32.6m现浇箱梁满堂支架工程施工组织设计方案解析

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审 批：目 录一、工程概况与地质水文情况二、专项施工方案总体概况三、方案检算依据与参数（一）、编制依据（二）、检算参数四、检算荷载计算五、结构力计算与结构计算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、工程概况与地质水文情况（一）工程概况新建XX至XX工程，X

2、X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，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8.7431.12m。桥墩高度为312。现浇箱梁为时速160公里客货共线铁路（有碴轨道后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围以外的

3、标准断面为：箱梁顶板厚332mm，底板厚280mm，腹板厚360mm。梁端4.1m围为变截面过渡。箱梁混凝土标号设计为C50。跨中24.4m围为等直截面，结构如图1.1所示，梁端4.1m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10.4m、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X

4、X阳至山海关铁路大成站-XX阳枢纽围，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=120180kPa；以下为粗砂层，厚度在812m，基本承载力o=430kPa。地下水积季节性变化幅度为1.0m6.0m，水位在地表35m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围立杆纵向布置间距为90cm，梁端围立杆纵向布置间距逐级加密，立柱横桥向布置间距按箱

5、梁横截面积等分荷载法布置，横桥向布置间距为（2×120+60+30+60+3×120+60+30+60+2×120）cm。32.6m现浇梁满堂脚手架结构设计简图如图2.1所示。48×3.5mm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等截面围按90cm间距布置，计27×0.9m=24.3m。梁端部约2.6m围，立杆间距逐渐加密，由3×0.6m渐变至2×0.3m，直至桥墩墩边。柱顶一次主梁采用150mm×150mm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，

6、采用10×10cm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（100mm×100mm） +15cm高大方木（150×150mm）+ 60cm高顶托+支撑架高（n×120cm）+30cm高支撑腿+20cm高砼基础设置。每孔支撑

7、架高度应通过混凝土基础面高度控制，确保顶托（不大于60cm）与支撑腿（不大于30cm）高度不超限。- 13 - / 22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围等截面，按90cm间距布置；梁端截面加厚段，排距逐渐加密。三、方案检算依据与参数（一）、编制依据1、XX桥通-57，有碴轨道后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(TB10203-2002）/（J162-2002）)；TZ32

8、42010；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；7、JGJ162-2008建筑施工模板安全技术规；8、GB50017-2003钢结构设计规；9、GB50010-2010混凝土结构设计规；10、木结构设计规（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rc=26KN/m3；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

9、.2，活载系数1.4。7、施工人员与机械活载约1.0KN/m2。（参照JGJ166-2008规）。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取值。9、48×3.5mm钢管，钢管、顶托、底板均采用Q235A钢材，弹性模量E=，抗拉、抗压和抗弯强度f=205Mpa,抗剪强度；48×3.5mm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

10、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=26×7.28=189KN/m；2.模板线荷载：q2=2.5×11.4=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脚手架规规定，支架高度不足10m高，可不计支架重量）；4.施工人员与机械活线荷载：q4=1×11.

11、4=12 KN/m；5、支架设计计算荷载：q=1.2（q1+q2+q3）+1.4q3=278KN/m；五、结构力计算与结构计算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=250KN。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42×3.0mm钢管，Q235B钢材。其强度与截面特征如表5.1。表5.1 扣碗脚手架强度指标与物理特征P235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值205（N/mm2）弹性模量2.05

12、15;105脚手架钢管截面特征外径（mm）壁厚（mm）截面积（cm2）截面惯性矩（cm4）回转半径（cm）423.03.687.031.38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=87100，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=27.1KN/根：公式中：K1重复使用的钢管，折旧系数取0.8；K2使用变形与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：=12，考虑外侧翼缘板下的支架布置

13、，方案采用n=14排布置。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。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

14、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。传到垫层下的接触地基面积为：A

15、=0.55×0.55=0.302m2；传导到垫层下地基上的应力为：=90Kpa，素土地基基本承载能力碾压后达到120kpa，其安全储备系数达到K=1.33。5.5、横桥向一次主梁方木（15×15cm）强度验算5.5.1、方木（15×15cm）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（GB50005-2003）中的TC17木材，木材物理力学性质如表5.2所示。表5.2 木材的强度设计值和弹性模量（N/mm2）150×150mm方木的截面惯性矩：=4219cm4，横截面积：A=225cm2。5.5.2、一次方木（15cm×15cm）主

16、梁荷载与结构力一次方木（15cm×15cm）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=250KN。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（15cm×15cm）主梁承担的最大结构力：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：=5.9Mpa，小于，强度满足要求。最大剪切应力：=0.82Mpa，小于满足要求。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

17、×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、计算方木楞的荷载与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力，二次分布梁（100mm×100mm方木）的力计算简图如图5.4所示。图5.4、二次分布梁（100mm×100mm方木）力计算简图如图5.4所示，（100mm×100mm）方木楞整体的最大剪力Tmax=125.1KN，最

18、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：（1）已知条件：L1=L2=Ln=90cm Mn-1=Mn=Mn+1；A=B简化方程（1）得：6LMn=-12An；An=8.44求解：M=-18.8KN-m5.6.2、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（GB50005-2003）中的TC17木材，木材物理力学性质如表5.2所示。100×100mm方木的截面惯性矩：=833cm4，横截面积：A=100cm2。由；导出：=8.6，考虑满足竹胶板支跨能力，100×

19、;100mm方木布置间距不大于45cm，梁底5m宽围实际布置不少于12根。公式中：K-为强度安全系数，去1.3；-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：=1.50Mpa，=1.7Mpa（查木结构设计规，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，100×100mm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要求与符合施工实际情况，结构设计计算过程合理正确、各项验算指标准确

20、有效、满足相关技术规要求，结构设计满足相关技术规要求、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与支撑腿不大于30cm的基本要求，根据每孔箱梁高度、地面高度

21、条件，逐孔测绘与计算支撑架搭设高度，设计立杆使用长度规格与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

22、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，错开率不小于50%

23、。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；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、顶托与顶托上一次方木梁，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11000，确保立柱上下同轴心

24、；严禁改变脚手架构架结构与其尺寸；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一样； 15、 螺栓拧紧力矩不应小于50KNM；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搭设专用斜梯，斜梯井间