支架预压方案(定稿)

0安庆市菱湖风景区东片区综合景观工程（A1+367.735桥梁）专项施工方案（桥梁拱圈支架基础、支架搭设及预压）编制：审核：批准：安庆市明达工程有限责任公司编制日期：二0一二年六月二十六日1目录一、工程概述二、编制原则三、地基处理四、支架方案五、支架预压方案六、砼浇筑方案七、支架拆除方案八、应急预案2安庆市菱湖风景区东片区综合景观工程A园路A1+367.735拱桥工程拱圈支架预压方案一、工程概述本工程为十七孔拱桥，总桥长181m，各孔净跨径布置为：3.5+5.0+6.0+7.0+8.5+10.0+11.5+13.0+14+11.5+10+8.5+7.0+6.0+5.0+3.5=143m，主拱圈横向宽度9.0m，矢跨比f/1=1/3。其中中间三孔通航游船，通航净空3.5m。为菱湖风景区内的景观性桥梁。二、编制原则本工程考虑到施工工期、质量、安全等要求，故在选择方案时，应充分考虑以下几点：架体的结构设计，力求做到结构要安全可靠，造价经济合理。在规定的条件下和规定的使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性。选用材料时，力求做到常见通用、可周转利用，便于保养维修。结构选型时，力求做到受力明确，构造措施到位，升降搭拆方便，便于检查验收。综合以上几点，脚手架的搭设，还必须符合国家现行规范标准的要求。结合以上脚手架设计原则，同时结合本工程的实际情况，综合考虑了以往的施工经验，决定采用扣件式满堂支架施工方案。三、地基处理1、方案背景说明及方案选择3安庆市菱湖风景区东片区综合景观工程A园路A1+367.735十七拱桥于今年4月28日才开工建设，该桥的建设对打造菱湖风景区东片区景观起到举足轻重的作用，为此市委市政府主要领导提出“加快桥梁建设进度，确保按期完工”的目标和要求。为加快工程建设速度，根据业主、监理等单位要求，我单位抽调精兵强将，积极组织多方技术骨干对基础处理方案和支架布置形式进行了深入分析和计算，根据基础地质资料、类似桥梁施工经验和工期要求，本着桥梁结构的稳定性、安全可靠性和经济性原则，拟对本桥梁工程采用满堂支架方法施工方案。具体为：为满足施工对基础的强度、稳定性、安全性及变形的要求，根据桥位所处位置及复杂地质条件(地下水位高)，必须对支架的地基进行必要的处理，以满足集中承载力要求;即将拱圈平面投影外1米范围内的粘土层清除到标高为+7.114m后，再进行0.7m左右的机械抛石+10cm的碎石垫层+20cm的C20商品泵送砼基础，砼面层标高为+8.114m。为考虑排水畅通，砼面层设置纵横坡，纵坡为0.3%，横坡为0.8%，另外，在桥梁东西两侧设置50cm*50cm的集水沟。2、支架基础验算（1）已知条件本桥上部结构为现浇钢筋混凝土板拱，孔宽9m，共17孔，最大孔径14m。拱圈C30混凝土共819.5m3，最大孔径现浇砼92m3，拱圈总重约229t。支架采用满堂支架法工艺施工，拱顶处为支架结构的最不利截面，立杆纵横向间距：60cmx60cm。另外,为确保支架整体4稳定性，支架搭设时除设置落脚扫地杆外，还须在砼基础上铺垫2cm厚的中粗砂和在钢管底部铺垫【10槽钢或方料，并设置剪刀撑（具体布置见支架布置示意图），以增强支架的整体稳定性和抗滑性。砼基础标号为C20，厚度20cm以上，支架底范围内满铺。（2）立杆基础承载力验算根据拱桥受力特点，立杆轴向力最大处在拱顶处，即最不利处。本验算按此拱顶最不利情况考虑。P=Nmax/A砼板的[σ]=fkxkbfk---地基承载力标准值，C20砼的fk=10MPakb---地基承载力标准值调整系数，取0.5P=Nmax/A=15.631/（0.6*0.1）=260.52Kpa〈[σ]=fkxkb=10000*0.5=5000Kpa（满足要求）注：Nmax=【43.42KN/m2*0.6*0.6=15.631KN】四、支架方案（1）荷载情况本次选用中跨最不利处计算，假设取所有荷载均为竖直荷载作用在钢管支架上。a．模板、支架自重：2KN/m2b．单位面积砼自重0.6m*0.60m*0.55m*2.6t/m3/(0.6*0.6)m2=1.43t/m2（C30砼自重为2.6t/m3）c．人员、机具荷载：2.5KN/m25d．砼振捣时产生的荷载：2KN/m2e．砼泵送时产生的竖向荷载：2KN/m2（2）方木、支架验算支架、模板设计情况：支架立杆纵横向间距初步拟定为60cmX60cm，模板下设置5cmX10cm方料，间距为25cm，跨度为30cm。施工总荷载：G=（a+b）*1.2+（c+d+e）*1.4=（2+14.3）*1.2+（2.5+2+2）*1.4=43.42KN/m21.纵向5cmx10cm方木验算计算公式：σ1=Mmax/W≤[σ]其中W=bh2/6，Mmax=mql2，方木的允许强度[σ]=12Mpa计算过程及结果：q=GX0.25=43.42*0.25=10.86N/mm，W=bh2/6=95*452/6=32.0625cm3Mmax=mql2=0.125x10.86x3002=122175N．mm（m取三跨铰接均布荷载最不利弯距系数，取０.125）σ1=Mmax/W=122175/(32.0625x1000)=3.80Mpa[σ]=12Mpa(满足要求)抗剪计算:τ=3Q/2bh≤[τ]，Q=0.6qlτ=3Q/2bh=3*0.6*10.86*300/2*45*95=0.686Mpa〈[τ]=1.9Mpa（满足要求）绕度计算：f=0.677ql4/（100EI），其中E=9x103，I=95*453/12=0.72x106mm4f=0.677ql4/（100EI）=0.677*10.86*3004/（100*9*103*0.72x106）=0.09mm〈1mm（满足要求）综上所述，方料满足要求。6b.钢管脚手架验算计算公式：N=ΨAf≤[N]N—支架立杆实际承受的荷载；[N]——支架立杆允许承载力，A——钢管的截面积，按Ф48x3计算，为424mm2，f——钢材抗拉强度设计值，取215Mpa；Ψ——立杆稳定系数，i取15.95mm；l——支架横杆步距，本支架设计为1000mm。每根立杆实际承载力N=43.42*0.6*0.6=15.63KNλ=l/i=1500/15.95=94，查表得Ψ=0.44[N]=ΨAf=0.44*424*215=40.11KN因为N=15.63KN〈[N]=40.11KN，故支架的稳定性满足要求。（3）支架施工工艺1、管架选材与布置：在处理的地基上安放槽钢，其上按间距60cm铺12号槽钢，支架立杆安放在槽钢上，立杆选用DN48×3.0mm钢管，立杆纵横间距60cm×60cm，水平横杆间距150cm。综合本工程情况，桥梁最大搭设高度在桥的第九拱跨。2、拱盔纵管、横管布置：钢管支架搭设完工后在顶端横向安装水平杆，水平杆在每断面的高度符合拱圈高程要求，纵管在横向水平杆下顶托水平杆，。3、拱圈底模布置：水平横杆安装完成后，顺桥向铺设Ф25钢筋，间距20cm，其上铺设δ=3mm厚钢板，由桥梁中心线向两侧铺设，底模宽出主拱边20cm，侧模立于底模上。7（4）支架搭设支架搭设前根据设计纵断面图计算出拱圈底至地面的高度，算出搭设所需的材料用量。立杆底部支撑面必须水平接触，立于混凝土基础上，不得置于松散的砂石堆上，并不得直接置于土基上。复核水平横杆标高，确保纵向符合拱圈线形。1、水平杆每步纵横向水平杆必须拉通。水平杆件接长宜采用对接扣件连接，严禁采用搭接。水平对接接头位置要求如下图。8500ala/3lalahhAA立杆纵向水平杆(大横杆)横向水平杆(小横杆)500ala/3lbA-A接头不在同步内（立面）接头不在同跨内（平面）2、立杆立杆平面布置图搭接要求：本工程所有部位立杆接长全部采用对接扣件连接，接头位置要求如下，局部如须绑接的需设置三个扣件（如相邻立杆均为AAlalah/3h立杆水平杆对接扣件500h/39绑接，可在其中间位置增设一道立杆，立杆与横杆必须保证有三个扣件以上）。3、扫地杆设置剪刀撑水平剪刀撑：模板支架四边与中间每隔3排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。设置时，有剪刀撑斜杆的框格数量应大于框格总数的1/3；并在立杆顶部及立杆底部各增设一道；横向剪刀撑：模板支架四边满布竖向剪刀撑，中间每隔3.6m设置一道纵横向剪刀撑，由底至顶连续设置；纵向剪刀撑：纵向剪刀撑按照扇形设置，间隔3.6m，由底至顶连续设置；（5）质量要求1、立杆步距的设计：a.架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，采用等步距设置；b.中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，采用下小上大的变步距设置2.整体性构造层的设计：a.支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强层；b.单水平加强层可以每3米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10m设置，四周和中部每10m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；10d.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。3.剪刀撑的设计：a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔3.6m设置。4.顶部支撑点的设计：a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于200mm。b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；5.支撑架搭设的要求：a.严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置；b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45～60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；d.地基基础砼的设计要满足承载力的要求。6.施工使用的要求：a.精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式；b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放；c.在预压和浇筑过程中，作好沉降观测，派人检查支架和支承情11况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。五、支架预压方案支架预压的必要性：凡采用支架法施工上部结构的，受地基基础的复杂因数影响，均会产生不利影响，按照施工规范和验收标准的规定和施工施工方案的要求，为确保连续梁线形必须对支架进行预压。预压的目的主要是：1）、消除基础的非弹性沉降；2）、测量基础弹性沉降为确定底模标高提供参考资料；3）、消除支架的非弹性压缩；4）、测量支架的弹性压缩，为确定底模标高提供参考资料。主拱梁底模安装完毕，混凝土浇筑之前，必须对支架系统进行预压，用编织袋装砂对支架进行预压，预压顺序为从拱圈两边拱脚→拱顶→拱圈1/4段位置对称预压，预压荷载最重为梁体自重的120%；支架预压重量采用三级预压0-50%-100%-120%每阶段预压观测时间不少于24小时；加载至120%时连续观测两天，对原始数据进行整理为支架搭设提供可靠数据。尤其是拱圈两边拱脚、拱顶、拱圈1/4段位置的预压观察和监控。1、预压荷载计算：施工中应根据截面图计算沙袋和混凝土比值，并按照比值堆放配重。主拱圈的钢筋砼重量，加上各项施工荷载，作为预压荷载，预压重物为袋装砂土。具体加载荷重计算如下：每平米施工总荷载为：43.42KN/m2及每平米施工荷载为4.43t试验加载考虑1.2超载系数，则：12所需每平米加载量：Ｗ＝4.43t×1.2=5.32t每个大砂袋底面积约0.8m2，重约2t，则模板上按两层堆放，不足处用50kg小袋予以补足（拱圈不平处用小袋码平后放大袋）。2、压重观测点的位置与布置预压加载顺序：按照等效压重的原则，主要在主拱圈拱脚、拱顶、拱圈1/4段范围布置压重区间观测点。单个拱圈的预压加载顺序为从拱圈两边拱脚→拱顶→拱圈1/4段位置。加载分级为0-50%-100%-120%三级。每一道均为逐层预压，避免局部荷载过