桥支架(钢支撑)专项施工方案.doc

影视城地道桥顶板支架专项方案一、编制依据1、建筑施工计算手册江正荣编著；2、建筑施工手册（第四版）；3、JGJ166-2008建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范；4、城轨试验线建设项目工程施工设计第三册桥涵第二分册涵洞；5、施工现场的实测资料等。二、工程概况影视城地道桥为（9+17+9）m三孔结构形式，侧墙厚1m，底板厚1m，顶板厚0.9m，净空5.6m。影视城地道桥北侧为既有影视城桥，采用同一结构形式接长，同时该桥上跨影视城西路。由于影视城西路为城市次干路，更是电影博物馆的一条重要道路，故道路不能断行，交通不得中断。目前，利用交通导改，采用分幅施工已完成底板和侧墙的混凝土浇筑。顶板一次浇筑成形，须在中孔留置通道供机动车和行人通行。三、总体施工方案支架采用两种形式：中孔通道采用工字钢分配梁+609mm钢管的支架体系；中孔通道以外、东西边孔支架采用满堂红碗扣式脚手架。、满堂红碗扣式脚手架碗扣式脚手架用钢管规格为48×3.5mm 的Q235A级普通钢管，钢管壁厚3.5mm。支架体系自下而上由地基、方木、碗扣式脚手架、方木及底模等构成。脚手架立杆纵横向间距为0.9×0.6m，步距为0.6m。顶板底模木方纵枋采用85mm×145mm方木，间距为600mm；横枋采用85mm×85mm方木，间距为250mm。顶板采用5mm厚90×150cm的钢模板。、通道支架体系1、通道净高4.5m，采用2跨共9m，每跨路面净宽4.5m； 2、通道顶采用12m28a工字钢横梁，等间距30cm铺设。横梁顶为方木和底模，方木和底模材质、规格、铺设方式同满堂红碗扣式脚手架；3、横梁支承于245a工字钢纵梁上，两端各挑出纵梁0.5m。纵梁长7m，沿环内方向挑出0.5m，作为通道进出口搭设防护棚之用。防护棚顶铺设10槽钢，满铺竹胶板，确保通道行车行人安全；4、纵梁焊接在钢管顶；5、钢管柱采用609mm，=16钢管，高4m，等间距纵向2m、横向5.109m布置；6、钢管柱下现浇100×100×8cm的无收缩灌浆料找平层。构件连接方式：钢管柱为15mm厚钢板法兰盘，钢管柱与地基采用14螺栓连接；沿道路方向钢管间设50×50角钢构造连接；纵梁与横梁采用焊接连接。满堂红脚手架和通道支架立面示意图和纵断面示意图如附图1、附图2、附图3所示。四、满堂脚手架支撑体系计算 影视城地道桥地处低洼之处，时值夏季，气候炎热少风，故各种结构计算时不考虑风荷载的影响。 、计算参数1、顶板厚度为90cm，模板支架搭设高度为5.0m。2、立杆的纵距 b=0.60m，立杆的横距 l=0.90m，立杆的步距 h=0.60m。3、面板厚度5mm，剪切强度110.0N/mm2，抗弯强度190.0N/m m2，弹性模量.0N/mm2。4、横木方85×85mm，间距250mm，剪切强度1.3N/m m2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。5、梁顶托（纵木方）采用85×145mm木方。6、模板自重0.50kN/m2，钢筋混凝土自重26.00kN/m3，施工活荷载4.00kN/m2。7、采用的钢管类型为48×3.5mm。图1 支撑架立面简图 图2 支撑架荷载计算单元、模板面板计算面板为受弯结构,需要计算其抗弯强度和刚度。模板面板按照三跨连续梁计算,计算简图如下：q 250 250 250静荷载标准值 q1 = 26.000×0.900×0.600+0.500×0.600=14.340kN/m活荷载标准值 q2 = (2.000+2.000)×0.600=2.400kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = bh2/6=60.00×0.50×0.50/6 = 2.50cm3； I = bh3/12=60.00×0.50×0.50×0.50/12 = 0.63cm4；1、模板面板抗弯强度计算 f = M / W < f 其中 f 面板的抗弯强度计算值(N/mm2)； M 面板的最大弯距N.mmN.mm)； W 面板的净截面抵抗矩； f 面板的抗弯强度设计值，取190.00N/mm2； M = 0.100ql2 其中 q 荷载设计值(kN/m)；经计算得到 M =0.100ql2= 0.100×(1.20×14.340+1.40×2.400)×0.250×0.250=0.129kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.129×1000×1000/2500=51.420N/mm2面板的抗弯强度计算 f < f,满足要求!2、模板面板挠度计算v = 0.677ql4 / 100EI < v = l / 400面板最大挠度计算值 v = 0.677×14.340×2504/(100××6300)=0.289mm 面板的最大挠度小于250.0/400=0.625mm,满足要求!、横枋计算横枋按照均布荷载计算。1、横枋荷载计算、钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 26.000×0.900×0.250=5.850kN/m、模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.500×0.250=0.125kN/m、活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：经计算得到，活荷载标准值 q2 = (2.000+2.000)×0.250=1.000kN/m、荷载组合静荷载 q1 = 1.20×5.850+1.20×0.125=7.170kN/m活荷载 q2 = 1.40×1.000=1.400kN/m计算单元内的木方集中力为(1.400+7.170)×0.600=5.142kN按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算简图如下：q 600 600 600计算公式如下: 均布荷载 q = 5.142/0.600=8.570kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×8.57×0.60×0.60=0.309kN.m 最大剪力 Q=0.6ql=0.6×8.570×0.600=3.085kN 最大支座力 N=(0.5+0.6)ql=1.1×8.570×0.600=5.656kN横枋的截面力学参数为： 截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = bh2/6= 8.50×8.50×8.50/6 = 102.35cm3；I = bh3/12=8.50×8.50×8.50×8.50/12 = 435.01cm4；2、横枋抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.309×106/=3.02N/mm2木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!3、横枋挠度计算最大变形 v =0.677×8.57×600.04/(100×9000.00×)=0.192mm横枋的最大挠度小于600.0/400=1.5mm,满足要求!、纵枋计算纵枋按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。1、纵枋荷载计算 集中荷载取横枋木的支座力 P= 5.656kN 均布荷载取纵枋的自重 q= 0.118kN/m。 纵梁计算简图 纵梁弯矩图(kN.m)纵枋剪力图(kN)变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：纵枋变形计算受力图 纵枋变形图(mm) 经过计算得，最大弯矩 M= 1.848kN.m 最大支座力 F= 22.585kN 最大变形 V= 0.378mm纵枋的截面力学参数截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = bh2/6=8.50×14.50×14.50/6 = 297.85cm3； I = bh3/12=8.50×14.50×14.50×14.50/12 = 2159.44 cm4；2、纵枋抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=1.848×106/=6.20N/mm2 纵枋的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!3、纵枋挠度计算 最大变形 v =0.378mm 纵枋的最大挠度小于900.0/400=2.25mm,满足要求!、立杆稳定性计算 1、立杆荷载计算作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。、静荷载标准值静荷载标准值包括以下内容： 脚手架的自重(kN)： NG1 = 0.149×5.000=0.745kN 模板的自重(kN)： NG2 = 0.500×0.600×0.900=0.270kN 钢筋混凝土板自重(kN)： NG3 = 26.000×0.900×0.600×0.900=12.636kN经计算得到，静荷载标准值 NG = (NG1+NG2+NG3)= 13.651kN。、活荷载活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。 经计算得到，活荷载标准值 NQ = (2.000+2.000)×0.600×0.900=2.160kN 、不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.20NG + 1.40NQ=1.2×13.651+1.4×2.16=19.405 kN2、立杆稳定性计算不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N = 19.405kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得； i 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.58 A 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.89 W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)； f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； l0 立杆计算长度 (m)； 参照扣件式规范，由公式计算 l0 = (h+2a) h 步距； h=0.6m a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.40m；计算结果：l0=0.600+2×0.400=1.400m 长细比= l0/i =1400/15.8=88.608 查表得=0.673· =19405/(0.673×489)=58.953N/mm2立杆的稳定性计算 < f= 205.00N/mm2,满足要求!、其他计算1、扣件抗滑移计算纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN； R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。2、地基承载力计算立杆基础为混凝土结构，无需计算。五、中孔通道支撑体系计算、I28a横梁计算通道I28a横梁与底模纵枋接触，其主要受力来源于顶板传给横梁的力及自身重力。1、横梁荷载计算、顶板钢筋混凝土自重横梁长12m，间距0.3m，共21根，故验算受力范围为横梁投影面积：12×(20×0.3+0.122)=73.5悬臂板为30cm到60cm的渐变断面，受力分析统一按照结构顶板90cm计算。故总砼量(设计数量)73.5×0.9=66.15m3，则底板每平方米重量为：66.15×26/73.5=23.4KN/m2、水平模板及木方自重取0.75kN/m2、施工人员及设备荷载取2kN/m2、浇筑和振捣混凝土产生的荷载取2kN/m2荷载组合： q1=1.2×（23.4+0.75）+1.4×（2+2）=34.58 kN/m2均布荷载取横梁的自重 q2= 0.434kN/m横梁承受上部方木传递的结构和施工荷载，由于方木间距较密，按均布荷载计算。横梁受力为：q=34.58×0.3+0.434=10.808 KN/m 2、横梁抗弯强度计算钢材容许弯曲应力=145Mpa，容许轴向应力=140Mpa，容许剪切应力=85Mpa，容许挠度f=1/400，弹性模量E=Mpa。I28a工字钢：W=mm3，I=mm4，A=5540 mm2。工字钢的最大弯矩在跨中钢管顶处，上部受拉，弯矩系数取Km=0.125，其值为：Mmax=0.125×ql2=0.125×10.808×5.1092=35.3KN·m最大弯曲应力：=Mmax/W=35.3×103/（×10-9）=69.5Mpa=145 Mpa，满足要求！3、横梁挠度计算最大挠度位于每跨的跨中，因结构相对于中支墩钢管对称，所以两跨的跨中挠度相同。挠度系数取Kw=0.521。wmax=0.521×ql4/（100×E×I）=0.521×10.808×103×5.1094/（100×0.711×10-4×2.06×1011）=0.000262m=0.262mm5109/400=12.8mm，满足要求!4、横梁抗剪强度计算两跨中间支墩钢管顶处产生最大支剪力，取剪力系数Kv=0.625，则纵梁顶支座反力为：R=2×Kv×q×l=2×0.625×10.808×5.109=69.03KN=3V/2A=3×69.03×103/(2×5540)=18.7Mpa =85Mpa满足要求!、2I45a工字钢纵梁计算钢纵梁采用2I45a工字钢焊接而成，纵梁钢管支柱间距2m。纵梁支承于钢管上，按照集中与均布荷载下3跨连续简支梁计算。2I45a工字钢：W=mm3，I=644800000 mm4，A=20400 mm2，工字钢每米自重1.608KN/m；b=30cm；Sx=1672.8cm3。1、纵梁受力分析、纵梁承受上部横梁传递的支座反力R=69030N、纵梁荷载、剪力图、弯矩图、位移图2、纵梁抗弯强度计算由弯矩图知，中间2、3号支墩处产生最大弯矩：Mmax=92900N·m工字钢的最大弯曲应力及剪应力：=Mmax/W=92900/（2.86×10-3）=32.5Mpa=145Mpa，满足要求！3、纵梁抗剪强度计算由剪力图知，纵梁承受剪力为最大剪应力：Qmax=+243200=Nmax=QS/Ib=×/(644800000×300)=43.8 MPa < =85Mpa，满足要求！4、纵梁挠度计算：由位移图知，最大挠度位于两边跨的跨中, V= 0.19mm2000/400=5mm，满足要求！、钢管柱计算1、钢管荷载计算钢管顶承受纵梁传递的支座反力， R1=220.917kN ；R2= 508.71kN； R3=508.71 kN； R4=220.917 kN，跨中处2、3号支墩钢管承受反力最大。钢管柱采用609×16mm钢管，截面特性：钢管高L=4.0m；A=29807 mm2；I=×(D4-d4)/64=1311173005mm4回转半径=20.973cm=L/i=400/20.973=19.072查表得，稳定系数=0.9492、钢管稳定性计算= R3/(×A)=/（0.949×29807）=17.98MPa <=205MPa，稳定性满足要求。六、跨路施工安全措施1、参建的管理和施工人员必须树立“安全第一、预防为主”的安全生产观念，必须接受安全技术教育，熟知和严格遵守工种岗位安全技术操作规程，正确、规范施工。2、施工前，在施工区与行车道之间设置彩钢围栏进行封闭式安全防护。 3、在施工区两端前方100m处设置醒目的安全警示牌和符合要求醒目的标识牌，晚间在路栏上加设施工标志灯，支架前后10m外架设限高架，详见附图4、附图5交通设施平面布置示意图。4、施工班组每天必须坚持安全讲话制度，强调安全施工注意事项和防范重点，并两侧分别设专职人员24小时指挥疏导来往车辆，施工班组长及专职安全员要经常性的检查值班人员在岗情况。5、桥梁施工时，施工区域两侧设置醒目的反光安全带和限高4.5米标示牌，以免桥上坠物危及公路上行人及行车的安全。同时，安排专职安全员每天上班前仔细检查桥下的安全防护是否安全可靠，及时发现及时督促整改落实，在确保安全的前提下进行施工。6、通车路段的路面应经常清扫干净，防止车辆碾飞土石伤人和雨后泥泞影响通车。在公路上及公路两侧严禁堆放任何材料，严禁长时间停车。7、雨季施工应根据当地气象预报，及时做好防洪排水工作。8、夜间施工时，设置符合施工安全操作要求的照明设备和警示灯。9、现场施工技术员和安全员加大日常安全巡查力度，确保施工和公路车辆通行安全。 目录一、编制依据1二、工程概况1三、总体施工方案1、满堂红碗扣式脚手架1、通道支架体系2四、满堂脚手架支撑体系计算2、计算参数3、模板面板计算41、模板面板抗弯强度计算52、模板面板挠度计算6、横枋计算61、横枋荷载计算62、横枋抗弯强度计算73、横枋挠度计算7、纵枋计算81、纵枋荷载计算82、纵枋抗弯强度计算93、纵枋挠度计算10、立杆稳定性计算101、立杆荷载计算102、立杆稳定性计算11、其他计算111、扣件抗滑移计算122、地基承载力计算12五、中孔通道支撑体系计算12、I28a横梁计算121、横梁荷载计算122、横梁抗弯强度计算133、横梁挠度计算134、横梁抗剪强度计算14、2I45a工字钢纵梁计算141、纵梁受力分析142、纵梁抗弯强度计算163、纵梁抗剪强度计算164、纵梁挠度计算：16、钢管柱计算171、钢管荷载计算172、钢管稳定性计算17六、跨路施工安全措施17