桥梁满堂支架专项技术方案

1、厦门东通道（翔安隧道）工程监表3 施工组织设计（方案）报审表承包单位：中铁一局第五工程有限公司 合同号：厦路总合2008112监理单位：铁四院工程监理咨询公司 编 号： 致： 第二驻地办 现呈报厦门东通道（翔安隧道）项目B标西滨互通式立体交叉工程桥梁满堂支架专项施工技术方案，请予审批。承包人： 日期： 年 月 日附件： 施工组织设计 施工技术方案（驻地办）专业监理工程师意见：（驻地办）专业监理工程师： 日 期： 年 月 日高级驻地监理工程师意见： 高级驻地监理工程师： 日 期： 年 月 日B标西滨立交桥桥梁满堂支架专项施工方案一、工程概况西滨互通式立体交叉地处厦门市翔安区西滨村附近，采用变形苜

2、蓿叶型方案,利用空间分隔的方法消除翔安大道和窗东路两线的交叉车流的冲突,使两条交叉道路的直行车辆畅通无阻。其中翔安大道为城市快速路，设计时速80Km/h，在翔安区路网中呈东西分布，其走向从西向东依次经新店、马巷，在仓头互通附近直接联通福厦高速公路和324国道，构成厦门岛的第三出口通道；窗东路为刘五店港区外围一条城市一级主干道，设计行车速度60km/h，双向四车道。二、施工方案2.1箱梁概况本工程桥梁工程全部为现浇箱梁，普通混凝土连续箱梁为3联13跨，预应力混凝土连续箱梁为11联59跨，现浇箱梁数量大。其中普通混凝土连续箱梁高度为1.2m，箱梁顶宽为8.078.5m，预应力箱梁高度2m，箱梁顶宽

3、8.014.406m。2.2预应力现浇箱梁预应力现浇箱梁包括C匝道桥单幅3联，D匝道桥单幅4联，Q匝道桥双幅4联，预应力砼现浇箱梁累计11联59跨。C匝道桥桥跨布置为：3×27+3×36+（2×27+28+2×27）m预应力砼连续箱梁，梁高2.0m，箱梁顶宽均为8.0m。D匝道桥桥跨布置为：3×27+3×27+（28+29.023+28）+3×36m预应力砼连续箱梁，梁高2.0m，箱梁顶宽为13.526.854m。Q匝道桥桥跨布置为：5×28+5×28+（28+2×35+34+33）+3

4、5;28m预应力砼连续箱梁，梁高2.0m，箱梁顶宽为8.018.58m。根据箱梁布设跨径、所处位置地形情况，C、D、Q匝道桥均采用满堂支架逐联现浇施工，支架采用碗扣式脚手架搭设。匝道桥现浇箱梁跨越翔安大道处采用加密碗扣式脚手架搭设临时支墩，在临时支墩顶上横向设置I20工字钢，纵向设置I40a工字钢形成预留通道，在翔安大道的左右幅各预留一个通车道，以满足翔安大道通车的需要。2.2预应力砼现浇箱梁的施工方法2.2.1地基处理首先对支架布设范围内的表土、杂物及淤泥进行清除，并将桥下范围内泥浆池及基坑采取抽水排干后，用隧道弃渣或砂石将泥浆池及基坑回填密实，以防止局部松软下陷。2.2.2支架搭设及技术要

5、求2.2.2.1支架搭设2.2.2.2支架搭设技术要求方木基础碗扣式钢管支架主要构、配件的材料、制作要求碗扣式钢管满堂支架的构造应符合下列要求支架搭设要求2.2.3支架受力检算Q匝道桥箱梁断面较大，本方案计算以Q匝道第一联左幅为例进行计算，其它各匝道桥可参照执行。Q匝道桥第一联左幅为5×28m等截面预应力混凝土箱形连续梁（标准段为单箱双室），箱梁高度2.0m，箱梁顶宽13.5m。对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。2.2.3.1荷载计算2.2.3.1.1荷载分析根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式： q1 箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。

6、q2 箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q21.0kPa（偏于安全）。 q3 施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。 q4 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。 q5 新浇混凝土对侧模的压力。 q6 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。 q7 支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：表.1-1满堂钢管支架自重立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距支架自重q7的计算值(k

7、Pa)60cm×60cm×120cm2.9460cm×90cm×120cm2.2190cm×90cm×120cm1.842.2.3.1.2荷载组合表.1-2模板、支架设计计算荷载组合模板结构名称荷载组合强度计算刚度检算底模及支架系统计算侧模计算2.2.3.1.3荷载计算 箱梁自重q1计算根据Q匝道现浇箱梁结构特点，我们取-截面、截面、截面（墩顶及横隔板梁）等三个代表截面进行箱梁自重计算，并对三个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。 截面处q1计算图.1.3-1 Q匝道桥截面根据横断面图，则：q1 = 取1.2的安全系数

8、，则q123.09×1.227.7kPa 注：B箱梁底宽，取8.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。 截面处q1计算图.1.3-2 Q匝道桥截面根据横断面图，则：q1 =取1.2的安全系数，则q124.9×1.229.9kPa注：B箱梁底宽，取8.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。 截面处q1计算图.1.3-3 Q匝道桥截面根据横断面图，则：q1 =取1.2的安全系数，则q155.7×1.266.8kPa注：B箱梁底宽，取8.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。 新浇混凝土对侧模的压力q5计算因现浇箱梁采取水平分层以每层

9、30cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=28控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力q5=K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.2当V/t=1.2/28=0.0430.035 h=1.53+3.8V/t=1.69mq5=2.2.3.2结构检算2.2.3.2.1碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算碗扣式钢管脚手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

10、%以上，甚至超过35%）。本工程现浇箱梁支架立杆强度及稳定性验算，根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范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）。截面处跨中14m范围内，碗扣式钢管支架体系采用90×90×120cm的布置结构，如下图5.16。图2.2.3.2.1-1 脚手架90×90×120cm布置图、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N30kN（参见公路桥涵施工手册中表135碗口式构件设计荷载）。立杆实际承受的荷载为：（组合风荷载时）N

11、 ，强度满足要求。、立杆稳定性验算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/（组合风荷载时），则，N/截面处桥墩旁3m7m范围内，碗扣式钢管支架体系采用60×90×120cm的布置结构，如下图。图2.2.3.2.1-2 脚手架60×90×120cm布置图、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N30kN（参见公路桥涵施工手册中表135碗口式构件设计荷载）。立杆实际承受的荷载为：（组合风荷载时）N ，强度满足要求。、立杆稳定性验算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规

12、范有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/（组合风荷载时），则，N/截面处在桥墩旁两侧各3m范围内，碗扣式钢管支架体系采用60×60×120cm的布置结构，如下图：图2.2.3.2.1-3 脚手架60×60×120cm布置图、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N30kN（参见公路桥涵施工手册中表135碗口式构件设计荷载）。立杆实际承受的荷载为：（组合风荷载时）N ，强度满足要求。、立杆稳定性验算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/（组合风荷载时），则，N/2

13、.2.3.2.2满堂支架整体抗倾覆验算依据公路桥涵技术施工技术规范实施手册第要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×按Q匝道桥第一联140m长度验算支架抗倾覆能力：桥梁宽度13.5m，长140m采用90×90×120cm跨中支架来验算全桥：支架横向156排；支架纵向15排；高度6m；顶托TC60共需要156×15=2340个；立杆需要156×15×6=14040m;纵向横杆需要156×6/1.2×15=11700m；横向横杆需要15×6/1.2×

14、140=10500m；故：钢管总重（14040+11700+10500）×3.84=139.161t; 顶托TC60总重为：2340×7.2=16.848t；故q=139.161×9.8+16.848×9.8=1528.888KN；稳定力矩= y×依据以上对风荷载计算Q匝道第一联140m共受力为：q=0.927×6×140=778.68KN；K0=稳定力矩/倾覆力矩=10319.994/2336.04=4.41>1.3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求。2.2.3.2.3箱梁底模下横桥向方木验算本施工方案中箱梁底

15、模底面横桥向采用5×7cm方木，方木横桥向跨度在跨中截面处按L90cm进行受力计算，在桥墩顶横梁截面及横隔板梁处、桥墩顶及墩旁各7m范围内按L60cm进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述两值。如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。图2.2.3.2.3-1 底模下横桥向方木受力简图截面处按桥每跨中截面处14.0m范围内进行受力分析，按方木横桥向跨度L90cm进行验算。 方木间距计算q(q1+ q2+ q3+ q4)×B(23.09+1.0+2.5+2)×

16、;14=400.26kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×400.26×0.9240.526kN·mW=(bh2)/6=(0.05×0.072)/6=0.00004083m3则： n= M/( W×w)=40.526/(0.00004083×11000×0.9)=100.3(取整数n101根) dB/(n-1)=14/100=0.14m 注：0.9为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间距小于0.14m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.10m，则n14/0.10140根。 每根方木挠度计算方木的

17、惯性矩I=(bh3)/12=(0.05×0.073)/12=1.429×10-6m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×(400.26×0.94)/(140×9×106×1.429×10-6)=1.899×10-3ml/400=0.9/400=2.25×10-3m (挠度满足要求) 每根方木抗剪计算= MPa0.9×=0.9×1.7MPa=1.53MPa符合要求。截面处按桥墩旁截面处5.0m范围内进行受力分析，按方木横桥向

18、跨度L90cm进行验算。 方木间距计算q(q1+ q2+ q3+ q4)×B(24.9+1.0+2.5+2)×5=152kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×152×0.9215.29kN·mW=(bh2)/6=(0.05×0.072)/6=0.00004083m3则： n= M/( W×w)=15.29/(0.00004083×11000×0.9)=37.8(取整数n38根) dB/(n-1)=5/37=0.135m 注：0.9为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间距小于0.135m均可满足要求，实

19、际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.1m，则n5/0.150根。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.05×0.073)/12=1.429×10-6m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×(152×0.94)/(50×9×106×1.429×10-6)=2.019×10-3ml/400=0.9/400=2.25×10-3m (挠度满足要求)。 每根方木抗剪计算= MPa0.9×=0.9×1.7

20、MPa=1.53MPa，方木抗剪强度符合要求。截面处桥墩顶截面处2.0m范围内进行受力分析，按方木横桥向跨度L60cm进行验算。 方木间距计算q(q1+ q2+ q3+ q4)×B(55.7+1.0+2.5+2)×2=122.4kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×122.4×0.625.508kN·mW=(bh2)/6=(0.05×0.072)/6=0.00004083m3则： n= M/( W×w)=5.508/(0.00004083×11000×0.9)=13.6(取整数n14根) dB/(n-

21、1)=2/13=0.15m 注：0.9为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间距小于0.15m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.12m，则n2/0.1216.7（取17根）。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×(122.4×0.64)/(17×9×106×1.429×10-6)=0.945×10-3ml/400=0.6/400

22、=1.5×10-3m (挠度满足要求) 每根方木抗剪计算= MPa0.9×=0.9×1.7MPa=1.53MPa（符合要求）2.2.3.2.4碗扣式支架立杆顶托上顺桥向方木验算本施工方案中WDJ多功能碗扣架顶托上顺桥向采用10×15cm方木作为纵向分配梁。顺桥向方木的跨距，根据立杆布置间距，在箱梁跨中按L90cm（横向间隔l90cm）进行验算，在墩旁和横隔板部位按L60cm（横向间隔l60cm布置）进行验算。将方木简化为如图的简支结构（偏于安全）。木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。图

23、2.2.3.2.4-1 立杆顶托上顺桥向方木受力简图 截面处跨中截面立杆顶托上顺桥向采用10×15cm规格的方木，顺桥向方木跨距90cm，横桥向间隔90cm布置，根据前受力布置图进行方木受力分析计算如下： 每根方木抗弯计算q(q1+ q2+ q3+ q4)×B(23.09+1.0+2.5+2)×0.9=25.731kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×25.731×0.922.605kN·mW=(bh2)/6=(0.10×0.152)/6=3.75×10-4m3则：= Mmax/ W=2.605/(3.75&#

24、215;10-4)=6.95MPa0.9w9.9MPa（符合要求）注：0.9为方木的不均匀折减系数。 每根方木抗剪计算则：= MPa0.9×=0.9×1.7MPa=1.53MPa符合要求。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.153)/12=2.8125×10-5m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×(30.42×0.94)/( 9×106×2.8125×10-5)=1.027×10-3ml/400=0.9/40

25、0=2.25×10-3m 故，挠度满足要求。 截面处墩旁37m范围内立杆顶托上顺桥向采用10×15cm规格的方木，顺桥向方木跨距90cm，横桥向间隔60cm布置，根据前受力布置图进行方木受力分析计算如下： 每根方木抗弯计算q(q1+ q2+ q3+ q4)×B(24.9+1.0+2.5+2)×0.6=18.24kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×18.24×0.921.85kN·mW=(bh2)/6=(0.10×0.152)/6=3.75×10-4m3则：= Mmax/ W=1.85/(3.75&#

26、215;10-4)=4.93MPa0.9w9.9MPa（符合要求）注：0.9为方木的不均匀折减系数。 每根方木抗剪计算则：= MPa0.9×=0.9×1.7MPa=1.53MPa符合要求。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.12×0.153)/12=3.375×10-5m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×(18.24×0.94)/( 9×106×2.8125×10-5)=6.156×10-4ml/400=0.9/40

27、0=2.25×10-3m 故，挠度满足要求。 梁截面处墩顶横梁（实心段）截面立杆顶托上顺桥向采用10×15cm规格的方木，顺桥向方木跨距60cm，横桥向间隔60cm布置，根据前受力布置图进行方木受力分析计算如下： 每根方木抗弯计算q(q1+ q2+ q3+ q4)×B(55.7+1.0+2.5+2)×0.6=36.72kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×36.72×0.621.652kN·mW=(bh2)/6=(0.10×0.152)/6=3.75×10-4m3则：= Mmax/ W=1.652/(

28、3.75×10-4)=4.405MPa0.9w9.9MPa（符合要求）。注：0.9为方木的不均匀折减系数。 每根方木抗剪计算则：= MPa0.9×=0.9×1.7MPa=1.53MPa符合要求。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.153)/12=2.8125×10-5m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×(36.72×0.64)/( 9×106×2.8125×10-5)=2.448×10-4ml/40

29、0=0.6/400=1.5×10-3m 故，挠度满足要求。2.2.3.2.5箱梁底模板计算箱梁底模采用优质竹胶板，铺设在支架立杆顶托上顺桥向方木上的横桥向方木上。其中桥墩旁两侧各3m范围（支架立杆横桥向间距60cm布置段）横桥向方木按0.12m间距布置，其余部分横桥向方木按0.1m间距布置。取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，并对受力结构进行简化（偏于安全）如图5.1-11：通过前面分析计算及布置方案，在桥墩旁实心段（取墩顶截面）处，横桥向方木布置间距分别为0.12m（净距0.07m）时，为底模板荷载最不利位置，则有：竹胶板弹性模量E5000MPa方木的惯性矩I=(bh3)/12

30、=(1.0×0.0123)/12=1.44×10-7m4图2.2.3.2.5-1 底模支撑系统及验算简图桥墩顶截面处底模板计算 模板厚度计算q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(55.7+1.0+2.5+2)×0.12=7.334kN/m则：Mmax=模板需要的截面模量：W=m2模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为： h=因此，模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。 模板刚度验算fmax=0.9×0.12/400m=2.7×10-4m 故，挠度满足要求。2.2.3.2.6侧模验算根据前面计算，分别按5&#

31、215;7cm方木以20cm和25cm的间距布置，以侧模最不利荷载部位进行模板计算，则有： 5×7cm方木按间距25cm布置 模板厚度计算q=( q4+ q5)l=(4.0+50.7)×0.25=13.675kN/m则：Mmax=模板需要的截面模量：W=m2模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为： h=因此,模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。 模板刚度验算fmax=0.9×0.25/400m=5.63×10-4m 5×7cm方木按间距20cm布置 模板厚度计算q=( q4+ q5)l=(4.0+50.7)&#

32、215;0.2=10.94kN/m则：Mmax=模板需要的截面模量：W=m2模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为： h=因此,模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。 模板刚度验算fmax=0.9×0.2/400m=4.5×10-4m 故，侧模下5×7cm方木背木布置间距按不大于20cm布置即可满足要求。2.2.3.2.7立杆底座和地基承载力计算图2.2.3.2.7-1 支架下地基处理示意图 立杆承受荷载计算截面处：跨中14m范围内，间距为90×90cm布置立杆时，每根立杆上荷载为：Na×b×qa

33、15;b×(q1+q2+q3+q4+q7) 0.9×0.9×(23.09+1.0+1.0+2.0+1.84)=23.433kN截面处：桥墩两侧37m范围内，间距为60×90cm布置立杆时，每根立杆上荷载为： Na×b×qa×b×(q1+q2+q3+q4+q7) 0.6×0.9×(24.9+1.0+1.0+2.0+2.21)=16.799kN截面处：在桥墩旁两侧各3m范围内，间距为60×60cm布置立杆时，每根立杆上荷载为：Na×b×qa×b×(q

34、1+q2+q3+q4+q7) 0.6×0.6×(55.7+1.0+1.0+2.0+2.94)=22.55kN 立杆底托验算立杆底托验算： NRd通过前面立杆承受荷载计算，每根立杆上荷载最大值为跨中截面横截面处间距90×90cm布置的立杆，即：Na×b×q a×b×(q1+q2+q3+q4+q7) 0.9×0.9×(23.09+1.0+1.0+2.0+1.84)=23.433kN底托承载力（抗压）设计值，一般取Rd =40KN;得：23.433KN40KN ， 立杆底托符合要求。 立杆地基承载力验算表2.2

35、.3.2.7-1标准贯入试验粘质土地基容许承载力（Kpa）试验锤击数(击/30)cm35791113151719k(Kpa)105145190235280325370435515表2.2.3.2.7-2标准贯入试验砂类土地基容许承载力（Kpa）试验锤击数（击/30cm）10153050k(Kpa)中、粗砂180250340500粉、细砂140180250340 K调整系数；混凝土基础系数为1.0按照最不利荷载考虑：根据设计图纸地质情况，Q匝道桥桥址处主要残积砂质粘土，根据地质报告中残积性砂质粘土承载力基本容许值0=220KPa。根据经验及试验，将地面整平（斜坡地段做成台阶）并采用重型压路机碾压

36、密实(压实度90%)，达到要求后，再填筑5080cm的建筑弃渣或土石混碴，并分层填筑，分层碾压，使压实度达到94以上后，地基承载力可达到 fk= 190250Kpa（参考建筑施工计算手册。立杆地基承载力验算：K·k式中： N为脚手架立杆传至基础顶面轴心力设计值；Ad为立杆底座面积Ad=15cm×15cm=225cm2；按照最不利荷载考虑，立杆底拖下砼基础承载力：，底拖下砼基础承载力满足要求。底托坐落在砼基础上（按照10cm厚计算），按照力传递面积计算：A=(2×0.1×tg450+0.15)2=0.1225m2k=0=220 KPaK调整系数；混凝土基础系数为1.0按照最不利荷载考虑：=23.433KN/0.1225m2 =191.3 K·k=1.0×220KPa经过计算，基底整平压实后采用标准检测地基承载力。基础处理时填土石混渣或建筑拆迁废渣，将混凝土作为刚性结构，在桥墩旁两侧各7m范围及跨中纵、横隔板梁1.