現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)與受力驗(yàn)算.doc

現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)與受力驗(yàn)算一、 工程概況XX樞紐互通立交橋現(xiàn)澆部分橋梁共含有四座匝道跨線橋、三座分離式立交橋以及兩座313m中橋，以上各橋上部結(jié)構(gòu)均為整體現(xiàn)澆，下部支撐均采用滿堂支架進(jìn)行施工。二、 支架搭設(shè)方案概述本標(biāo)段現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)分為兩種形式：一般路段上搭設(shè)滿堂碗扣式支架，跨線路段上采用加密碗扣鋼管支架支墩、工字鋼搭設(shè)梁柱式支架（簡稱門洞支架）。1、滿堂支架（一般路段）由于一般路段上的匝道跨線橋及分離式立交結(jié)構(gòu)形式及斷面尺寸大部分均相同，故以AK0+741.1為例來進(jìn)行支架施工方案的闡述。匝道橋標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸圖如下（單位：cm）A匝道跨線橋全橋共16孔分四聯(lián)，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)梁，橋面寬10.5，梁高1.7，跨徑組合為：（430+430+430+425）。箱梁為單箱雙室現(xiàn)澆混凝土連續(xù)箱梁，各聯(lián)具體支架形式見下表：跨墩跨徑(m)支架形式備注Z0Z4430滿堂鋼管腳手支架一般路段Z4Z8430滿堂鋼管腳手支架一般路段Z8Z12430滿堂鋼管腳手支架一般路段Z12Z16425滿堂鋼管腳手支架一般路段Z8Z12跨為上跨保津高速跨，由于擬采用輔道繞行方案，故按一般路段支架搭設(shè)即可。根據(jù)上表，支架計(jì)算取荷載最大的，本支架方案取Z4Z8跨為例。根據(jù)箱梁的單位面積平均重量, 以驗(yàn)算豎桿的允許荷載確定支架搭設(shè)尺寸。當(dāng)橫桿步距為0.6m時(shí)，豎桿允許荷載為40KN/根；步距為1.2m時(shí)，允許荷載為30KN/根；步距為1.8m時(shí)，允許荷載為25KN/根；步距為2.4m時(shí)，允許荷載為20kN/根。本跨線橋箱梁斷面為標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，跨中段縱向橫桿選用0.9m，橫向橫桿翼緣板下為1.2m，底板下為0.6m和0.9m,橫桿步距1.2m,此種組合每根豎桿承載力為3t；橫梁處前后4m范圍內(nèi)縱向橫桿選用0.6m,橫向橫桿翼緣板下為1.2m，底板下為0.6m和0.9m,橫桿步距1.2m,此種組合每根豎桿可承載力為3t。支架橫桿步距1.2m，縱橫向橫桿長度選用按上面設(shè)計(jì)的進(jìn)行。豎桿要求每根豎直，采用單根鋼管，立豎桿后及時(shí)加縱、橫向平面鋼管固定,豎桿底部設(shè)置縱、橫向掃地桿。搭設(shè)支架時(shí)要切實(shí)保證橫桿的水平，如有高差用底托或方木進(jìn)行調(diào)整。為了確保滿堂支架的整體強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，支架橫向剪刀撐每6m設(shè)置一道，沿橋梁總寬設(shè)置；縱向剪刀撐設(shè)置3道，設(shè)在每幅支架兩側(cè)及箱梁中心位置，每聯(lián)通長設(shè)置。剪刀撐拉桿斜度控制45左右，必須用扣件扣緊，確?？臻g網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。支架搭設(shè)完畢后，計(jì)算每根鋼管的高度（每根鋼管的高度按其位置處梁底高減構(gòu)造模板厚度和方木楞、木楔的厚度計(jì)算），然后用可調(diào)上托準(zhǔn)確調(diào)節(jié)支架高度，保證整個(gè)支架的高度一致并滿足設(shè)計(jì)要求。支架底部設(shè)平板底座，頂部設(shè)U形可調(diào)托座，在托座上縱向鋪15cm15cm的方木，間距同支架間距，橫向按30cm間距鋪設(shè)10cm10cm的橫向方木，然后在方木上安裝模板（本箱梁模板擬采用高強(qiáng)度竹膠板）。每幅支架兩側(cè)各搭設(shè)寬度不小于1m的作業(yè)平臺，平臺上鋪設(shè)腳手板，外側(cè)設(shè)置安全防護(hù)欄桿，高度不小于1.5m。具體搭設(shè)見下示意圖： 2、門洞支架（跨線路段） XX樞紐互通內(nèi)需要搭設(shè)門洞支架施工的有跨越蘇三路的CKO+522、GK0+219、FK0+582三座蘇三路分離式立交以及跨越大寧口村鄉(xiāng)村道路的K25+472.5中橋，這些橋的跨線路段均需搭設(shè)門洞式支架，其它路段按上述一般路段的要求搭設(shè)滿堂碗扣式支架。門洞式支架要根據(jù)下穿道路車流量的大小、原道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及本段現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)尺寸和自重力來設(shè)計(jì)、搭設(shè)跨線支架平臺。為保證平臺承載力，跨機(jī)動(dòng)車道采用加密碗口鋼管支架支墩，每個(gè)支墩4排立桿，立桿間距按0.6m0.3m布置，即縱橋向0.3m，橫橋向0.6m，橫桿布距1.2m，橫橋向沿橋?qū)挿较驖M鋪。支墩兩側(cè)采用加密型碗扣式支架搭設(shè)人行通道，支架間距同支墩支架。支墩擱置支墩基礎(chǔ)上，支墩基礎(chǔ)采用混凝土條形基礎(chǔ)，平面尺寸為寬1.2m，厚0.3cm，長12m，采用C20混凝土，支墩支架底部用平托直接放置在混凝土條形基礎(chǔ)上。支墩頂順門洞方向放置4根I10工字鋼做橫枕梁，工字鋼直接放置在可調(diào)頂托上。工字鋼橫梁調(diào)平后搭設(shè)縱向36a工字鋼主梁,支架支墩橫向利用斜向剪刀撐連成整體，縱向利用工字鋼縱梁和工字鋼橫梁焊成整體。加密碗扣支架頂連接U形可調(diào)托座，托座上橫向放置15cm15cm方木碗扣支架利用鋼管及扣件設(shè)置斜向剪刀撐，從而形成框架穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。縱向工字鋼頂橫向鋪設(shè)1010cm方木，間距為30cm一道，然后在方木上鋪設(shè)模板。（本跨線橋梁底距地面凈空最小為5.2m，在保證通行凈空的條件下，直接利用支架頂可調(diào)托調(diào)節(jié)支墩頂工字鋼高度直至控制標(biāo)高。）門洞具體搭設(shè)方法見下圖：三、支架受力驗(yàn)算（一）、一般路段支架搭設(shè)好的WDJ碗扣式支架是空間整體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性可不需驗(yàn)算，僅做承載力驗(yàn)算。承載力驗(yàn)算以AK0+741.1匝道跨線橋第二聯(lián)（Z4Z8跨）為算例。 Z4Z8號墩跨徑組合為30m+30m+30m+30m，箱梁頂寬10.5m，梁高為1.7m，梁體砼方量849.4m3，梁體鋼筋重約185.138t(包括預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋)，本聯(lián)為該跨線工程量最大的一聯(lián)，故以此作為支架受力驗(yàn)算的荷載組合，因而一般路段支架以30m跨徑為例進(jìn)行驗(yàn)算。1、 30一跨荷載計(jì)算支架橫向按（11.2+20.9）+（10.6+20.9+20.6+20.9+10.6）+（20.9+11.2）搭設(shè)（兩邊留有工作平臺），縱向按70.6+240.9+70.6搭設(shè)，橫桿步距按1.2m布置，單桿允許承載力為3t。由于荷載主要集中在箱梁底、腹板寬度范圍，故支架有效受力豎桿根數(shù)僅考慮底、腹板寬度范圍數(shù)量。1.1、荷載計(jì)算：W鋼筋混凝土自重=（849.42.5+185.138）/12030=577.159t;W支架自重=W立桿+ W橫桿=14.02（9/2.4）1538+（25.12+83.97+42.82+3.9715）738=59.98t（支架高度按9m高算，查路橋施工計(jì)算手冊得2.4m立桿重量14.02kg，1.2m橫桿重量5.12kg，0.9m橫桿重量3.97kg，0.6m橫桿重量2.82kg） W施工人員及其它堆放荷載：110.530=315KN=31.5t； W振搗混凝土產(chǎn)生的荷載：210.530=630KN=63t；（查路橋施工計(jì)算手冊表8-1） 1.2、總荷載 總荷載=W砼+ W支架+W施工+W振搗=577.159+59.98+31.5+63=731.64t 每米線荷載=731.64/30（t/m）=24.39t/m2 、 30一跨承載力驗(yàn)算2.1、跨中支架受力驗(yàn)算（按平均線荷載）跨中支架縱向間距為0.9，則支架橫向單排承受壓力為：24.390.9=21.95t，箱梁底腹板寬度范圍內(nèi)橫向單排豎桿數(shù)量為9根；則單桿豎向承受力為N=21.95t/9=2.43t3t（橫桿步距1.2m時(shí)單桿承載力） （跨中支架承載力滿足要求） 2.2 橫梁周圍支架受力驗(yàn)算橫梁周圍支架縱向間距為0.6，端橫梁處每米荷載為31.967+（110.5+210.5）/10=35.117t則支架橫向單排承受壓力為：35.1170.6=21.07t， 箱梁底腹板寬度范圍內(nèi)橫向單排豎桿數(shù)量為9根； 則單桿豎向承受力為N=21.07t/9=2.34t3t（橫桿步距1.2m時(shí)單桿承載力） （橫梁周圍支架承載力滿足要求） 2.3 立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算 2.3.1 強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算即立桿軸心受壓壓力計(jì)算(考慮1.2的安全系數(shù)) : =1.2N/A=1.224.31000/(4.7810-4)=61Mpa【】=170Mpa 式中：立桿所受壓應(yīng)力； N立桿所受壓力； A碗扣鋼管截面面積； 【】碗扣鋼管設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度（立桿強(qiáng)度符合要求） 2.3.2 穩(wěn)定性計(jì)算 立桿兩端約束按鉸結(jié)考慮，計(jì)算長度取1.2m 柔度=h/i=120/1.54=77.92（i為碗扣鋼管的回轉(zhuǎn)半徑）查路橋施工計(jì)算手冊由線性內(nèi)差得穩(wěn)定性系數(shù)=0.686=1.2N/A=1.224.3103/0.686/（4.7810-4）=88.9Mpa【】=170Mpa（立桿穩(wěn)定性符合要求）2.4、 地基承載力驗(yàn)算（按單桿最大荷載計(jì)算）地基承載力應(yīng)滿足：N/AdK.fkN-立桿傳至基礎(chǔ)頂面的軸心力（此處取最大單桿承載力）；Ad-底座面積0.220.9=0.198m2K-調(diào)整系數(shù)，取1.0；fk-地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值（fk=200Kpa）；即24.3KN/0.198 m2122.8Kpa fk=180Kpa（地基承載力滿足要求）。（二）、跨線路段門洞支架梁柱式支架縱梁采用36a工字鋼，縱梁長度11.6。加密支架支墩橫向滿堂布置，縱向支墩按24m（凈距）布置。取半幅一孔梁柱支架按簡支梁方式來驗(yàn)算梁柱式支架的強(qiáng)度，此時(shí)縱梁的計(jì)算長度為5.2m。跨線路段支架驗(yàn)算以FK0+582蘇三路分離式立交第四跨為例。 1、 豎向荷載計(jì)算 縱梁5.2內(nèi)鋼筋砼結(jié)構(gòu)荷載：（162.12.5+37.93）/205.2115.23施工人員及其它堆放荷載：110.55.2=5.46t混凝土振搗荷載：210.55.2=10.9t縱梁36a工字鋼自重：65.6/165.25457.95.462、 縱梁工字鋼受力計(jì)算荷載按最不利情況設(shè)計(jì)，荷載+137.05，每延米荷載為137.05/5.226.36/，則單根縱梁承受荷載為26.36/161.65t/16.5kN/m，計(jì)算簡圖如下：2.1、應(yīng)力計(jì)算I36a工字鋼相關(guān)參數(shù):截面面積A76.3cm2 彈性模量E2.1105N/mm 2截面慣性矩I=15760cm4截面抵抗矩W=875cm3計(jì)算跨徑l=4500 mm截面塑性發(fā)展系數(shù)1.15跨中彎矩 q=16.5kN/m MB=ql2/8=16.55.22/8 =55.77kNm=M/W=55.77106/(1.15875103)=55.4 N/mm3f=200N/mm2（縱梁強(qiáng)度滿足要求）。2.2 縱向工字鋼撓度計(jì)算ABmax=5ql4/384EI=(516.552004)/(3842.110515760104)=4.75= L/400=13（工字鋼的撓度滿足要求）。3、支墩頂枕梁I10工字鋼受力驗(yàn)算支墩頂部枕梁采用I10a普通熱軋工字鋼，每排立桿放置一根，每個(gè)支墩放置4根I10a普通熱軋工字鋼，在中間的支墩所受的荷載最大，取中間的支墩進(jìn)行檢算，檢算時(shí)按連續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算跨度取l=0.6m。3.1、強(qiáng)度檢算支墩立桿頂枕梁承受由縱梁傳遞的上部荷載及自重，縱梁傳遞的力以縱梁中間支墩處的剪力進(jìn)行計(jì)算。支墩立桿頂按跨中受集中荷載這一最不利情況進(jìn)行檢算。縱梁傳遞的剪力計(jì)算V=20.5q總L=20.516.55.2=85.8KNV中間支墩的剪力I10a普通熱軋工字鋼自重計(jì)算W=0.6A10工字鋼=0.614.3310-478.5=0.067KN式中：A-I10a普通熱軋工字鋼截面面積 10工字鋼鋼材的重度；支墩立桿頂單根枕梁跨中集中荷載計(jì)算P=1/4V+W=21.52KNMmax=0.175PL=0.17521.520.6=2.26KN.m最大應(yīng)力計(jì)算max= Mmax/Wx=2.26103/3910-6=57.95Mpa180Mpa 式中Wx-I10a普通熱軋工字鋼截面地抗矩（強(qiáng)度符合要求）3.2、擾度計(jì)算ABmax=1.146PL3/100EI=1.14621.521030.63/100/(2.11011)/(24510-8) =0.103mml/400=1.5mm（ 枕梁擾度符合要求）4、門架支墩驗(yàn)算門洞支架采用碗扣支架，每個(gè)支墩4排立桿，橫向間距30cm，縱向間距60cm，立桿步距120cm。按由支墩立桿頂枕梁傳遞的荷載P這一最不利荷載進(jìn)行檢算。4.1、立桿單桿承載力計(jì)算單根立桿所受荷載N=P=21.52KN【30KN】（步距為1.2m時(shí)單根立桿承載力）（承載力符合要求）4.2、立桿強(qiáng)度計(jì)算=1.2N/A=1.221.52103/(4.7810-4)=54.023Mpa【170Mpa】（碗扣鋼管的抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度）（支墩立桿強(qiáng)度符合要求） 4.3、立桿穩(wěn)定性計(jì)算立桿兩端約束按鉸結(jié)考慮，計(jì)算長度取1.2m 柔度=h/i=120/1.54=77.92（i為碗扣鋼管的回轉(zhuǎn)半徑）查路橋施工計(jì)算手冊由線性內(nèi)差得穩(wěn)定性系數(shù)=0.686=1.2N/A=1.221.52103/0.686/（4.7810-4）=78.7Mpa【】=170Mpa（支墩立桿穩(wěn)定性符合要求） 4.4、支墩基礎(chǔ)承載力驗(yàn)算門架支墩基礎(chǔ)采用C20混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬1.2m，厚0.3m，長12m。 基礎(chǔ)應(yīng)力為地基承載力應(yīng)滿足：N/AdK.fkN-立桿傳至基礎(chǔ)頂面的軸心力（此處取最大單桿承載力）；Ad-一個(gè)立桿范圍內(nèi)的受力面積=0.30.6=0.18m2K-調(diào)整系數(shù)，取1.0；fk-地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值（fk=200Kpa）；即21.52KN/0.18 m2119.6Kpa fk=180Kpa四、支架施工安全技術(shù)措施1、支架搭設(shè)場地必須平整、帶有排水坡度，場地周邊要有排水溝。支架的基礎(chǔ)應(yīng)堅(jiān)實(shí)、平整，并應(yīng)定期檢查。每根豎桿底部應(yīng)設(shè)置墊板或底座，不得使用磚及脆性材料鋪墊。橫桿應(yīng)保持水平，豎桿桿底應(yīng)設(shè)置縱、橫向掃地桿。2、從事架子、起重作業(yè)人員，定期檢查身體，必須持證上崗。高處作業(yè)人員須戴好安全帽、系好安全帶、穿防滑鞋，安全帶定期檢查，禁止穿拖鞋、高跟鞋、或赤腳上崗。3、施工現(xiàn)場的防護(hù)設(shè)施、安全標(biāo)志、警示牌不得擅自拆動(dòng)，需要拆動(dòng)的，要經(jīng)工地負(fù)責(zé)人同意。4、支架桿件堆放整齊穩(wěn)妥，不要過高。高處作業(yè)面上用的料具須放置穩(wěn)妥，小型工具、材料隨時(shí)放入工具袋內(nèi)，傳遞料具段安全可靠，嚴(yán)禁拋擲，禁止重疊施工。5、現(xiàn)澆箱梁模板支架兩側(cè)要設(shè)置寬度不小于1.0m的作業(yè)平臺，平臺上滿鋪腳手板，作業(yè)平臺外側(cè)設(shè)置高度不小于1.5m的欄桿。作業(yè)平臺上的腳手板必須滿鋪，且平順、牢固、無探頭板。施工搭設(shè)的梯道、腳手架、防護(hù)欄、安全網(wǎng)等防護(hù)設(shè)施須符合安全要求，經(jīng)安全員檢查合格后方可投入使用。6、滿堂式支架外側(cè)從地面以上2m到架頂防護(hù)欄桿全部滿布密目式安全網(wǎng)，安全網(wǎng)外側(cè)利用斜向剪刀撐固定牢靠，施工梯道及扶手也應(yīng)掛設(shè)安全網(wǎng)。梁柱式支架平臺兩側(cè)各留不小于1m的防護(hù)平臺，平臺頂至支架頂掛設(shè)安全網(wǎng)。7、模板的支架應(yīng)自成體系，嚴(yán)禁與非承重腳手架進(jìn)行連接。支架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受新澆混凝土自重、側(cè)壓力和施工中產(chǎn)生的荷載及風(fēng)荷載。8、在搭設(shè)好的梁柱式平臺醒目位置設(shè)置宣傳標(biāo)語及施工銘牌，平臺洞口懸掛安全網(wǎng)，兩側(cè)及頂部設(shè)置警示燈并晝夜開啟。9、對于彎曲或銹蝕比較嚴(yán)重的型鋼支墩，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整和加強(qiáng)，主要采取角鋼幫焊的方式，以增加其截面面積，提高整體承載力。修補(bǔ)鋼支墩時(shí)應(yīng)注意焊縫長度和與兩端連接板的焊接。10、在交叉路口全天配備現(xiàn)場安全協(xié)管員負(fù)責(zé)指揮車輛通行，夜間照明要滿足車輛行駛亮度，加強(qiáng)夜間巡邏。11、加強(qiáng)施工車輛管制，禁止其停放在行車道上；加強(qiáng)現(xiàn)場施工人員管理，嚴(yán)禁向下亂扔雜物。12、在遠(yuǎn)離支架100m處設(shè)置施工警示牌及限速標(biāo)志；在跨中懸掛限高標(biāo)志牌，本項(xiàng)目中跨蘇三路門洞凈空為4.5m；為避免車輛碰撞支墩，在各排支墩靠行車道一側(cè)設(shè)置反光水馬13、為避免支架拆裝過程中墜物傷人，門洞處派專人日夜24小時(shí)值班確保車輛通行安全。五、緊急預(yù)案1、搭設(shè)中的坍塌原因：搭設(shè)速度不均勻，造成某一區(qū)域搭設(shè)高度過高，且未及時(shí)加以固定（纜繩或其他支撐）。預(yù)防：要求速度一致；及時(shí)對已搭設(shè)的支架進(jìn)行固定（包括掃地桿和剪刀撐的設(shè)置）。處理：對坍塌臨邊先進(jìn)行加固，然后拆除坍塌的支架。原因：支架立桿底部未加填實(shí)，造成局部失穩(wěn)坍塌。預(yù)防：地基夯實(shí)整平；對每根立桿底部予以填實(shí)。處理：對坍塌臨邊先進(jìn)行加固，然后拆除坍塌的支架。2、澆筑混凝土?xí)r的坍塌原因：個(gè)別立桿的失穩(wěn)，引起連鎖反映，造成局部甚至整體的坍塌。預(yù)防：選用材質(zhì)和尺寸合格的、無銹蝕、無彎曲的材