现浇箱涵碗扣式支架施工方案及力学验算

1、箱涵模板支架施工方案及稳定性验算编制人： 审核人： 批准人：箱涵模板支架施工方案及稳定性验算一、工程概况本箱涵桩号为K0+847， 涵洞与道路夹角33.8 度， 涵长 159米， 涵身每隔15米设置一道伸缩缝，箱涵设计为2 跨，跨径为8 米。二、编制依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全施工规范JGJ130-2001建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范JGJ 166-2008钢管脚手架扣件GB15831-2006建筑结构荷载规范GB50009 2001三、脚手架搭设方案1、材料计划根据现场实际情况结合该项目工程的结构特点，该箱涵顶板的支承拟采用碗扣式满堂钢管支架，钢管采用?48、壁厚3.5mm的钢管。本

2、碗扣式钢管支顶使用的杆件主要有（ 1）立杆、横杆、交叉支、斜杆（选用?48、 =3.5mm钢管）、 14a槽钢、100mm*100m方木；m（ 2）对接扣件、直角扣件、旋转扣件；（ 3）可调托撑、立杆可调底座。2、作业条件（ 1）碗扣式钢管支架在箱涵底板混凝土浇筑完成后进行，须待底板混凝土达到安全强度后才可进行安装，以保证支架地面能满足承载力要求，防止钢管支架下沉。（ 2）使用前应检查钢管及扣件的出厂合格证，碗扣式钢管是否存在弯曲、裂缝和锈蚀严重等缺陷，若有则应挑除不用，对于多次重复使用的钢管（包括配件） ，要认真检查。作业前应在框架小桥底板处拉线以保证对位准确。3、搭设顺序安放底座一立杆一扫

3、地杆一横杆一斜杆一接头锁紧一安上层立杆一安上层横杆一逐层支设到箱涵顶板底面， 安立杆顶可调支托一铺设14a 槽钢一铺设方木及胶合板4、箱涵支架布置碗扣支架采用标准杆件，支架立杆纵距0.6m，横距0.6m，步距1.2m，按照要求搭设成60cm 60cm满堂支架结构，立杆采用 48 3.5mm的钢管，水平横杆步距为1.2m。倒角部位立杆横向加密，间距为0.3 米，倒角处横杆沿倒角角度设置。 立杆顶部设置可调支托，可调支托上沿箱涵横向铺设14a 槽钢， 槽钢上铺设10cm 10cm方木， 方木上表面铺设15MM厚胶合板。为了增加支架稳定性在箱涵每段两端加设剪刀撑，碗扣支架横向布置为3 30cm+1

4、20cm +1 50cm+8 60cm +1 50cm+1 20cm+3 30cm，立杆纵向布置为25 60cm。碗扣式支架布置详见下图：搭设高度根据涵洞顶板底高程及涵洞基础顶高程而定，安装时钢管碗扣锁紧，以增加其稳定性。拼装时，最多二层向同一方向，或由中间向两边推进，不得从两边向中间合拢，否则，中间杆件会因两侧架子刚度太大而难以安装。支架安装完成后，要对其顶部标高、平面位置、节点联结及纵横向稳定性进 行全面检查验收，符合设计要求及规范允许后方进行下道工序施工。5、支撑体系安装（ 1）本工程支架在已浇筑箱涵底板上搭设，其地基承载能力能够满足支架的搭设要求。（ 2）碗扣架安装前进行测量放线，根据

5、立杆布置图弹出双向立杆控制线，沿线确定立杆位置，上、下层立杆应设置在同一竖向位置上。使用碗扣架时，底层纵、横向水平杆作为扫地杆，距地面高度应小于或等于350mm。箱涵底板倒角处在不同高度上时，必须将高处的横向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。（ 3）顶部应设可调支托，U型支托与顶板两侧如有间隙，必须楔紧，其螺杆伸出钢管顶部不得大于200mm， 立杆上端包括可调螺杆伸出顶层水平杆的长度不得大于0.7m。 螺杆外径与立柱钢管内径的间隙不得大于3mm， 安装时应保证上下同心。（ 4） 碗扣立杆安装时上部立杆端头套入下部立杆不小于120mm， 按步距1.2m安装水平横杆，搭设时，先将

6、上碗扣搁置在限位销上，将横杆接头插人下碗扣，使接头弧面与立杆密贴，待全部接头插入后，将上碗扣套下，并用榔头顺时针沿切线敲击上碗扣凸头，直至上碗扣被限位销卡紧不再转动为止。横向水平杆按步距 1.2m，纵向水平杆步距0.6m，不得遗漏。碗扣节点详见下图：（ 5）碗扣支架立柱的接长严禁搭接，必须采用对接扣件进行连接，相邻两立柱的对接接头不得在同步内，且对接接头沿竖向错开的距离不宜小于500mm，各接头中心距主节点不宜大于步距的1/3 。( 6)剪刀撑是防止支架纵向变形的重要措施，合理设置剪刀撑还可以增强支架的整体刚度，提高支架承载能力12%以上。每段支架两端各设置一道剪刀撑，并由底至顶连续设置；剪刀

7、撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不小于1m，应采用不少于3 个旋转扣件固定。剪刀撑斜杆用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线离主节点的距离不宜大于15cm。( 7)严禁将上段的钢管立柱与下段钢管立柱错开固定在水平拉杆上，立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1 400。6、模板安装(1) 根据高程控制点及设计标高测出顶板标高并弹出标高控制线，控制顶板标高准确。(2) 碗扣架立杆顶部支托应控制螺杆伸出长度，螺杆伸出长度应控制在200mm以下，碗扣架顶部横杆距龙骨距离在700mm以内。顶板U 型支托安装示意图(3) 立杆支设后铺设槽钢，槽钢间距0.6m沿箱涵横向布置；100

8、mmX100m方 m木顺箱涵纵向布置，倒角部位间距0.2m，其他部位间距0.3m，且方木搭接长度不小于 1 米； 铺设后检查平整度，偏差应控制在2mm以内，然后铺设胶合板即可。(4) 顶板模板整张使用，尺寸不符处切割成合适尺寸，锯口刨平直，且裁切口侧面应及时做封闭处理，模板与已浇筑混凝土接触位置粘贴海绵条，确保接缝严密、不留缝隙，模板面板间采用硬拼，缝隙不得大于1.5mm，模板拼缝部位应设置在方木上并用铁钉固定牢固，钉间距300mm。7、搭设要求(1) 搭设支架的所需材料进场后，要进行检查验收，?合格后，按品种、规格分类堆放整齐平稳。(2) 支架搭设前，按搭设方案中有关搭设要求，向架子工人进行

9、书面的安全技术交底。按预定距离分别划出立杆位置，并沿线撒石灰标记。(3) 当有六级及六级以上大风和下雨天气时，应停止支架搭设、拆除作业。经过大风、大雨后，要进行检查，如发现倾斜下沉及松扣、崩扣要及时修理。雨天后上架作业应注意防滑，并采取防滑措施。(4) 架子搭设工人应持证上岗，保持人员稳定。(5) 脚手架的搭设作业，要统一指挥，按要求搭设。8、模板支架拆除(1) 模板先拆顶板上部侧模后拆除底模。拆除时必须遵循先支后拆, 后支先拆的原则。(2) 模板支架拆除应遵循支模与拆模由一个作业班组执行作业，模板拆除前必须对工人进行安全交底，拆除区域必须设警戒线且设专人看护。(3) 模板拆除履行审批制度，未

10、经审批不得拆除，拆模申请由木工工长提出申请，由技术负责人根据同条件试块试验结果情况酌情对拆模申请进行审批。(4) 模板支架拆除应依据设计和规范强度要求, 现场按施工段留设拆模同条件试块，作为拆模强度依据，拆除模板时要保证结构构件表面及棱角不被磕碰、 受到损坏。(5) 拆架前在地上用绳子或铁丝先拉好围栏，没有安全员、工班长在场，外架不准拆除。(6) 架子拆除程序应由上而下，按层按步拆除。剪刀撑、 拉杆不准一次性全 部拆除，要求杆拆到哪一层，剪刀撑、拉杆拆到哪一层。(7) 拆下来的脚手杆要随拆、随清、随运，分类、分堆、分规格码放整齐，要有防水措施，以防雨后生锈。扣件要分型号装箱保管。(8) 拆下来

11、的钢管要定期重新外刷一道防锈漆，刷一道调合漆。弯管要调直，扣件要上油润滑。四、安全措施1、进入施工现场必须戴好安全帽，系好安全带，安全帽、安全带等劳保用品必须符合国家相关标准。作业过程中，严禁赤膊和穿着短裤。2 、安全带应挂在工作者的正上方固定物上，结扣要栓牢，钩稳。3 、登高作业应穿防滑鞋，衣服袖口、裤脚口要扎紧。4 、凡患心脏病、高血压、大病初愈，年老体弱，疲劳过度，精神恍惚，酒 醉、失眠及怀孕女工等均不应登高作业。5 、上面有人工作时，他人不得同时在其正下方工作。6、架上作业人员应作好分工和配合，传递杆件时应掌握好重心，平稳传递7、对每完成一道工序，要相互询问并确认后才能进行下一道工序。

12、8、作业工人应佩带工具袋，工具用后装于袋中，?不要放在架子上，以免掉落伤人。9、架设材料要随上随用，以免放置不当时掉落。10、每次收工以前，所有上架材料必须全部搭设好，不要留在架子上，而且要形成稳定结构。11、 搭设脚手架的操作人员必须持证上岗，要服从统一管理，不得自行其是。12、立杆的垂直度要严格控制，立杆的横向支点要保持在同一个水平线上，搭设高度超过2m时，要增加斜支撑或连续支撑。13、 脚手架拆除作业的危险性大于搭设作业。在进行拆卸作业前，建立统一指挥并对作业人员进行技术安全交底，以确保拆除作业安全顺利地进行。14、 拆架时要先上后下，不准在下部随意拆卸水平杆和斜支撑。在统一指挥下，按照

13、确定的程序拆除作业，注意事项如下：( 1)一定要按照先上后下、先架面材料后构架材料、先辅件后结构件的顺序、一件一件的松开联结、取出并随即吊下。( 2)一定要两人或多人一组进行。拆除水平杆件时，松开联结后，水平托持取下。拆除立杆时，在把稳上端，再松开下端联结取下。( 3)应尽量避免单人进行拆卸作业。单人作业时，极易因把持杆件不稳、失衡而出现事故。( 4)多人或多组进行拆卸作业时，应加强指挥、并相互询问和协调作业步骤，严格禁止不按程序进行的任意拆卸。( 5)拆卸现场作可靠的安全围护，并设专人看管，严禁非施工人员进入拆卸作业区内。( 6)严禁将拆卸下的杆部件和材料向地面抛掷，已吊至地面的架设材料应随

14、时运出拆卸区域，保持现场文明。15、使用梯子登高，须仔细检查梯柱、梯横及梯级结构处有无毛病，若有毛病者，必须修好再用。16、 进入脚手架作业区入口处悬挂明显的安全标示牌，如进入施工区段必须戴安全帽、高空作业必须系安全带等。五、碗扣式支架稳定性验算1、荷载分析根据本箱涵的结构特点，在施工过程中支架系统将涉及到以下荷载形式：(1)q 1箱涵钢筋混凝土自重荷载，新浇混凝土自重取25.5kN/m3；(2)q 2箱涵模板自重荷载，根据 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术2规范 ( JGJ 166-2016)表 4.2.2 ，取0.5kN/m2；(3)q 3模板支架施工荷载，根据 建筑施工碗扣式钢管脚手架安

15、全技术规范 ( JGJ 166-2016)表 4.2.5 ，取4kN/m2；(4)q 8风荷载。2、荷载计算模型。稳定性验算取最不利的结构进行验算, 其中箱涵倒角边侧为最大截面，厚度为 1.5m, 以集中荷载的方式等效加载于其下相应支架体系的立杆顶端, 其中支架体系取最小截面处的支架, 模板自重和施工荷载也以等效的集中荷载加于立杆顶端 , 水平处风荷载则以等效的线荷载加于侧面处的立杆, 结合支架体系的自重进行支架稳定验算。(1) 新浇混凝土及钢筋自重q1 计算根据箱涵结构特点，对箱涵等截面代表截面进行箱涵自重计算，并对其截面下的支架体系进行验算。如下图所示。q1=25.5 1.5=38.25k

16、N(2) 风荷载计算q8计算水平风荷载标准值按50 年一遇计算, 见下式 :WK=0.7uz us w0uz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范表 8.2.1 得uz=1.0us风荷载脚手架体型系数，查 建筑结构荷载规范 表 8.3.1 第得：us=1.2w0基本风压，查建筑结构荷载规范附表 E.5 ，取 n=50时的风压值，2即 w0=0.6KN/m故：WK=0.7uz us w0=0.7 1 1.2 0.6=0.5KN/m2把风载当成线荷载加载于侧向杆件上, 由于纵向的模板与横杆斜杆也受风荷载作用 , 立杆纵向间距取0.6m, 则相应线荷载分别为:q8=WKb=0.5 0.6=0.3kN

17、3、碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算碗扣式钢管支架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架(一般都高出20%以上) 。本工程现浇箱涵支架立杆强度及稳定性验算，根据 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范( JGJ 166-2016)有关模板支架立杆的强度及稳定性计算公式进行分析计算(碗扣架用钢管规格为 48 3.5mm)(1) 立杆强度验算根据建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范第5.3.3-4

18、 式 , 立杆轴向承载力：碗扣式支架立杆纵距0.6m，横距0.6m，横杆步距1.2m，底板每根立杆受力如下：箱涵钢筋混凝土自重荷载：Nq1=q1A=38.25 0.6 0.6=13.77kN ；箱涵模板自重荷载:Nq2=q2A=0.5 0.6 0.6=0.18kN ；模板支架施工荷载：Nq3=q3A=4 0.6 0.6=1.44kN;按规范进行组合：根据 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范5.3.3-2 式：N=1.35(Nq1+ Nq2) +1.4 0.7 Nq3=1.35 ( 13.77+0.18 ) +1.4 0.7 1.44=20.24kN箱涵顶板满堂支架单根立柱承受压力为：20.2

19、4kN该钢管采用?48、壁厚3.5mm的钢管，根据建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范钢管截面特性表(表5.1.10 )可知钢管的回转半径i=1.59cm，截面积A=493mm2。强度验算： =N/A=20240/493=41.05Mpa5.1.9 ，见下图：根据建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范表Q235钢抗拉、抗压强度设计值为205Mpa，计算强度为41.05Mpa 205Mpa，符合要求。 (2) 稳定性验算 按稳定性计算立杆的受压应力： 底板模板支架步距为120cm， 且伸出顶层水平杆部分的长度为25cm， 因此立杆的计算长度按下式计算：l 0=k (h+2a)=1 1.1 ( 12

20、0+2 25) =187cm。K立杆计算长度附加系数，取1.0； 立杆计算长度系数，取 1.1 ；a立杆伸出顶层水平杆长度；h步距；长细比为： = l 0/i=187/1.59=118230 ，满足要求。查建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范附录C，表C.0.1 钢管轴心受压稳定系数 =0.464不组合风荷载是： =N/( A) =20240/( 0.464 493) =88.48Mpa 205Mpa，符合要求。组合风载时： =Nw/( A) +Mw/W根据 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范5.3.3-4 式Nw=1.35(Nq1+ Nq2) +1.4( 0.7N q3+0.6Nqs)2Mw=1.4 Wk l a h2/10WK=0.7uz