+m=m=m【方木容重根据路桥施工计算手册取值按较高值 8KN/m计，竹胶板荷载取 m。】（4 4）施工荷载：）施工荷载：Q Q4 4=1KN/m=1KN/m（5 5）振捣时产生的荷载：）振捣时产生的荷载：Q Q5 5=2KN/m=2KN/m2 22 2233 32 22 22 22 22 22 2（6 6）倾倒砼时产生的冲击荷载：）倾倒砼时产生的冲击荷载：Q Q6 6=m=m（7 7）风荷载：）风荷载：k=k=s sz z0 0计算时荷载分项系数按永久荷载、可变荷载进行选用。2 2、钢结构自重荷载、钢结构自重荷载（1 1）贝雷梁重量）贝雷梁重量贝雷架梁长，高，贝雷架理论重量：288 Kg/片/3m=96kg/m。贝雷架顺桥向搭设，横桥向间距为，共设 32 排。G G1 1贝雷贝雷=32=32 排排*排排*96Kg/m=39t*96Kg/m=39t（2 2）立柱上）立柱上 H H 型钢重量型钢重量H 型钢采用单排，理论重量：151kg/mG G2 2=28=281511512=8456kg=2=8456kg=2 2（3 3）529mm529mm 钢管重量钢管重量529mm 钢管壁厚 8mm，高 9m,间距,每跨数量共 16 根，理论重量：m。G G3 3钢柱钢柱=9m=9mm m1616 根根=钢结构总重：G=G1+G2+G3=39+=，即 622KN。由此，可求得每平方米钢结构自重荷载：Q Q7 7=622/=622/（2828）=m=m2 2箱梁荷载控制值 q qK K（Q Q1 1+Q+Q2 2+Q+Q3 3+Q+Q7 7）+(Q+(Q4 4+Q+Q5 5+Q+Q6 6)（+）（）（1+2+21+2+2）m m3 3、钢结构梁、柱强度计算、钢结构梁、柱强度计算（1 1）贝雷梁内力计算（按简支梁模型）贝雷梁内力计算（按简支梁模型）单片贝雷梁的技术指标和力学性能弹性模量 E=10 MPa；截面惯性矩 Ix=10 mm；截面抵抗矩（截面模量）W=10 mm；容许弯矩M=（单排单层）；容许剪力Q=（单排单层）；容许弯曲应力w=210MPa；容许剪应力=120MPa。【贝雷片为 16Mn 钢，上述参数见公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）及 装配式公路钢桥多用途使用手册】1 组（双排单层）贝雷梁总荷载639452 2q=Qq=Q1 1+Q+Q2 2+Q+Q3 3+G+G1 110/10/（2828）+(Q+(Q4 4+Q+Q5 5+Q+Q6 6)=+39=+3910/10/（2828）（1+2+21+2+2）=m=m=m=m贝雷梁最大弯矩计算M Mmaxmax=qL=qL/8=/8=8=8=，故最大弯矩满足要求。，故最大弯矩满足要求。贝雷梁最大挠度计算2 22 2f fmaxmax=5qL=5qL4 4/384E/384E（2I2IX X）=5=510103 338438410105 510106 6（2 21010 1010）=1010 m=m=L/400=12600/400=L/400=12600/400=，故最大挠度满，故最大挠度满足要求。足要求。（2 2）H H 型钢次梁内力计算（按等跨连续梁建模）型钢次梁内力计算（按等跨连续梁建模）H 型钢的技术指标和力学性能H*B=588mm*300mm；截面面积 A=；弹性模量 E=10 MPa；截面惯性矩 IX=118000cm；截面模量 WX=4020cm；容许弯曲应力w=145MPa；容许剪应力=85MPa。【H 型钢为 A3 钢，上述参数见公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）】H 型钢线性荷载q=Q1+Q2+Q3+q=Q1+Q2+Q3+（G1+G2G1+G2）10/10/（2828）+(Q4+Q5+Q6)+(Q4+Q5+Q6)（2828）（）（2 22828）=（+）（）（1+2+21+2+2）（3459 9-12-12-3-32828）（）（2 22828）=m=m按 照 实 际 施 工 中 H 型 钢 及 钢 管 柱 的 安 装，利 用MIDAS/CIVIL 建模如下图：迈达斯建模立面图迈达斯建模立体图由 MIDAS 建模后计算出弯矩内力图如下：迈达斯弯矩分析图H 型钢最大弯矩计算弯矩在 MIDAS 中已分析出，弯矩绝对值最大处在位于钢管桩处，弯矩大小由上图可知：M Mmaxmax=H 型钢应力计算A、最大抗弯应力：最大抗弯应力：w w=M Mmaxmax/W/WX X=1010/4020/40201010=w w =145MPa=188MPa145MPa=188MPa，故满足要求。，故满足要求。B、最大剪应力:由迈达斯计算软件运行后得到剪力受力图如下：3 3-6-6迈达斯剪力分析图由上图可知剪力最大值为 Qmax=。故最大剪应力故最大剪应力maxmax=Q=Qmaxmax/A=/A=1010 m m=85MPa=85MPa=，故满足要求。故满足要求。H 型钢最大挠度计算H 型工字钢梁与钢管桩为焊接连接，对于每一横跨的计算可把 H 型钢看成是两边刚接的荷载均布的简支梁，其最大挠度最大挠度-2-22 2f fmaxmax=qL=qL4 4/384EI/384EIX X=3503504 4/（384384 10105 5 118000118000）=L/400=350/400=L/400=350/400=，故满足要求。，故满足要求。（3 3）钢管立柱计算）钢管立柱计算钢管立柱的技术指标和力学性能直径 D=529mm，壁厚 8mm，A=13094mm；容许轴向应力=140MPa；容许弯曲应力w=145MPa。压应力验算2钢管立柱受力计 算按照轴心受 压构件进行计 算，由MIDAS/CIVIL 软件计算分析钢管柱，反力图如下：迈达斯反力计算图由图可知，最大反力为 Qmax=,所以求得实际钢柱的截面轴轴向应力为向应力为=Q=Qmaxmax/A=13094mm/A=13094mm=140MPa=182MPa140MPa=182MPa，故，故满足要求。满足要求。弯曲应力的计算：w=Mmax/W=Mmax/（I/y）由 MIDAS/CIVIL 可知钢管柱截面特性如下图：2 2迈达斯钢管柱截面特性表由上图可知惯性矩 Iz=钢管柱弯矩图如下：10-44m迈达斯钢管柱弯矩图由图可知最大弯矩位于钢管桩与 H 型钢连接处,即Mmax=弯曲应力弯曲应力=M=Mmaxmax/(I/y)=/(I/y)=1010/1010)=)=145MPa=145MPa=，故满足要求。，故满足要求。七、支架施工1、施工流程条形基础施工钢柱焊接施工横桥向工字钢安装及焊接贝雷架安装满堂支架搭设2、各工序主要施工要点（1）条形基础施工根据设计平面图，用全站仪及钢尺放出条形基础位置，采用挖掘机开挖基础至强风化岩，进行支模，钢筋绑扎，C30 砼3 3-4-4浇筑。强度达到 80%后方能进行钢柱安装，要求混凝土顶面平整。（2）钢管立柱施工立柱采用采用529mm 钢管，壁厚 8mm,每根长 9m，其中地表以下3 米，外露部分约 6 米。上下焊接加劲钢板，厚度10mm。立柱钢管间距,安装采用 25T 汽车吊，专人指挥操作。（3）H 型钢安装H 型钢与钢管立柱顶固定在一起，使用 1cm 厚钢板加工成倒“L”型连接件将两者焊接在一起。H 型钢安装过程中应保证水平，各排高度应统一，保证贝雷梁与其接触各点不悬空，受力均匀。（4）贝雷架安装先将贝雷架在地面上拼装分组连接好。在横桥向工字钢上每 90cm 用红油漆标出贝雷架位置。用汽车吊将已联接好的贝雷架按照先中间后两边的顺序吊装到位。单组贝雷架吊装时必须设置两个起吊点，并且等距离分布，保持吊装过程中贝雷梁平衡，以避免吊装过程中产生扭曲应力。贝雷架全部架设完毕后铺设 12cm*15cm 方木。（5）满堂支架搭设满堂支架横向及竖向间距按照满堂支架专项方案施工。八、支架拆除1、拆架程序应遵循“由上而下，先搭后拆”的原则，即先松顶托，使底梁板、翼缘板底模与梁体分离，再用吊车起吊拆除，然后拆脚手板、剪刀撑、斜撑，最后拆小横杆、大横杆、立杆等（一般的拆除顺序为：安全网栏杆底模脚手板剪刀撑小横杆大横杆立杆）。2、不准分立面拆架或在上下两步同时进行拆架。做到一步一清、一杆一清。拆立杆时，要先抱住立杆再拆开最后两个扣。拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时，应先拆中间扣件，然后托住中间，再解端头扣。分段拆除高差不应大于2 步，如高差大于 2步，应临时增设斜撑加固。3、拆除后架体的稳定性不被破坏，必要时加设临时支撑防止变形，拆除支架应防止失稳。4、底模方木及竹胶板拆除方木及竹胶板采用人工传递方式传递至梁体两侧，延滑道滑至地面，滑道采用碗扣支架搭设。下滑方木及竹胶板时要有安全员监督，距离施工点十米以内不得有人。5、贝雷片拆除尽可能在跨中对贝雷片进行断开，敲出销子，然后对每组贝雷片采用吊车依次拆除，如果不能够断开拆除，可以采用两台吊车对整组贝雷片进行整体吊装拆除。对于吊车不能够直接吊装拆除的贝雷片采用倒链同步拉出，再进行吊装拆除。6、H 型钢拆除使用气焊将工字钢与钢管立柱的连接件断开，采用 25t吊车对工字钢进行两点吊装。吊点位置必须保证工字钢能够平衡吊装。7、连接系及钢管柱拆除采用挖掘机配合，人工割断与钢管的连接，拆除连接系；将钢管柱与基础预埋钢板割断，拆除钢管柱。九、质量保证措施1、做好导线控制桩、结构物定位桩、水准基点等复测工作，确保施工放线的准确性。2、进场的钢柱需进行抽检，检查顺直度及锈蚀情况，有凹痕、弯曲或锈蚀严重的不得使用。钢管厚度不得小于 8mm。钢管厚度不合要求的不得使用。3、立钢柱桩过程中,严格控制垂直度.焊接时要保证焊缝饱满,并采用四块 10*20*10 厚钢板焊接.4、H 型钢与钢柱焊接时要做到工字钢表面平整以便与贝雷架接触紧密。十、安全保证措施1、施工前，现场必须设警戒区域，张挂醒目的警戒标志；警戒区域内严禁非操作人员通行。2、如遇强风、雨、雪等特殊气候，不应进行支架的搭设、拆除。夜间实施搭设、拆除作业，应具备良好的照明设备。3、搭设、拆除脚手架前，班组成员要明确分工，统一指挥，操作过程中精力要集中，不得东张西望和开玩笑，工具不用时要放入工具袋内。4、正确穿戴好个人防护用品，脚应穿软底鞋。搭设、拆除挑架等危险部位要挂安全带。5、所有高处作业人员，应严格按高处作业规定执行安全纪律及搭设、拆除工艺要求。6、搭设、拆除人员进入岗位以后，先进行检查，加固松动部位，清除剩留的材料、物件。所有清理物应安全输送至地面，严禁高处抛掷。7、搭设、拆除前，必须察看施工现场环境，包括架空线路、外脚手架、地面的设施等各类障碍物、地锚、缆风绳、连墙杆及被拆架体各吊点、附件、电气装置情况，凡能提前搭设、拆除的尽量先拆除掉。8、搭设、拆架时应划分作业区，周围设绳绑围栏或竖立警戒标志，地面应设专人指挥，禁止非作业人员进入。9、搭设、拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。10、吊装作业人员，起重司机、指挥、司索和其他起重工人，均要持特种作业证上岗。11、吊装前应检查机械索具、夹具、吊环等是否符合要求并进行试吊。12、吊装时必须有统一的指挥、统一的信号。13、起吊结构时，应先起钩稳定配合升降臂；由外向里起扳时，应先伸臂配合起钩。任何情况下，均必须吊机支腿伸出支撑牢靠后，方可进行作业。14、禁止未伸出支腿进行伸臂。15、禁止将任何物件放在板形等构件上起吊。16、吊装不易放稳的构件，应用卡环，不得直接用吊钩。17、遇有大雨、大雾、大雪或六级以上阵风大风等恶劣气候，必须立即停止作业。18、严格执行“十不吊”的规定。19、所有工件、材料要分项分类堆放，铁屑、下料应及时清除，每日做好随手清洁工作。20、注意安全用电，电线不准乱拉乱拖，移动式电动工具要有二级漏电保护。21、钢构件操作平台及加工机械应有良好的接地，接地电阻不得大于 10。22、电源的拆除应由电工来完成，电焊机外壳必须有良好的接零保护，并设有独立开关箱，室外开关箱应有防雨措施，并有门锁。23、焊钳与电缆必须绝缘良好，连接牢固。更换焊条应戴电焊手套，在潮湿地点操作时，应站在绝缘胶板或木板上。雷雨时，应停止露天焊接作业。24、进行气焊（气割）作业人员必须持有特殊作业操作证方可上岗操作。25、严格遵守气割、电焊“十不烧”规定。26、操作前检查氧气瓶、乙炔瓶的阀表是否齐全有效。27、氧气瓶、乙炔瓶应放在阴凉处，不得在强烈的阳光下曝晒。28、氧气瓶与乙炔瓶存放和使用时，距离不得少于 5m，与明火或焊炬的距离不小于 10m。29、作业区或焊接部位附近有易燃易爆物品，其距离不小于20m，或采取有效安全防护措施，否则严禁作业。30、氧气瓶严防沾染油脂，有油脂衣服、手套等禁止与氧气瓶、减压阀、氧气软管接触。十一、防汛措施1、防汛总目标按照“安全第一，常备不懈，以防为主，全力抢险”的防汛方针，树立“预防为主、防重于抢”的防洪理念，贯彻“全员防洪、科学防洪”的指导思想，切实落实防汛工作责任制，做到责任到位、指挥到位、人员到位、物资到位、措施到位、抢险及时，确保施工人员、项目营区、物资设备安全渡汛。2、工作原则防汛抢险工作，实行“统一指挥、统一协调、统一部署、快速反应、科学应对、分级实施”的原则。3、雨季防护措施为现场施工人员配置雨具，为方便施工操作，雨具应为衣、裤分开的两截雨衣。进入雨期施工期间，必须对所有一线施工操作人员进行安全教育，组织各施工员进行雨期施工组织措施交底。施工场地内的走道板面应设置防滑条及走道栏板防止在雨天路滑的情况下人员行走时滑倒。加强安全意识教育和安全生产管理，严禁施工人员雨天进行贝雷架支设、安装与拆除工作雨天时机电设备应有可靠的防雨遮盖措施，防止设备受潮出现漏电，甚至短路问题而损坏，影响设备的正常运转。及时检查动力线路，防止电线破损而导致在潮湿环境下漏电，危及人身安全。成立防汛领到小组：为确保雨季期间的安全生产，落实防汛工作，责任到人，我单位成立防汛领到小组，并建立防汛期间干部值班制度，成立专门的防洪小队和抢险小队，遇雨水天气须上路巡视，确保排水畅通，有险情须立即上报，并及时采取相应措施。施工机械每天必须检查，沟槽施工时必须距槽边留有足够的安全距离，设专人指挥；施工后机械停放至指定场地，严禁雨天沟槽边停放。针对当地雨季的特点，防汛工作应尤为重视。要保证工程顺利进行的前提下严格控制施工质量，因此要在思想上、组织上、措施上确保防汛工作落实到位。施工期间必须每天认真收听天气预报，安排好第二天的工作。项目部根据防汛工作特点、地理环境分析找出更具体和详细的防汛薄弱环节及易产生积水的部位，事先进行预防性修缮。对重点防汛区段和部位设防汛监督岗，派专人看守，昼夜监护，落实雨前、雨中、雨后检查巡视制度，发现问题立即采取有效措施加以防范及处理。参考文献：1周水兴等.路桥施工计算手册.人民交通出版社,2杨文渊、徐犇.桥梁施工工程师手册.人民交通出版社,