36m现浇箱梁满堂支架施工方案剖析

1、32.6m 预应力混凝土简支箱梁 现浇模板满堂脚手支撑架专项施工方案 支撑结构检算书 编 制： 审 核： 审 批： 目录 一、工程概况及地质水文情况 二、专项施工方案总体概况 三、方案检算依据及参数 （一）、编制依据 （二）、检算参数 四、检算荷载计算 五、结构内力计算及结构计算 5.1 、计算每排支架分担荷载 5.2 、计算脚手杆支撑能力 5.3 、计算横向脚手架的布置根数 5.4 、计算横向 n=14排脚手架的布置间距 5.4 、地基基础设计 5.5 、横桥向一次主梁方木（ 15 15cm）强度验算 5.6 、验算底模板方木楞（横向二次分配梁）强度 六、检算结论 七、各项施工注意事项 一、

2、工程概况及地质水文情况 （一）工程概况 新建 XX至 XX 工程，XX特大桥中心里程为 DK696+583.29，桥梁全长 2032.45m，由铁道第三勘察设计院设计， XX局 XX阳枢纽项目经理部负责施 工。其中第 47号墩第 69号桥台（ XX方向台）计 22孔 32.6m箱梁设计采 用支撑架现浇施工工法。桥位位于既有 XX 山乙线、靠近既有 XX 上行线 XX 特大桥，距既有大成桥中心 8.74 31.12m。桥墩高度为 3 12。 现浇箱梁为时速 160公里客货共线铁路 （有碴轨道后张法预应力混凝土 双线整孔简支箱梁），单箱单室横截面，图号为通桥（ 2014）2132-IV 。箱 梁长

3、度 32.6m，计算跨度为 31.5m，斜腹板，桥面宽 11.4m，梁高 2.582m， 翼缘板宽度 2.81m，梁底宽 5m，除梁端 3m 范围以外的标准断面为：箱梁顶 板厚 332mm，底板厚 280mm，腹板厚 360mm。梁端 4.1m 范围内为变截面过渡。 箱梁混凝土标号设计为 C50。跨中 24.4m 范围内为等直截面，结构如图 1.1 所示，梁端 4.1m 范围截面渐变加厚至梁端，梁端横截面如图 1.2 所示。 图 1.1 、跨中横截面结构简图 图 1.2 、梁端横截面结构简图 下部墩台采用直径 1.0m 钢筋混凝土桩基础；钢筋混凝土矩形承台， 尺寸顺桥长 4.8m、横桥宽 10

4、.4m、高 2.2m；园端形板式桥墩，墩高 310m。 本方案以较高墩身第 50孔为计算对象。第50孔32.6m箱梁下部结构图如 图 1.3所示。 图 1.3、XX 客专 XX 阳枢纽第 50 孔下部结构简图 （二）地质水文情况 本桥桥址处于既有 XX阳至山海关铁路大成站 -XX 阳枢纽范围内，桥址地 层局部地表为第四系全新统人工堆积层 （Q4ml）杂填土和填筑土； 第四系全新 统冲洪积层（ Q4al+pl ）；黏土、粉质粘土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、 细圆砾土、粗圆砾土。表层人工杂填土45m 深，基本承载力 o=120 180kPa；以下为粗砂层，厚度在 812m，基本承载力 o=43

5、0kPa。 地下水积季节性变化幅度为 1.0m6.0m，水位在地表 3 5m以下。 二、专项施工方案总体概况 本方案支架采用 48 3.5mm标准扣碗式脚手架（按非标检算），横杆 步距 1.2m，跨中 24m范围立杆纵向布置间距为 90cm，梁端范围立杆纵向布 置间距逐级加密，立柱横桥向布置间距按箱梁横截面积等分荷载法布置，横 桥向布置间距为 （2120+60+30+60+3120+60+30+60+2120）cm。 32.6m 现浇梁满堂 脚手架结构设计简图如 图 2.1 所示。 483.5mm标准扣碗式脚手架立柱顺桥向支撑架的布置： 在箱梁中部 24.4m 等截面范围内按 90cm间距布置

6、，计 270.9m=24.3m。梁端部约 2.6m 范围内，立杆间距逐渐加密，由 30.6m 渐变至 20.3m，直至桥墩墩边。 柱顶一次主梁采用 150mm150mm大方木， 横桥向布置 ，以抵抗脚手架 立柱间距不均匀的荷载差异。 一次主梁上方布置二次分配梁，采用 1010cm方木楞，顺桥向布置 ， 直接支撑箱梁底模板的竹胶模板。布置间距按箱梁横断面分布荷载大小设 置，一般为 30cm45cm，再上直接铺设 18mm厚胶板。 脚手架立柱上下端采用标准的定型产品螺旋杆可调顶托和支腿。 基 础采用 20cm厚 C20混凝土板式基础。支架顺桥向布置结构如 图 2.2 所示 图 2.1、32.6m

7、现浇梁满堂脚手架横桥向布置结构简图 支撑架结构高度是按： 18mm厚竹胶板 +10cm高方木楞（100mm100mm） +15cm高大方木（ 150150mm）+ 60cm高顶托+支撑架高（ n120cm）+30cm 高支撑腿 +20cm高砼基础设置。每孔支撑架高度应通过混凝土基础面高度控 制，确保顶托（不大于 60cm）及支撑腿（不大于 30cm）高度不超限 图 2.2、32.6m 现浇梁满堂脚手架顺桥向布置结构简图 支撑架排距设置：中间 24.4m 范围等截面内，按 90cm间距布置；梁端截面加厚段，排距逐渐加密。 三、方案检算依据及参数 (一)、编制依据 1、XX桥通-57，有碴轨道后张

8、预应力混凝土双线整孔简支箱梁施工图； 2、XX施桥 -229，新建铁路 XX至 XX阳铁路客运专线 XX阳枢纽 XX特大 桥施工图； 3、客货共线铁路桥涵工程施工技术指南( TZ2032008)； 4、铁路桥涵工程施工技术规范 (TB10203-2002 )/ (J162-2002) ； TZ3242010】； 5、铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程( TB10110-2011)； 6、【JGJ166-2008】建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范； 7、【JGJ162-2008】建筑施工模板安全技术规范； 8、【GB50017-2003】钢结构设计规范； 9、【GB50010-2010】混凝

9、土结构设计规范； 10、木结构设计规范( TB10203-2002)。 (二)、检算参数 1、钢材弹性模量 E=2.05 105MPa； 2、Q235钢材抗拉、 抗压设计控制强度 f=205Mpa，剪切强度 fv=125Mpa； 3、钢筋混凝土重度 r c=26KN/m；3 4、结构安全系数 K=1.3； 5、二次分配梁允许挠度【 】 =L/500； 6、恒载系数 1.2 ，活载系数 1.4 。 7、施工人员及机械活载约 1.0KN/m2。(参照【 JGJ166-2008】规范)。 8、模板重量 q=2.5KN/m2。竹胶模板、木框架，参考【JGJ162-2008】建 筑施工模板安全技术规范取

10、值 9、48 3.5mm钢管，钢管、顶托、底板均采用 Q235A钢材，弹性模量 E=2.05 105Mpa ，抗拉、抗压和抗弯强度 f=205Mpa,抗剪强度 fv 125Mpa ； 483.5mm钢管力学特征为：截面积 A=4.89cm2， 惯性矩 Ix=Iy=12.15cm4 ， 抵抗矩 w=5.078cm3，回转半径 i=1.578cm。 考虑目前脚手架租赁市场大多非标产品。常见的脚手架规格为 42 3.0mm钢管，其对应的力学特征为： 截面积 A=3.7cm2， 惯性矩 Ix= 7.03cm4， 回转半径 i=1.38cm 。 四、检算荷载计算 4.1 、计算箱梁横截面荷载简图 箱梁跨

11、中标准横断面如图 1.1 所示。 跨中标准断面面积 A=7.28m2，箱梁全宽 B=11.4m。 4.2 、计算支撑架检算荷载 1、结构恒载： 箱梁结构恒载： q1=rcA=267.28=189KN/m； 2. 模板线荷载： q2=2.511.4=29 KN/m（按钢模+竹胶模板组合估算）； 3、支架结构恒载： q3=0KN/m（按【 JGJ166-2008】脚手架规范规定，支 架高度不足 10m高，可不计支架重量）； 4. 施工人员及机械活线荷载： q4=111.4=12 KN/m； 5、支架设计计算荷载： q=1.2 （q1+q2+q3）+1.4q 3=278KN/m； 五、结构内力计算及

12、结构计算 5.1 、计算每排支架分担荷载 支 撑架顺桥向跨中 布置间距 b=90cm。每排脚 手架分担荷载： Q=bq=250K。N 5.2 、计算脚手杆支撑能力 本方案支撑架最大高度约 10m，横桥向宽度 12m，不属于高宽比失调的 窄支架，不进行高宽比失调折减。用局部承压能力代替整体承载能力。 脚手架采用非标准 423.0mm钢管，Q235B钢材。其强度及截面特征 如 表 5.1。 表 5.1 扣碗脚手架强度指标及物理特征 P235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值 205（N/mm）2 弹性模量 5 2.05 105 脚手架钢管截面特征 外径 壁厚 截面积 截面惯性矩 回转半径 （mm）

13、（mm） （cm2） （cm4） （cm） 42 3.0 3.68 7.03 1.38 水平杆步距按 1.2m 设计。横杆与立杆的连接点视为铰接，顶托杆不大 于 60cm、地脚杆不大于 30cm。最大受压段为 1.2m，其长细比iL 11.2308=87 100，属于短压杆。折减系数 =0.641 。 则单根支撑柱的允许承载能力为： R= K1K2fA=27.1 KN/根： 公式中： K1重复使用的钢管，折旧系数取 0.8 ； K2使用变形及安装轴线偏差折减系数，取 0.7 。 5.3 、计算横向脚手架的布置根数 在纵向布置间距 a=90cm的条件下，设横向需要根数为 n，则： n KQ =1

14、2，考虑外侧翼缘板下的支架布置，方案采用 n=14 排布置 R 式中：k 为安全系数，取 1.3。 5.4 、计算横向 n=14排脚手架的布置间距 按横断面积等份分配的计算原则布置。 5.4.1 、计算跨中标准横断面的荷载分布简图 跨中标准横断面的面积荷载计算图如 图 5.1 所示 图 5.1 、箱梁跨中标准横断面荷载分布简图 标准横断面面积为 A=72792cm2。 5.4.2 、计算横断面布置间距 全断面总计布置 14 排支撑柱，按平均荷载分配，每根支撑柱分担的荷 载面积为： A1=5199cm2。 从横截面中心处向外逐一划分每一份 A1=5199cm2 的位置，再计算每一份 面积的重心线

15、。每一根重心线就是理论上的支撑线。再结合脚手架水平横杆 碗扣的固定距离进行微调。 经过计算调整最后确定脚手杆支撑间距为：( 2 120+60+30+60+3 120+60+30+60+2 120)cm，脚手架横横截面布置间距如 图 5.2 所示。 图 5.2 脚手架横横截面布置间距计算简图 5.4 、地基基础设计 满堂脚手架采用 20cm厚 C20混凝土板式基础，砼基础落在自然地面素 土上。自然地面素土的基本承载力经碾压后不得低于 o=120Kpa。脚手架支 座垫层结构如 图 5.3 所示 图 5.3、 脚手架支座垫层结构简图 每根脚手架立杆分担荷载 F1=27.1KN，支架地脚座板平面尺寸为

16、 150 150mm（现实非标产品多），压力传递按刚性角 45 度传递。传到垫层下的接 2 触地基面积为： A=0.550.55=0.302m2； 传导到垫层下地基上的应力为：F1 =90Kpa，素土地基基本承载能力 A 碾压后达到 120kpa，其安全储备系数达到 K=1.33。 5.5 、横桥向一次主梁方木（ 1515cm）强度验算 5.5.1 、方木（ 1515cm）物理指标 方木采用东北落叶松型材。强度对应于木结构设计规范 150 150mm方木的截面惯性矩： =4219cm4，横截面积： GB50005-2003）中的 TC17木材，木材物理力学性质如 表 5.2 所示 表 5.2

17、木材的强度设计值和弹性模量（ N/mm2 ） I bh 3 12 A=225cm。2 5.5.2 、一次方木（ 15cm 15cm）主梁荷载及结构内力 一次方木（ 15cm15cm）主梁支撑点与支撑柱对应，横桥向布置，顺桥 向间距 90cm。横截面荷载极不均匀， 每根方木分但总荷载 Q=250K。N 14 个支 撑点，属于多次超静定连续梁。 经计算（简略了）一次方木（ 15cm15cm）主梁承担的最大结构内力： 最大剪力： Qmax=18.5KN； 最大弯矩： Mmax=3.3KN-m。 5.5.3 、验算一次主梁方木（ 15cm 15cm）的强度 最大弯曲应力：Mmax ymax =5.9M

18、pa，小于 fm 17Mpa，强度满足要求。 Ix 最大剪切应力： max Qmax =0.82Mpa，小于满足要求。 A 5.6 、验算底模板方木楞（横向二次分配梁）强度 梁底模板支撑方木楞（二次主梁）采用 100mm 100mm方木，顺桥向布 置，放置在一次方木主梁之上，材质为东北落叶松 5.6.1 、计算方木楞的荷载及内力 二次分配梁顺桥向布置，属于多等跨超静定连续梁，被支撑的跨度与脚 手架的纵向布置距离相等。 等跨支撑间距 b=90cm，标准方木长度一般 46m， 连续跨度为 46 跨。按全断面受载整体核算，横断面计算荷载 q=278KN/m。 按多等跨超静定连续梁计算内力， 二次分布

19、梁 （100mm100mm方木）的 内力计算简图如 图 5.4 所示 图 5.4、二次分布梁( 100mm 100mm方木)内力计算简图 如图 5.4 所示，(100mm100mm)方木楞整体的最大剪力 Tmax=125.1KN， 最大弯矩 Mmax=18.8KN-。m 二次分布梁方木楞属于多跨超静定连续结构，依据多跨超静定结构三弯 矩方程求解列方程为： LnMn1 2(Ln Ln 1)Mn Ln1Mn1 6(An 1 Bn ) ( 1) 已知条件： L1=L2= Ln=90cm Mn -1=Mn=Mn+1；A=B qL3 简化方程( 1)得： 6LMn=-12An；An=qL =8.44 2

20、4 求解： M=-18.8KN-m 5.6.2 、计算方木楞所需的根数 n 方 木楞采用方木 100 100mm，强度 采用木结构设 计规范 (GB50005-2003)中的 TC17木材，木材物理力学性质如 表 5.2 所示。 100100mm方木的截面惯性矩： I bh =833cm4，横截面积：A=100cm。2 12 由 l M max ymax fl ；导出：n KM max ymax =8.6 ，考虑满足竹胶板支跨 l nI Kfl I 能力， 100100mm方木布置间距不大于 45cm，梁底 5m宽范围内实际布置不 少于 12 根。 公式中： K-为强度安全系数，去 1.3；

21、fm -为木材抗弯强度，查表取 17Mpa。 5.6.3 、验算抗剪强度 最大剪切应力： max 1.5Tmax =1.50Mpa， fv =1.7Mpa（查木结构设 nA 计规范，满足要求。 5.6.4 、方木楞的间距布置 支撑竹胶板部位，按 18mm厚竹胶板的支跨能力， 100100mm的方木楞 的最大间距不得超过 45cm；支撑翼缘板支架部位， 按支架支点布置。 具体布 置如图 2.1 所示。 5.7 、竹胶板强度验算： 计算过程略。 六、检算结论 本方案计算荷载取值合理、 满足相关施工技术规范要求及符合施工实际 情况，结构设计计算过程合理正确、各项验算指标准确有效、满足相关技术 规范要

22、求，结构设计满足相关技术规范要求、满足施工安全需要。 七、各项施工注意事项 为确保施工安全顺利进行，应加强以下施工管理措施： 7.1 、对混凝土板式基础地基的要求 1、承台基坑、低洼水坑等处，必须清淤换填 - 碾压- 夯实。处理后的地 基承载力不应低于 120Kpa； 2、地基处理后碾压铲平，再检测地基承载力。检测指标不应低于 120Kpa。 再碾压一层 5cm厚碎石垫层，最后浇筑 20cm厚 C20混凝土板式基础。 3、基础高于周边地表 20cm，基础外围设置截水沟，防止雨水、养生水 侵泡垫层基础。 7.2 、脚手架的安装要求 1、为确保顶托不大于 60cm及支撑腿不大于 30cm的基本要求

23、，根据每 孔箱梁高度、地面高度条件，逐孔测绘及计算支撑架搭设高度，设计立杆使 用长度规格及混凝土板式基础高程。混凝土板式基础高程不得随便设置。 2、脚手架杆件、扣件质量严把进场关 。立杆杆件不得有弯曲不顺直、 凸凹变形、锈蚀严重、开焊等重量缺陷， 立杆直径和壁厚不应低于本方案设 计标准，扣件不得有损坏、锁固无效、劈裂等缺陷，支撑底座和顶托螺旋杆 应完好。立杆、支撑底座和顶托有质量缺陷的严禁使用，螺旋杆直径不应小 于 30mm。 严禁使用铸铁扣件！ 3、脚手架立杆摆放位置应对应垫层上弹出的网格墨线交叉点，确保立 杆按设计纵横间距布置。 4、纵横横杆步距一律按 1.2m 设置，立杆接头不应放在同一

24、水平面上， 应相邻错开布置， 接头错开率 50%。立杆应按轴心受压构件设置， 应采用对 接接头。 5、在立杆节点处固定的水平杆、剪刀撑等用的直角扣件、旋转扣件中 心点的相互距离不宜大于 15cm。 6、纵横立面剪刀撑和水平面剪刀撑是确保支架承载力和支架稳定安全 的重要杆件，必须按本设计方案组装，不能缺少和松动无效。 支撑架纵横立面斜拉杆或剪刀撑应封闭成环，剪刀撑杆与水平横杆仰 角宜为 45o60o，剪刀撑封闭的跨度不宜大于 5m，相邻两排剪刀撑之布置 间距不宜大于 5m。顺桥向立面剪刀撑不少于 3 列，横桥向立面剪刀撑不少 于 6 排。每层顺桥向横杆，至少有两根与两端桥墩墩身顶进，以保证架体

25、纵向不移动，保证架体稳定性。 纵横横杆接头不宜设在同一相邻立杆跨距内，错开率不小于50%。 7、水平剪刀撑的设置：架体总高度超过 5m支撑架，设置一层水平剪 刀撑。水平剪刀撑距离地面的高度不应大于 5m。水平剪刀撑应封闭成环， 封闭跨度不大于 5m，剪刀撑与横杆夹角应为 45o60o。 8、扫地杆设置（最下层纵横杆）距离地面高度不宜大于 30cm。 9、顶托杆的设置： 可调托撑螺杆插入立杆内的长度不得小于 15cm，顶 托伸出最上层横杆高度不宜超过 60cm。 10、对接扣件的开口应朝上或朝内；各杆件端头伸出扣件边缘的长度 不应小于 100mm； 11、支撑腿、立杆、顶托杆、顶托及顶托上一次方

26、木梁，都必须在一 条竖直线上，严禁偏心和倾斜状态，立杆的垂直偏差应不大于架高的1 1000，确保立柱上下同轴心； 严禁改变脚手架构架结构及其尺寸； 脚手架纵 横向均应保持垂直，严禁立柱倾斜或连接点松驰。 12、上下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中，与相连立 杆的距离不大于纵距的 1/3 ； 13、安全网应满挂在外排杆件内侧大横杆下方，用 26铁丝把网眼与 杆件绑牢。 14、扣件规格必须与钢管外径相同； 15、螺栓拧紧力矩不应小于 50KN?M； 16、主节点处必须设置一根横向水平杆， 用直角扣件扣接且严禁拆除。 主节点处两个直角扣件的中心距不应大于 150mm。 7.3 、支架预压要求 1、支架搭设完成之后要进行堆载预压，以考验其承载能力和监测其变 - 10 - 形情况 2、预压物堆码形状，应接近箱梁横断面荷载形状。并先从横截面中心 向两外侧延伸堆码，逐层堆码，逐层测量沉降量，严防不对称堆码造成支架 不对称倾斜破坏。 7.4 、高空作业安全防护要求 1、模板支撑架人工上下