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满堂脚手架施工方案一、材料选择及模板、支架设计
塘头互通B匝道在BK0+670.34处上跨机荷高速公路,该桥修建主要是连接从南头至机场方向的车辆通道,该桥跨径布置: 2×20+24+30+,全长,本桥横截面为单箱室,底板宽为,顶板宽为,箱梁腹板按4:1的外倾坡度布置,两侧悬臂宽。
支架采用满布式Φ48×钢管碗扣支架。0#台~2#墩、4#墩~5#台支架采用满布式Φ48×钢管碗扣支架;位于机荷高速公路上的2#~4#墩支架采用Φ支撑钢管,上铺HM500×300mmH型钢。支架基础达不到地基承载力的采取换填石碴及石屑并压实整平,再横铺厚、宽的方木。碗扣支架立杆纵向间距;立杆横向间距,考虑到横梁、腹板混凝土自重较大,在横梁、腹板间距加密为,水平拉杆上下层间距;上跨机荷段的支撑钢管纵向间距(左右幅各采用Φ支撑钢管及H型钢铺设),横向间距225~250cm,在钢管设置一道H型钢横梁上层铺筑H型钢间距。碗扣支架立杆底部垫钢板,顶部加可调顶托。顶托上纵向放10×的木方,在此木方上横向放8×的方木,方木间距为,位于H型钢上的部分只须铺设横向8×的方木(考虑到该种支撑结构及施工测量控制问题,在安装Φ支撑钢管及H型钢横梁时必须按设计纵坡、横坡控制支撑钢管的安装高度及安装方向);侧模用8×8方木作模板支撑,方木外另压2道2条Φ48×的钢管配蝴蝶扣、拉杆螺丝对拉固定模板,方木间距为。
为保证支架的整体稳定性,在纵向、横向每隔7跨布距设1道横向剪刀撑,剪刀撑与地面斜交角度为45°~60°。在脚手架纵横向设扫地杆,离地面20~。
DB42∕T 1615-2021 城镇排水管道检测与评估技术标准.pdf模板采用厚的进口光面黑板。
(F匝道现浇箱梁施工参照B匝道支架方案)
底模板采用优质合板,铺设时,模板牢固钉在方木上,模板与模板之间用海棉条填塞,确保模板拼缝质量,为了检查支架的承载能力,减小支架的非弹性变形及地基的沉降量,在支设模板前对支撑体系进行预压。预压采用砂袋堆载,预压时每跨测5个断面,每个断面测5个点,每6小时观测1次,在观测中采用在观测点的纵(或横)方木上钉一向下长木条,对应地基上固定一向上长条,在两木条重合处任意断面上做横线,加载后横线之间的相对位移即为支架本身的弹塑性变形值。预压完成后,通过可调顶托调整底模板标高,调整标高应设置预拱度。设置预拱度要考虑梁自重所产生的挠度、支架受载后产生的弹、塑性变形及基础沉降。
箱梁内支撑采用M1205门字架,底部横铺厚、宽的方木,顶部加可调顶托,顶托上纵向放2根Φ48×钢管,在此木方上横向放10×的方木,方木间距为。
底模板采用优质合板,铺设时,模板牢固钉在方木上,模板与模板之间用海棉条填塞,确保模板拼缝质量,为了检查支架的承载能力,减小支架的非弹性变形及地基的沉降量,在支设模板前对支撑体系进行预压。预压采用砂袋堆载,预压时每跨测5个断面,每个断面测5个点,每6小时观测1次,在观测中采用在观测点的纵(或横)方木上钉一向下长木条,对应地基上固定一向上长条,在两木条重合处任意断面上做横线,加载后横线之间的相对位移即为支架本身的弹塑性变形值。预压完成后,通过可调顶托调整底模板标高,调整标高应设置预拱度。设置预拱度要考虑梁自重所产生的挠度、支架受载后产生的弹、塑性变形及基础沉降。
二、现浇箱梁模板与支架的设计及验算
根据以往施工经验,结合箱梁的实际尺寸,模板及支架施工方案选定如下。
位于机荷高速两端的支架采用满布式Φ48×钢管碗扣支架,上跨机荷段的支架采用Φ钢管铺设H型钢。支架基础达不到地基承载力的采取换填石碴或石屑并压实整平,再横铺厚、宽的方木。立杆纵向间距;横向间距,考虑到横梁、腹板混凝土自重较大,在横梁、腹板横向间距加密为,横杆步距。支架立杆底部垫钢板,顶部加可调顶托。顶托上纵向放10×的木方,在此木方上横向放8×的方木,方木间距为;侧模用8×8方木作模板支撑,方木外另压2道2条Φ48×的钢管配蝴蝶扣、拉杆螺丝对拉固定模板,方木间距为。模板采用厚的进口光面黑板。
为保证支架的整体稳定性,在纵向、横向每7跨布一道剪刀撑,剪刀撑与地面斜交角度为45°~60°。在脚手架纵横向设扫地杆。
模板自重a=0.135KN/m2,木方自重f=0.316KN/m2,钢筋混凝土自重b=19.39KN/m2(按中横梁计算),施工荷载c=2.5KN/m2(集中荷载),振捣荷载d=2.0KN/m2,冲击荷载e=2.0KN/m2。
当施工荷载均布时,可近似按5跨等跨连续梁计算
q1=1.2×(0.135+19.39)+1.4×(2.5+2+2)=32.53KN
Mmax=﹣0.105×32.53×0.32=﹣0.307KN·m
σ=0.307/(1000×0.0182/6)=5.685MPa<12 MPa
(3)刚度验算,按宽度验算
q2=1×(0.135+19.39)×1=19.525KN
I=1×0.0183/12=4.86×104
=4.71×10<0.3/400=7.5×10
腹板高度为,侧模采用厚的光面合板,外压8×的方木,间距,在顺桥向,方木上另加2道4条Φ48×的钢管配M14的拉杆固定模板,钢管间距为,拉杆间距为,按3跨连续梁计算。
新浇混凝土对模板侧压力,浇注速度V=/h
P=1.2×1.1×24=31.68KN/m2
振捣荷载 b=4.0KN/m2
倾倒荷载 c=2.0KN/m2
q=1×[1.2×31.68+1.4×(4+2)]=46.416KN
根据上表,侧模板强度和刚度满足要求
根据上表,侧模方木强度和刚度满足要求
(3)螺栓受力强度验算
螺栓规格:M14,净截面积:2,螺栓强度:17.8KN
P= 1.2×(24×1.6)+1.4×(4+2)×0.3×0.5
=8.172KN﹤17.8KN
(1)纵向方木强度验算
p=[1.2×(0.135+19.39+0.316)+1.4×(2.5+2+2)]×0.8×0.8
跨中弯距: M1/2=(21.062×0.82)/8=1.685KN·m
截面模量: W= bh2/6=0.1×0.12/6=1.667×10
木方截面: I=bh3/12=8.333×104
容许挠度: f容=0.8/400=2.0×10﹥1.498×10
(2)横向木方的强度计算
p=[1.2×(0.135+19.39)+1.4×(2.5+2+2)] ×0.8×0.3
跨中弯距: M1/2=(7.807×0.82)/8=0.625KN·m
截面模量: W= bh2/6=0.08×0.082/6=8.533×10
木方截面: I=bh3/12=3.413×104
容许挠度: f容=0.8/400=2.0×10﹥1.356×10
立杆顺桥向排距为;横桥向排距为,端隔板和腹板加密为 ;步距.
模板自重a=0.135KN/m2,混凝土自重b=19.39KN/m2,
纵横木方自重c=0.316KN/m2,施工荷载d=1.5KN/m2
振捣e=2.0KN/m2、钢管及扣件f=1.5 KN/m2
q=1.2×(0.135+19.39+0.316)+1.4×(1.5+1.5+2)=30.809 KN/ m2
p=30.809×0.8×0.8=19.718KN
以1、2节间立杆为单元计算。立杆为Φ48×3.5mmA3钢管,A=2, i=。
λ=1.5×1600/15.95=151
p=0.305×489×215×10﹣3=32.07KN>19.718KN
立杆底部为厚宽的木板,木板顺间距方向布置,板底为碎砾石基层。
A=0.25×0.8=
σ=19.718/0.2=98.59KPa<[σ]=0.4×300=120 KPa
按整体受力计算,基底土层为粘土,最小承载力为105Kpa,则垫层底压应力
σ=30.809+1.4×2=33.609KPa<105KPa承载力满足要求。
顺桥向排距为;横桥向排距为,模板自重a=0.135KN/m2,混凝土自重b=14.89KN/m2,木方自重c=0.316KN/m2,施工荷载d=2KN/m2,倾倒荷载:e=2KN/m2,振捣荷载:f=2KN/m2,H型钢规格:H×B=488×,惯性矩:7.14×4,惯性半径:,截面模数:2.93×3。
p=[1.2×(0.135+14.89+0.316)+1.4×(2+2+2)]×6×0.3
跨中弯距: M1/2=(48.257×62)/8=217.157KN·m
计算强度:σ= M1/2/ W=217.157/(2.93×103)=74.115MPa﹤185MPa
计算挠度: f=5×217.157×64/(384×2.2×109×7.14×104)
容许挠度: f容=6/400=﹥2.333×10
横桥向排距为,计算宽度:,H型钢自重:2.53KN/m2,模板自重a=0.135KN/m2,混凝土自重b=14.89KN/m2,木方自重c=0.316KN/m2,施工荷载d=2KN/m2,倾倒荷载:e=2.0KN/m2,振捣荷载:f=2.0KN/m2,H型钢规格:H×B=488×,惯性矩:7.14×4,惯性半径:,截面模数:2.93×3。
p=[1.2×(0.135+14.89+0.316+2.53)+1.4×(2+2+2)]×2.5×6
跨中弯距: M1/2=(447.678×2.52)/8=349.748KN·m
计算强度:σ= M1/2/ W=349.748/(2.93×103)=119.368MPa﹤185MPa
计算挠度: f=5×447.678×2.54/(384×2.2×109×7.14×104)
容许挠度: f容=2.5/400=6.25×10﹥1.45×10
顺桥向排距为;横桥向排距为,模板自重a=0.135KN/m2,混凝土自重b=19.39KN/m2,木方自重c=0.316KN/m2,H型钢荷载:b=2.53KN/m2,施工荷载e=2KN/m2,倾倒荷载:f=2.0KN/m2,振捣荷载:g=2.0KN/m2,回旋半径:,截面积:2。
q=1.2×(0.135+19.39+0.316+2.53×2)+1.4×(2+2+2)=38.281KN/ m2
p=38.281×6×2.5=574.218KN
λ=1.17×5.5/140=46
8、混凝土基础承载力:
钢管底部垫××的钢板加螺栓锚固,螺栓埋置深度应于基础钢筋连接一体,混凝土标号:C20。
σ=574.218/0.36=1595.05KPa<[σ]=20000KPa
基础设计强度符合要求。
模板自重a=0.135KN/m2,木方自重f=0.316KN/m2,钢筋混凝土自重b=11.25KN/m2,施工荷载c=2.0KN/m2,振捣荷载d=2.0KN/m2,冲击荷载e=2.0KN/m2。
q1=1.2×11.25+1.4×(2+2+2)=21.9KN
Mmax=﹣0.105×21.9×0.32=﹣0.207KN·m
σ=0.207/(1×0.0182/6)/1000=3.833MPa<12 MPa
I=1×0.0183/12=4.86×104
=5.281×10<0.3/400=7.5×10
(3)横向木方的强度计算
p=[1.2×(0.135+11.25)+1.4×(2+2+2)] ×1.2×0.3
跨中弯距: M1/2=(7.942×1.22)/8=1.43KN·m
截面模量: W= bh2/6=0.1×0.12/6=1.667×10
木方截面: I=bh3/12=8.333×104
容许挠度: f容=1.2/400=3.0×10﹥2.859×10
(4)纵向钢管的强度计算
p=[1.2×(0.135+11.25+0.316)+1.4×(2+2+2)] ×1.2×0.6
单根钢管 P=16.158/2=8.079 KN
跨中弯距: M1/2=(8.079×0.62)/8=0.364KN·m
截面积: W= 4.89×10
截面惯性矩:I=4=9.89×104
容许挠度: f容=0.6/400=1.5×10﹥6.892×10
顺桥向排距为;横桥向排距为
模板自重a=0.135KN/m2,混凝土自重b=11.25KN/m2,纵横木方自重c=0.316KN/m2,施工荷载d=2KN/m2,振捣e=2.0KN/m2、钢管及扣件f=2 KN/m2
q=1.2×(0.135+11.25+0.316)+1.4×(2+2+2)=22.441KN/ m2
p=22.441×0.6×1.8=24.236KN
立杆MF1205型门字支架,A=2, i=。
λ=127,φ=0.412
建设工程工程量清单计价规范GB50500-2013.pdfp/(φA)=24.236/0.412×310×2=94.9MPa﹤205×0.9=184.5 MPa
10、模板与支架的施工及质量控制
(1)地基处理:由于现浇箱梁施工过程中荷载较大,土质局部较差,因此在搭设支架前对地基进行处理,先把施工区域的淤泥、泥浆池位置的泥浆清理干净,分层换填透水性材料并压实,压实度按90%控制,整体整平后,再分层碾压成型,压实度不低于93%。
(2)支架搭设:在处理合格后的地基上横向铺一层 厚的木板,底部用砂浆找平,支架采用碗扣式支架,支架底部垫小钢板,支架承托在方木上,支架支撑顺桥向按 ,横桥向按 控制,对于横梁及箱梁腹板处支架进行加密为,为增强支架体系的稳定性,顺桥向设5道通长剪刀撑,横向每7跨设1道剪刀撑, 剪刀撑与立杆、横杆相交处,转扣设置数按大于80%控制最后按作业要求设置防护栏及连接加固件。
为便于调节支架顶部的高度,在支架顶部设可调顶托,顶托上纵横向安放两层木方,并用钯钉固定,可调顶托高度控制在内,以确保支架自由端的稳定。
(3)在安装完底模后安装侧模,侧模除采用对拉螺杆外,另外加设斜向支撑LY/T 3143-2019标准下载,支撑一头紧靠侧模上,另一头顶在支架上。