碗扣式支架方案.docx

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1、碗扣式支架方案 常州西绕城高速公路CRC-7标 现浇梁满堂支架专项安全技术方案 中铁十五局集团有限公司 常州西绕城高速公路CRC-7标项目经理部 二OO九年八月二日 现浇梁碗扣式满堂支架 专项安全技术方案 一、工程概况 常州西绕城高速公路CRC-7标段主线跨长虹西路大桥，桥梁跨径布置为2（525）（625）（525）（425）米，上部结构第一、二联为部分预应力砼预制箱梁，第三五联采用现浇预应力砼连续箱梁。C匝道跨长虹西路大桥、C匝道跨主线大桥跨径布置为825米，全桥一联，上部结构为预应力连续现浇箱梁。采用双向六车道高速公路标准，桥涵设计汽车荷载等级采用公路级。被交路长虹西路为一级公路，现状双向

2、四车道，路基宽24.5米，现状长虹西路交通流量较大。长虹西路由原来的四车道拓宽为六车道，路基总宽由24.5m拓宽为32m，与西互通同期开工，相互交叉施工，存在施工干扰，施工时，道路通行不得中断。 钢筋砼连续箱梁现浇支撑采用满堂支架施工，现取主线跨长虹西路大桥10#-16#墩第三联做设计，所代表数据如下： 1、箱梁长度：24.92+425+24.92m 2、架设高度：5.274m-7.071m 3、箱梁高度：1.4m（直腹板） 4、桥面宽度：16.9m（单幅），底板宽度12.9m 二、场地处理 搭设支架的场地必须平整、坚实，承载力要能满足上部结构传递的荷载，沉降变形在允许的范围内。如施工现场地基

3、松软、耕植土、回填土都必须进行改良硬化，采取如下措施以提高地基承载力，控制沉降变形，满足支架搭设、结构稳定的要求。 1、承台基坑回填必须采用优质土或灰土分层回填且夯实。雨天条件不具备时，采用建筑垃圾分层回填，层厚不超过40cm。 2、回填土必须先排水清淤至原土，然后进行回填每30cm一层碾压至实，最表层30cm应采用灰土碾压。 3、耕植土先清除表层松土厚30cm，进行原地碾压。 4、以上二项处理完毕后，填筑厚10cm至15cm碎石或碎渣，分层压实，宽度比支架范围超出50cm，面层浇筑10-15cm厚素砼。 5、在泥浆池开挖或原有沟塘地段，先进行抛石挤淤处理或全部采用建筑垃圾分层回填，然后再进行

4、如上灰土及垫层处理。 6、在地基两侧挖排水沟，截断地表水，雨水不得注入地基上，避免地基受雨水浸泡软化而降低地基承载力，给工程带来安全隐患。 三、地基承载力验算 墩身施工结束后，先对原地面进行静力触探试验,根据静力触探结果，灰土处理表面，地基承载力为130KPa ，地基承载力按斜45方向传递，从保守考虑，按最不利荷载情况进行计算，只要地表所受压力不超过130KPa ，均可以满足要求。 按每根立杆所能承受的最大荷载为40KN ，支架布置为60cm 60cm 的情况进行计算（地基所承受荷载最不利的情况）荷载对地基所施加的力为： kPa 130kPa 1.1116.06.040=? 故地基承载力满足要

5、求。 四、支架设计与稳定验算 （一）碗扣支架的设置方法 本工程根据现场的实际情况，地基较为平整，可采用碗扣式支架。碗扣支架的设置方法如下： 1、基底处理好后，在上面铺设10cm 15cm 厚混凝土垫层，宽度每侧大于桥宽0.5m ，然后在上面支立排架，整个支架系统由底托、碗扣式脚手架、顶拖和上纵、横方木及大小剪刀撑、纵横水平杆组成。 2、排架采用碗扣式钢管脚手架。支架布置原则为横桥向间距在箱梁底板横梁（墩顶实心段）和结合部（渐变段）按0.6m 布设，跨中处（标准段）按0.6m 间距布设，翼板处按0.9m 布设；纵桥向间距在箱梁梁端、横隔梁处以及结合部位按0.6m 布设，跨中间距均为0.9m ，翼

6、板部位间距采用0.9m 间距。纵向方木为12cm 12cm 布设于顶拖上，上层设8cm 8cm 横向方木，横向方木间距为30cm 。 具体布置见支架布置图。 3、支架体系在安装过程中，支架立杆要垂直、横杆要平顺，接口必须按规范对接，连接紧固。保证支架受力均匀分布和传递，每搭一层支架必须检查其整体垂直度和整体稳定性后才继续搭上一层。支架搭设要严格控制其立杆的顶标高。支架搭设完毕后，在 立杆顶部放好顶拖和纵横方木，使方木的接触面恰好在顶拖的中心位置。铺放现浇箱梁底模，底模采用竹胶板，其厚度为1.2cm。 （二）碗扣支架的荷载分析 1、根据施工结构截面图可以看出，该桥各截面的结构重量不等，可以分为四

7、个单元进行分析计算，以便合理的设置现浇支撑。重量以桥面每平方米为计算单位，砼密度取2.6t/m3。 A、墩顶隔梁部位：1.42.6=3.64t/m2 B、箱梁结合部位（按构造图上B-B截面保守计算）： 端横梁处结合部位： 12.91.4（12.940.8）（1.420.6）12.92.6=3.249 t/m2 中横梁处结合部位（施工缝处）： 12.91.4（12.941.1）（1.420.6）12.92.6=3.297 t/m2 C、箱梁跨中部位： （12.90.22240.450.9660.60.2260.30.22）12.92.6=1.601 t/m2 D、两侧翼板部位：（0.18+0.4

8、5）22.6=0.819t/m2 2、支撑体系荷载 A、主杆、横杆承载性能 B、荷载取值 模板及方木自重：0.1t/m2 施工人员、机械荷载取：0.25t/m2 砼振捣及砼冲击荷载：0.3t/m2 荷载系数取值：静载系数： G =1.2 活载系数： =1.4 3、支架承载 A、墩顶隔梁部位： 支架受动载：Q=(0.250.3)=0.55t/m2 支架受静载：G=（3.640.1）=3.74t/m2 P=Q 0+G G =0.551.43.741.2=5.258t/m2 B、箱梁结合部位： P=Q 0+G G =0.551.43.3491.2=4.789t/m2 P=Q 0+G G =0.551

9、.43.3971.2=4.846t/m2 C、箱梁跨中部位： P=Q 0+G G =0.551.41.7011.2=2.811t/m2 D、两侧翼板部位： P=Q 0+G G =0.551.40.9191.2=1.873t/m2 （三）支架组合的受力验算 支架搭设高度的设置，搭设高度指处理好的地基至对应箱梁底板间的垂直距离。碗扣支架选用水平杆60cm、90cm，主杆高度选择60cm、120cm，以及可调底座MDZ60、可调托座MTZ60，轴心承插安装。支架调节范围可在1.2m1.5m 之间。另考虑模板、纵横分配方木及地面铺垫方木、垫层的厚度，具体各支撑点的调节高度现场安装时按实际情况进行调整。

10、 1、立杆的受力验算 A、墩顶隔梁下立杆 支架设置:按606060 布置 每根立杆可承载范围：0.60.6=0.36 m2 每根立杆承受荷载为：5.2580.36=1.893t 因支架搭设高度小于30m，整架高度调整系数K 取值0.8 因此1.8934t0.8=3.2t 满足要求 B、箱梁结合部立杆 支架设置:按6060120 布置 每根立杆可承载范围：0.60.6=0.36 m 2 每根立杆承受荷载为：4.7890.36=1.724t N=0.83=2.4t 满足要求 4.8460.36=1.745t N=0.83=2.4t 满足要求 C 、跨中部分立杆 支架设置:按9060120布置 每根

11、立杆可承载范围：0.90.6=0.54 m 2 每根立杆承受荷载为：2.8110.54=1.518t N= 0.83=2.4t 满足要求 D 、翼板部分立杆 支架设置:按9090120 布置 每根立杆可承载范围：0.90.9=0.81 m 2 每根立杆承受荷载为：1.8730.81=1.517t N=3t 0.8=2.4t 满足要求 2、支架稳定性检算 钢管外径48mm 、壁厚3.5mm I=(D 4-d 4)/64=(4.84-4.14)/64=12.187cm 4 A=(D 2-d 2)/4=(4.82-4.12)/4=4.893cm 2 ?=A I /=893.4/187.12=1.57

12、8cm =L/ ?=120/1.578=76.05 查表得=0.675 A 、横隔梁部分 N/A=1.893104/(0.675489.3)=57.3N/mm 2 f = 215 N/mm 2 满足要求。 B 、箱梁结合部 N/A=1.745104/(0.675489.3)=52.8N/mm 2 f = 215 N/mm 2 满足要求。 C 、跨中部分 N/A=2.277104/(0.675489.3)=68.9N/mm 2 f = 215 N/mm 2 满足要求。 D 、翼板部分 翼板部分荷载小于横梁部位，所以亦满足要求。 3、方木的强度及刚度验算 A、横梁部位 下层为纵桥向12cm12cm

13、方木，在腹板下跨矩为60cm，上层为横桥向8cm8cm 方木，间距30cm。 a、对8cm8cm方木,按简支梁计算强度和刚度，计算跨径为0.6m。 作用在方木上的均布荷载为：q=PL=37.40.3=11.22kN/m =ql2/8=11.220.62/8=0.505kNm 由均布荷载所产生的最大弯矩为：M 1/2 方木的抗弯截面模量为：W=bh2/6=0.080.082/6=8.5310-5m3 强度验算：=M/W=0.505/(8.5310-5)=5.92 MPa =14.5 MPa 满足要求刚度（挠度）验算： 取E=11103Mpa I=ab3/12=0.080.08312=3.4131

14、0-6m4 ?=5ql4/384EI=511.221030.64/384111093.41310-6 =0.5mmL/600=1.0mm 满足要求。 b、对12cm12cm方木，按简支梁计算应力和挠度，计算跨径为0.6m。 为简化计算，按照均布荷载考虑上部总体受力： q=PL=37.40.6=22.44kN/m 方木受荷载后产生的最大弯矩为： =ql2/8=22.440.62/8=1.01kNm M 1/2 方木的抗弯截面模量为： W=bh2/6=0.120.122/6=2.8810-4m3 强度验算：=M/W=1.01103/(2.8810-4)=3.507 MPa =14.5 MPa 满足

15、要求 刚度验算： 取E=11103Mpa I=ab3/12=0.120.12312=17.2810-6m4 ?=5ql4/384EI=522.441030.64/3841110917.2810-6 =0.2mmL/600=1.0mm 满足要求 B、箱梁结合部 此部位支架布设同端头横梁段，荷载明显减小，故满足要求。 C、跨中部分 下层为纵桥向12cm12cm方木，在腹板下跨矩为90cm，上层为横桥向8cm8cm 方木，间距30cm。 a、对8cm8cm方木,按简支梁计算强度和刚度，计算跨径为0.6m。 作用在方木上的均布荷载为：q=PL=17.010.3=5.103kN/m =ql2/8=5.1

16、030.62/8=0.230kNm 由均布荷载所产生的最大弯矩为：M 1/2 方木的抗弯截面模量为：W=bh2/6=0.080.082/6=8.5310-5m3 强度验算：=M/W=0.230/(8.5310-5)=2.7 MPa =14.5 MPa 满足要求刚度（挠度）验算： 取E=11103Mpa I=ab3/12=0.080.08312=3.41310-6m4 ?=5ql4/384EI=55.1031030.64/384111093.41310-6 =0.2mmL/600=1.0mm 满足要求。 b、对12cm12cm方木，按简支梁计算应力和挠度，计算跨径为0.9m。 为简化计算，按照均

17、布荷载考虑上部总体受力： q=PL=17.010.9=15.309kN/m 方木受荷载后产生的最大弯矩为： M =ql2/8=15.3090.92/8=1.55kNm 1/2 方木的抗弯截面模量为： W=bh2/6=0.120.122/6=2.8810-4m3 强度验算：=M/W=1.55103/(2.8810-4)=5.382 MPa =14.5 MPa 满足要求 刚度验算： 取E=11103Mpa I=ab3/12=0.120.12312=17.2810-6m4 ?=5ql4/384EI=515.3091030.94/3841110917.2810-6 =0.7mmL/600=1.5mm

18、满足要求 D 、两侧翼板位置 此部位支架布设同跨中部分，荷载明显减小，故满足要求。 五、跨长虹西路门洞支架受力验算（E 区） （一）门洞支架布置与计算 1、门洞支架布置 门洞支架采用矩形C25混凝土条形基础，截面形式为：0.8m 1.0m ，混凝土条形基础直接坐在长虹西路铺好的沥青面层上，浇筑混凝土时预埋60060020mm 的管桩底部焊接钢板。单幅设7根426（壁厚8mm ）螺旋焊接钢管做支撑立柱，顶部焊接50050020mm 钢板做承接板。设双40b 工字钢做横桥向分配梁，25b 工字钢为纵桥向分配梁（50cm ），均采用焊接连接。箱梁底部采用顶托和方木调整标高，形式同碗扣式支架。 详见门

19、洞支架布置图。 2、荷载分析 同上C 截面计算。 P=Q 0+G G =0.551.41.7011.2=2.811t/m 2 门洞通过段为箱梁标准节段，共计长度9.35m ，底板部分宽度12.9m ，故中间排单根立柱平均受力为： P=2.8119.3512.925=33.9t 箱梁底板部分设5根钢管桩立柱，间距为3m ，则中间排桩中间柱最大受力： P=39.3522.811=39.4t 为安全考虑取45t 计。 3、钢管桩强度计算 选取中间最大受力426钢管桩单排布置5根代入计算。 截面性质： 22222105054104264 4mm d D A =-=-=）（）（ 444442295291

20、0741042664 64mm d D I =-=-=）（）（ mm 14810505 229529107i =A I 钢管桩立柱所受的最大应力为： MPa f MPa A N 1408.4210505 104503 =?= 满足要求 4、钢管的稳定性验算 钢管桩按照长度5m 计算 8.331485000i = L 查表求得 MPa f MPa A N 1409.4410505 955.0104503 =?=? 满足要求 （二）纵横向分配梁设计 管桩立柱顶部承接板上设双40b 工字钢做横桥向分配梁，25b 工字钢为纵桥向分配梁，间距50cm ，均采用焊接连接。 A 、双40b 工字钢横桥向分配

21、梁验算 1、剪力验算 40b 工字钢的截面特性：h=400mm ，b=144mm ，t=12.5mm ，A=94.112cm 2，I=22800cm 4， W=1140cm 3，i=15.6cm 。 取每根钢管的最大为450 kN ，则40b 工字钢所受的剪切应力为： MPa MPa A Q 859.2310112.942104502 3 =?= 满足要求 2、强度验算 对双40b 工字钢,按简支梁计算，计算跨径为3m 。 作用在跨中工字钢上的均布荷载为： q=P L=2.8119.352=13.14t/m 取值15 t/m 由均布荷载所产生的最大弯矩为： M 1/2=q l 2/8=1532

22、/8=16.875t m 强度验算： MPa MPa W M 1457410 114021075.16863 =?=- 满足要求 3、刚度（挠度）验算： 取E=2.1105Mpa I=22800cm 4 mm L mm EI ql f 7.6600 40006007.11010228002101.23840.31015053845325434=?=- 满足要求。 B 、25b 工字钢纵桥向分配梁验算 1、剪力验算 25b 工字钢的截面特性：h=250mm ，b=118mm ，t=10mm ，A=53.541cm 2，I=5280cm 4， W=423cm 3，i=9.94cm 。 每根25b 工字钢单端受剪力： Q=（2.8119.35212.9）272=3.139t 则25b 工字钢所受的剪切应力为： MPa MPa A Q 859.510541.531039.312 3 =?= 满足要求 2、强度验算 对纵向25b 工字钢,间距0.5m ，按简支梁计算，计算跨径为4.5m 。 作用在跨中工字钢上的均布荷载为： q=P L=2.8119.352=13.14t/m 由均布荷载所产生的最大弯矩为： M 1/2=q l 2/8=13.144.52/8=33.26t m 按照平均分布在27根25b 工字钢上计算，则有：