盖梁支架专项施工方案教学内容.doc

嵩山路-黄郭路-南三环路立交工程Ⅱ标段

盖梁支架施工专项方案

编制：

审批：

河南五建集团嵩山路-黄郭路-南三环路立交工程
Ⅱ标段项目部

目 录
1、 编制依据 3
2、盖梁工程概况 3
3、支架基础处理 4
3.1支架基础处理施工顺序 4
3.2表层处理及夯实 4
3.3填筑砖渣 4
3.4浇筑混凝土 5
4、支架设计计算 5
4.1支架形式 5
4.2主线桥盖梁支架计算 6
4.2.1荷载计算 6
4.3.2底模强度计算 7
4.3.3横梁强度计算 8
4.3.4纵梁强度计算 8
4.3.5支架承载力计算 9
4.3.6支架稳定性计算 9
4.3.7立杆地基承载力计算 10

1、 编制依据
1、《建筑施工计算手册》-江正荣编著
2、《公路桥涵施工技术规格》JTJ041-2000
3、《建筑施工扣件式钢管脚手架施工安全技术规范》JGJ130-2001
4、《脚手架施工与安全》-王宇辉、王勇等编著
5、《扣件式钢管脚手架计算手册》-王玉龙编著
6、《施工现场设施安全设计计算手册》-谢建民、肖辈编著
7、《嵩山路-黄郭路-南三环路立交工程两阶段施工图设计》
2、盖梁工程概况
本工程位于郑州市西南部，南三环与嵩山路、黄郭路、郑密公路（S316）交汇处，该工程为扩建工程，下部结构为钻孔灌注桩，墩柱结构，上部构造为预制箱梁、现浇箱梁、钢-砼叠合箱梁等形式。
主线桥13#墩盖梁混凝土方量为89.7m3，墩柱高度15.244m。F匝道10#墩盖梁混凝土方量为39.1m3，为伸缩缝出盖梁，墩柱高7.814m。其他一类盖梁为普通盖梁，一般为独墩盖梁形式，因此该三种盖梁均代表了本标段盖梁的特点，因此选择这三类盖梁作为支架设计的依据。
3、支架基础处理
3.1支架基础处理施工顺序
清除地表杂土（树根、草木等）→整平→素土夯实→填筑35cm厚砖渣→碾压夯实整平→浇筑15cm厚C15素混凝土→整平→养生→支架安装
3.2表层处理及夯实
根据工程现场实际情况,支架搭设地表层为粘性土，部分现浇箱梁在原有市政道路路面上，承载力均较好。可分别按如下方法进行表层处理。
在非原道路路面上的部分：先清除表层杂质，浮土、树根等，将其整平处理，然后进行夯实处理，夯实密实度≥90%，压实度按正式路基的压实标准进行控制。
在原道路路面上的部分，如原道路路面结构良好，直接在上面浇筑15cm厚C20混凝土即可。
所有表层处理的宽度，必须比支架搭设范围宽30cm。
3.3填筑砖渣
表层处理完毕后，即在上面进行填筑砖渣，砖渣可采用养足碾进行碾压，压实度要求≥95%，压实度按正式路基的压实标准进行控制。。砖渣的铺筑面积为表层处理的全部面积，即盖梁投影面积两边外加宽150cm。
3.4浇筑混凝土
在压实的符合要求的砖渣上，浇筑15cm厚C20素混凝土，混凝土用平板振捣器振捣密实。混凝土表面进行整平，形成1.5%的坡度，在坡度底脚，设置排水沟，做好周围的排水工作，以便雨水及时排出。混凝土的浇筑宽度盖梁投影面积每次外加不少于150cm，浇筑完毕后，进行洒水养生。
4、支架设计计算
4.1支架形式
1、主线桥盖梁支架形式为：纵距60cm，横距60cm，步距90cm，主龙骨采用3根φ48钢管并排布置，次龙骨采用10cm×5cm方木结构，次龙骨横向按照15cm间距进行均布布置。支架四周均设置施工操作平台，上部安装维护栏杆并挂防护网，有预应力施工的盖梁，两端分别进行加长作业平台。
2、伸缩缝处（双墩结构）盖梁支架形式为：该墩位盖梁高度较高，均超过2m，因此设置盖梁底部纵距60cm，横距30cm，步距90cm，主龙骨采用3根φ48钢管并排布置，次龙骨采用10cm×5cm方木结构，次龙骨横向按照15cm间距进行均布布置。支架四周均设置施工操作平台，上部安装维护栏杆并挂防护网，有预应力施工的盖梁，两端分别进行加长作业平台。
3、其他单墩处盖梁支架形式为：垂直盖梁中心纵距左右各120cm按照横距60cm，纵距60cm，步距90cm布置。其他超出两侧均采用横距60cm，纵距90cm布置，步距90cm布置。主龙骨采用3根φ48钢管并排布置，次龙骨采用10cm×5cm方木结构，次龙骨横向按照15cm间距进行均布布置。支架四周均设置施工操作平台，上部安装维护栏杆并挂防护网，有预应力施工的盖梁，两端分别进行加长作业平台。
4、盖梁高度超过10m，必须加强防倾覆措施，在底部加设斜撑，上部四周拉揽风绳。
5、支架具体结构见支架设计图。
4.2主线桥盖梁支架计算
4.2.1荷载计算
1、盖梁荷载：盖梁混凝土自重：G=89.7×26=2332.2KN，支架高，取安全系数r=1.2，以全部重量作用于底板上计算单位面积压力：
F1=（G×r）/S=（2332.2×1.2）/（2.5×20）=56.0KN/m2
2、施工荷载：F2=2.5KN/m2
3、振捣混凝土产生的荷载：F3=2.0KN/m2
4、盖梁侧模板板：F3=0.2 KN/m2
5、竹胶板：F5==0.1KN/m2
6、方木：F6==7.5KN/m3
7、竹胶板标准抗弯强度fm≥15N/mm2
4.3.2底模强度计算
1、箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚15mm，竹胶板方木背肋间距为150mm，验收模板强度采用宽b=150mm平面竹胶板。
2、模板力学性能
弹性模量E=0.5×104Mpa
设计抗弯强度σ=强度标准值/1.55=15/1.55=9.6Mpa
截面惯性矩I=bh3/12=15×1.53/12=4.21cm4
截面抵抗矩W=bh2/6=15×1.52/6＝5.62cm3
截面积A＝bh＝15×1.5＝22.5cm2
3、模板受力计算
底模板均布荷载：
F=F1+F2+F3+F4=56.0+2.5+2.0+0.2=58.45KN/m2
q＝Fb＝58.45×0.15=8.77KN/m
跨中最大弯矩：M=qL2/8=8.77×0.152/8=0.024KN·m
模板的弯拉压力：σ=M/W=0.024×103/5.62×10－6
=4.27Mpa＜［σ］＝9.6Mpa
因此，竹胶板弯拉应力满足要求
挠度：从竹胶板下方木背肋布置，可以把竹胶板看作多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：
f=KwqL4/100EI=（0.677×8.77×103×0.154）/（100×0.5×107×5.63×10-8）=0.11mm＜L/400=0.3mm
4.3.3横梁强度计算
方木采用落叶松，强度等级为TC17，落叶松容许抗弯应力［σ］=11Mpa，弹性模量E=1.0×104Mpa。横梁为10×5cm方木，按照盖梁底板最大跨径部分进行计算，方木长边方向竖直放置，方木跨径为0.6m，中对中间距为0.15m。
截面抵抗矩： W=bh2/6=0.05×0.12/6=8.33×10-5m3
截面惯性矩I=bh3/12=0.05×0.13/12=4.17×10-6m4
作用在横梁上的均布荷载为：
q=F×b=（F1+F2+F3+F4+F5）×b=58.55×0.15=8.78KN/m
跨中最大弯矩为：M=qL2/8=8.78×0.62/8=0.40KN·m
1、横梁的弯拉压力：σ=M/W=0.4×103/8.33×10-5
=4.8Mpa＜［σ］＝11Mpa，故横梁弯拉应力满足要求。
2、横梁挠度：按单跨简支梁进行计算
f=5qL4/384EI=（5×8.78×0.64）/（384×1.0×107×8.33×10-6）=0.18mm＜L/400=0.3mm 故，横梁强度满足要求。
4.3.4纵梁强度计算
纵梁定托内放置3根φ48钢管，跨径为0.6m，间距为0.6m。
截面抵抗矩： W =2.84cm3
截面惯性矩I= 6.81×cm4
0.6m长纵梁上承担4根横梁重量为：
0.1×0.05×0.6×7.5×4=0.09KN
横梁施加在纵梁上的均布荷载为：0.09/0.6=0.15KN/m
作用在横梁上的均布荷载为：
q=F×b=（F1+F2+F3+F4+F5）×15+0.15
=58.55×0.6+0.15=35.28KN/m
跨中最大弯矩为：M=qL2/10=35.26×0.62/10=1.30KN·m
1、纵梁的弯拉压力：σ=M/W=1.30×103/2.84×3
=152Mpa＜［σ］＝218Mpa，故纵梁弯拉应力满足要求。
2、纵梁挠度：按单跨简支梁进行计算
f=0.689×10-2×qL4/EI=（0.689×10-2×35.28×104×0.64）/（2.1×107×6.81×3）=0.07mm
故，纵梁强度满足要求。
4.3.5支架承载力计算
主线桥盖梁下立杆总数为20×2.5/0.36=138根.
则承载力为:138×3=414t(每根立杆承重按3t 计算)
安全系数: 414/(233+0.5×20×2.5)=1.6
4.3.6支架稳定性计算
支架稳定性验算
立杆长细比λ=L0/i
=900/［0.35×（48+41）÷2］=58
由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.779
考虑风荷载时，按照立杆的稳定性计算公式进行计算。
立杆截面积Am=3.14×（242-20.52）=489mm2
由钢材容许应力表查得弯向容许应力［σ］=145Mpa
所以,立杆轴向荷载［N］=Am×φ×［σ］=489×0.779×145
=55.2KN＞N=21.93KN
故,支架稳定性满足要求。
根据上述同样的方法，计算得伸缩缝（双墩）盖梁、单墩盖梁支架设计均符合要求，支架图详见支架设计图。
4.3.7立杆地基承载力计算
本满堂支架搭设在已经平整夯实，上面并浇注15cm厚C20混凝土面上，所以fgk＞120Kpa，对于混凝土，取Kc＝1。
立杆基础底面的平均压力应满足P＜fg
盖梁混凝土自重：233t
基础表面混凝土重：20t
模板及方木按照0.5t/m，共20×2.5×0.5=25t
支架重量：每立方钢管支架共重约80Kg，则整个盖梁下支架共重约60t
地基总承重：233＋25＋20＋60＝338t
σ实=(338×10)/(2.5×20)=67.6Kpa
σ实<[ σ]地基承载满足要求
结论：按照以上布置的支架和竹胶板、方木均能满足受力要求。