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天桥门架及支架施工方案

本工程的长平高速公路抢险工程，采用单侧加宽至双向通行8车道。该段工程全长2.377km，共设两处汽车天桥，上部为25+2x30+25m四跨一联的连续现浇预应力箱梁结构，工程量为C50砼523m3；下部为柱式墩台，钻孔桩基础。汽车天桥的2#—3#墩间（30m）上

为了在汽车天桥上部箱梁施工期间，能够保证施工车量正常通行，在路基左幅布设上跨式门洞，根据现有施工车辆和交通组成情况，门洞设计成净宽为8.0m，净高为5.0m的下穿式通行门洞。门洞支架立杆采用∮48*3mm钢管碗扣支架，上铺长为12m30a型工字钢横跨长平高速公路的两条行车道，门洞支架设置在长平高速公路行车道外侧，立杆分别置于中央分隔带和紧急停车道上。根据现场的实际情况，在原长平高速公路中央分隔带及左侧护轮带处，横桥向设15排30cm步距的碗扣支架立杆，在右侧紧急停车道及土路肩处设7排30cm支架立杆，其外设3或4排（2#墩设3排，3#墩设4排）60*60cm立杆[山东]小型农田水利项目工程施工组织设计，过度到2#、3#墩柱附近的重力式门架上，并与之用纵桥向水平杆连接。

门洞支架立杆加上、下托架，下托支撑在C20砼基础上，上托横桥向铺10#槽钢，支架立杆外包剪刀撑。

顺桥向支架立杆仍按30cm布设，为警示交通流，在面向行车方向，即门洞进口处立杆延长3排，而出口处翼板边缘外溢20cm，共设31排。详见门洞支架断面图。

在顺桥向用长为12m的45b工字钢横跨长平高速公路的行车道。箱梁底板对应的4.0m范围内，按0.5m布设，两侧翼板各2m范围内按0.6m布设。工字钢在支点、跨中、1/4跨断面处，用10#槽钢进行横向焊接，确保工字钢整体受力并防止倾覆，在门洞工字钢范围内，工字钢上横桥铺10*10cm木方或10#槽钢，其间距按1m计取。纵桥铺10*10cm木方，间距为0.3m。

在门洞支架翼板对应范围，为了支立翼板及腹板模板，在边部的3根工字钢上支立碗扣支架立杆，为消除应力集中，采用30*60cm步距布设，并加上下托架调整高度。

为了防止施工期间坠物对通行车辆的伤害，在门架工字钢上满铺2mm铁板或竹胶板，并在进出口处设防落网栅。

2、支架（非门架）布设方案

除跨越长平高速公路行车道门架以外的地段，均设置满布式支架，支架采用南通林德机电有限公司加工生产的可调式重力门架，该门架为定型产品，采用闭式结构，坚固耐用，提高了横向刚度和抗失稳能力，门架立杆采用∮57.2*2.5mm钢管，配有可调式上下托架和调节杆，可充分的配合地形地势，门架宽1.0m，有效高度分别为1.9或1.2m。据门架生产单位的检测报告，单片门架可承载14T。

由于上部的连续箱梁腹板及中、端隔板是全断面实体砼，相应的荷载较为集中，因此腹板中端隔板对应处门架按0.5m间距布设，其他段均按1.0m间距布置，门架顺桥向布设，横桥向连接。详见支架布置断面图。

支架在翼板处用调节杆两托架来调整高度，上托架横桥向布设10#钢槽，间距为1.0m，槽钢上顺桥向布置10*10*400cm红松方木，间距为30cm。

支架外侧及梁底中心线纵断面对应处设三道剪刀撑，横桥向每隔2片门架设上下水平拉杆，纵桥向腹板对应处设上下水平杆，横桥向每隔5m设剪刀撑一道。

1、满布重力式门架地基处理

地基处理宽度为现浇预应力连续箱梁正投影范围外侧各加1.5m，长度为桥跨范围内的除长平高速公路行车道、硬路肩以外的全部段落。地基处理方式为：清除上述范围内的地表土及钻孔桩泥浆等杂物，整平后用压路机对原地面进行排压，使之压实度达到90%以上，承台边缘要分层回填，并冲击夯实。土基上加铺3%剂量的白灰土20cm，并做成2%左右的向外横坡，白灰土压实度不小于93%，经重型触探仪检测地基承载力不小于200kpa。在满足上述要求后，在白灰土表面加铺8—10cmC15砼，表面平整，砼捣实。

由于受0#、4#台附近地势所限，需设台阶，台阶高度为70cm，台阶外面砌筑红砖，砖墙厚度为24cm，采用水泥砂浆丛浆砌筑，台阶表面处理方式同上。无法进行压路机碾压地段，用冲击夯实。

处理后的地基表面，应高于四周30cm以上，并在地基四周挖设临时排水沟，将地表水及时引流附近沟渠中。

根据现场的实际情况，所设门架立杆处于原长平高速公路中央分隔带或紧急停车道上，为了防止施工过程中通行车辆对门架立杆的碰撞，更好的渠化交通，使交通流更顺畅，门架靠行车道立杆2排对应处设置了0.6m高C20防撞砼基础，其他立杆对应范围设30cm砼基础，基础长度及宽度满足门架立杆支立。

3、中央分隔带处的基础处理方案

由于原长平高速公路中央分隔带内有通讯管线，且暂时不能移出或切断，所以需先清除中央分隔带内的填土至结构层边缘，然后用槽钢或半圆钢管将管线保护起来，再回填白灰土，冲击夯实后，表面浇筑30cm厚的C20砼。在中央分隔带两端回填40cm宽粘土，夯实，以封堵中央分隔带内积水侵润，门洞外边缘2排立杆基础砼加厚到60cm。

A、箱梁钢筋砼荷载P1：

全桥砼数量为523.25m3，其总负荷为：523.25*2.6=1360.45t；

桥跨范围内按均布荷载计取，则1360.45*10/（110*8）=15.46KN/㎡

由于翼板砼数量较少，而腹板、底板对应范围内砼数量较大，取较大荷载计算结果更安全，则腹板，底板范围内砼负荷为：

工字钢拟选45b型，12m长,一处门架共用15根，其单位长重量为87.45kg/m,则工字钢在门架范围内的荷布负荷为：

P2=15*12*87.45/（12.3*8）=160kg/㎡=0.16KN/㎡

C、10#槽钢荷载P3：

10#槽钢横桥向按1米间距设，与桥同宽，单位长重10kg/m，

P3=110*8*10/（110*8）=10kg/㎡=0.01KN/㎡

木方为红松材质，规格为10*10*400cm3,密度为0.8T/m3,在槽钢上以30cm间距布设，木方所构成的均布荷载为：

P4=0.1*0.1*1*0.8*1/0.3=0.027T/㎡=0.27kn/m

根据桥规；模板荷载为：0.5KN/㎡

施工人员及机具：1KN/㎡

砼振捣荷载：2KN/㎡

F、支架立杆及顶托、托架上槽钢荷荷P6

根据门洞支架布设方案（2.1条），箱梁底门洞支架平均高度为5m，每根立杆四周有4根横向系杆，系杆竖向步距为0.9m，上托重为3.5kg，立杆及系杆单位长重量为3.71kg，则单根立杆、顶托、横向系杆及槽钢所组成的荷载P6为：

P6=5*3.71+3.71*4*0.3*5/0.9+3.5+0.3*10=49.8kg=0.05kN

（2）门洞支架立杆强度验算：

门洞支架立杆为R235普通钢材，其特征参数为：

E=2.1*105Mpa；

[δ]=140Mpa（容许压应力）；

[δw]=145Mpa（容许弯拉压力）；

A=424mm2（钢管净截面面积）；

[f]=1/400（容许挠度）；

[λ]=100（容许长细比）

门洞支架立杆承受其上边的全部荷载，即P1、P2、P3、P4、P5、P6，在24.6*4m2范围内共调置（2*7+15）=29排门洞支架立杆，立杆间距为30cm，则底板4米宽范围内共有29*4/0.3=387根，在此范围内的总荷载P：。

P=24.6*4*(P1+P2+P3+P4+P5)+387*P6=2720.4KN

则单根立杆平均承受2720.4/387=7.03kN的轴向压力：

δ=7.03KN/424mm2=16.6Mpa<[δ]

立杆轴向承载能力安全。

根据门洞支架的设计方案，立杆的横向步距为90cm，∮48*3mm钢管的截面参数为I=107831mm4。

钢管的回转半径r=（I/A）1/2=16mm

则钢管的柔度λ=L/r=56.4<[λ]=100

根据钢管的柔度值λ=56.4，查表钢管的折减系数∮=0.8573

据此钢管立杆的承受的偏心受压应力为δ=16.6/0.8573=19.4Mpa

R235钢材的容许压应力为[δ]=140Mpa，可满足施工安全要求。

（3）10#槽钢（托架上起盖梁作用）强度验算：

门洞支架立杆上托横桥向铺设10#槽钢，立杆间距为30cm，槽钢的跨度为30cm，两端铰接，在紧急停车道处顺桥向设7排支架立杆，即7根30cm的10#槽钢承担其上工字钢传递的集中荷载，则：

Mmax=PL/4，δw=Mmax/W，5Mmax=PL3/48EI

此处P为工字钢自重及以上荷载与10#槽钢自重之和，10#槽钢E=2.1*105Mpa,I=198.3m4,A=12.74*7cm2,W=39.7*7cm3,P=6*0.5*(P1+P2+P3+P4+P5)=82.35kN

Mmax=6.2kNm,δw=22.3Mpa,fmax=0.09mm

R235钢材的[f]=L/400=0.75mm，[δw]=145Mpa，由此可见，所设门洞立杆上10#槽钢安全。

（4）顺桥向工字钢强度验算：

根据门洞支架布设方案，纵桥向工字钢在底板对应范围内，按0.5m间距布置，而翼板下按0.6m间距布置。经比较计算，底板范围内的工字钢承载较大，所以取底板下工字钢做为计算对象，工字钢两端简支，其顶面受均布荷载，则工字钢

Mmax=qL2/8，δw=Mmax/W，f=5*qL4/384EI

此处q=0.5*(P1+P2+P3+P4+P5)=13.7kn/m

则Mmax=171.3knm

δw=114.2Mpa

而钢结构的[δw]=145Mpa，[f]=L/400=2.5cm；

计算挠度f与容许挠度[f]相当，结构处于临界状态，但综合计算荷载的取值，与施工时砼浇筑速度不完全一致，尤其是砼的冲击、振捣荷载取值偏大，另外，虽然门洞支架立杆支撑中心间距为10m，但门洞实际跨径仅为8m，取值亦偏大，加之工字钢与10#槽钢横向焊接，可减少部分工字钢的挠度，因此所设结构能够满足施工安全要求。

综上所计算，所设门洞支架立杆和10#槽钢、45b工字钢能够满足施工要求。

根据支架布设方案（支架纵横断面图）和上部箱梁断面（设计图纸）结构，在箱梁端隔梁，中隔梁以及腹板对应范围，支架立杆均进行了适当加密，端（中）隔梁相应位置立杆的承载范围为：0.5*0.75m2，

腹板对应处立杆的承载范围为：0.5*1.0m2，而其他底板及翼板对应处立杆的承载范围均为1.0*1.0m2，根据门架计算荷载（P1’,P1）,端（中）隔梁对应立杆的承载力为0.5*0.75*P1’=15.1KN；腹板下立杆的承载力为：0.5*1.0*P1’=20.15KN；而底板对应的立杆承载力为1*1*P1=23.51KN.

经比较，以全桥底板范围内的均布荷分布则支架立杆上的力为最大，计算结果更加安全，因此取P1=23.51KN/m2，而P2为0，P3、P4、P5与门架计算中取值相同，支架自重荷载P6为：单片门架自重20kg，根据支架设备高度，按3层计算，共60kg,上下托单件3.5kg，P6=60/2+2*3.5=37kg=0.04kn

（2）支架立杆强度及稳定性验算

P=P1+P2+P3+P4+P5+P6=23.51+0.01+0.27+3.5+0.04=27.33KN

小于检验报告承载力7T的要求。

δ=P/A，支架钢管受压面积为：A=π*57.2*2.5=449.02mm2,

代入P/A中得：δ=60.9Mpa<[δ]=140Mpa

∮57.2*2.5mm钢管的惯性半径r=14.3mm

支架立杆的长细比：λ=1900/14.3=133>[λ]=100的稳定性要求。这主要是立杆长度取值不尽合理所致。重力式门架立杆间用∮48*2.5mm钢管焊接，且门架间设有交叉联系支撑，增加了立杆的稳定性，因此不能按1900mm进行计取杆的长度，但上述计算恰恰证明了在门架中设置纵横水平杆和斜撑的必要性，是确保施工安全的必要措施。

（3）地基承载力的验算

地基在1*1m2范围内承担1根立杆传递的荷载，即P=24.3KN，此时地基承受24.3Kpa压应力，小于设计地基承载力200Kpa，地基满足施工要求。

（4）10#槽钢强度及刚度验算

槽钢布设间距为1.0m，长度为4m，单根承载面积A=4*1=4m2,单根承载N=P*A，此处P=P1+P2+P3+P4+P5=27.29KN,则N=109.16KN，横桥向均布荷载q=N/1=27.29KN/m。

δ=M/W，10#钢槽w=39700mm3,M=ql2/8,

δ=85.93Mpa<[δ]=140Mpa

10#钢槽：E=2.1*105Mpa，I=1983000mm4,

f=(5*q*l4)/(384*E*I)

=0.85mm<[f]=1000/400=2.5mm

（5）10*10cm木方强度及刚度验算

木方铺设在槽钢上，木方间距为30cm，槽钢间距为1m，所以以1m长计算木方的有效长度。

木方所受的剪应力为τ=QS/Ib；

此处Q=q/2=4.09KN(剪力)

bh2/2=125cm3(木方截面积对中性轴静矩)

b=10cm,(木方宽度)

h=10cm,（木方高度）

y=5cm,(中性轴到边缘距离)

I=hb3/12=833.3cm4,(惯性矩)

则τ=0.61Mpa<[τ]=1.5Mpa(木材容许抗剪强度)

f=(5*q*L4)/(384*E*I)

此处q=0.3*(P1+P4+P5)=8.18KN/m；

E=11000Mpa(东北落叶松弹性模量)

f=1.16mm<[f]=1000/400=2.5mm

通过对支架各部杆件的验算，所设支架满足施工安全性要求。

五、支架安装施工的相关要求

1、对门架质量要求：安装重力式门前，应由专职人员检验门架的外观质量，检验内容为节点焊接牢固性检查，不允许有开焊处；重力门架几何尺寸检查，大面平整，四脚处于同一平面上，对角线相同；接口检查，检查门架上下接口不得有较大变形，锈蚀较严重的门架，禁止用在工程中；横向联系架检查，变形严重，锈蚀严重及几何尺寸不一者均不得使用。

2.、重力式门架安装施工时用底托调整，使整片门架垂直水平面，不得倾斜受力，严

格按设计方案设置，水平支撑，剪刀撑等附属杆件，安装牢固，不得虚接。

3、通过门架的安装施工，必须与高速公路管理部取得联系，进行必要的封堵交通，

对施工人员进行专项安全告之讲解，并由专职安全人员负责监督指导安全施工。

4、通行门架安装的运营期间，在相应的行车道上设置以下设施：

A、通行门架前10m，50m处各设一道限高门架；

B、在限高门架对应位置上，在行车道范围内设减速带；

C、设置施工标志牌及渠化交通锥筒（具体要求应符合养护规范的相应规定）；

D、限高门架前50m设置报闪灯及限速标识；

E、限高门架附近设防撞筒，通行门架前5m设水混砼防撞墩。

脚手架专项施工组织设计1、建立健全各种组织机构

组员：郭庆宇、白亮、潘玉丰、李晓莹、李明柱

2、工序施工前由项目总工进行安全技术交底；

毕业施工组织设计3、由安全员陈万春组织进行安全演练；

4、安全员随时对路况进行安全巡查，及时处理安全隐患；

5、施工人员必须穿戴反光标志服。