支架方案及验算

一、工程概况

A、K116+650设计为现浇箱梁(变截面)，跨径为20米+30+20米。桥梁上部结构为钢筋混凝土连续箱梁；下部为柱式桥墩、肋式桥台、钻孔灌注桩基础。；

B．现浇箱梁宽度（单幅）6m，底板宽3.6m；箱梁高:墩支点高1.9m，跨中1.2m；

E．每个桥现浇箱梁总工程量：278.32m3，钢筋68.5T。 

二、施工方案

2.1 施工总体方案及顺序

箱梁施工均采用碗扣支架就地现浇施工。箱梁断面为单箱一室，采用全断面一次浇筑混凝土，采用箱内底板处为空模方法，这样既能保证箱梁底板砼振捣密实及高程控制又能保证芯模不上浮。混凝土采用自拌混凝土，混凝土运输车运送至现场，汽车泵泵送混凝土入模。

2.2 支架施工

(1)支架地基处理

换除松散软土，换填碎石土，整平分层压实，对于下部施工时挖基坑处的特殊部位进行特殊处理，选择碎石土回填、分层压实，桥台锥坡处采用分层开挖断面，锥坡开挖后薄弱地带用沙袋进行维护。保证整个地基的均匀一致，检测承载力，直至地基承载力满足要求且均匀一致，以保证地基的弹性或非弹性变形在允许范围内，桥长度及宽度范围内浇筑20厚混凝土（宽度方向大于桥宽1米，在混凝土硬化带上支立支架

 (2)支架的设计与构造

本桥支架采用碗扣支架，支架横桥向排布，跨中处采用每片支架间距90cm(横桥向)，每排支架间距90cm(纵桥向)，墩顶处采用每片支架间距60cm(横桥向)，每排支架间距90cm(纵桥向)，门架两侧分别采用4排90cm*30cm的支架具体支架设计图附后。

支架立杆下安装可调底座（底托伸出长度不超过15cm）顶部安装可调上托，（伸长长度不超30cm,大于20cm,小于30cm顶托自由端出采用钢管横向、纵向连接，保证顶托自由端整体稳定性）能够方便调整箱梁底板高程符合设计要求及箱梁浇后易于拆除支架，支架支立完成后用钢管扣件将支架横纵连接，设有安全上下走道，不与支架接触，不得以攀登支架的方式上下支架。

(3)支架的施工要点

a.支立支架前首先检查每根立杆及横杆质量。

b.杆件拼装要严格按照设计图实施，搭设时首先对处理过的地基标高进行测量复测，并用水准仪将拼装方块四周各点调整到位，然后挂线调整其它立杆。

c.支撑架拼装时，检查每根立杆是否松动，否则立即拧紧。

d.支架立杆的垂直度必须严格控制，以免影响整体稳定性。

e.沿拼装方块四周及全高设置双向剪力杆、斜杆与地面夹角为45º~60º，剪力杆必须用扣件与立杆连接，纵向剪力杆设置间距为4.5m，横向剪力杆间距不超过2.7m,且接地，连接必须牢靠。

f.支架拆除应在混凝土强度达到设计强度的100%后方可卸架，卸架时应从跨中向两端卸架。

2.3跨主线处支架设置

为保证箱梁施工期间路基主线车辆及人员正常通过支架，在箱梁第二、位置设支架跨越主线路基。支架跨越主线路基方式：首先将通道两侧2.0m范围的支架采用90cm（纵向）*30cm(横向)间距的进行安装和加固（纵向步距设置为60cm），加固后用支架顶脚横桥向托起8根32a工字钢，在横桥向工字钢上，纵桥向放置9根32工字钢(间距为90cm），通过调节支架顶脚使纵向工字钢顶面平齐，位置及标高调整完成后将两层工字钢焊接在一起，通道高5m，宽4m，长9m。分离桥的中心桩号与主线路基相交于K116+650在相交区间通道设置方式见附图。

2.4支座安装,

此桥支座型号规格繁多，必须严格按设计图对号入座，安装前必须检查、清理干净、配套、涂油，在安装底模前，按设计位置和标高及规范要求安装好。

2.5模板安制

在支架上托上面沿桥纵向铺设12×15cm方木，在纵向方向上沿横桥向铺设10×10cm的方木，间距为30cm，横向方木上铺设厚15mm竹胶板，为达到镜面工程的目的，模板采用1220×2440×15mm规格的烤漆竹胶合板。梁体模板的纵坡、横坡、预拱通过调整钢管可调上托到预定的标高。模板拼缝均用密封胶带镶补，以保证阳角线条。模板拼缝严密，整齐划一，并设置足够的斜撑，斜撑间距不大于30cm，杆件进行进行支撑，以防跑模和漏浆，拼缝过大处均用玻璃胶镶补，模板安装后要经常洒水淋养以防变形，浇筑混凝土前用高压风机或高压水全面清理。

2.6支架预压

支架荷载需考虑到模板与全部混凝土、钢材的重量及支架模板与浇筑混凝土时的操作人员、各种临时脚手、各种临时电焊机、振捣机械的重量以及倾注混凝土的冲击力等，预压重量按箱梁的组合荷载进行预压。因此在桥面投影范围内按支架设计图纸布设两组或三组长9m，宽3.6m的试压支架区，试压区选择单跨整体预压，试验材料选用砂袋，均布的压于支架上的模板上，并在支架上和地基上设置观测点观测，荷载的持荷时间不少于三昼夜，如此一方面可以检测到支架地基的承压情况，另一方面可以掌握钢管支架的变形，以便根据实际情况考虑支架的弹性及非弹性变形，并设置一定的预拱度。

预压断面示意图

                      沙袋

墩支点                                             墩支点

2.7钢筋制作安装

(1)进场钢筋应有出厂质保书、合格证和试验报告单，钢筋必须按不同品种、等级、牌号、规格和生产厂家取样，做进场常规实验，合格后方可使用。

(2)钢筋加工在现场加工棚进行，钢筋表面应洁净，使用前将其表面的油渍、锈皮及鳞锈等清除干净。

(3)钢筋在加工过程中应严格按照图纸所给尺寸截断和弯折，钢筋接头应错开布置，同一截面接头数量不能超过该截面钢筋总数的50%。

(4)钢筋的规格、形状、数量、位置、搭接长度应符合设计要求和施工验收规范。

(5)成品钢筋应分规格、型号、品种挂牌、标量捆绑、堆放并遮盖防锈。

(6)钢筋的绑扎必须按照设计图纸排列要求进行绑扎，要纵横拉线，控制间距，钢筋的所有交叉点应绑扎扎牢。

(7)为保证钢筋保护层厚度，底板处和翼板处采用用砂浆预制垫块，腹板处采用塑料垫块控制保护层厚度。

(8)横隔梁钢筋与纵向钢筋骨架位置相交发生冲突时，先放入横隔梁钢筋，在横隔梁处断开纵向钢筋，放入纵向主筋后，采用双面帮条焊连接断开的纵向主筋，补充骨架内的弯起钢筋。

(9)面板钢筋在预留口处断开，待拆完内模后，再重新焊接。

(10)要注意各种预埋件，预埋筋，锚固钢筋等构件的位置正确和是否牢固，混凝土浇筑时，保证已安装的钢筋骨架和预埋件不受损伤和位移。

3.8箱梁混凝土浇筑

(1)浇筑混凝土时加强对混凝土质量检查，对拌和质量和坍落度严格控制，泵送混凝土坍落度14-17cm，以防混凝土表面出现水泡、气孔等现象。混凝土搅拌时间不小于1.5分钟。

(2)箱梁现浇采用一次成型、连续浇筑法施工。纵向浇筑应由跨中向两端同时浇筑。

(3)第一次混凝土先浇筑梁腹板的混凝土，应采用斜层法由低向高浇筑，浇筑次序：首先浇筑两侧腹板，然后转回按控制标高浇筑底板、顶板，如此类推向前推进。

(4)面板混凝土由跨中向两边均匀摊铺至设计高度。混凝土终凝前，用竹扫帚毛，使其表面粗糙，加大与铺装层的粘结性，同时注意面板平整度的控制。

(5)混凝土浇筑振捣时采用插入式振捣器，面板混凝土浇筑振捣时采用平板式振捣器配合插入式振捣器，振捣严格按操作规程要求进行。

(6)混凝土浇筑过程中，应注意模板支架有无下沉，鼓突、撑开、倾斜、预埋件有无移位等情况，如有发现立即停止操作，进行补救处理。

(7)对浇筑的混凝土取样，制作试件。

二、现浇箱梁施工工艺流程

现浇箱梁施工工艺流程图

四．安全保证技术措施

4.1安全思想教育

(1)针对本工程特点，对所有从事管理和生产的人员，施工前进行全面的安全教育，重点专职安全、班组长、从事特殊作业的架子工、起重工、电工、焊接工、机械工、机动车辆驾驶员等进行培训教育。

(2)未经安全教育的施工管理人员和生产人员，不准上岗，未进行三级教育的新工人不准上岗，变换工种或采用新技术、新工艺、新设备、新材料而没有进行培训的人员不准上岗。

(3)特殊工种的操作人员的安全教育、考核、复验，严格按照《特种作业人员安全技术考核管理规定》考核合格，获取操作证方能持证上岗。对已取得上岗证的特种作业人员要进行登记，按期复审，并要设专人管理。

(4)通过安全教育，增强职工安全意识，树立“安全第一，预防为主”的思想，并提高职工遵守施工安全纪律的自觉性，认真执行安全检查操作规程，做到：不违章指挥，不违章操作，不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害，提高职工整体安全防护意识和自我防护能力。

4.2安全制度法规保证

公司制定了安全奖罚措施，要严格执行，常抓不懈，使之成为法规性、强度性的制度。树立安全、消防否决权制度，把安全消防工作提到一个更高的阶层上来。上班前做好班前安全讲话，下班要做好安全检查。对检查中发现的安全问题，按照“三不放过”的原则立即制定整改措施，定人限期进行整改，保证“管生产必须管安全”的原则落实。

4.3安全组织机构保证

建立和完善的安全组织管理机构，成立以项目经理为组长，项目总工、项目副经理为副组长的安全工作领导小组，从组织措施上完善安全生产工作，使之程序化、规范化，领导小组中以经验丰富的专职安全员为日常事务的主持者，质安部设立安全工程师，具体负责安全与决策有关安全方面的重大问题。安全员行使安全管理、指导、检查监督、制止违章，在危险时采取紧急措施，组织考核安全工作等责任与权力。专职安全员持证上岗，在现场均佩戴工作标志。

4.4实施性安全规则

(1)遇有暴雨或六级以上大风，停止一切高空、起重等作业，并做好防风准备。

(2)对机械的操作与管理，严格按照安全细则与安全操作规程进行，杜绝出现因搅拌、摔落、触电而亡的事故。

(3)高空作业，必须设防护与安全网，施工人员系安全带，戴安全帽，穿防滑鞋，并且上下交叉作业时，采取隔离措施。

(4)电焊机要有可靠的接地，焊钳把线要绝缘好。

(5)起重作业设专人指挥，统一信号，吊臂范围内严禁站人。

(6)起重作业专职起重工必须检查起吊机具的安全性，绳具完好无损，绑扎应牢固可靠，不超负荷起吊。

(7)对临时便道做好养护维修，确保晴雨通畅，对司机进行长期的安全教育，避免在运输过程中发生车辆交通事故。

K116+650桥现浇箱梁支架验算书

一、荷载组成

组成支架荷载包括：1、上部现浇箱梁结构重量；2、模板及承托模板结构的重量；3、施工机具及施工人员荷载（由于支架高度小于10m，所以不考虑支架自重）。

4、倾倒砼和振捣时的冲击荷载。

1、上部现浇箱梁结构重量

上部箱梁混凝土总体积为278.3m3，路桥施工手册（素砼容重为2.4t/m3 ）；设计图纸工程量钢筋自重为68.5t。所以混凝土结构重量为

（278.3m3×2.4 t/ m3）+68.5t =736.42t

在底板范围内：（考虑到地板范围内受力大，故只验算地板范围内荷载，验算结果如果底板范围内合格翼板也合格。

在墩支点处取单元体墩支点处砼截面积为1.9×3.6=6.84m2 则一平方米受力为4.75 t/m2（6.84÷3.6×2.5）

在跨中截面处取单元体墩支点处砼截面积为（4.32-1.98+0.184）=2.52m2 则一平方米受力为1.75 t/m2（1.75÷3.6×2.5）

2、模板及承托模板结构重量

各种材料规格数量表：

3、施工人员、施工料具堆放、运输荷载: 2.5KN/m2

4、倾倒混凝土时产生的冲击荷载：6.0KN/m2

5、振捣混凝土产生的荷载: 2.0 KN/m2

6、荷载组合

计算承载力时（墩支点处）

q=(1+2)×1.2+（3+4+5）×1.4

=(47.5+0.77)×1.2+(2.5+6.0+2.0)×1.4=72.62KN/m2

计算承载力时（跨中处）

q=(1+2)×1.2+（3+4+5）×1.4

=(17.5+0.77)×1.2+(2.5+6.0+2.0)×1.4=36.624KN/m2

二、支架受力计算    

表1   扣件式钢管截面特性

外径

1、立杆承载力及稳定性验算；

2、纵、横木方抗弯、挠度计算；

3、地基承载力计算；

4、预拱度计算与设置

（二）验算过程（墩支点处）

1、立杆承载力及稳定验算

此桥支架步距有两种0.9×0.9m和0.9m×0.60m(具体见支架设计图)，验算时取步距0.9m×0.6m进行验算

则单根立杆承受的荷载比例为（墩支点处）

每根立杆承受的荷载为0.54×72.62KN/m2=39.21KN

支架立杆为Ф48×3.0mm大口径钢管，A=424mm2，则

钢管回转半径为公式：

（D/4）*sqrt(1+(d/D)^2)=(48/4)*1.315=15.950mm

D是外径，d是内径

（1）、计算立杆受压强度为

σ=N/A=39.21KN/0.000424m2=92.5Mpa<σ=215Mpa

    结论一：立杆受压满足强度验算，且具有一定的安全储备

（2）、计算立杆受压稳定性

每根立杆承受的荷载为0.54×72.62KN/m2=39.21KN  

长细比λ=L/i=1.200*0.65/15.95=48.9（两端为固定端系数取值为0.65）  

φ=1.02-0.55（（48.9+20）/100）2  =0.759

则立杆的受压应力为

σ=N/φA=39.21KN/(0.759×0.000424M2)=121.8MPa<σ=215Mpa

结论二：立杆受压稳定性通过验算。

3、纵、横木方抗弯验算

①纵向木方抗弯、挠度计算

a．抗弯计算：

纵向立杆之间取最大值0.9m，横向木方作用在纵向木方上最不利情况见下图：

0.90

Mmax=39.21KN×0.92/10=3.17KN·m

W=bh2/6=(0.12×0.152)/6=0.00045m3

σ=M/W=3.17KN·m/0.00045m3=7.06Mpa ＜[σ]=12Mpa

b．挠度计算：

木材弹性模量E=9.0×106KN/m2

I=bh3/12=0.12×0.153/12=3.375×10-5m4

ƒ=ql4/(128E·I)= 39.21×0.94/(128×9.0×106×3.375×10-5)

=0.7mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm

结论二：纵向木方抗弯能力和挠度满足要求

②横向木方抗弯、挠度计算

a．抗弯计算：

横向木方间距为0.3m，所以单根横向木方承受了0.3×0.90范围的荷载，见下图

0.90

Mmax=1/3×39.31KN×0.92/10=1.06KN·m

W=bh2/6=(0.1×0.12)/6=0.00016m3

横向木方弯拉应力

σ=M/W=1.06 KN m/0.00016=6.6MPa＜[σ]=12Mpa

b．挠度计算：

木材弹性模量E=9.0×106KN/m2

I=bh3/12=0.1×0.13/12=0.83×10-5m4

ƒ=ql4/(128E·I)=39.31×0.904/(128×9.0×106×0.83×10-5)

=2.2mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm

结论三：横向木方抗弯能力满足要求

（二）验算过程（跨中处）

1、立杆承载力及稳定验算

此桥支架步距有两种0.9×0.9m和0.9m×0.60m(具体见支架设计图)，验算时取步距0.9m×0.9m进行验算

则单根立杆承受的荷载比例为（跨中处）

每根立杆承受的荷载为0.81×36.62KN/m2=29.66KN

支架立杆为Ф48×3.0mm大口径钢管，A=424mm2，则

钢管回转半径为公式：

（D/4）*sqrt(1+(d/D)^2)=(48/4)*1.315=15.950mm

D是外径，d是内径

（1）、计算立杆受压强度为

σ=N/A=29.66KN/0.000424m2=70.0Mpa<σ=215Mpa

    结论一：立杆受压满足强度验算，且具有一定的安全储备

（2）、计算立杆受压稳定性

每根立杆承受的荷载为0.81×36.62KN/m2=29.66KN  

长细比λ=L/i=1.200*0.65/15.95=48.9（两端为固定端系数取值为0.65）  

φ=1.02-0.55（（48.9+20）/100）2  =0.759

则立杆的受压应力为

σ=N/φA=29.66KN/(0.759×0.000424M2)=92.2MPa<σ=215Mpa

结论二：立杆受压稳定性通过验算。

3、纵、横木方抗弯验算

①纵向木方抗弯、挠度计算

a．抗弯计算：

纵向立杆之间取最大值0.9m，横向木方作用在纵向木方上最不利情况见下图：

0.90

Mmax=29.66KN×0.92/10=2.40KN·m

W=bh2/6=(0.12×0.152)/6=0.00045m3

σ=M/W=2.4KN·m/0.00045m3=5.33Mpa ＜[σ]=12Mpa

b．挠度计算：

木材弹性模量E=9.0×106KN/m2

I=bh3/12=0.12×0.153/12=3.375×10-5m4

ƒ=ql4/(128E·I)= 29.66×0.94/(128×9.0×106×3.375×10-5)

=0.5mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm

结论二：纵向木方抗弯能力和挠度满足要求

②横向木方抗弯、挠度计算

a．抗弯计算：

横向木方间距为0.3m，所以单根横向木方承受了0.3×0.90范围的荷载，见下图

0.90

Mmax=1/3×29.66KN×0.92/10=0.8KN·m

W=bh2/6=(0.1×0.12)/6=0.00016m3

横向木方弯拉应力

σ=M/W=0.8 KN m/0.00016=5MPa＜[σ]=12Mpa

b．挠度计算：

木材弹性模量E=9.0×106KN/m2

I=bh3/12=0.1×0.13/12=0.83×10-5m4

ƒ=ql4/(128E·I)=29.66×0.904/(128×9.0×106×0.83×10-5)

=2.0mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm

结论三：横向木方抗弯能力满足要求

门式通道支架计算

1、顺桥向工字钢计算

（1）工字钢验算 取最不利位置，即腹板正处于工字钢上方，工字钢间距1m布置。受力简图如下图所示：

                         L=4m

因为箱梁底至地面高6m，按均布荷载直接作用在工字钢上，顺桥按简支考虑。

  q＝29.66KN/m，[σ]＝181MPa，E＝2.1×105MPa

Mmax＝ql2/8＝29.66×103×42/8＝59.3KN*m

σmax＝Mmax/W＝59.3×106/692.5×104＝85.6MPa≤[σ]＝181 MPa 

 刚度验算：

fmax= 5ql4/(384EI)= 5×29.66×103×4004/(384×2.1×105×11080×104)=0.42mm≤[f]=L/400=4000/4=10mm

（2）支架验算  取最不利位置，即最大荷载工字钢处于一组支架立杆上方

上图中  N1=N2=qL/2=29.66*4/2=59.32KN

则单根支架受力为  N1／3=19.77KN＜[N]＝.9KN        合格

3、地基承载力验算

单根立杆承载力为22KN，底垫作用在C20砼硬化带上，硬化带为全硬化，则作用在C22砼上的荷载为22/0.45×0.45=0.11Mpa，C20砼的抗压强度为20Mpa

结论五：地基承载力达到110KPa即可满足要求，C20砼硬化带满足承载要求。

4、施工预拱度的计算与设置

通过计算和查《路桥施工计算手册》表13-6暂定以下数值，精确数值待预压结束后根据预压观测得出。

①支架卸载后由上部构造自重及活载一半产生的竖向挠度δ1=0.5cm

②支架在荷载作用下的弹性压缩即为最大挠度δ2=σ·L/E,约为0.2cm

③支架在荷载作用下的非弹性压缩δ3=0.8cm

④支架基底在荷载作用下非弹性压缩δ4=0.1cm

⑤总预拱度1.6cm

⑥预拱度设置：按二次抛物线分配，支点处为0

δX=δ(1-4x2 / L2)

依七高速A2标段二分部

2010年8月25日