【正文】 山東省青州至臨沭高速公路第六標(biāo)段天橋現(xiàn)澆箱梁及支架施工安全專項(xiàng)方案一、工程概況青州至臨沭高速公路第六標(biāo)段，主線設(shè)計(jì)起止里程為K38+100~K47+070，位于濰坊市臨朐縣境內(nèi)。共有大橋374米/2座，跨線橋、匝道橋各1座，天橋3處，通道12座、涵洞27道，路基填土方為151萬方，防水及排水工程等。K39+546天橋?yàn)楹髲堫A(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，橋梁跨徑組合為22+38+22米；橋面凈寬度為9m；箱梁頂板厚度25cm，底板厚度2866cm；梁高150230cm；翼板長(zhǎng)180cm，端部厚20cm，根部厚50cm；單箱雙室；箱梁砼設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C50，共630m3。主要工程量及主要材料用量；，鋼絞線24t，C50混凝土630m3。二、編制依據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ1302001），《直縫電焊鋼管》(GB/T1379392)》，《低壓流體輸送用焊接鋼管》（GB/T3092）；《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T7002006）；《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/12004）《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例》《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》國(guó)家、省、市有關(guān)安全法律法規(guī)長(zhǎng)深線青州至臨沭（魯蘇界）高速公路（第六標(biāo)段K38+100～k47+070）施工圖設(shè)計(jì)。青臨高速公路建設(shè)項(xiàng)目辦、第一總監(jiān)辦、第二駐地辦有關(guān)文件和要求。三、地基處理及承載力驗(yàn)算 K39+546現(xiàn)澆天橋路塹范圍內(nèi)處在風(fēng)化巖基上，邊跨處在土基上，支架范圍內(nèi)沒有泥漿池等薄弱環(huán)節(jié)?；A(chǔ)相對(duì)較薄弱的位置在承臺(tái)回填和墩柱周圍，故，需重點(diǎn)加強(qiáng)該處的地基處理。具體做法是：先將承臺(tái)基坑底部整平壓實(shí)，再用風(fēng)化砂進(jìn)行分層回填夯實(shí)到和路塹地面齊平，每層填筑厚度不大于15cm。然后將滿堂支架范圍地基統(tǒng)一清理整平碾壓，%~1%的橫坡度，再填筑一層厚度20cm的風(fēng)化砂，用重型壓路機(jī)碾壓，每層的壓實(shí)度不小于93%。在碾壓完畢后，將滿堂支架范圍內(nèi)的地面上做20cm厚的 C20砼水泥砼作為支架的支撐面。在澆筑砼之前先采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，通過實(shí)測(cè)，下層土基的承載力σ＞260 Kpa，通過計(jì)算，滿足要求。%~1%，以利于排水。在支架以外50cm處四周設(shè)置30（寬）20（深）cm的排水溝用來排出雨水和養(yǎng)護(hù)用水。 支架位于邊坡位置處理辦法:先將邊坡浮土清理干凈，待地面硬化完畢后。，最高一級(jí)臺(tái)階高度與橋臺(tái)所處平臺(tái)平齊，根據(jù)布置支架位置確定寬度，確保底托位于臺(tái)階內(nèi)側(cè)。 實(shí)腹段下為最不利受力狀態(tài)，立桿底托鋼板尺寸為1010cm，受力面砼厚20cm，擴(kuò)散角按45度考慮，則承受一根鋼管壓力的受力面積：A== M2 實(shí)腹段板底所受壓應(yīng)力：σ=N/A=＜260 Kpa，滿足要求；空腹段σ=N/A=＜260 Kpa，滿足要求。式中，N為立桿實(shí)際承受荷載，計(jì)算見后。四、滿堂支架架體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算書（一）支架布設(shè)方案采用碗扣支架搭設(shè)滿堂支架，支架的寬度以滿足箱梁的寬度和方便施工來考慮，縱向方向搭設(shè)到橋臺(tái)位置。，每根立桿的承載力可達(dá)到3t。為確保支架的穩(wěn)定性，每隔3孔立桿在縱向和橫向均設(shè)置十字花剪刀撐，剪刀撐與地面的夾角控制在45~60176。范圍內(nèi)。剪刀撐與立桿和水平桿交點(diǎn)處用卡扣件連接牢固。為了滿足天橋施工期間路基通行要求，擬在梁體厚度較小的部位搭設(shè)門洞。門洞立桿基礎(chǔ)澆筑C20砼，砼截面100cm（寬）60cm（高）?？拷T洞處每側(cè)用3排支架鋼管作為立桿，3排立桿順橋向間距30cm，橫橋向也為30cm，即采用6060㎝的支架套搭。先在門洞兩側(cè)的立桿上橫橋向布置3排25a工字鋼，再在25a工字鋼上順橋向布置28a工字鋼，28a工字鋼的間距為60cm，然后在28a工字鋼鋪設(shè)1010㎝的方木，方木間距不大于30cm（中心到中心）。預(yù)壓合格后，在方木上鋪設(shè)竹膠板底模。橋臺(tái)及墩柱附近實(shí)腹段：由于實(shí)腹段荷載比較大，（順橋向）（橫橋向）布置； 跨中箱室空腹板段： （順橋向）（橫橋向）布置支架立桿。底托絲桿外露不超過其長(zhǎng)度的1/3，頂托絲桿外露長(zhǎng)度不超過其長(zhǎng)度的1/2。支架結(jié)構(gòu)布置（二）支架受力計(jì)算搭設(shè)支架前先對(duì)滿堂支架穩(wěn)定性和強(qiáng)度進(jìn)行力學(xué)計(jì)算，主要驗(yàn)算立桿的支撐力、方木的抗彎能力，通過計(jì)算各個(gè)指標(biāo)必須都合格方能進(jìn)行下一道工序施工，否則，則應(yīng)該更換支架材料或者調(diào)整間距，以滿足安全要求。根據(jù)方木的截面積計(jì)算其容許彎矩：利用現(xiàn)有方木材料，本方案擬全部鋪設(shè)1010㎝的方木作為橫向梁和縱向梁，木材抗彎應(yīng)力取12Mpa,矩形截面抵抗彎矩為bh2/6，則1010㎝。支架立桿的單根承載力：查《橋涵》下冊(cè)P10，碗扣支架單管最大承載力為：，立桿承載力取4t/根；，立桿承載力取3t/根。不同部位支架的布置：①、（順橋向）（橫橋向）布置；②、（順橋向）（橫橋向）。荷載組合計(jì)算（1）作用在模板支架上的結(jié)構(gòu)荷載，包括：新澆筑混凝土、鋼筋、模板、支承梁（楞 ） 等自重；組成模板支架結(jié)構(gòu)的桿系自重，包括：立桿、縱向及橫向水平桿、水平及垂直斜 撐等自重； 配件自重，根據(jù)工程情況定，包括：腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)等防護(hù)設(shè)施 及附加構(gòu)件的自重。 （2）模板支架的可變荷載，包括下列荷載：施工人員及施工設(shè)備荷載；振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載；風(fēng)荷載。 (3)荷載取值q1—箱梁自重荷載。混凝土密度取γ=26KN/m3，根據(jù)跨線橋現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，取設(shè)計(jì)圖中AA截面（空腹段），BB截面(實(shí)腹段)兩個(gè)代表斷面進(jìn)行箱梁自重計(jì)算，AA截面q1計(jì)算，跨中范圍根據(jù)如下斷面圖AA箱梁截面圖 單位：cm梁體自重（、）：q1=W/B=26（**+**8/2）/=注：將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計(jì)算偏于安全，翼板部分荷載遠(yuǎn)小于梁底，不必驗(yàn)算。BB截面q1計(jì)算，BB截面距橋墩、臺(tái)2m范圍根據(jù)如下斷面圖BB箱梁截面圖 單位：cm箱梁自重（計(jì)算到兩挑梁根部之間的部分）：，單位面積上的荷載為q1= W/B =26= Kpa ；q2—箱梁內(nèi)模、底模（含方木）、內(nèi)模支撐及外模支撐荷載，按均布荷載計(jì)算，取q2＝。q3—施工人員、施工材料和機(jī)具荷載，按均布荷載計(jì)算，取q3=。q4—振搗混凝土產(chǎn)生的荷載， kPa。q5—混凝土對(duì)側(cè)模的壓力。因現(xiàn)澆箱梁采取水平分層以每層30cm高度澆筑，在豎向上以V=，混凝土入模溫度T=20℃控制，混凝土初凝時(shí)間按t0=4h配比控制，則混凝土對(duì)側(cè)模的最大壓力q5=γt0K1K2V1/2其中：γ——混凝土容重，取26KN/m3；K1——外加劑影響修正系數(shù)，；K2——混凝土坍落度影響修正系數(shù)：坍落度在160～180mm時(shí)。則：q5=264q6—傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載。q7—支架、配件自重。計(jì)算荷載組合模板結(jié)構(gòu)名稱荷載組合強(qiáng)度檢算剛度檢算底模及支架系統(tǒng)計(jì)算q1+ q2+ q3+ q4+ q7q1+ q2+ q7側(cè)模計(jì)算q4+ q5q5碗扣式鋼管支架立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算本工程現(xiàn)澆箱梁支架立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算，根據(jù)《建筑施工碗扣式支架安全技術(shù)規(guī)范》有關(guān)模板支架立桿的強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算公式進(jìn)行分析計(jì)算（碗扣架用鋼管規(guī)格為Φ48）。取BB截面計(jì)算，碗扣式鋼管支架體系布設(shè)：距橋墩中心線3m范圍內(nèi)采用60（橫向）60（縱向）120（豎向）cm布置形式；橋臺(tái)3米范圍內(nèi)按60（橫向）60（縱向）120（豎向）cm布置；其余范圍內(nèi)底板采用60（橫向）90（縱向）120（豎向）cm布置形式；翼緣板采用120（橫向）90（縱向）120（豎向）cm布置形式。本次支架計(jì)算取BB截面底板范圍60（橫向）60（縱向）120（豎向）cm布置形式，如下圖。⑴支架立桿強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)立桿的設(shè)計(jì)允許荷載，當(dāng)橫桿步距為120cm時(shí)，立桿可承受的最大允許豎直荷載為［N］＝30kN。無風(fēng)荷載時(shí)，單肢立桿承載力計(jì)算①立桿軸向力按下式計(jì)算：N=（P1+P2）+P1—梁體自重產(chǎn)生的豎向力=q1==ΣP2—模板和支架產(chǎn)生的軸向力=（q2+q7)=（+）=ΣP—施工荷載產(chǎn)生的軸向力=(q3+q4) =(+)=則：N=（+）+=＜［N］＝30KN，強(qiáng)度滿足要求。②單肢立桿穩(wěn)定性按下式計(jì)算： N ≤φA f式中：N——鋼管所受的垂直荷載，N=A——立桿橫截面積A＝489mm2(取φ48mm)；φ——軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比λ查表求得長(zhǎng)細(xì)比λ計(jì)算：λ=L/i 式中：i—截面的慣性半徑，==，式中鋼管抗彎慣矩： 面積：也可查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》附錄B得i＝。L—水平步距＝=1200mm則：λ＝1200/＝78，參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》查附錄C得Φ＝。f——鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f＝205N/mm2N=＜φA f=489205=取AA截面計(jì)算P1—梁體自重產(chǎn)生的豎向力=q1==ΣP2—模板和支架產(chǎn)生的軸向力=（q2+q7)=（+）=ΣP—施工荷載產(chǎn)生的軸向力=(q3+q4) =(+)=則：N=（P1+P2）+=（+）+=＜［N］＝30KN，強(qiáng)度滿足要求。N=＜φA f=489205=③組合風(fēng)荷載支架立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》有關(guān)模板支架立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式： N/ΦA(chǔ)+MW/W≤f 式中N—鋼管所受的垂直荷載，取AA截面最不利荷載N=f—鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f＝205N/mm2參考《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》附錄B、表B1。A—支架立桿的截面積A＝489mm2(取φ48mm積)Φ—軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比λ查表求得長(zhǎng)細(xì)比λ計(jì)算：λ=L/i 式中：i—截面的慣性半徑，==，式中鋼管抗彎慣矩： 面積：也可查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》附錄B得i＝。L—水平步距＝=1200mm則：λ＝1200/＝78，參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》查附錄C得Φ＝。MW—計(jì)算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎距MW=(UsW0)Lah/10= 式中：Uz—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，參考《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》=1Us—風(fēng)荷載腳手架體型系數(shù)，查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》：Us=W0—基本風(fēng)壓，查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 W0=La—h— W— 截面模量查表《建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》附表B得：W=103mm3則：N/ΦA(chǔ)+MW/W＝103/（489）+106/（103）＝≤f＝205N/mm2計(jì)算結(jié)果說明支架是安全穩(wěn)定的。⑵滿堂支架整體抗傾覆驗(yàn)算依據(jù)《公路橋涵技術(shù)施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)》。K0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=hNi/ΣMw橋梁寬度10m，長(zhǎng)82m，根據(jù)全橋支架布設(shè)情況，共需要支架如下：支架橫向20排；支架縱向95排；；頂托TC60共需要9520=1900個(gè)；立桿需要2095=19760m。縱向橫桿需要2095=16467m；橫向橫桿需要9520=16467m；故：鋼管總重19760+16467+16467=。頂托TC60總重為：1900=；故Ni=+=；穩(wěn)定力矩= hNi==依據(jù)以上對(duì)風(fēng)荷載計(jì)算WK=UsW0==。梁長(zhǎng)82m，共受力：Q1=82=；根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ02189）考慮到箱梁模板橫橋向的風(fēng)荷載，將該風(fēng)荷載加載于支架上。，橫橋向箱梁模板風(fēng)荷載Q2=82m=傾覆力矩=Q4=(+)4=K0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=（28790/）=計(jì)算結(jié)果說明本方案滿堂支架滿足抗傾覆要求。⑶箱梁底模下方木驗(yàn)算A—A斷面（空腹段）箱梁底模底面順橋向采用1010cm方木，如下圖將方木簡(jiǎn)化為如圖的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)（偏于安全），木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值參照杉木進(jìn)行計(jì)算。方木橫橋向跨度為L(zhǎng)=60cm，縱橋向L=90cmq(KN/m)q(KN/m)方木材質(zhì)為杉木，［δw］=12MPa［δτ］=17MPa E=9000MPa90尺寸單位：cm1010①橫向