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现浇箱梁施工方案及计算

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2020年4月19日
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xx合同段

现浇箱梁施工方案

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xx项目经理部
xx
现浇梁模板支架施工方案

一、 箱梁模板支架概况
现浇箱梁每跨30米，每一联3-5跨，采用满堂支架施工。连续箱梁高1.5米，底宽6.2米，顶宽10.2米，现浇梁为空心，一跨箱梁有四个箱室，箱室之间有0.5米的实心段，腹板较宽为0.65米考虑到方木及钢管支架刚度较小，横向传力小等因素，模板支架施工检算时，箱梁按照全段实心来计算。根据以往经验当前施工情况，决定支架采用WDJ扣碗式钢管搭设，碗扣支架立杆底部垫钢板或地托，顶部加顶托，顶托上面横桥向放置9cm×15cm第一层方木，间距90cm，第一层方木上放置10cm×10cm第二层方木间距20cm，方木上钉竹胶板（厚15mm)作为底模。翼板和侧模采用10cm×10cm和5cm×10cm方木钉成框架作为支撑，模板采用122×244×1.2优质竹胶板，支架立杆顺桥方向布设间距为90cm，横桥方向布设间距为60cm，双向设大小横杆，横杆层距为120cm，考虑到支架的整体稳定性，在顺桥向箱梁底两侧满设剪刀撑，横向每隔3米跨布置剪刀撑l道。箱梁翼板较轻，支架验算时不予考虑，箱梁支架现检算一联的第一跨，一端为盖梁，一端为连接墩，具体布置见图。
二、 支架受力检算
箱梁自重 W1=6.28m×28×1.5×26=6770.4KN
模板方木W2=0.25×28×6.2=43.4KN
施工人员及机具W3=3×28×6.2=347.2KN
浇注砼冲击力W4=3×28×6.2=347.2KN
支架重(按8米计算) W5=232KN

1、上层方木受力检算
箱梁施工范围内所使用的方木木材为华北落叶松，顺纹拉应力[σ1]=7 Mpa，压应力[σa]=11 Mpa，剪应力[τ]=1.2 Mpa，弹性模量为9000。
上层方木顺桥向布置，上为箱梁底模，下为横向方木，上层方木采用10cm×10cm，跨度90 cm，间距20 cm，净距10 cm，考虑到最不利荷载上方90 cm箱梁重量全部由此排方木承受。
90 cm箱梁重量0.9×6.2×1.5×26=217.62KN
620cm/20cm=31 此排共有32根方木
单根受力为217.62KN/32=6.8KN
受力长度 l=0.9m
匀布压力 q=6.8 KN/0.9 m=7.56 KN/ m
方木截面积 A=0.1m×0.1m=0.01m2

剪力Q= ql/2=3.4 KN
惯性距I=a4/12=8.33×10-6 m4
截面抵抗距W= a3/6=1.67×10-4 m3
最大弯曲应力Mmax=ql2/8=(7.56×0.92)/8=0.77KN·m
剪应力τ=Q/A=3.4 KN/0.01 m2 =0.34Mpa﹤[τ]=1.2 Mpa
弯曲应力σw= Mmax /W=0.77 KN·m /1.67×10-4 m3 = 4.61 Mpa [σ1]=7 Mpa
安全系数K=7/4.61=1.52≥1.2
挠度计算 ƒ =5ql4/384EI=(5×7.56×9004)/(384×9×103×8.33×106)=2.46×1013/2.8×1013=0.88mm
0.88mm﹤l/400=900/400=2.25mm
检算结果:上层方木剪应力、弯曲应力和挠度满足受力要求。
2、下层方木受力检算
下层方木采用9cm×15cm，跨度60 cm，间距90 cm，净距81 cm，上方90 cm箱梁重量产生茶载全部由上层方木传递，由此道方木承受，方木小面向下，立向受力。
90 cm箱梁重量0.9×6.2×1.5×26=217.62KN
660cm/60cm=11 共有11个受力区
受力长度 l=0.6m
单根受力为217.62KN/11=19.17KN
匀布压力 q=19.17 KN/0.6 m=31.95 KN/ m
方木截面积 A=0.09m×0.15m=0.0135m2

剪力Q= ql/2=9.59 KN
惯性距I=bh3/12=90×1503/12=2.53×107 mm4
截面抵抗距W= =bh2/6=90×1502/6=3.375×10-4 mm3
Mmax=ql2/8=(31.95×0.62)/8=1.44KN·m
剪应力τ=Q/A=9.59 KN/0.0135 m2 =0.71Mpa﹤[τ]=1.2 Mpa
弯曲应力σw= Mmax /W=1.44KN·m /3.375×10-4 m3 = 4.27 Mpa ﹤[σ1]=7 Mpa
安全系数K=7/4.27=1.64≥1.2
挠度计算 ƒ =5ql4/384EI=(5×31.95×6004)/(384×9×103×2.53×107)=2.07×1013/8.77×1013=0.24mm
0.24mm﹤l/400=600/400=1.5mm
检算结果:上层方木剪应力、弯曲应力和挠度满足受力要求。
3、支架受力检算
支架钢管横杆层距l0 =120 cm，钢管外径48mm，壁厚3.5 mm，回转半径r=1.58cm，截面积4.89 cm2，钢管为A3钢，允许压应力为[σ]=140 Mpa。
支架受力P=W1+ W2+ W3+ W4+ W5=6770.4+43.4+347.2+347.2
+232=77402KN
箱梁底纵向28米范围内共有支点12×32=384
每个支点受力为N=P/384=7740.2KN/384=20.16 KN
钢管强度检算
σ=N/A=20.16KN/4.89 cm2=39.98Mpa﹤[σ]=140 Mpa
构件长细比λ= l0/r=120/1.58=75.95﹤80,查表折减系数φ=0.651
立杆稳定性检算
σ=N/φA=20.16KN/(0.651×4.89 cm2)=63.33Mpa﹤[σ]=140 Mpa
安全系数140/63.33=2.21≥1.2
检算结果:钢管支架强度及稳定性满足要求
4、地基受力检算
支架下地基基础土质为砂砾土含砾石量大，经压实处理后承载力较大，本次计算取值地基允许承载力200 Kpa。
本次在支架下顺桥向铺设9cm×15cm，大面向下，那么共铺设方木为A=28 m×15cm×12=50.4 m2
P/A=7740.2KN/50.4 m2=153.58 Kpa﹤200 Kpa
地基强度满足要求。
三、 预压方案
为保证箱梁砼结构的质量，钢管脚手架支撑搭设完毕铺设底模板后必须进行预压处理，以消除支架、支撑方木和模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响，同时取得支架及地基的弹性变形的实际数值，作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考。
预压方法依据箱梁砼重量分布情况，在搭好的支架上的堆放与梁跨荷载等重的砂袋或水箱等，预压荷载系数取1.2，预压时间视支架地面沉降量定，支架日沉降量不得大于2.0毫米（不含测量误差）时方可卸载，而且梁跨预压时间不得小于48小时。
桥跨堆载予压前，在桥跨底板上布置沉降观测点，取两个箱室中间位、梁中实心段、箱梁两端共6个段面，每个段面支架上测7点，支架下相应位置地基上测7点，在堆载预压前测设每断面观测点标高。预压加载速度不宜过快也不宜过慢，加压时时间和预计箱梁浇注时间相近。加载前观测一次，加载中观测一次，加载完毕后观测一次。沉降数据每十二小时观测一次，直至日沉降小于2mm为止。经过预压取得支架及地基非弹性沉降高度h1、弹性压缩沉降高度h2，则底模安装时升高—△h= h1+ h2高度，其余支架即可根据此△h预留。
四、 钢管脚手架施工方案
1、脚手架基础处理
脚手架搭设支架前，必须对既有地基进行处理，以满足箱梁施工过程中承载力的要求。对于桩帽系梁和桥台基坑附近开挖过的地面，采取分层回填分层压实予以加固。箱梁翼缘板和箱梁主体与其相对应地基承载力不同，翼缘板位置地基承载力＜100Kpa，箱梁主体地基承
载力要求＞200Kpa，在钢管支架底部用方木抄垫，方木下用砂浆或碎石砂土找平。
在地基处理以后，加强箱梁施工范围内的排水工作，在场地两侧或单侧开挖排水沟，设置引水槽，以降低地下水位及排除地表水。严禁在施工场地内形成积水，造成地基不均匀沉降，引起支架失稳，出现安全隐患和事故。
1、测量放样
平面测量：首先在处理地面测设出桥梁各跨的纵轴线和桥墩横轴线，放出设计箱梁中心线。按支架平面布置图及梁底标高测设支架高度，搭设支架，采用测设四角点标高，拉线法调节支架顶托。
支架底模铺设后，测放箱梁底模中心及底模边角位置和梁体横断面定位。底模标高=设计梁底+支架的变位＋（±前期施工误差的调整量），来控制底模立模。底模标高和线形调整结束，经监理检查合格后，立侧模和翼板底模，测设翼板的平面位置和模底标高（底模立模标高计算及确定方式类同箱梁底板）。
2、构架尺寸：
1）立杆的纵向间距0.9m，横向间距0.6米，横杆层距1.2米。
2）剪刀撑的设置：在顺桥向箱梁底两侧满设剪刀撑，横向每隔3米跨布置剪刀撑l道。
3、搭设顺序及搭设方法：
1）在地基上放出位置并挂线，按设计的构架尺寸定出脚手架立杆位置，并在立杆下铺设方木。
2）本工程架体搭设随主体墩身施工后进行，从桥台或盖梁一侧开始搭设，以桥台台帽或盖梁外缘10厘米为第一排立杆。立好立杆后，及时设置第一层大小横杆。
3）架体与主体结构拉结牢靠后，随着架体升高，剪刀撑应同步设置。
4）安全网在剪刀撑等设置完毕后设置。
4、技术要求
立杆与横杆必须扣紧，不得松动或遗漏横杆，立杆的垂直偏差应不大于架高的1／300，
扣件安装应符合下列规定：
1）扣件规格必须与钢管外径相同。

2）螺栓拧紧力矩不应小于50KN.M，扣碗连接处零件必须完美无缺陷。
5、脚手架使用规定：
1) 严禁上架人员在架面上奔跑、退行。
2) 严禁在架上戏闹或坐在栏杆上等不安全处休息。
3) 严禁攀援脚手架上下，发现异常情况时，架上人员应立即撤离。
4) 脚手架上垃圾应及时清除，以减轻自重。
5) 脚手架使用中应定期检查下列项目；
a) 扣碗、扣件螺栓是否松动。
b) 立杆的沉降与垂直度的偏差是否符合要求。
c) 安全防护措施是否符合要求。
d) 是否超载。
6、拆除规定
1) 拆除顺序：护栏→脚手板→剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆件。
2) 拆除前应先拆除脚手架上杂物及地面障碍物。
3) 拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业。
4) 拆除过程中，凡已松开连接的杆、配件应及时拆除运走，避免误扶、误靠。
5) 拆下的杆件应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。
7、脚手架安全措施：
1) 禁止任意改变构架结构及其尺寸；
2) 禁止架体倾斜或连接点松驰；
3) 禁止不按规定的程序和要求进行搭设和拆除作业；
4) 搭拆作业中应采取安全防护措施，设置防护和使用防护用品；
5) 禁止随意增加上架的人员和材料，引起超载；
6) 禁止在架面上任意采取加高措施，增加荷载或加高部分无可靠固定，防护设施也未相应加高；
7) 不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土输送管等固定在脚手架上，严禁悬挂起重设备；
8) 不得在架上搬运重物；
9) 不得在六级以上大风、雷雨和雪天下继续施工；
10) 脚手架长期搁置以后未作检查的情况下不得重新使用；
11) 在脚手架上进行电气焊作业时，必须有防火措施和专人看守；
12) 搭拆脚手架时，地面应设围栏和警示标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内；
13) 脚手架搭拆时应制止和杜绝违章指挥、违章作业；
14) 拆下的杆件以安全方式运下，集中堆码整齐。
8、钢管脚手架的防电、避雷措施
（1）防电措施
钢管脚手架在架设的使用期间要严防与带电体接触，否则应在架设和使用期间应断电或拆除电源，如不能拆除，应采取可靠的绝缘措施。
钢管脚手架应作接地处理，每隔25m左右设一接地极，接地极入土深度为2~2.5m。
夜间施工照明线经过钢管时，电线应与钢管隔离，有条件时应使用低压照明。
（2）避雷措施
避雷针：设在架体四角的钢管脚手立杆上，高度不小于1m，可采用直径
为25~32mm，壁厚不小于3mm的镀锌钢管。
接地极：按脚手架连续长度不超过50m设置一处，埋入地下最高点应在地面以下不浅于50cm，埋接地极时，应将新填土夯实，接地极不得埋在干燥土层中。垂直接地极可用长度为1.5~2.5m，直径为25~50mm的钢管，壁厚不小于2.5mm。
接地线：优先采用直径8mm以上的圆钢或厚度不小于4mm的扁钢，接地线之间采用搭接焊或螺栓连接，搭接长度≥5d，应保证接触可靠。接地线与接地极的连接宜采用焊接，焊接点长度应为接地线直径的6倍或扁钢宽度的2倍以上。
接地线装置宜布置在人们不易走到的地方，同时应注意与其它金属物体或电缆之间保持一定的距离。
接地装置安设完毕后应及时用电阻表测定是否符合要求。
雷雨天气，钢管脚手架上的操作人员应立即离开。
9、钢管脚手架的维护管理与安全
钢管脚手使用完毕后要及时回收构件、零件，并分类堆放，堆放地点要求场地平坦，排水良好，下设支垫。宜堆放在室内，露天堆放应加以覆盖。
钢管要定期防腐，外壁宜每半年涂刷防锈漆一度，内壁宜每2~4年涂刷防锈漆每次涂刷两道。
扣件及螺栓应在每次使用后用煤油洗涤并涂机油防锈。
长钢管搬运时应有防弯曲措施。
建立健全管理制度，加强管理，按谁维护，谁管理的原则，减少丢失和损耗。
脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》（GB5036）考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。
搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
所有施工设备和机具在使用前均必须由专职人员负责进行检查、维修、保养，确保状况良好。架子工、起重工、电工、电焊工等主要特殊工种必须经过培训并经考核取得合格证，方可持证上岗操作。
夜间施工要有良好的照明设备，危险地段设危险标志和缓行标
志，配备足够的交通值勤人员，组织好过往行人及车辆，确保人员车辆的安全。
加强安全防护。个人要戴安全帽，高空作业要系好安全带，脚手架、脚手板要搭设牢固。电焊操作人员应穿绝缘胶鞋、配戴防护手套，并配电焊防护面罩。
严禁酒后作业；患有心脏病、高血压人员不得从事高空作业。
要安全用电，严格按有关规定安装线路及设备，用电设备都要安装地线和漏电保护器，不合格的电工器材严禁使用。