第一章
目 录
工程概况 ....................................... 3
第一节 编制依据 ................................................................................................................................................... 3 第二节 工程概况 ................................................................................................................................................... 3
第二章 专项施工方案 ..................................... 4
第一节 砼箱梁施工支架与模板形式 ................................................................................................................... 4
1.1支架 ........................................................................................................................................................... 4 1.2模板 ........................................................................................................................................................... 5 第二节 施工工艺技术 ........................................................................................................................................... 6
2.1技术参数 ................................................................................................................................................... 6 2.2贝雷梁 ....................................................................................................................................................... 9 2.3模板 ......................................................................................................................................................... 11 2.4木枋 ......................................................................................................................................................... 12 2.5可变荷载 ................................................................................................................................................. 12 2.6地基承载力 ............................................................................................................................................. 13 第三节 工艺流程 ................................................................................................................................................. 13 第四节 施工方法 ................................................................................................................................................. 15
4.1满堂支架 ................................................................................................................................................. 15 4.2贝雷梁施工 ............................................................................................................................................. 30 4.3工作梯道设置 ......................................................................................................................................... 37 4.4支架限高与限速 ..................................................................................................................................... 38 第五节 支架预压 ................................................................................................................................................. 38
5.1 预压目的 ................................................................................................................................................ 38 5.2预压的方法及理论值计算 ..................................................................................................................... 38 第六节 检查验收 ................................................................................................................................................. 40
6.1 材料 ........................................................................................................................................................ 40 6.2 地基 ........................................................................................................................................................ 42 6.3 施工 ........................................................................................................................................................ 42
第三章 支架验算 ........................................ 44
第一节 计算依据 ................................................................................................................................................. 44 第二节 满堂碗扣式支架 ..................................................................................................................................... 44
2.1 满堂碗扣支架的布置 ............................................................................................................................ 44 2.2 支架主要材料和性能参数 .................................................................................................................... 45
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2.3 荷载分析 ............................................................................................................................................... 46 2.4 验算 ....................................................................................................................................................... 47 第三节 贝雷梁门式支架 ..................................................................................................................................... 57
3.1 贝雷梁门式支架的布置 ....................................................................................................................... 57 3.2 贝雷梁门式支架受力分析 ................................................................................................................... 58 3.3 贝雷梁材料和性能参数 ....................................................................................................................... 59 3.4 验算 ....................................................................................................................................................... 60 3.5 荷载分析 ............................................................................................................................................... 69 3.6 验算 ....................................................................................................................................................... 70
第三章 连续箱梁质量保证措施 ............................ 77
第一节 试验工作的质量保证措施 ..................................................................................................................... 77 第二节 测量工作的质量保证措施 ..................................................................................................................... 77 第三节 模板及支架质量保证措施 ..................................................................................................................... 77 第四节 钢筋加工及安装质量保证措施 ............................................................................................................. 78 第五节 混凝土质量保证措施 ............................................................................................................................. 78
第四章 施工组织 ........................................ 78
第一节 人员组织 ................................................................................................................................................. 79 第一节 机械设备配置 ......................................................................................................................................... 79
第五章 安全保证措施 .................................... 80
第一节 高空作业的安全保证措施 ..................................................................................................................... 80 第二节 支架施工安全保证措施 ......................................................................................................................... 80 第三节 预应力施工安全技术措施 ..................................................................................................................... 80 第四节 防洪、防台安全保证措施 ..................................................................................................................... 81
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第一章 工程概况
第一节 编制依据
1、国家有关、法规、建设单位、监理单位对本工程施工的有关要求;
2、中华人民共和国交通部部颁标准《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50—2011)、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2012)、《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076—95)等现行有关施工技术规范、标准;
3、宜宾临港经济开发区滨江大道一期一标段工程施工设计图;
4、现场勘察和研究所获得的资料,以及相关补充资料;我单位施工类似工程项目的能力和技术装备水平;
5、参考《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)、《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)、《混凝土工程模板与支架技术》、《公路施工手册》(桥涵下册)、《路桥施工计算手册》、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)。
第二节 工程概况
宜宾临港经济开发区滨江大道一期一标段位于宜宾市翠屏区沙坪镇白利村,场区有碎石道路与已建成的白沙大道相连,交通非常方便,该项目共设计1座桥梁,桥梁起点桩号为:K4+787.803,终点桩号为:K5+007.803,主桥全长228m,共3联,分左右两幅桥,跨径布置为(4×25)+(23+24+23)+(25+25)=220m,上部结构采用现浇预应力砼连续箱梁,梁高1.5m,采用支架现浇,一次落架施工,下部结构采用重力式桥台、桩基础,桩柱式桥墩,机械成孔,特殊情况下采用人工挖孔。桥梁第一联位于圆曲线段上,半径R=180m,第二、三联位于缓和曲线段上,第一联桥面宽度: 3m(人行道)+16.8m(机动车道)+3m(人行道)+6m(绿道) =28.8m;第三联桥面宽度:3m(人行道)+15m(机动车道)+3m(人行道)+6m(绿道) =27m;第二联桥面宽度由28.8m渐变至27m。
桥梁主梁采用预应力混凝土连续箱梁。连续箱梁梁体高度均为1.5m,均按部分预应力A类构件设计。左幅桥桥面宽度18~19.78m采用单箱多室断面;左幅桥桥面宽度9m,采用单
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箱单室断面。箱梁标准段底板厚20cm,顶板厚22cm,腹板厚50cm,在主梁靠近支点的端部各班厚度渐变加厚。箱梁边腹板采用直腹板,翼板悬挑宽度均为2.0m。连续箱梁在纵向设置预应力钢束。箱梁在支点位置均设置横梁,在跨中位置均设置横隔板。连续箱梁按照整体浇筑、一次落架形成结构进行设计。
第二章 专项施工方案
第一节 砼箱梁施工支架与模板形式
左幅标准段桥面宽度为19.8m,右幅标准段桥面宽度为9m。
1.1支架
总体施工方法的选择
根据设计要求本桥上部采取满堂支架施工,但考虑到雨季长江涨水对现浇箱梁施工安全的影响,本桥地势较低的部位即第二联采用贝雷梁+满堂脚手架作为现浇箱梁支架,以保证支架的稳定性,不受河水影响地段即第一联、第三联采用碗扣式多排钢管脚手架满堂支架现浇施工。
满堂脚手架均采用碗扣式脚手架。碗扣式支架是建设部提出的建筑行业10项推广应用新技术之一,具有以下特点:
1、安全可靠,碗扣式接头传力可靠,搭设时不用拧螺栓,不受人为因素影响。 2、立杆连接为同轴心承插,各杆件轴心交于一点。
3、用作模板支架时,顶部插入可调托座,架体受力以轴心受压为主,因而承载力高,不易发生失稳垮塌,功效高,易管理。
4、横杆与立杆连接人工采用铁锤敲击辅助完成,速度快,功效高。
支架搭设宽度29m,施工围挡宽度为30m,砼箱梁翼缘部分左右各悬挑出脚手架外1m,另加50cm~80cm的施工操作宽度,支架按规范要求用扣件式钢管脚手架进行“剪刀撑”加固,外围均用密目安全网进行全封闭围护,确保车行道安全。
碗扣式满堂脚手架的施工技术成熟,工艺流程比较容易掌控,施工安全易得到保障。特别是在施工作业面有,对交通组织要求高的市中心主要交通要道上施工,脚手架的安装与拆除均可在施工围挡内进行,不与道路交通发生交叉,即能保证施工的连续性、性,又不影响交通,施工安全容易得到保障。满堂脚手架相对于梁式支架而言,稳定性优于梁式支架,安全方便,且资源较充分。满堂支架法示意图见附图
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5km/h8m5km/h8m
1.2模板
桥梁上部结构现浇砼箱梁模板主要指梁板外模和箱室内模。根据箱结构的几何尺寸变化、模板重量与安装安全、制作与施工方便、施工进度与模板周转及制作成本等,本工程梁板结构施工模板均采用竹胶板模板。经分析与比较,竹胶模板具有以下方面的优势:
1、制作成本低:相较于钢材,竹、木材性价比高,同时竹木模板可周转四至五次,且不影响混凝土的成模质量;
2、制作方便:箱梁腹壁的变截面十分复杂,且相同的一联箱梁外腹板高度在不断变化,竹木材料易于成型,工艺简单,且成型质量好;而若用钢模不仅模板制作复杂,且制作一联模板后,施工另一联前,钢制腹板模还需要继续修改,不仅时间周期长,而且成本高;
3、重量轻:竹木材相较于钢材重量较轻,二三个工人就可操作;
4、不占道:可在围挡内直接安装,对于机动车道没有影响。如果采用钢模必须采用人工配合吊机进行拆装,且施工周期长,同时也势必占用2个机动车道,对交通反复影响极大;
5、安装拆除方便:箱梁施工完成后,拆模只要小型机械配合人工操作,简单快捷,同
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时不占用机动车道就可操作。
6、成模质量好:竹木模具有很好的吸水性,因而混凝土面层不易产生气泡,光洁度好; 7、安全有保证:由于竹夹板模具有重量轻的优点,不需要吊机便可操作,比起机械吊装操作更具有可操作性、安全性。
综上所述,竹胶板模板重量轻,制作方便,制作成本低,形成的单元体不但成模质量好,且安装与拆除方便,不占道、不堵塞交通,安全能得到有效的保障,还能重复周转使用,有利于施工进度和工期。
第二节 施工工艺技术 2.1技术参数
2.1.1 砼箱梁
桥梁上部结构采用基本跨径为25m的等高度预应力砼连续箱梁,箱梁为整幅布置,主梁截面采用斜腹板单箱多室截面,箱梁的梁体均采用C50砼,根据主梁的联长不同,上部结构分别采用整体现浇或逐段现浇施工。
标准断面桥梁跨径15m,上部结构采用单幅桥布置,主梁的桥面横坡采用结构找坡,即普通段箱梁的顶板横桥向设1.5%双向横坡,道路里程中心线处的梁高为1.5m,桥梁两侧的梁高按桥面横坡逐渐降低,标准段箱梁底板为平坡,箱梁中间直腹板按垂直方向设置,各腹板不等高。桥面设超高处(即横坡渐变段处)桥面横坡设置须在上述梁体结构布置的基础上将纵桥向中心线两侧的梁体分别绕道路里程中心线与箱梁顶板顶面交点渐变旋转而成。
等截面预应力砼斜腹板连续箱梁采用单箱四室,箱梁顶板宽度19.8m ,顶板两侧的翼缘悬臂长4.0m,顶板厚0.25m,箱梁底板宽15.8m,厚0.22m,腹板厚0.6m,箱梁端横梁厚1.5m,中横梁厚2.0~2.4m。
2.1.2 碗扣式脚手架
碗扣式脚手架是一种常规的承插式钢管脚手架,节点主要由上碗扣、下碗扣、横杆插头、限位销构成,立杆连接方式一般有外套管和内接式。
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2.1.2.1碗扣式脚手架的基本性能
碗扣支架的钢管为P235号钢,规格为Φ48*3.5mm,市面碗扣支架规格多为Φ48*3.0mm,其性能见下表:表1、表2和表3(见《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》JGJ166-2008及相关技术文献资料)
表1 钢材的强度和弹性模量(N/mm2) P235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值f 205 弹性模量 外径 ∮(mm) 48 48 壁厚 t(mm) 3.5 3.0 2.06×105 表2 钢管截面特性 截面积 截面惯性矩 截面模量 回转半径 A(cm2) I(cm4) W(cm3) i(cm) 4. 12.19 5.08 1.58 4.24 10.77 4.5 1.58 附注:实际市场上碗口脚手架壁厚为3.0mm,各种钢管截面特性计算如下:
A=π*(D2-d2)/4=4.24cm2 I=π*(D4-d4)/=10.77cm4 W=0.0982*(D4-d4)/D=4.5cm3 I=√(D2+d2)/4=1.58cm4
表3 受弯杆件的允许变形(挠度)值 构件类别 脚手板、纵向、横向水平杆 允许变形(挠度)值(V) l/150,≦10mm 7
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悬挑受弯杆件 名称 立 杆 常用型号 LG-120 LG-180 LG-240 LG-300 HG-30 HG-60 横 杆 HG-90 HG-120 HG-150 HG-180 间 横 杆 专 用 外 斜 杆 专 用 斜 杆 窄挑梁 宽挑梁 立杆连接销 可调底座 JHG-90 JHG-120 JHG-120+30 JHG-120+60 XG-0912 XG-1212 XG-1218 XG-1518 XG-1818 ZXG-0912 ZXG-0918 ZXG-1212 ZXG-1218 TL-30 TL-60 LLX KTZ-45 KTZ-60 KTZ-75 KTC-45 可调托座 KTC-60 KTC-75 规格(mm) ф48×3.5×1200 ф48×3.5×1800 ф48×3.5×2400 ф48×3.5×3000 ф48×3.5×300 ф48×3.5×600 ф48×3.5×900 ф48×3.5×1200 ф48×3.5×1500 ф48×3.5×1800 ф48×3.5×900 ф48×3.5×1200 l/400 理论重量(kg) 7.05 10.19 13.34 16.48 1.32 2.47 3.63 4.78 5.93 7.08 4.37 5.52 6.85 8.16 6.33 7.03 8.66 9.30 10.04 5. 7.73 6.76 8.73 1.53 8.60 0.18 5.82 7.12 8.50 7.01 8.31 9.69 2.1.2.2碗扣式脚手架主要构、配件种类、规格,以ф48×3.5mm为例 ф48×3.5×(1200+300) ф48×3.5×(1200+600) ф48×3.5×150 ф48×3.5×170 ф48×3.5×2160 ф48×3.5×2340 ф48×3.5×2550 ф48×3.5×1270 ф48×3.5×1750 ф48×3.5×1500 ф48×3.5×1920 宽度300 宽度600 ф10 可调范围≤300 可调范围≤450 可调范围≤600 可调范围≤300 可调范围≤450 可调范围≤600 8
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JB-120 脚手板 JB-150 JB-180 2.1.2.3立杆、横杆容许荷载 1200×270 1500×270 1800×270 12.80 15.00 17.90 立杆、横杆容许荷载
立杆 步距(m) 0.6 1.2 允许荷载(kN) 横杆长度(m) 40 30 0.9 1.2 横杆 允许集中荷载(kN) 6.77 5.08 允许均布荷载(kN) 14.81 11.11 1.8 25 1.5 4.06 8.8 2.1.2.4目前碗扣式脚手架市场上实际壁厚为多为3.0mm,支架设计时,需按照碗扣式脚手架壁厚3.0mm对支架刚度进行复核验算,必需满足承载要求。具体计算详见支架受力计算书。
2.2贝雷梁
贝雷架是以形成一定单元的钢架,可以用它拼接组装成很多构件、设备,如:龙门吊,施工平台等。用贝雷架组装成的桁梁就是贝雷梁。
2.2.1贝雷梁材质及力学特性 销子为30鉻锰钛钢,插销为弹簧钢,桁片、加强弦杆、纵横梁及支撑架材质为16锰钢。
16锰钢的拉应力、压应力及弯曲应力:1.3*210=273MPa。
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锰钢的剪应力:
1.3*120=156MPa。
30鉻锰钛的拉应力、压应力和弯曲应力:0.85*1300=1105MPa。 30鉻锰钛的剪应力:0.45*1300=585MPa。
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焊缝容许应力与母材相同。
2.2.2贝雷梁几何特性、容许内力及重量表
贝雷梁几何特性表
几何特性 结构构造 单排单层 不加强 加 强 不加强 双排单层 加 强 不加强 加 强 不加强 双排双层 加 强 不加强 三排双层 加 强 45962.6 382.8 301.7 22226.8 4596255.2 3222883.2 W(cm) 3578.5 7699.1 7157.1 15398.3 10735.6 23097.4 14817.9 3J(cm) 250497.2 577434.4 500994.4 11868.8 751491.6 1732303.2 2148588.8 4三排单层 桁架容许内力表 桥型 容许 内力 单排 单层 不加强桥梁 双排 单层 三排 单层 双排 双层 三排 双层 单排 单层 双排 单层 加强桥梁 三排 单层 双排 双层 三排 双层 弯矩(kN.m) 788.2 1576.4 2246.4 3265.4 4653.2 1687.5 3375.0 4809.4 6750.0 9618.8 剪力(kN) 245.2 490.5 698.9 490.5 698.9 245.2 490.5 698.9 490.5 698.9 贝雷梁每节重量表(KN) 构造 鼻架 装配程度 双排单层 全部装齐 15.0 全部装齐 34.7 27.7 钢桥面 双排单层 说明 加强 35.7 不加强 28.7 木桥面 10
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2.3模板
本工程模板设计如下: 底模:底模采用δ=12mm厚的竹板,竹胶板规格为2440mm×1220mm。
翼板底模:翼模采用12mm涂塑板。
外斜腹板侧模:δ=6mm厚的竹胶箱梁内模:木模 1.2cm
竹胶板抗弯应力
Mpa.板。 竹夹胶
[σ]=11.0Mpa,弹性模量:E=5×103 (见《桥涵》下册表13-17页)。
2.3.1底模
底模为δ=12mm,长×宽=2440mm1220mm竹胶板,长向沿桥纵向铺设,模板拼缝在同一次楞上。
2.3.2外斜腹板侧模
×两块
外斜腹板侧模采用δ=6mm厚的竹胶板,用木料作定型胎架,木枋或型钢作支撑。竹胶板长边沿桥横向布置,其宽边应与底模长边在同一次楞上拼接,可减少接缝处露浆。
2.3.3翼板底模
翼板底模尺寸同箱梁底模,模板铺设同外斜腹板侧模布置,模板拼缝应尽量在同一木枋上。
2.3.4箱梁内模
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箱梁内模采用普通木模板。其支撑为扣件式钢管脚手架,其模板安装及支撑与加固见示意图。
内模Ⅳ内模Ⅲ顶撑螺杆内模Ⅳ内模Ⅲ[10内模Ⅱ内模Ⅰυ48脚手管对拉螺旋杆内模Ⅱ内模Ⅰ50×50×250mm钢垫块
2.4木枋
支架顶、模板底的主椤为100mm×150mm、次椤为100mm×100mm木枋,不同的材质的木枋,其受力性能也不一样。常用木枋的容许应力及弹性模量如下:
查《公路桥涵结构及木结构设计规范》JGJ025-86(50页,表2.1.9)。 马尾松:顺纹弯应力:[σw]=12.0MPa 弯曲剪应力:[τ]=1.9 MPa 顺纹承压应力:[σa]=12.0 MPa 弹性模量:E=9*103 MPa
杉木: 顺纹弯应力:[σw]=11.0 MPa 弯曲剪应力:[τ]=1.7 MPa 顺纹承压应力:[σa]=11.0 MPa 弹性模量:E=9×103 MPa
2.5可变荷载
根据相关规范及技术标准,模板支撑的可变荷载计算应包括以下内容: 1、施工人员、材料及施工设备荷载
施工人员及设备荷载标准值(Q3)按均布活荷载取3.0kN/m2。 2、浇筑和振捣混凝土时产生的荷载
浇筑和振捣砼土时产生的荷载标准值(Q4)可采用2.0kN/m2。 3、风荷载
水平风荷载标准值,应按下式计算:
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Wk0.7zsW0
式中:
Wk----风荷载标准值(kN/m2)
z----风压高度变化系数,查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》附录D确
定;
s----风荷载体型系数,按《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》4.3.2条采用;
W0----基本风压(kN/m2), 查《建筑结构荷载规范》(GB50009)规定采用。 4、其他荷载 1)水平模板
水平模板自重标准值(kN/m2)
模板构件名称 平面模板及小椤 板模板 2)新浇砼 新浇筑砼自重(包括钢筋)标准值(Q2)采用26 kN/m2。
竹、木胶合板及木模板 0.30 0.50 2.6地基承载力
根据《城市道路设计规范》(CJJ37-90),路面设计路面设计采用双轮组但轴载100kN作为标准轴载,单轴传压面当量圆直径d=21.30cm,此时路面承受的压强为:0.7MPa,可作为城市道路路基承载力的标准。
第三节 工艺流程
桥梁上部结构砼箱梁的支撑与模板系统施工工艺流程如下:
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第四节 施工方法
桥梁上部结构砼箱梁的支架与模板施工,以满堂支架法和贝雷梁法的施工为例说明。
4.1满堂支架
4.1.1打围
根据本方案的原则,主线桥梁上部结构砼箱梁联长为等宽(28.8m)布置时,采用满堂脚手架支撑的形式进行上部结构砼箱梁的施工。桥梁墩柱施工完毕,中交后进行上部结构施工前,先根据待施工的砼箱梁联长所处地段位置,按交通组织规划方案,将施工围档在地面上按桥梁中心线进行测量放线定位,并及时按安全、文明施工要求进行全封闭式打围。
围挡采用统一采购的固定全封闭式围挡,打围宽度为29m。 4.1.2场地清理
围挡安装完支架施工之前,须将围档内上道工序完后遗留下来的建筑垃圾、施工工具、机具、建筑周转材料等清理干净并清扫,务必使施工场地洁净,以便支架的放线定位。
4.1.3地基处理 1、原有地基
脚手架搭设支架前,对既有地基进行处理,以满足箱梁施工过程中承载力的要求,可先用装载机将表层松土推平并用压路机压实,如果发现弹簧土须及时清除,并用石渣进行换填压实处理。对于桩基承台和桥台基坑附近开挖过的地面,采取分层回填分层整平压实予以加固。场地平整压实后统一铺筑一层40cm厚的石渣进行硬化处理,然后再浇筑15cm厚C20素混凝土垫层,以提高地基承载力,
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在回填时分台阶处理,每级台阶高度控制在1m,在每级台阶边缘做成一根高度为1.0m、宽度为0.5m的C20片石砼条形基础,以保证支架底部斜坡处的稳定性。
在地面硬化以后,应该加强箱梁施工范围内的排水工作,在场地两侧开挖30×30cm矩形排水沟,并设臵引水槽,沟底设臵纵坡,注意保持排水畅通,沟面抹1:2水泥砂浆,以保证雨水及时排除,避免雨水浸泡地基而导致地基承载力下降危及支架的安全,严禁在施工场地内形成积水,造成地基不均匀沉降,引起支架失稳,出现安全隐患和事故。
4.1.4碗扣式支架搭设
碗扣式支架的搭设必须满足《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)及设计和相关技术标准、规范的要求
1、满堂支架的布置
28.8m宽标准断面采用碗扣脚手架形式的满堂支架,变宽段除形成通道外也采用碗扣脚手架形式的满堂支架。由于箱梁不同部位砼自重荷载不同,支撑架的纵横间距和步距也有不同,以30m跨标准段满堂碗扣支架布置为例(见碗扣满堂支架标准段布置图),说明满堂碗扣式支架的布置。
1)箱梁翼板:立杆采用沿纵向排距600mm,沿横向间距600mm~900mm,最边间距300mm,步距1200mm;悬挑部分用工16作为主梁,钢管斜撑900mm一道支撑,并进行构造加固,悬挑加固部分步距600mm;
2)箱梁斜腹板:斜腹板沿横向2.4m范围内横向立杆间距600mm,立杆纵向排距600mm,步距加密至600mm;
3)箱梁腹板:腹板下2.4m范围内
立杆沿纵向排距600mm,沿横向间距600mm,步距600mm;
4)箱梁横梁:端横梁以下沿纵向2.7m,中横梁位置即支座纵向前后两侧各2.1m范围内,沿纵向排距600mm,步距600mm,并在此区域内纵横向剪刀撑在正常布置下加密一倍。
5)箱梁跨中:在每跨的箱梁跨中处对支架进行构造加密,即跨中横向截面沿纵向3m
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范围内支架排距为600mm,步距加密至600mm。
6)其他位置支架布置:纵横间距为6m×0.9m或0.6m×0.6m,步距为1.2m。 7)在箱梁端部横向设置人行上下工作梯道。
8)扫地杆和剪刀撑:纵向扫地杆固定在距底座上端不大于350mm处的立杆上,横向扫地杆固定在其下方,纵横向扫地杆按每跨形成闭合;纵向剪刀撑设四道,分别位于两端外侧和两墩柱外侧,并在横梁处、横梁支架受压区进行1/2加密;横向剪刀撑分设于两端面及每道横梁轴线两侧3.6m处,及跨中支架加密区两前后两处。同时,按规范要求进构造设置斜撑和剪刀撑,剪刀撑与水平夹角在45-60度之间,水平距离约3m,两剪刀撑上下端需连接在一起。在未设剪刀撑的断面上,每行每列均需要设通长斜杆以约束其几何可变性。
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5km/h8m5km/h8m18
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2、满堂支架的搭设
1)满堂支架的搭设在施工围档内进行,不与围档外交通发生干扰。脚手架基础经验收合格后,应按施工设计或专项方案的要求放线定位。
2)脚手架搭设时的间距和步距,根据其所承受的荷载经计算确定后实施。底层纵、横向水平杆作为扫地杆,距地在高度小于或等于350mm,立杆底部设置可调底座或固定底座;立杆上端包括可调螺杆伸出顶层水平杆的长度不得大于0.7m,可调螺杆丝扣外露长度不大于200mm。
3)碗扣式支架的搭设应符合下列要求:
在模板支撑架四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑;中间纵、横向由底至顶连续设置竖向剪刀撑,其间距小于或等于4.5m;
剪刀撑的斜杆与地面夹角应在450~600之间,斜杆应每步与立杆扣接。
4)在顶端、中间和底部设置水平剪刀撑,中间水平剪刀撑设置间距小于或等于4.8m。 5)在墩柱和墩柱系梁处,用钢管和扣件,将支架与墩柱连接,间距与支架步距相同。 6)支架顶端采用可调式U形托撑,以安放模板下的主楞与次楞。主椤横桥向设置,纵椤沿桥纵各布置。安装顶托时,顶托先调节至中间位置,以便于以后模板标高的调整和卸载要求。顶托“U”型槽口向同一个方向,将分配梁放在顶托“U”型槽中。“U”型槽口内,每个顶托必须与分配梁完全接触,保证受力要求。分配梁全部安装完成后,根据设计标高要求,先固定最外两边的标高,然后利用拉线调平标高,最后才安装底模。
7)在架体内设置人行通道时,通道上部应架设专用横梁,横梁结构应经过设计计算确定;横梁下的立杆应加密,并应与架体连接牢固;通道宽度不大于4.8m;门洞及通道顶部必须采用木板或其他硬质材料全封闭,两侧设置安全网;通行机动车的洞口,必须设置防撞击设施。
8)支撑架拼装到3~5层时,应检查每根立杆下托是否浮放松动,否则应旋紧下托。 9)每搭设6m高度必须向项目部报检,经项目部和监理工程师验收合格后方能继续搭设。 10)必须保证整个架体的几何稳定性;支架采用分区搭设时,各分区之间每隔4排利用斜杠连接成一个整体;
11)支架立杆的垂直度必须严格控制,以免影响整体稳定性,垂直偏差必须小于全高的L/500,水平度控制在L/400以内。
12)对地基不良处,为防止地表水浸入地基,碗扣式满堂支架搭设完毕后在周边利用M7.5号砂浆砖砌一道高约100~200mm的坎,外侧利用砂浆抹面200mm宽,防止地表水漫入地基内。
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13)支架搭设时,先按30~50mm设置预拱度,待支架预压后进行调整,最后确定预拱度。
3、脚手支架安全施工事项
1)作业层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载,不得在脚手支架上集中堆放模板、钢筋等物料;
2)遇6级及以上大风、雨雪、大雾天气时应停止脚手支架的搭设与拆除作业; 3)脚手支架使用期间,严禁擅自拆除架体结构杆件,如需拆除必须报请技术主管同意,确定补救措施后放可实施;
4)严禁在脚手支架基础及邻近处进行挖掘作业;
5)脚手支架应与架空输电线路保持安全距离,工地临时用电线路架设及脚手支架接地防雷措施等应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ461)的有关规定执行;
6)使用后的脚手支架构配件应清除表面粘结的灰渣,校正杆件变形,表面作防锈处理后待用。
7)搭设脚手架人员必须持证上岗。上岗人员应定期体检,合格者方可持证上岗。 8)搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
9)支架外侧加挑梁时,挑梁范围内只允许承受人行荷载,严禁堆放物料。 4.1.5支架加固
支架搭设完后,除支架搭设的一般构造要求外,应按受力计算要求,对地基不良区、翼缘板悬挑区及风荷载应力集中区进行加密、加固。
4.1.6防护设施
1、支架四周与行车道间用全封闭专用围档隔离;
2、围挡以上部分支架四周用高密度安全网进行全履盖围护;
3、翼缘板悬挑支架出围档外部分,除安全网围护外,必要时在悬挑区下用硬质材料防护,以防围挡外落物。
4.1.7主、次楞安装
1、现浇砼梁板的模板下方,沿纵向设置次楞,也称次梁。在次楞下方与次楞垂直方向设置主楞,也称主梁。次楞及主楞的承载力及设置间距按所承受的荷载,按受弯杆件进行设计计算确定。
2、本工程砼箱梁板模板下主、次楞设置经计算确定,主楞采用100mm×150mm木枋,次楞采用100m×100mm@250mm木枋。
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3、立杆顶端可调托撑上设有“U”型槽口,槽口安放主楞。主楞沿桥横向布置。 4、“U”型槽口内,每个顶托必须与主楞完全接触,保证受力要求。
5、主楞的安装,须根据桥梁线形设计要求,测量控制高程。主楞安装时,根据设计标高要求,先固定最外两边的标高,然后利用拉线调平标高,再安装次楞,最后才安装底模。
4.1.8 支座安装
1、桥梁支座是桥梁上部结构与下部结构的连接构件,起传递梁板自重和桥面荷载的作用,现浇砼箱梁施工前,桥梁支座需先行安装。
2、本工程桥梁支座设计为球形钢支座,支座在支架搭设完,模板安装前必须按照设计要求安放到位,并按安装要求进行固定。
4.1.9 模板安装
本工程箱梁的底模及外侧模板采用竹胶模板或涂塑竹夹板,内模采用竹、木模板。
1、总体要求
1)所有模板的加工制作与安装必须严格按照施工设计的要求办理,确保木模板有足够的强度、刚度和稳定性。模板支撑牢靠,并能良好地固定模板,且保证经多次反复使用不致产生过大变形。
2)模板采用套管拉杆,便于在拆除模板后去除并进行表面修补。模板拼缝应采取密封措施,确保不漏浆。
3)模板应满足光洁度和足够厚度要求,并应妥善
去除粉尘、油脂或其他物。模板的拼接,不得使混凝土变色。模板内所有露头部件都要处理,以保证取得平整的混凝土浇筑表面。
4)外侧模加工时应制作专门胎架,定型加工。对标准模板进行放样,确保加工模板外形尺寸;面板与木枋梁之间采用木螺钉连接,加工完成后对拼缝要进行刷胶处理。出厂前对模板进行组拼,检查外形尺寸及拼缝、平整度等是否满足要求,验收合格后才运至现场应用。
5)模板应便于脱模和搬运。模板的安装不能影响钢筋的绑扎,内模安装时不能直接支承于底板钢筋上,必须有的支承系统。
6)模板安装完毕后,应对其平面位置、箱梁断面尺寸、腹板厚度、顶面标高、模板整体稳定性及预埋件的位置等进行检查,并得到签认后方可浇筑混凝土。
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模板加工质量要求
序 号 项 目 外形尺寸 1 长和高 肋高 2 面板端偏斜 螺栓孔眼位置 3 孔中心与板面的问题 板端孔中心与板端的问题 沿板长、宽方向的孔 4 5 6
允许偏差(mm) 0,-1mm ±5 mm ≤0.5 mm ±1 mm 1 mm 1 mm 1 mm ±1.0 mm 2.0 mm 板面局部不平 板面和板侧挠度 两对角线长度差 2、堆放与运输
单块模板加工完成后,均要进行质量检查,然后做好标记(写明部位、尺寸和编号),运至存放区进行堆放,底模和侧模分开堆存,便于运输。堆放场地应平稳,布设防水、防雨设施,以防锈蚀。堆放模板应受力均匀,防止受力不均模板变形或造成面板损坏。
模板根据拼装顺序进行编号,便于吊装安装。运输过程中,铺设枕木,模板接触平稳密,装卸起吊过程中防止撞击模板,造成模板变形。
3、底模板制作安装
1)底模板采用大面积竹胶模板,模板在安装之前进行全面的涂刷脱模剂。底板横坡按设计图纸规定设置,横向宽度要大于梁底宽度,梁底两侧模板要各超出梁底边线不小于50mm,以利于在底模上支立侧模。模板之间连接部位采用海绵胶条、防水带或涂抹玻璃胶以防漏浆,模板之间的错台不超过1mm。模板拼接缝要纵横成线,避免出现错缝现象。
底模板铺设完毕后,进行平面放样,全面测量底板纵横向标高,纵横向间隔5m检测一点,根据测量结果将底模板调整到设计标高。底板标高调整完毕后,再次检测标高,若标高不符合要求进行二次调整。
2)底模安装时考虑施工预拱度,施工时应随时观测底模的拱度及下沉量,便于后续施工对理论值进行修正。每次使用完毕后,及时清除底板表面与橡胶密封处的残余灰浆,均匀涂刷隔离剂,保证模板正常使用。
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3)在每次模板安装前应检查支座位置,检查的内容有:横向位置、平整度、同一支座板的四角高差、四个支座板相对高差及支座安装方向。
按照恒载及施工荷载的设计要求布置支架分配梁,在分配梁上铺设底模,并于底模下设置底模调节装置,以便调节底模各部位的标高。底模的安装在测量的监测下按照设计要求调整到位,在支座处要堵塞严密,不得出现漏浆现象。
4、侧模板和翼缘板模板安装
1)侧模板和翼缘板模板均采用大面积木模板,根据测量放样定出箱梁底板边缘线,在底模板上弹上墨线,然后安装侧模板。腹板外侧模设计为弧形,先按设计线型统一制作后再安装。
侧模板与底模板接缝处粘贴海绵胶条等防止漏浆。在侧模板外侧背设纵横方木背肋,用方木填实,防止模板变形。用钢管及扣件与支架连接,或设置排架,用以支撑固定侧模板。
翼缘板底模板安装与箱梁底板模板安装相同,外侧挡板安装与侧模板安装相同。挡板模板安装完毕后,全面检测标高和线型,确保翼缘板线型美观。
2)安装前检查:板面是否平整、光洁、有无凹凸变形及残余粘浆,模板接口处应清除干净。
检查模板排架等钢结构焊接处是否有开裂破损,如有均应及时补焊、整修。
3)侧模安装完后,用螺栓联结稳定后,检查整体模板的长、宽、高尺寸及不平整度等,并做好记录。
4)模板安装时做到位置准确,连接紧密,侧模与底模接缝密贴且不漏浆。侧模与底模连接处,调整其下方的纵向方木,使模板接缝正好落在纵向方木上,防止砼浇筑时,产生较明显的错缝。箱梁圆弧段与底模接头见示意图.
5)预埋件的安装严格按设计图纸施工,确保每孔梁上预埋件位置准确无误。 5、端模安装
安装前检查板面是否平整光洁、有无凹凸变形及残余粘浆,端模管道孔眼应清除干净。波纹管就位后,才进行端模安装就位。
6、模板施工控制措施
1)防漏浆措施:所有模板的接缝处应拼缝严密,并采取止浆措施,如加垫海绵条、止浆带或涂抹玻璃胶,保证拼缝严密,使浇筑砼时不漏浆。
2)标高及预拱度控制措施:
事先通知测量部门进行底板和翼板的标高控制,不同地质范围内的预拱度的确定根据实际预压情况进行跨中抛高;
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3)内模防浮加固控制措施:
A、由于连续梁混凝土的高度较高,为保证混凝土浇筑内模不产生上浮,必须对模板进行加固,采用钢管扣件使内外模形成一个整体,箱室内模板支撑的扣件式钢管,立杆间距为90*90cm,水平杆间距为45cm。两箱室间内模用对拉螺旋杆对拉连接。并且内外对拉螺旋杆对拉时与结构钢筋进行焊接固定;
内模Ⅳ内模Ⅲ顶撑螺杆内模Ⅳ内模Ⅲ[10内模Ⅱ内模Ⅰυ48脚手管对拉螺旋杆内模Ⅱ内模Ⅰ撑脚
箱梁内模及支撑示意图
B、除了进行结构加固,在浇筑时为保证模板不上浮,第一次浇筑严格控制在底板上300mm左右,保证混凝土产生较小的浮力。
4.1.10支架预压
为减少支架变形及地基沉降对现浇箱梁线形的影响,在纵横梁及底、侧模安装完毕后进行支架预压,以清除支架的非弹性变形。
1、预压根据情况采用预制砼块配以砂袋或钢筋,预压范围为箱梁全断面,重量不小于箱梁总重的1.20倍,分级加载,分别测定各级荷载下支架的变形值和基础沉降值。
2、支架布置是根据箱梁截面设计,重量分布来设计的,预压重量分配时按箱梁截面布置模拟单元重量分配预压。
3、因悬臂板本身重量较轻,可根据实测的预压结果,对悬臂板模板的预拱度作相应调整。
4、沉降观测应贯穿于加载及卸载的整个过程,在开始加载前必须进行首次观测,作为沉降观测的零点,接着加上第一次荷载,加载后立即再观测,得出施加第一次荷载后的地基沉降、支架变形;施加第二次荷载前再观测,然后施加第二次荷载并立即观测,得出第二次荷载后的地基沉降、支架变形;施加第三次荷载前再观测,然后施加第三次荷载并立即观测。观测工作在预压时间内一直进行,一直到沉降趋于稳定。加载及卸载必须在整个预压范围内分级进行,每级加载及卸载均应进行测量并详细记录,预压结束卸载完成后,根据地基沉降
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观测记录、支架变形观测记录,确定模板高度,设置预拱度。
5、预压重量计算
以标准联30米一跨计算预压重量: 箱梁断面面积Am2
加载1.2倍自重=1.2×A×L×22.6t=3.12AL(t) 以一跨19.8米标准梁为例
①端横梁 q1=2*2.6*1.2=6.24t/m2 B=2.4m
②腹板 q2=2*2.6*1.2=6.24t/m2 B=0.6m ③箱梁顶、底板 q3=(0.22+0.25)*2.6*1.2=1.46t/m2 ④翼缘 q4=(0.22+0.55)*2.6*1.2/2=1.2t/m2
一跨标准梁重量:q1*2*18+q2*0.6*30*4+ q3*28*(18-0.6*4)=1311.6t
6、加载顺序:分三级加载,第一次加载模拟箱梁底板、腹板钢筋绑扎完成,钢绞线及各种模板和加固措施安装完毕后的荷载;第二次加载模拟底板、腹板砼浇筑完成后的荷截;第三次加载模拟顶板砼浇筑完成后的荷载。全部荷载加载后,不可立即卸载,需等地基及支架观测稳定后再逐级卸载。根据卸载前后观测数据计算出地基沉降、弹性变形及非弹性变形,据此设置预拱度。
7、预压观测:加载预压前首先布设沉降观测点。观测位置设在每跨的L/2(跨中)、L/4处及墩部处,每组分底板左、中、右三点及两侧翼板两个点,即每跨共五个断面,每断面不少于五个观测点,对加宽渐变段则按需要进行加密。在点位处固定观测杆,以便于沉降观测。
采用水准仪进行沉降观测,布设好观测杆后,加载前测定出其杆顶标高。沉降观测过程中,每一次观测均报请测量监理工程师旁站或抽检,并将观测结果上报监理工程师。
沉降观测应贯穿于加载及卸载的整个过程,在开始加载前必须进行道次观测,作为沉降观测的零点。
第一次加载后,每天观测2~4次,连续两次观测沉降量不超过3mm,进行第二次加载,按此步骤,直至第三次加载完毕。第三次加载沉降稳定后(连续两次观测沉降量不超过1mm),经监理工程师同意,可进行卸载。
8、加载及卸载必须在整个预压范围内分级进行,每级加载及卸载均应进行测量并详细记录,预压结束卸载完成后,根据地基沉降观测记录,支架变形记录,确定模板高度,设置预拱度。
9、根据观测数据,绘制支架的弹性变形和非弹性变形图,确定弹性变形调整值,以便调整预拱度的数值。支架压载至120%砼总量时,认为其非弹性变形已消除,并确定其弹性
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变形与荷载呈线性关系。其变形量按数理统计方法拟定变形与荷载关系的回归方程。
Y=Bx+A
式中:Y:变形量 x:荷载 A、B:分别为回归方程系数
其中: B=(n∑xiYi-∑xi∑Yi)/[n∑xi2-(∑xi)2] A=(∑Yi-∑Bxi)/n
整理预压观测报告,及时报监理、设计单位,其将作为其他箱梁跨的支架立模标高调整的重要依据。
连续梁支架压重观测记录表
测墩柱(前) 点 左 中 右 1 2 3 4 L/4 L/2 左 中 右 左 中 右 L/4 墩柱(后) 中线 左 中 右 左 中 右 偏位 备注 10、卸载:人工配合吊车吊运砂袋、钢材或砼预压块均匀卸载,卸载的同时继续观测。卸载完成后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。
11、预压用的砂袋及砼预压块或钢筋均用YQ50型吊车进行。
12、根据观测记录,整理出预压沉降结果,绘制支架弹性和非弹性变形图,确定弹性变形调整值,以便通过调整碗扣支架顶托或墩顶卸落装置的标高来控制箱梁底板及悬臂的预拱高度。
模板安装时,根据支架试压观测的加载时变形值和卸载后的回弹值,确定支架的弹性和非弹性变形,依据设计构造要求设置施工预拱度。
13、加载试验结束后,请有关人员进行检查,确定安全,可行性签证后,方可进行下道工序施工。
14、一联上部结构支架系统中,其地基条件、支架布置形式、施工人员等条件均相同的情况下,可选多跨一联中的一次2跨进行预压,待取得可靠的预压参数后,应用于全联。
15、对承载地基条件相同、支架材料、形式相同、支架布置相同、具体支架搭队伍相同、实际施工操作人员等,各种影响支架搭设的相关因素均相同的情况下,取一联预压值,应用
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于相同条件联的上部结构支架与模板施工。
4.1.11支架与模板拆除
当顶板同条件试件抗压强度达到设计强度75%以上,箱梁与外界温差不大于15℃时,可以进行箱梁内模拆除,且预应力张拉前,内模必须拆除。桥梁上部结构砼施工完,达到养生龄期,进行预应力张拉后,需要利用支架系统进行施工的桥梁附属工程完工,且同条件试件抗压强度达到设计强度100%时,才能进行现浇箱梁的底模与支架的拆除。
1、拆除应遵循“先上后下、后装先拆,先装后拆、一步一清”的原则; 2、模板拆卸 1)模板拆卸流程
(试件抗压强度达到设计强度75%以上)松内模拉杆及顶撑→松芯模内碗扣支架顶托→拆芯模顶板模板→拆芯模内碗扣支架→拆除芯模侧模→(当现浇箱梁钢绞线张拉、压浆完成,同条件试件抗压强度达到设计强度100%时)松箱梁翼缘板碗扣支架顶托→拆箱梁翼缘板外模→拆箱梁外模背带→拆除箱梁外侧模板→松拆底支架及底部模板→拆碗口支架→清理现场。
2)非承重侧模板拆模时应保证混凝土表面及棱角不致因拆模而受损,一般在砼抗压强度达到2.5MPa时方可拆除。
3)除设计另有规定者外,与梁顶悬臂板的底模连成一体的侧模和箱梁顶板的底模,应在混凝土强度达到设计规定的强度时方可拆除。
4)预应力张拉前应拆除梁的端模、侧模和内模。拆模时混凝土表面温度和环境温度之差不得大于15℃。
5)箱梁外模先拆外部支承,再拆翼缘板底部模板和腹板背带槽钢,最后拆外腹板外模,底模拆除时也是将支架顶托下调50~100mm,然后将模竹胶板逐块撬开,逐段拆除。
6)模板拆下后,应及时清除模板表面和接缝处的残余灰浆并均应涂刷隔离剂,整修后备用。
3、支架拆除
拆除时间:在箱梁混凝土达到设计强度且箱梁预应力张拉完成后。 拆除设备:可用25t汽车吊等起吊设备。
为方便支架系统拆除、加快拆除速度,卸载采用两端向中间对称分组进行。拆除方法如下:
(1)利用扳手等旋松顶托螺栓进行卸载,使底模脱离箱梁底; (2)解除底模与侧模、底模与底模之间的连接螺栓;
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(3)利用吊车拆除翼缘板和侧模模板,人工分块移动底模至翼缘板位置,然后用吊车调到地面上;
(4)拆除分配梁和顶托;
(5)按从上向下的顺序拆除碗扣脚手支架,并拆除边清理,将碗扣支架按种类进行分类分块集中堆放,以便周转使用。
4.1.12场地清理
支架拆除后,按一步一清,工完场清的原则,将桥梁下、施工围档内的场地清理干净,并清扫,待施工围档拆除后,还道于民,尽快恢复交通,并为桥下辅道的施工创造条件。
4.2贝雷梁施工
门形梁式支架与满堂梁式支架组合的施工工艺,除梁式支架的施工不同于满堂支架施工外,其它基本与满堂支架法施工类似,梁式支架、满堂梁式支组合法施工过程如下:
4.2.1打围
门形梁式支架的打围主要是起交通安全作用,对支架的立柱起到与交通车辆隔离和警示作用,围档除专用固定式围档外,还可采用交通隔离栏杆,但在人行道一侧,则必须用专用固定式围档,确保行人安全。
打围宽度根据桥形、支架布置形式和宽度确定。 4.2.2施工场地清理 清理施工区域内的障碍物 4.2.3地基处理
除4.1.3要求外,梁式立柱基础应避免布置在新近回填区及地基不良区,必要时需对不良区进行挖除换填处理,使其承载力满足梁式支架立柱对地基承载力的要求。
4.2.4 支架立柱条形基础 为增大梁式支架立柱与地基上的受力面积,改善地基承载力条件,避免由于上部传递应力过大导致地基破坏,同时也起到微调梁式支架标高的作用,以确保支架立柱的稳定性、安全性,特
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在每个门形梁式支架立柱底,设沿支架纵向布置的C30钢筋砼条形基础。
1、钢管式立柱 根据门形梁式支架的立柱不同,采用钢管立柱时,砼条形基础沿联长纵向通长布置,基础截面尺寸为宽0.8m×高0.6m,沿基础纵向配置双层(上、下)各4Φ16均布钢筋,腰筋为2Φ12筋,箍筋为υ8@200布置,钢筋保护层厚度35mm。
根据立柱布置间距,在立柱安装位置预埋700×700×10mm钢板,以焊接立柱之用(预埋钢板见示意图)。
在钢筋砼条形基础靠机动行车道一侧需安装安全警示栏杆,在现浇砼基上沿纵向按1.5m间距布置υ50×250mm预留孔洞,以安装警示栏杆。警示栏杆用υ48×3.5mm钢管制作,高1.5m,刷黄、黑相间警示油漆。
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2、贝雷梁安装 一)贝雷梁布置 1)贝雷梁支架立柱采用Φ480*10的定型支撑钢管,纵向布置中心间距3.0m,为增强Φ480钢管支撑体系的整体稳定性,设置14#槽钢斜撑,与Φ480钢管焊接连接。
2)立柱上安装主纵梁,主纵梁采用56a工字钢,将工字钢与钢管柱顶700*700*10mm封头钢板焊接。
3)横梁由贝雷片拼装,采用9米长或12米长321型的双排单层加强型贝雷梁,贝雷梁中心间距900mm,箱梁横梁位置贝雷梁加密,间距450mm,所有贝雷梁下增加加强弦杆。
4)在贝雷梁上搭设碗扣式
脚手架时,按照满堂支架法碗扣支架布置的尺寸,沿箱梁纵向布置[20槽钢,再在槽钢上布置碗扣式脚手支架支撑体系:在贝雷架上设置模板支撑的碗扣式钢管脚手架,其间距为沿贝雷架纵向为900mm(两头端部可作调整,但最大间距不得大于900mm),横向为600或900mm,横向按立杆间距设置水平杆,最上一步横杆距模板面板的距离不大于300mm。在浇注箱梁混凝土时,操作工人时刻观测贝雷架及其支撑体系的安全稳定情况。
5)贝雷架上安装的碗扣式支架系统应与满堂布置的碗扣式脚手架一致,与满堂式支架应有效地连成一个整体;贝雷梁上的碗扣式支架,应满足《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)对碗扣式支架搭设时的构造要求,进行必要的连接、支撑与加固。
6)贝雷梁与碗扣式脚手架的组合形式分为半幅式、双幅式,根据交通通行能力分为单向两车道和单向三车道。
7)为保证梁式支架法下通道的安全,贝雷梁上还应满铺轻质硬质板材,确保梁上支架搭设或砼浇灌等工作时,架上无落物,保证通道下通行安全。
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贝雷梁及碗扣式支架布置图如下:
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5km/h8m5km/h8m
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二、贝雷梁安装
1)地面拼装: 贝雷架通过两端部的子母接头相连,在子母接头的圆孔中穿上销钉后插销锁定,组装完成后检查销钉是否牢靠。
2)汽车吊吊装:拼装完成贝雷架的重量为2.7T,再结合现场汽车吊的起重量及其距离贝雷梁所在位置的关系,通过计算该汽车吊完全能够一次性起重。每片贝雷梁用两根钢丝绳吊装,起吊点距离组装好的贝雷架端头 0.5米 。第一组按操作面上弹出的线就位后,立即用钢管斜撑加固,扣件扣紧,以免整片贝雷架倾倒伤人。
3)贝雷梁吊装主要是在城市主道进行,吊装作业时,吊车必须占据车主干道才能作业,因此吊装尽可能排在夜间进行,且必须半幅封道施另半幅实行半幅双向单车道通行,或行进行交通疏导。
3)现场加固:每片贝雷架之间须用配套连接件加固,保证贝雷架不移,中间加设斜撑,防止倾覆。
4)高空防护:为便于操作,同作为高空防护用,在贝雷架上满铺木板。贝雷架两端采用安全密网全封闭。
5)搭设碗扣式模板支撑体系:在贝雷架上设置模板支撑的碗扣式钢管脚手架,应与满堂支架体系布置一致,其间距为沿贝雷架长向为600~900mm(两头端部可作调整,但最大间距不得大于900mm),另一方向为600或900mm,横向按立杆间距设置水平杆,最上一步横杆距模板面板的距离不大于300mm。在浇注箱梁混凝土时,操作工人时刻观测贝雷架及其支撑体系的安全稳定情况。
4.2.6组合满堂支架安装
除按4.1.4要求外,当满堂支架与门形梁式支架组合安装时,碗扣式支架的搭设与布置应与纯满堂支架的安装方法及要求一致;
满堂支架的搭设在梁式支架安装完后实施,搭设时必须按《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)对碗扣式支架搭设时的构造要求,将满堂支架与梁上支架进行必要的连接、支撑与加固,使整个支架形成一个统一的整体。
4.2.7整体支架加固与防护
时模必位干行安工,另35
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除按4.1.4要求外,必要将满堂支架与梁上支架进行连接、支撑与加固,使整个支架形成一个统一的整体。
4.2.8主、次椤安装 同4.1.7要求。 4.2.9模板安装 同4.1.8要求。 4.2.10模板安装 同4.1.9要求。 4.2.11支架预压 同4.1.10要求。 4.2.12支架与模板拆除
除按4.1.11要求外,梁式及组合支架的拆除,还应遵守下列规定: 1、梁上脚手架的拆除
1)梁上脚手架拆除前,对梁下通道的保护措施必须保存完好,在梁正式拆除前才能拆除;
2)通道梁上的脚手架必须在夜间拆除,白天恢复交通;夜间拆除时,采取通道封道等防范措施,并须有专人指挥和职守;
3)脚手架拆除前,顶托上的模板及主、次楞必须拆除完;
4)脚手架的拆除从上至下有序进行,拆除手的钢管不能随意堆放,必须做到随拆随清,始终保持地面的整洁并不受落物破坏。
5)拆除后的脚手架在夜间工作结束,恢复交通道必须清运至专用的材料堆放场地,并派专人对地面进行清扫,以保证白天交通的畅通。
2、梁的拆除 1)贝雷梁的拆除
贝雷架的拆除主要在夜间车辆较少的时段进行(22点至第二天5点),拆除前提前与交管部门协商,做好交通疏导工作。拆除时要对道路采取临时封闭措施,采取单幅拆除的形式,即拆除一侧的贝雷梁时,该侧道路临时封闭,另一侧开放交通,待该侧贝雷梁拆除完毕,再拆除另一侧贝雷梁,贝雷梁拆除采用25T吊车分片拆除。
拆除前,要根据梁重、桥梁板下净空结合吊车起吊性能表,确定吊车起吊的最佳角度和站位,以及梁的起落点。当净空不够吊车拆除空间要求时,采用单片梁拆散成单位元件,用滑轮或葫芦吊配合逐件拆除。
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起吊作业必须由持证上岗的专业起重工指挥。 2)立柱拆除
钢管立柱和贝雷梁立柱的拆除,均在白天做好准备工作,夜间车辆较少的时段进行(22点至第二天5点);拆除时采取25t汽车吊配合,随拆、随装、随运,及时清扫,白天恢复交通。
必要时可采取封道措施,但封道施工前需与交管协商,做好交通分流和交通疏导工作,并在重要交通道口立牌警示车辆绕行。
4.2.13条形基础拆除
门形梁式支架的梁与立柱拆除后,用于支架承重的钢筋砼条形基础也需及时破除,还道于交道。
砼条形基础破除时,可在白天利用风镐、“啄木鸟”等机械设备将基础分段截断,夜间车流量少时机利用反铲、装载机、吊车等设备集中装运,弃至业主或环保部们指定的废弃场。
4.2.14场地清理 同4.1.12要求。
4.3工作梯道设置
不论是满堂支架还是门形梁式支架施工,均需设置操作工人上下支架的工作梯道。 1、工作梯道用扣件钢管脚手架搭设,钢管为υ48×3.5mm,搭设要求必须符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2001)规定。
2、工作梯道在施工箱梁段两侧横桥向、成“之”字形设置。
3、梯道坡道长不小于5.6m,梯道步距1.8~2.4m,单向梯道宽1.2m,休息平台宽1.2~1.8m。
4、梯道设置扶手栏杆,高度不于0.9m,本工程梯道扶手高度设置为0.6m两道,即总高1.2m。
5、上下梯道的行走道用钢管加密,间距0.2m,上铺防滑木板或竹跳板。
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6、梯道为工人施工的行走通道,不得作为货运通道。
7、梯道板外侧设200mm高踢脚板,踢脚板外侧刷黄、黑相间警示漆。
4.4支架限高与限速
为保障行车安全,在车辆进入门式支架的一端,距离支架10m以外、门形梁式支架通道以内、以及关键的交通区段道口入口处设置专用车辆减速带、门形限宽限高装置,迫使行车减速,并不得超宽、超高。
门形支架用碗扣脚手架搭设
门形的限高标示牌,标示牌下端为宽800×高600×长2600mm条形砼基础与支架连接,钢管脚手架预埋在条形基础中;重要交通道口入口处的限高标志用υ219钢管作为立柱,长2.0m×高1.0m×宽0.8mC25钢筋砼为立柱基础,预埋钢板焊接连接立柱,用20号工字钢作为限高横梁。在标示牌横梁上根据支架的高度标示出行车高度、支架净宽、车速与温馨提示。
砼条形基础的配筋与门形梁式支架立柱基础配筋相同;减速带用市售道路专用橡胶减速装置,在门形梁式支架通道内按每10m间距设置一道,进入门形梁式支架前及区段道口处设置的限高、限宽装置处,按2m间距连续设置3道减速带。
4.5m5km/h超高超宽车辆禁止通行8m前方施工车辆慢行第五节 支架预压 5.1 预压目的
选择一跨跨度最大的箱梁进行预压,主要为考察贝雷片桁架在跨度最大既重量最大的情况下支撑体系的变形情况,为箱梁预拱度设置提供一个依据,同时通过预压来检验支撑体系的刚度、强度和稳定性。
5.2预压的方法及理论值计算
模板支架是控制现浇箱梁梁体尺寸和线形的重要结构,为了保证箱梁浇筑混凝土后沉降值满足规范允许的尺寸,施工时严格按设计荷载对支架进行预压。
(1)预压采用水箱进行加载的施工方法,预压荷载应等于梁体和施工荷载之和。各部位
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预压荷载配重:
部 位 底板 取纵向1m 腹板 注:砂袋堆积密度按1.5t/m3计算, (2)当支架搭设完毕,铺设好底模后,对地基沉降进行固定多点测量,记录标高值,作为初始值。
(3)支架进行预压前,先对支架进行受力分析,计算出理论下沉值,调整支架高度至理论高度。
(4)支架预压的加载程序为0→25%设计荷载→50%设计荷载→100%设计荷载→120%设计荷载。每次加压完成后,测量固定点处的地基与第一次测定的值进行对比计算,得出支架沉降值,当地基基本稳定时(加压24小时后),测出支架顶标高值,同时卸去荷载,然后第二次测出支架顶标高值,两次高差值即为支架弹性变形值。根据弹性变形量确定模板预拱高度,预拱度按二次抛物线设置。模板调整后,即可进行上部施工。
(5)沉降观测点布设
为了掌握加载后地基和支架的变形情况,需要在预压前先布设好沉降观测网。沉降观测点布设在2个层面:一层在地基方木或枕木上,一层在箱梁底板上,上、下2层测点一一对应在同一垂直线。测点沿纵桥向分别在墩中心线处、L/4、L/2、3L/4跨处布设,横桥向则在跨中和2个外腹板处设点,从而形成一个立体沉降观测网。具体见图4-7。
墩中心线沉降观测点墩中心线使用材料 水 水 配重(t) 1.0t/m2 1.0t/m2 L/4L/4L/4L/4
图4-7 沉降观测点平面布置图
(6) 加载和观测
加载前先测出观测网点初始数据,接着开始加载。加载后前3d每8h-12h观测一次,一直到沉降趋于稳定。 (7) 卸载并观测
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在地基沉降稳定后就可,卸载后必须再观测1次,卸载前后的差值可认为是支架的弹性变形,在安装箱梁底模时设预拱度加以消除。
卸载后调整底模预拱度,按正常程序进行钢筋安装和混凝土浇筑,并做好相应的沉降观测。
预拱度经验值:Lmax=L/1000+5mm
Lmax :跨中预设反拱度 L:桥跨跨度
第六节 检查验收 6.1 材料
5.1.1碗扣式钢管脚手架
应有产品质量合格证、质量检验报告。
碗扣脚手支架运抵施工现场后,由总工程师组织专人对进场构件进行初步验收,未经验收合格的构件不得投入使用。碗扣脚手支架构配件必须满足如下技术要求:
1、钢管应采用符合现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793~92)或《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3092)中的Q235A级普通钢管,其材质性能应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)的规定。
2、钢管规格为Φ48×3.5(3.0)mm,钢管壁厚应为3.5(3.0)+0.25mm。
3、上碗扣、可调底座及可调托撑螺母应采用可锻铸铁或铸钢制造,其材料机械性能应符合GB9440中KTH330~08及GB11352中ZG270~500的规定。
4、下碗扣、横杆接头、斜杆接头应采用碳素铸钢制造,其材料机械性能应符合GB11352中ZG230~450的规定。
5、采用钢板热冲压整体成形的下碗扣,钢板应符合GB700标准中Q235A级钢的要求,板材厚度不得小于6mm。并经600~650℃的时效处理。严禁利用废旧锈蚀钢板改制。
6、立杆连接处外套管与立杆间隙应小于或等于2mm, 外套管长度不得小于160mm,外伸长度不小于110mm。
7、钢管焊接前应进行调直除锈,钢管直线度应小于1.5L/1000(L为使用钢管的长度)。杆件的焊接应在专用工装上进行,各焊接部位应牢固可靠,其主要构配件的制作质量及形位公差应符合《碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)附录A的规定。
8、架体组装质量应符合以下要求:立杆上碗扣应能上下串动、转动灵活,不得有卡滞现象;立杆与立杆的连接孔处应能插入υ10mm连接销;杆件最上端应有防止上碗扣脱落的
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措施;碗扣节点上应在安装1~4个横杆,上碗扣均应能锁紧;当搭设不少于二步三跨1.8×1.8×1.2m(步距 ×纵距×横距)的整体脚手架时,每一框架内横杆与立杆的垂直度偏差应小于5mm。
9、构配件外观质量应满足:钢管应平直光滑、无裂纹、无凹陷、无锈蚀、无分层、无结巴、无毛刺等,不得采用横断面接长的钢管;铸造件表面应光整,不得有砂眼、缩孔、裂纹、浇冒口残余等缺陷,表面粘砂应清除干净;冲压件不得有毛刺、裂纹、氧化皮等缺陷;各焊缝应饱满,焊药清除干净,不得有未焊透、夹砂、咬肉、裂纹等缺陷; 构配件防锈漆涂层均匀,附着应牢固; 主要构、配件上的生产厂标识应清晰。
10、可调底座底板的钢板厚度不得小于6mm,可调托撑钢板厚度不得小于5mm。可调底座及可调托撑丝杆与螺母啮合长度不得少于6扣,插入立杆内的长度不得小于150mm。
11、主要构配件性能指标应符合下列要求: 上碗扣抗拉强度不应小于30kN; 下碗扣组焊后剪切强度不应小于60kN; 横杆接头剪切强度不应小于50kN; 横杆接头焊接剪切强度不应小于25kN; 底座抗压强度不应小于100kN。
12、同时要求租赁厂家必须提供构配件质量证明文件。在初步验收合格的基础上报监理工程师复查合格后方能正式搭设。
6.1.3贝雷梁
1、贝雷梁销子为30鉻锰钛钢,插销为弹簧钢,桁片、加强弦杆、纵横梁及支撑架材质为16锰钢;
2、贝雷梁为成熟定型产品,主要是由单元桁架拼接而成,拼装贝雷梁的各组成单元规格及配件应齐全;
3、各单元件的焊接应完好无脱落形象,无锈蚀、无变形扭曲。 6.1.4模板
1、竹胶板厚δ=12mm,涂塑竹胶板厚δ=6mm,规格为2440mm×1220mm; 2、模板的厚度与平面尺寸应一致,不能出现大小不一或厚薄不均现象; 3、胶合板表面必须进行过板处理,其光洁度、平整度必须满足施工需要; 4、必须具有耐水性、耐磨性和耐碱性;
5、选用的模板应具备收缩性小、膨胀率和吸水率低,承载力大等要求。 6.1.5木材
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1、用于模板和支撑系统的木材,不得使用扭曲十分严重和脆性木材; 2、腐朽和虫蛀的部分应剔除或截去;
3、木材不宜过干或过湿,宜用半干木材,含水率以10%~25%为宜; 4、含水量高的木材应适当风干后使用,以免引起过大的收缩翘曲或裂缝; 5、用于主次楞的木枋截面尺寸应尽量大小一致。
6.2 地基
脚手架搭设支架前,对既有地基进行处理,以满足箱梁施工过程中承载力的要求,可先用装载机将表层松土推平并用压路机压实,如果发现弹簧土须及时清除,并用石渣进行换填压实处理。对于桩基承台和桥台基坑附近开挖过的地面,采取分层回填分层整平压实予以加固。场地平整压实后统一铺筑一层40cm厚的石渣进行硬化处理,然后再浇筑15cm厚C20素混凝土垫层,以提高地基承载力。
在地面硬化以后,应该加强箱梁施工范围内的排水工作,在场地两侧开挖30×30cm矩形排水沟,并设臵引水槽,沟底设臵纵坡,注意保持排水畅通,沟面抹1:2水泥砂浆,以保证雨水及时排除,避免雨水浸泡地基而导致地基承载力下降危及支架的安全,严禁在施工场地内形成积水,造成地基不均匀沉降,引起支架失稳,出现安全隐患和事故。
对不平整、地基受力不均匀处,采用均铺砂层,再垫木枋或型钢的方式进行处理。
6.3 施工
6.3.1满堂支架验收
脚手架基础必须按专项施工方案进行施工,按基础承载力要求进行验收。
满堂支架搭设完毕后在适宜位置设置方便施工人员上下的爬梯和休息平台并悬挂安全网。最后在自检合格的基础上报监理工程师对满堂支架进行检查验收。
1)脚手支架搭设质量应按阶段进行检验
首段以高度为6米进行第一阶段(撂底阶段)的检查与验收; 架体应随施工进度定期进行检查;达到设计高度后进行全面的检查与验收; 遇6级以上大风、大雨、大雪后特殊情况的检查; 停工超过一个月恢复使用前的检查。
2)脚手支架验收应重点检查如下内容
保证架体几何不变性的斜杆、墩柱固定杆、十字撑等设置是否完善;基础是否有不均匀沉降,立杆底座与基础面的接触有无松动或悬空情况;立杆上碗扣是否可靠锁紧;立杆连接销是否安装、斜杆扣接点是否符合要求、扣件拧紧程度。
3)支架搭设是否满足《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)对
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碗扣式支架搭设时的构造要求。
6.3.2门形梁式及组合式支架的验收
1、支架立柱与条件基础应进行了可靠的连接,立柱与立柱之间的支撑应合理; 2、梁与梁之间应水平连接,相互支撑;
3、对梁式支架下的行车道应采取全防护的的保护措施,防落物伤人;
4、梁式支架上再搭碗扣支架时,其碗扣支架应满足构造要求,并与落地式满堂支架用水平撑和剪刀撑等形式有效地连成一个整体。
6.3.3模板
单块模板加工完成后,均要进行质量检查,然后做好标记(写明部位、尺寸和编号),运至存放区进行堆放,底模和侧模分开堆存,便于运输。堆放场地应平稳,布设防水、防雨设施,以防锈蚀。堆放模板应受力均匀,防止受力不均模板变形或造成面板损坏。
模板根据拼装顺序进行编号,便于吊装安装。运输过程中,铺设枕木,模板接触平稳密实,装卸起吊过程中防止撞击模板,造成模板变形。
模板安装完拼缝应严密,均需采取止浆措施,对拼缝较大处可用玻璃胶等处理,使浇筑砼时不漏浆,确保混凝土外观质量。
模板安装高程应按预压后的高程调整值进行控制。
模板、支架及拱架安装的允许偏差 项 目 上部构造的所有构件 模板内部尺寸 基础 墩台 装配式构件支承面的标高 模板相邻两板表面高低差 模板表面平整 预埋件中心线位置 预留孔洞中心线位置 预留孔洞截面内部尺寸 支架和拱架 6.3.4高程 纵轴的平面位置 曲线形拱架的标高(包括建筑拱度在内) 允许偏差(mm) +5,0 ±30 ±20 +2,-5 2 5 3 10 +10,0 跨度的1/1000或30 +20,-10 43
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支架搭设整个过程均需按施工图设计要求进行高程控制。支架搭设完,模板安装后需要进行支架预压,预压加载及卸载均应进行测量并详细记录,预压结束卸载完成后,根据地基沉降观测记录、支架变形观测记录,确定模板高度,设置预拱度。
第三章 支架验算
第一节 计算依据
1、宜宾临港经济开发区滨江大道一期一标段工程施工设计图纸。 2、《公路工程质量检验评定标准》 JTG F80/1-2012。 3、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011。 4、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2—2008。 5、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011。 6、《建筑施工安全检查标准》JGJ59—2011。 7、《建筑施工脚手架实用手册》JGJ46-2005。
8、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》JGJ166-2008。
9、《公路工程施工安全技术规程》(中华人民共和国行业标准JTJ076—95)。 10、《建筑地基基础设计规范》。 11、《路桥施工计算手册》。 12、《桥涵》(人民交通出版社)。 13、《钢结构设计规范》(GB 50017-2012)
第二节 满堂碗扣式支架 2.1 满堂碗扣支架的布置
24m宽标准断面采用碗扣脚手架形式的满堂支架,变宽段除形成通道外也采用碗口脚手架形式的满堂支架。由于箱梁不同部位砼自重荷载不同,支撑架的纵横间距和步距也有不同,以30m跨标准段满堂碗扣支架布置为例(见碗扣满堂支架标准段布置图),说明满堂碗扣式支架的布置。
1、箱梁翼板:立杆采用沿纵向排距600mm,沿横向间距600mm~900mm,最边间距300mm,步距1200mm;悬挑部分用“工16”作为主梁,钢管斜撑900mm一道支撑,并进行构造加固,悬挑加固部分步距600mm;
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2、箱梁斜腹板:斜腹板沿横向2.4m范围内横向立杆间距600mm,立杆纵向排距600mm,步距加密至600mm;
3、箱梁腹板:腹板下2.4m范围内立杆沿纵向排距600mm,沿横向间距600mm,步距600mm; 4、箱梁横梁:端横梁以下沿纵向2.7m,中横梁位置即支座纵向前后两侧各2.1m范围内,沿纵向排距600mm,步距600mm,并在此区域内纵横向剪刀撑在正常布置下加密一倍;
5、箱梁跨中:在每跨的箱梁跨中处对支架进行构造加密,即跨中横向截面沿纵向3m范围内支架排距为600mm,步距加密至600mm。
6、其他位置支架布置:纵横间距为6m×0.9m或0.6m×0.6m,步距为1.2m。 7、在箱梁端部横向设置人行下下工作梯道。 支架顶承重结构自上而下由如下几部分组成: 1、厚δ=12mm、δ=6mm的胶合板(竹胶板)作底模板。
2、横桥向主楞布设100*150mm,布置在支架顶托上。支点同该区域碗扣型支架相应的密度和间距。
3、顺桥向次楞按间距@=25cm布设100×100mm方木。
2.2 支架主要材料和性能参数
2.2.1钢管性能
碗扣支架的钢管为P235号钢,规格为Φ48*3.5mm,市面碗扣支架规格多为Φ48*3.0mm,其性能见下表:表1、表2和表3(见《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》JGJ166-2008附录B及相关技术文献资料)。
表1 钢材的强度和弹性模量(N/mm2)
P235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值 弹性模量 表2 钢管截面特性
外径 F(mm) 48 48 205 2.05×105 壁厚 t(mm) 3.5 3.0 截面积 截面惯性矩 截面模量 回转半径 A(cm2) I(cm4) W(cm3) I(cm) 4. 12.19 5.08 1.58 4.24 10.77 4.5 1.58 2.2.2钢管容许荷载
钢管立杆、横杆容许荷载,查公路施工手册《桥涵》下册(人民交通出版社)第10页,具体见下表3:
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表3 立杆、横杆容许荷载
立杆 横杆 步距 允许荷载 允许集中荷载允许均布荷载横杆长度(m) (m) (kN) (kN) (kN) 0.6 40 0.9 6.77 14.81 1.2 1.8
30 25 1.2 1.5 5.08 4.06 11.11 8.8 2.2.3木材、竹胶板容许应力及弹性模量 1、木材容许应力及弹性模量
按《公路桥涵结构及木结构设计规范》JGJ025-86(50页,表2.1.9)。 马尾松:
顺纹弯应力:[σw]=12.0MPa 弯曲剪应力:[τ]=1.9 MPa 顺纹承压应力:[σa]=12.0 MPa 弹性模量:E=9*103 MPa 杉木:
顺纹弯应力:[σw]=11.0 MPa 弯曲剪应力:[τ]=1.7 MPa 顺纹承压应力:[σa]=11.0 MPa 弹性模量:E=9×103 MPa
2、1.2cm竹胶板抗弯应力[σ]=11.0 MPa,弹性模量:E=5×103 MPa.(见《桥涵》下册表13-17页)。
2.3 荷载分析
2.3.1荷载形式
根据本工程现浇箱梁的结构特点,在施工过程中涉及以下荷载型式: q1——箱梁自重荷载,钢筋混凝土密度取26kN/m3。
q2——箱梁内模及支撑、底模、外模支撑荷载,按均布荷载计算,经计算取q2=1.5 kN/m2(取值按偏于安全考虑)。
q3——施工人员及设备荷载,规范取值为3kN/m2。 q4——振捣砼时产生的荷载,规范取值为2kN/m2。
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q5——新浇混凝土对侧模的压力。
现浇混凝土箱梁采取水平分层、斜向推进、一次成型的原则进行,以每层30cm高度浇筑,在竖向上以V=1.2m/h的速度控制,砼入模温度用t=28℃为例,由此计算得知:
新浇砼对侧模的压力q5=Pm=K×r×h(见路桥施工计算手册P173页表8-2),其中K为外加剂修正系数,取掺缓凝剂K=1.2。
当V/t=1.2/28=0.043>0.035 h=1.53+3.8V/t=1.69m q5= Pm=K×r×h=1.5*26*1.69=65.91 kN/m2
q6——倾倒混凝土产生的水平荷载,按规范取值2 kN/m2。
q7——支架自重,经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示:
立杆纵桥间距*立杆横桥向间距*横杆步距 300*600*1200mm 600*600*1200mm 600*900*1200mm 2.3.2荷载组合
支架自重q7(KPa) 5.10 1.72 1.13 模板结构名称 底板及支架系统计算 侧模计算 2.4 验算 2.4.1立杆强度验算 1、箱梁腹板下立杆强度验算
荷载组合 强度计算 q1+ q2+ q3+ q4+ q7 q5+ q6 刚度验算 q1+ q2+ q7 q5 47
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腹板下立杆计算简图
考虑到箱梁钢筋和脚手架顶部方木对箱梁荷载的分布作用,计算区域的立杆均分上端箱梁荷载,其他部位采用同样方式处理。
箱梁底部腹板排架立杆设置为600mm*600mm,计算时600mm厚腹板下顺桥向单元断面下2根立杆承重,一次性浇筑混凝土高度按极限高度2米计算。
立杆承载力按下式计算(见《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》JGJ166-2008: 立杆实际承受的荷载为:N=1.2(NG1+NG2)+1.4∑NQi
式中: NG1——脚手架结构自重标准值产生的轴向力(kN/m2);
NG2——脚手板及构配件自重标准值产生的轴向力(kN/m2);
NQi——施工荷载产生的轴向力总和(kN/m2)。
1)箱梁砼荷载
NG1=[0.6*2.0+(0.345+0.47) *0.3+(0.45+0.5) *0.3]*0.6*26/2 =13.49kN
2)上部结构活载:
NG2=0.6*0.6*q2=0.6*0.6*1.5=0.kN
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∑NQi =0.6*0.6*(q3+q4+q7)=0.6*0.6*(3+2+1.72)=2.4kN 3)3.5mm壁厚立杆荷载组合单元腹板位置竖向力为:
N=1.2(NG1+NG2)+1.4∑NQi =1.2*(13.49+0.)+1.4*2.4=20.2kN<30kN 满足立杆允许承载力要求。
4)按照市场上实际碗口脚手架壁厚3.0mm,进行支架综合受力(考虑风荷载)强度复核验算:
外径48钢管(壁厚3.0mm):立杆稳定性(组合风载):A=4.24cm2、w=4.5cm3、i=1.58 cm。当L0=120cm时,λ= L0/i=60/1.58=37.98,查附表C,υ=0.886
N/(υ*A)+Mw/(γ* w)=20.2*103/(0.886*4.24*102)+0.013*106/(1.15*4.5*103)=56.28 MPa<215MPa,(满足要求)
结论:腹板下υ48碗扣立杆3.5mm和3.0mm壁厚布置,强度均满足要求。 2、箱梁横梁下立杆强度计算
箱梁横梁排架立杆设置为600mm*600mm,步距0.6m,横梁宽度有2.0m和2.4m两种,计算时按最大横梁宽度为2.4m,一次性浇筑混凝土高度2米计算。
1)箱梁砼荷载
NG1=[2.4*2.0+(0.5+0.47) *0.3+(0.47+0.44) *0.3] *0.6*26/6 =13.95kN
2)上部结构活载:
NG2=0.6*0.6*q2=0.6*0.6*1.5=0.kN
∑NQi =0.6*0.6*(q3+q4+q7)=0.6*0.6*(3+2+1.72)=2.42kN
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横梁下立杆计算简图
3)3.5mm壁厚立杆荷载组合单元横梁位置竖向力为:
N=1.2(NG1+NG2)+1.4∑NQi =1.2*(13.95+0.)+1.4*2.42=20.78kN <40kN 满足立杆允许承载力要求。
4)按照市场上实际碗口脚手架壁厚3.0mm,进行支架综合受力(考虑风荷载)强度复核验算:
外径48钢管(壁厚3.0mm):立杆稳定性(组合风载):A=4.24cm2、w=4.5cm3、i=1.58 cm。当L0=120cm时,λ= L0/i=60/1.58=37.98,查附表C,υ=0.886
N/(υ*A)+Mw/(γ* w)=20.78*103/(0.886*4.24*102)+0.013*106/(1.15*4.5*103)=57.83 MPa<215MPa,(满足要求)
结论:箱梁横梁下υ48碗扣立杆3.5mm和3.0mm壁厚布置,强度均满足要求。 3、箱梁悬臂端外侧立杆荷载计算
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箱梁悬臂端外侧立杆计算简图
1)箱梁砼荷载
NG1=(0.22+0.38)/2*1.15*0.6*26=5.38kN 2)上部结构活载:
NG2=0.6*0.3*q2=0.6*0.3*1.5=0.27kN
∑NQi =0.6*0.3*(q3+q4+q7)=0.6*0.3*(3+2+5.1)=1.82kN 3)3.5mm壁厚立杆荷载组合单元悬臂端位置竖向力为:
N=1.2(NG1+NG2)+1.4∑NQi =1.2*(5.38+0.27)+1.4*1.82=9.33kN <40kN 满足立杆允许承载力要求。
4)按照市场上实际碗口脚手架壁厚3.0mm,进行支架综合受力(考虑风荷载)强度复核验算:
外径48钢管(壁厚3.0mm):立杆稳定性(组合风载):A=4.24cm2、w=4.5cm3、i=1.58 cm。当L0=120cm时,λ= L0/i=60/1.58=37.98,查附表C,υ=0.886
N/(υ*A)+Mw/(γ* w)=9.33*103/(0.886*4.24*102)+0.013*106/(1.15*4.5*103)=27.35 MPa<215MPa,(满足要求)
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结论:箱梁悬臂端外侧下υ48碗扣立杆3.5mm和3.0mm壁厚布置,强度均满足要求。 4、普通底板下立杆荷载计算
普通底板下指的是除腹板、横梁以外的底板,此处支撑架布置:纵横间距为0.6mX0.9m,步距为1.2m。
1)箱梁砼荷载
NG1=(0.22+0.25)*0.6*0.9*26=6.6kN 2)上部结构活载:
NG2=0.6*0.9*q2=0.6*0.9*1.5=0.81kN
∑NQi =0.6*0.9*(q3+q4+q7)=0.6*0.9*(3+2+1.13)=3.31kN 3)3.5mm壁厚立杆荷载组合单元悬臂端位置竖向力为:
N=1.2(NG1+NG2)+1.4∑NQi =1.2*(6.6+0.81)+1.4*3.31=13.6kN<30kN 满足立杆允许承载力要求。
4)按照市场上实际碗口脚手架壁厚3.0mm,进行支架综合受力(考虑风荷载)强度复核验算:
外径48钢管(壁厚3.0mm):立杆稳定性(组合风载):A=4.24cm2、w=4.5cm3、i=1.58 cm。当L0=120cm时,λ= L0/i=120/1.58=75.95,查附表C,υ=0.744
N/(υ*A)+Mw/(γ* w)=13.6*103/(0.744*4.24*102)+0.013*106/(1.15*4.5*103)=45.62 MPa<215MPa,(满足要求)
结论:箱梁普通底板下υ48碗扣立杆3.5mm和3.0mm壁厚布置,强度均满足要求。 2.4.2风荷载验算 1、风荷载标准值Wk
按碗口脚手架规范(4.2.6)式 wk=0.7×μs×μf×W0
μs—风压高度变化系数,按附条A表A,偏安全取B类区域μs=1.0 μf—风荷载整体系数,按GB50009-2001规范的竖直面取 μf=0.8 w0-基本风压(kN/m2),XX地区取定0.25kN/m2 wk-风荷载标准值(kN/m2)
wk=0.7×1.0×0.8×0.25=0.14 kN/m2
当全高度满挂密目安全网时,可按规范规定乘以0.8, 即Wk=0.8×0.14=0.11 kN/m2 2、风荷载在立杆中产生的轴向荷载Nw
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碗口脚手架规范5.6.5条:高度大于8米的横板支承架并有风荷载作用时,应验算迎风立杆所产生的拉力,另侧立杆产生的压力,应选加到立杆轴力中并验算其强度。参照规范的计算方法,结合本工程实际,可选取箱梁悬臂侧支架建立计算模型如图示。
由ΣMA=0
WK×11×0.6×11/2-Nw×2.1=0 Nw=0.11×11×0.6×11/2/2.1=1.9kN 3、风荷载立杆中产生的弯矩Mw
风荷载对立杆产生弯矩按碗口脚手架规范式(5.3.2-1) Mw=1.4×a×L02×WK/10
式中:Mw——单肢立杆弯矩(kN·m); a——立杆纵矩(m),本工程取a=0.6m Wk——风荷载标准值(kN/m2),WK=0.11 kN/m2 l0——立杆计算长度(m),l0为1.2m。 Mw=1.4×0.6×1.22×0.11/10=0.013 kN.m 2.4.3斜杆荷载验算N斜
本工程斜杆均采用扣件式钢管脚手架,按规范要求,为保证几何不变条件,脚手架网格结构的每行、每列都有一根斜杆(局部也可与桥墩相连以连强杆代替)。接碗口脚手架规范4.4.1,斜杆荷载计算仅考虑风荷载。
参照风荷载计算简图:
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N斜= (Nw/11)×(112+2.12)1/2=2.90 kN 2.4.4最不利位置立杆、横杆、斜杆强度验算 1、立杆验算
1)箱室处碗口支架立杆验算,步距1200mm: 按规范表4.4.1荷载效应组合 ①永久荷载+可变荷载 N0=12.01kN ②永久荷载+0.9(风荷载+可变荷载) N=1.2(NG1+NG2)+0.9*1.4(∑NQi+NW)
=1.2*(6.6+0.81)+0.9*1.4*(3.31+1.9)=15.46kN 查碗口脚手架规范附表B2:
外径48钢管:立杆稳定性(组合风载):A=4.cm2、w=5.08cm3、i=1.58 cm。 当L0=120cm时,λ= L0/i=120/1.58=75.95,查附表C,υ=0.744
N/(υ*A)+Mw/(γ* w)=15.46*103/(0.744*4.*102)+0.013*106/(1.15*5.08*103)=44.72 MPa<215MPa,
按照市场上实际碗口脚手架壁厚3.0mm,进行支架复核计算:
外径48钢管(壁厚3.0mm):立杆稳定性(组合风载):A=4.24cm2、w=4.5cm3、i=1.58 cm。
λ= L0/i=120/1.58=75.95,查附表C,υ=0.744
N/(υ*A)+Mw/(γ* w)=15.46*103/(0.744*4.24*102)+0.013*106/(1.15*4.5*103)=51.52 MPa<215MPa,(满足要求)
即箱室处立杆3.5mm和3.0mm壁厚强度均满足要求。 γ=1.15取自(GB50017-2003)表5.2.1 2)腹板处碗口支架立杆验算,步距600mm: 按规范表4.4.1荷载效应组合 ①、永久荷载+可变荷载 N=19.22kN ②、永久荷载+0.9(风荷载+可变荷载)
N=1.2(NG1+NG2)+0.9*1.4(∑NQi +NW)=1.2*(13.49+0.)+0.9*1.4*(2.4+1.9)=22.25kN
查碗口脚手架规范附表B2:
外径48钢管:立杆稳定性(组合风载):A=4.cm2、w=5.08cm3、i=1.58 cm。 当L0=60cm时,λ= L0/i=60/1.58=37.98,查附表C
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υ=0.886
N/(υ*A)+Mw/(γ* w)=22.25*103/(0.886*4.*102)+0.013*106/(1.15*5.08*103)=53.58 MPa<215 MPa
按照市场上实际碗口脚手架壁厚3.0mm,进行支架复核计算:
外径48钢管(壁厚3.0mm):立杆稳定性(组合风载):A=4.24cm2、w=4.5cm3、i=1.58 cm。
λ= L0/i=60/1.58=37.98,查附表C,υ=0.886
N/(υ*A)+Mw/(γ* w)=22.25*103/(0.886*4.24*102)+0.013*106/(1.15*4.5*103)=61.74 MPa<215MPa,(满足要求)
即腹板处立杆3.5mm和3.0mm壁厚强度满足要求。 γ=1.15取自(GB50017-2003)表5.2.1 3)横梁处碗口支架立杆验算,步距600mm: 按规范表4.4.1荷载效应组合 ①、永久荷载+可变荷载 N0=10.65KN ②、永久荷载+0.9(风荷载+可变荷载) N=1.2(NG1+NG2)+0.9*1.4(∑NQi +NW) =1.2*(13.95+0.)+0.9*1.4*(2.42+1.9) =22.83kN
查碗口脚手架规范附表B2:
外径48钢管:立杆稳定性(组合风载):A=4.cm2、w=5.08cm3、i=1.58 cm。 当L0=60cm时,λ= L0/i=60/1.58=37.98,查附表C υ=0.886
N/(υ*A)+Mw/(γ* w)=22.83*103/(0.886*4.*102)+0.013*106/(1.15*5.08*103)=.92 MPa<215 MPa,
按照市场上实际碗口脚手架壁厚3.0mm,进行支架复核计算:
外径48钢管(壁厚3.0mm):立杆稳定性(组合风载):A=4.24cm2、w=4.5cm3、i=1.58 cm。
当L0=60cm时,λ= L0/i=60/1.58=37.98,查附表C,υ=0.886
N/(υ*A)+Mw/(γ* w)=22.83*103/(0.886*4.24*102)+0.013*106/(1.15*4.5*103)=63.28 MPa<215MPa,(满足要求)
即横梁处立杆3.5mm和3.0mm壁厚强度满足要求。
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γ=1.15取自(GB50017-2003)表5.2.1 2、本工程横杆不承受砼浇筑荷载,计算略 3、本工程斜杆计算荷载N斜=2.9kN<Qc=8kN 即斜杆强度满足要求。
Qc:扣件抗滑强度,按碗口脚手架规范第5.6.4条 2.4.5地基承载力验算
1、横梁支撑架大部分支承于既有路面或新建的临时道路上(自上而下为220mm厚C30、300mm厚碎石垫层),参照已有资料,对既有沥青路面和新浇筑的C30砼路面,偏安全计采用C15砼计算。按《公路钢筋砼预应力砼桥涵设计规范》(JTGD62-2004)第3.1.3条表3.1.4
C15:fcd=6.9 MPa
立杆底座采用150×180mm,局部压力设计值取Fcd=N=26kN
按(JTGD62-2004)规范第5.7.1条 γ0* Fcd ≤1.3*ηs*β*fcd*Acn γ0* Fcd =1.1*26=17.6kN ηs对C50以下 取ηs=1.0 β不考虑垫层的扩散作用,偏安全取β=1
Acn
砼局部受压面积,取
56a贝雷架警示标识800*600Acn=180*150=2.7×103mm2
1.3*
η
s*
β
*fcd*Acn
=1.3*1.0*1.0*6.9*2.7=24.22kN
γ0* Fcd <1.3*ηs*β*fcd*Can,即地基承载力满足要求。
2、本工程承台开挖时,周边有0.5~0.6m的空挡,后用填土或中粗砂夯实。考虑到可能出现的不均匀沉降,当有立杆位于此填土段,均采用[20槽钢跨越,将立
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杆座板置于[20槽钢之上。
第三节 贝雷梁门式支架 3.1 贝雷梁门式支架的布置
施工区段内箱梁部分为加宽段,为了确保施工期间满足道路交通的要求,道路加宽段箱梁采用门式支架与满堂支架相结合的方式,当门形梁式支架采用贝雷梁时,其具体布置如下:
1、满堂支架:箱梁下桥墩中间范围采用满堂支架,具体布置方式和间距同纯满堂支架方案的布置。
2、门式支架基础:沿联长纵向通长布置截面为宽800mm×高600mm的C30钢筋混凝土条型基础,沿基础纵向配置双层(上、下)各4Φ16均布钢筋,腰筋为2Φ12筋,箍筋为υ8@200布置,钢筋保护层厚度35mm。浇筑基础砼时,根据立柱布置间距,在立柱安装位置预埋700×700×10mm钢板,以焊接立柱之用(预埋钢板见示意图)。
3、门式支架立柱:立柱采用Φ480×10mm的定型支撑钢管,纵向布置中心间距3.0m,为增强Φ480钢管支撑体系的整体稳定性,设置14#槽钢斜撑,与Φ480钢管焊接连接。
4、主纵梁:主纵梁采用56a工字钢,将工字钢与钢管柱顶700mm×700mm×10mm封头钢板焊接。
5、门式横梁:横梁采用9米长或12米长321型的双排单层加强型贝雷梁,贝雷梁中心间距900mm,箱梁横梁位置贝雷梁加密,间距450mm,所有贝雷梁下增加加强弦杆。
6、在贝雷梁上搭设碗扣式脚手架时,按照满堂支架法碗扣支架布置的尺寸,沿箱梁纵向布置[20槽钢,再在槽钢上布置碗扣式脚手支架,保持与满堂碗扣支架布置一致。
7、为保证梁式支架法下通道的安全,贝雷梁上还应满铺轻质硬质板材,确保梁上支架搭设或砼浇灌等工作时,架上无落物,保证通道下通行安全。
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专项施工方案
3.2 贝雷梁门式支架受力分析
2.2.1结构受力分析
为了便于对梁式支架进行受力分析,本方案对梁式支架进行了细部划分下: A横梁:横梁是指梁式支架跨越段部分,即“门梁”,其有效跨径用L来表示,跨路段施工时最大跨径L取9m或12m,从其力学模型分析,横梁为两点简支梁结构。
B纵梁:纵梁是指梁式支架纵向连接钢管立柱支撑的部分,主要起为横梁提供支点并分配应力的作用。从其力学模型分析,纵梁为多支点连续梁结构。
C钢管支撑:钢管支撑起竖向承载作用,为整个梁式支架的主体,其变形为压缩变形,有效长度用H表示。
D基础:基础材料采用C30钢筋混凝土,其主要起为梁式支架和地基之间提供缓冲带,避免由于上部传递应力过大导致地基破坏,同时也起到微调梁式支架标高的作用。
由上述的部位划分就能达到整个梁式支架的一个受力模型。首先外部荷载通过碗扣支架作用于贝雷梁,并由贝雷梁两端将压力传递到纵梁,纵梁上的集中应力使得位于支点处的钢管支撑同样产生反力,并通过钢管传递到基础中,最终由整个大地系统承受全部荷载。
2.2.2力学方程建立
根据上面对梁式支架的受力分析,由材料力学建立判别式如下: A纵梁
Mmaxql2w[w],其中w,MmaxW8 强度判别式:
B横梁
强度判别式:C钢管支撑
w[w],其中wMmaxW
稳定性判别式:
[cr],其中R,为折减系数A
2.2.3梁式支架设计原则
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专项施工方案
1、由上述方程式判别式可以得出在施工中设计梁式支架的原理,即通过计算选择合适截面的材料作为纵梁(材料性能指标E、I、W能够满足梁式支架的要求)。
2、梁式支架尺寸及布置
根据现场条件和交通规划院的要求,按满堂支架和梁式支架结合方案最多只能满足双向5车道通车要求,各项通车参数设计如下:
净高:满足4.5~5m净空的通车要求。 净宽:门式支架下保证净宽大于等于8m。
梁式支架位置:位于设计桥梁中心立柱边缘两侧0.3m以外开始设置通车道支架。
3、梁式支架形式
通车道的箱梁排架采用门字型过路通道加满堂支撑的形式作为支架的搭设方式。在钢管的底部浇筑C30钢筋砼条形基础,并设置车行防撞护坎(混凝土基础宽度为0.8m,高度为0.6m,可兼作防撞护坎)。
3.3 贝雷梁材料和性能参数
贝雷梁几何特性表
几何特性 结构构造 双排单层 不加强 加强 W(cm3) 7157.1 15398.3 J(cm4) 500994.4 11868.8 贝雷梁容许内力表
桥型 容许内力 弯矩(kN〃m) 剪力(kN) 加强桥梁 双排单层 3375.0 490.5 贝雷梁每节重量表(kN)
构造 装配程度 全部装齐 鼻架 双排单层 15.0 双排单层 加强 35.7 不加强 28.7 说明 木桥面 59
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专项施工方案
全部装齐
34.7 27.7 钢桥面 3.4 验算
3.4.1 9m跨贝雷梁作为箱梁支撑结构计算
梁式支架范围的的上部结构荷载长度9m,考虑最不利的因素,即9m范围砼箱梁的最大横梁全部承载于贝雷架上,横梁高度2m,宽度2.4m。
9m长度范围内横梁总重为G=2*2.4*9*2.6=112.32t
则作用在贝雷梁上的均布荷载为q=112.32/9*10 =124.8kN/m
标准跨距9m贝雷架跨中弯矩为: Mmax=ql2/8=124.8*92/8=1263.6kN·m
双排单层加强型贝雷架的允许最大弯矩为3375kN: [Mmax]=3375kNm>1263.6kNm,满足施工需要。 双排单层加强型贝雷架的最大挠度为
ymax=5qL4/384EI=5*124.8*94/(384*2.06*105*11.55)=0.0045m <L/400=9/400=0.0225m,挠度满足规范要求。 结论:9米跨贝雷梁挠度满足要求。 3.4.2 12m跨贝雷梁作为箱梁支撑结构计算
梁式支架范围的的上部结构荷载长度12m,考虑最不利的因素,即12m范围最大横梁全部承载于贝雷架上,横梁高度2m,宽度2.4m。
12m长度范围内横梁总重为G=2*2.4*12*2.6=149.76t 则作用在贝雷梁上的均布荷载为q=149.76/12*10 =124.8kN/m
60
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标准跨距12m贝雷架跨中弯矩为: Mmax=ql2/8=124.8*122/8=2246.4kN·m
双排单层加强型贝雷架的允许最大弯矩为3375kN: [Mmax]=3375kNm>2246.4kNm,满足施工需要。 双排单层加强型贝雷架的最大挠度为
ymax=5qL4/384EI=5*124.8*124/(384*2.06*105*11.55)=0.0142m <
L/400=9/400=0.0225m, 挠度满足规范要求。
结论:12m跨贝雷梁挠度满足要求。
3.4.3 9m跨贝雷梁时纵梁56a工字钢计算
梁式支架顶顺桥向采用56a工字钢,布置如下图所示:
计算时考虑最不利因素:
贝雷架承载于上部横梁位置并均布作用于3米56a工字钢上,工字钢按简支结构考虑,按1.2倍冲击安全系数计算,56a工字钢的截面模量W=2342cm3 ,惯性矩I=65590 cm4,回转半径ix=22cm,截面积A=135cm2,单位重106kg/m。
计算荷载区域图如下:
480*10警示标识56a800*600mmC3061
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横梁处砼自重荷载:
q1=(2*2.4+(0.47+0.5)*0.3+(0.47+0.44)*0.3)*26*1.2=167.36kN 贝雷梁自重荷载q2:双排单层加强型贝雷梁每节重35.7kN,3排3节共重q2=35.7*3*3=321.3kN,工字钢单侧承受荷载321.3/2=160.65kN。
则56a工字钢按最不利荷载形式考虑,跨中所受均布荷载为: q=(q1+q2)/3=(167.36+160.65)/3=109.34kN/m 按刚性支座简支梁计算,受力图如下:
11.01109.34EI=134459.5EA=2767500( 1 )3.0021.01
跨中最大弯矩为Mmax= qL2/8=109.34*32/8=123.01kN·m 通过结构力学求解器对工字钢进行验算如下: EA=2.05*105*10-3*135*102=2767500kN
EI=2.05*105*10-3*106*65590*10-8=134459.5 kN·m2 1)内力计算
杆端内力值 ( 乘子 = 1)
62
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专项施工方案
-------------------------------------------------------------------------------
杆端 1 杆端 2
---------------------------------------- ------------------------------------
单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 1 0.000 1.01 0.000 0.000 -1.01 0.000
-------------------------------------------------------------------------------
2)反力计算
约束反力值 ( 乘子 = 1)
-------------------------------------------------------------------------------
支 座 结点约束反力 合力 结 点 ------------------------------- ------------------------------------
水平 竖直 力矩 大小 角度
力矩
2 0.000 1.01 0.000 1.01 90.0 0.000 1 0.000 1.01 0.000 1.01 90.0 0.000 -------------------------------------------------------------------------------
弯矩图如下:
1( 1 )2123.01
剪力图如下:
x63
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专项施工方案
1.011( 1 )2-1.01
强度度判别式:
Mmax123.01106w52.9mPaw205mPa 3W234210x3)挠度计算
ymax=5qL4/384EI=5*109.34*34/(384*134459.5)=0.000858m <L/400=3/400=0.0075m,挠度满足规范要求。 结论:9m跨56a工字钢纵梁强度满足要求。 3.4.4 12m跨贝雷梁时纵梁56a工字钢计算
计算时考虑最不利因素:贝雷架承载于上部横梁位置并均布作用于3米56a工字钢上,工字钢按简支结构考虑,按1.2倍冲击安全系数计算,56a工字钢的截面模量W=2342cm3 ,惯性矩I=65590 cm4,回转半径ix=22cm,截面积A=135cm2,单位重106kg/m。
计算荷载区域图如下:
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专项施工方案
横梁处砼自重荷载:
q1=(2*2.4+(0.47+0.5)*0.3+(0.47+0.44)*0.3)*26*1.2=167.36kN 贝雷梁自重荷载q2:双排单层加强型贝雷梁每节重35.7kN,3排4节共重q2=35.7*3*4=428.4kN,工字钢单侧承受荷载428.4/2=214.2kN。
则56a工字钢按最不利荷载形式考虑,跨中所受均布荷载为: q=(q1+q2)/3=(167.36+214.2)/3=127.19kN/m 按刚性支座简支梁计算,受力图如下:
1190.785127.19EI=134459.5EA=2767500( 1 )3.002190.785
跨中最大弯矩为Mmax= qL2/8=127.19*32/8=143.09kN·m 通过结构力学求解器对工字钢进行验算如下: EA=2.05*105*10-3*135*102=2767500kN
EI=2.05*105*10-3*106*65590*10-8=134459.5 kN·m2
65
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专项施工方案
1)内力计算
杆端内力值 ( 乘子 = 1)
-------------------------------------------------------------------------------
杆端 1 杆端 2 ---------------------------------------- ------------------------------------
单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩
-------------------------------------------------------------------------------
1 0.000 190.785 0.000 0.000 -190.785 0.000
-------------------------------------------------------------------------------
2)反力计算
约束反力值 ( 乘子 = 1)
-------------------------------------------------------------------------------
支 座 结点约束反力 合力 结 点 -------------------------------
------------------------------------
水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩
2 0.000 190.785 0.000 190.785 90.0 0.000
1 0.000 190.785 0.000 190.785 90.0 0.000
-------------------------------------------------------------------------------
弯矩图如下:
1( 1 )2143.09
剪力图如下:
66
x重庆建工市政交通工程有限责任公司 宜宾滨江大道一期一标段桥梁支架
专项施工方案
190.791( 1 )2-190.79
强度度判别式:
Mmax143.09106w61.1mPaw205mPa
W2342103x3)挠度计算
ymax=5qL4/384EI=5*127.19*34/(384*134459.5)=0.000998m <L/400=3/400=0.0075m,挠度满足规范要求。 结论:12m跨56a工字钢纵梁强度满足要求。 3.4.5 9m跨贝雷梁支架时钢管柱稳定性计算
单根立杆承受轴力按最不利计算,取以上计算值为GW=1.01kN; 立杆采用Φ480X10的钢管,截面面积A=147.03cm2,截面模量W=3370 cm3,回转半径i=16.55cm,单位重为115.42kg/m,抗压、抗弯强度设计值fo=205N/mm2,钢管柱取长度l=4m。
长细比λ=l/i=4000/165.5=24.17 查表得轴心受力稳定系数Φ=0.923 理论单杆承载力:
Nd=Φ*f*A=0.923*205*14703 =2782028.1N =2782.03kN
其中: Φ——轴心受力稳定系数 GW——为杆件轴向受压的轴力 f——为钢材强度标准值
安全系数为2782.03/1.01=16.96>1.3,满足施工要求。 3.4.6 12m跨贝雷梁支架时钢管柱稳定性计算
单根立杆承受轴力按最不利计算,取以上计算值为GW=190.79kN; 立杆采用Φ480X10的钢管,截面面积A=147.03cm2,截面模量W=3370 cm3,
67
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专项施工方案
回转半径i=16.55cm,单位重为115.42kg/m,抗压、抗弯强度设计值fo=205N/mm2,钢管柱取长度l=4m。
长细比λ=l/i=4000/165.5=24.17 查表得轴心受力稳定系数Φ=0.923 理论单杆承载力:
Nd=Φ*f*A=0.923*205*14703 =2782028.1N =2782.03kN
其中: Φ——轴心受力稳定系数 GW——为杆件轴向受压的轴力 f——为钢材强度标准值
安全系数为2782.03/190.79=14.58>1.3,满足施工要求。 3.4.7 9m跨贝雷梁时条形基础地基承载力计算
通过以上计算,单根立柱承受混凝土的荷载为1.01kN,按4米长钢管立柱进行计算,钢管柱自重为115.42*4=461.7kg,则单根立柱下基础受力为N=1.01+0.462*10=168.63kN
基础混凝土标号为C30, 基础设置形式如下图所示: 基础承载力计算必须满足下式要求: P≤fg
单根钢管柱规格为Φ480*10,取最小受力面积500mm*500mm,
则支撑立柱基础底面的平均压力: P=N/A
=168.63*103/(500*500)N/mm2 =0.675MPa
条形基础为C30混凝土,混凝土强度大于30MPa,取最小值,则fg=30 MPa 故P=0.675 MPa<fg=20 MPa
结论:计算结果说明钢管柱基础满足承载力的要求。 3.4.8 12m跨贝雷梁时条形基础地基承载力计算
通过以上计算,单根立柱承受混凝土的荷载为190.79kN,按4米长钢管立柱进行计算,钢管柱自重为115.42*4=461.7kg,则单根立柱下基础受力为
68
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专项施工方案
N=190.79+0.462*10=195.41kN
基础承载力计算必须满足下式要求: P≤fg
单根钢管柱规格为Φ480*10,取最小受力面积500mm*500mm, 则支撑立柱基础底面的平均压力: P=N/A =195.41*103/(500*500)N/mm2 =0.782 MPa
条形基础为C30混凝土,混凝土强度大于30MPa,取最小值,则fg=30 MPa 故P=0.782 MPa<fg=30 MPa 砼基础对地基的压应力为
P=N/A=195.41/(3*0.8)=0.08 MPa<0.7 MPa
结论:计算结果说明钢管柱基础及地基满足承载力的要求。
3.5 荷载分析
墩顶横梁处立杆间距布置为横向间距600mm,纵向间距300mm。100mm*150mm方木按横桥向跨度L=900mm,纵向2.4m宽,横梁范围内按300mm间距布置横向方木进行验算,2.4m横梁范围布置横向方木n=2.4/0.3=8根。
横梁自重:
q1=[2.4*2.0+(0.5+0.47) *0.3+(0.47+0.44) *0.3] *26 =139.46kN/m2
q(q1q2q3q4)B
=(139.46+1.5+1+2)×0.9 =129.6kN/m 方木弹性模量: E=9*103 MPa 截面抵抗矩: W= (0.1*0.152)/6 =3.75*10-4 m3 贯性矩:
69
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专项施工方案
I=(bh3)/12 =(0.1*0.153)/12 =2.81*10-5 m4
则EI=9*103*10-3*106*2.81*10-5 =329.2kN·m2
EA=9*103*10-3*106*0.1*0.15 =9265.23kN
3.6 验算
5.3.1箱梁底模板下横桥向方木验算
1、以最不利荷载验算箱梁墩顶横梁处每根100mm*150mm方木的抗弯。采用结构力学求解器计算受力图如下(按四跨连续计算):
129.61( 1 )0.902129.6( 2 )0.903129.6( 3 )0.904129.6( 4 )0.905
内力计算结果如下表: 杆端内力值 ( 乘子 = 1)
--------------------------------------------------------------------------------------------
杆端 1 杆端 2 ----------------------------------------
------------------------------------------
单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力
弯矩
--------------------------------------------------------------------------------------------
1 0.00000000 45.8228571 0.00000000 0.00000000 -70.8171428 -11.2474285
2 0.00000000 62.4857142 -11.2474285 0.00000000 -.12857 -7.49828571
3 0.00000000 .12857 -7.49828571 0.00000000 -62.4857142 -11.2474285
70
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专项施工方案
4 0.00000000 70.8171428 -11.2474285 0.00000000 -45.8228571 0.00000000
----------------------------------------------------------------------------------------------
反力计算结果如下表:
约束反力值 ( 乘子 = 1)
--------------------------------------------------------------------------------------------
结点约束反力 合力 支 座 ----------------------------------------
------------------------------------------
结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度
力矩
--------------------------------------------------------------------------------------------
1 0.00000000 45.8228571 0.00000000 45.8228571 90.0000000 0.00000000
2 0.00000000 133.302857 0.00000000 133.302857 90.0000000 0.00000000
3 0.00000000 108.308571 0.00000000 108.308571 90.0000000 0.00000000
4 0.00000000 133.302857 0.00000000 133.302857 90.0000000 0.00000000
5 0.00000000 45.8228571 0.00000000 45.8228571 90.0000000 0.00000000
--------------------------------------------------------------------------------------------
计算弯矩图如下:
-11.251( 1 )8.102-11.25-7.50( 2 )( 3 )( 4 )53.7533.78.10
则横向方木抗弯应力:
71
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专项施工方案
3.33106Mmax/W1.11mPa<0.9[w]9.9mPa4983.751010
2、在箱梁横梁位置每根方木抗剪计算,计算剪力图如下:
70.8262.49.15.82( 1 )2( 2 )3( 3 )4( 4 )51-45.82-.15-62.49-70.82Q0.607q10.607129.60.970.8kN(按四跨连续计算) Sm=(bh2)/8=0.1*0.152/8=2.81*10-4m3 则
QSm70.821032.811041090.mPa<0.9[]1.53m512I b2.8110101008
:
结论:100*150mm横向方木抗剪符合要求。 3、在箱梁横梁位置每根方木挠度计算
x方木最大挠度:
fmax(5/384)[(ql4)/(EI)](5/384)[(86.380.)/(891062.81105)] =5.74*10-5m<L/400
=0.6/400 =1.5*10-3m 说明挠度满足要求。
结论:碗扣式支架立杆顶托上100mm*150mm横桥向方木验算满足要求。
5.3.2箱梁底模板下纵桥向方木验算
72
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专项施工方案
碗扣架顶托上纵桥向采用100*100mm规格的方木,方木跨度按立杆在纵桥向的跨度300mm,纵向方木间距250mm。将方木简化为如图的简支结构(偏于安全),木材的允许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算,实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。
(kN/m)q(kN/m)方木材质为杉[σw]=11mPa[στ]=1.7mPaE=9000mPa底模下纵桥向方木受力简图
以墩顶横梁最不利位置处进行验算:
按桥墩顶横梁处17m宽底板范围内,方木纵桥向跨度L=30cm进行验算。
1、方木间距计算 q1=2*17*26 =884kN/m2
q(q1q2q3q4)B
=(884+1.5+3+2)×0.3 =267. 15kN/m
M(1/8)ql2
=(1/8)×267.15×0.32 =3.0kN〃m
W(bh2)/6
73
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专项施工方案
=0.1×0.12/6 =1.67×10-4 m3 则:nM/(W[w])
=3/(1.67×10-4×11000×0.9) =1.81 n取整数2根 dB/(n1)
=0.3/(2-1) =0.3m
注:0.9为方木的不均匀折减系数。
经计算,方木间距小于0.3m均可满足要求,实际施工中为满足底模板受力要求,方木间距d取0.25m,则箱梁底板范围内纵向方木根数:n=17/0.25=68根。
2、每根方木挠度计算
方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12
=8.333×10-6m4
则方木最大挠度:
fmax(5/384)[(ql4)/(EI)]
=(5/384)×(266.55×0.34)/(68*9×106×8.333×10-6) =5.51×10-6m<L/400=0.6/400=1.5×10-3m 3、每根方木抗剪计算
Sm0.10.12/81.25104m3
74
重庆建工市政交通工程有限责任公司 宜宾滨江大道一期一标段桥梁支架
专项施工方案
Im0.10.13/128.333106m4 Q0.607qL0.607*266.55*0.3
=48.kN(按四跨连续计算)(见路桥施工计算手册
P762-765页表)
QS48.1031.251041090.11mPa<0.9[]1.53mPa612Ib688.3331010100 结论:碗扣式支架立杆顶托上纵桥向方木验算满足要求。
5.3.3箱梁底模验算
箱梁底模采用优质竹胶板,竹胶板厚度12mm。铺设在支架立杆顶托上纵桥向方木上。纵桥向方木间距均按25cm布置,横桥向方木间距按60cm~90cm间距布置;底模验算按横桥向方木上纵桥向方木间距25cm布置计算。取各种布置情况下最不利位置进行受力分析,并对受力结构进行简化(偏于安全)如下图: 通过前面分析计算及布置方案,纵桥向方木布置间距分别为0.25m,为底模板荷载最不利
位置,则有: 竹胶板弹性模量
E=5000MPa 底板的截面惯性矩
75
q(kN/m)q(kN/m)重庆建工市政交通工程有限责任公司 宜宾滨江大道一期一标段桥梁支架
专项施工方案
I(bh3)/12(1*0.0123)/12=1.44*10-7m4
模板厚度计算: 砼荷载:q1=139.46kN/m2
q(q1q2q3q4)l(139.46+1.5+1+2)*0.25=35.99kN/m
2则:MmaxqL/835.99*0.252/8=0.281kN〃m
模板需要的截面模量:
WM/[w]0.90.281/(0.9*11*103)=2.84*10-5m3
取模板的宽度b为1.22m,根据W、b得h为:
6W62.84105h0.0118m
b1.22则:根据实际材料的规格,模板采用2440*1220*12mm规格的竹胶板。
结论:采用12mm竹胶板底模板满足要求。
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第三章 连续箱梁质量保证措施
第一节 试验工作的质量保证措施
⑴ 按规定的频率进行原材料的抽验工作,确保各种试验的有效性和准确性,认真把好质量关。
⑵ 按设计要求进行配合比设计工作,针对施工要求及原材料实际情况确定施工用配合比,在现场设试验人员对混凝土的拌合质量进行控制。
⑶ 对于试验设备,须按规定做好计量检定工作,在使用过程中要随时发现掌握可能出现的偏差,以保证计量设备的准确。
⑷ 对预应力施工用设备,按规定进行千斤顶、油压表进行检定,保证钢束的张拉质量。
第二节 测量工作的质量保证措施
⑴ 对现浇箱梁施工用的测量仪器,要按计量要求定期到指定单位进行校定,施工过程中,如发现仪器误差过大,立即送去修理,并重新校定,满足精度要求后,方可使用。
⑵ 施工基线、水准点、测量控制点,定期半年校核一次,各工序开工前,校核所有的测量点。
第三节 模板及支架质量保证措施
⑴ 对于现浇箱梁所使用的模板,要保证有足够的强度、刚度、平整度和光洁度并要装拆方便,并采用优质脱模剂涂刷模板表面。
⑵ 在支架搭设前对设计钢管支架向作业队进行认真技术交底,以保证现场拼装情况与计算值相一致。
⑶ 支架经合格后,方允许交付使用,并向下一工序人员详细交底,提醒注意事项。
⑷ 模板、支架使用过程中,派专人不断检查,发现问题及时解决。 ⑸ 拆卸模板、支架时,按规定顺序拆除,小心轻放,决不允许猛烈敲打和
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拧扭,并将配件收集堆放。
第四节 钢筋加工及安装质量保证措施
⑴ 钢筋验收:必须要有出厂质量保证书,没有出厂保证书的钢筋不予进场,对使用的钢筋,严格按规定取样试验合格后方能使用。
⑵ 钢筋焊接:操作人员必须持证上岗,焊接头要经过试验合格后,才允许正式作业,在一批焊件中,进行随机抽样检查,并以此作为对焊接作业质量的监督考核。
⑶ 钢筋配料卡必须经过技术主管审核后,才准下料,下料成型的钢筋,按图纸编号顺序挂牌,堆放整齐,钢筋的堆放场地要采取防锈措施。
⑷ 钢筋绑扎完毕,经过监理工程师验收合格后,方可浇注混凝土,在混凝土浇筑过程中,必须派钢筋工值班,以便处理在施工过程中发生的钢筋及预埋件移位等问题。
第五节 混凝土质量保证措施
⑴ 试验人员在搅拌站监督检查配合比执行情况以及原材料、坍落度、试件取样、称量衡器检查校准以及拌合时间是否相符。
⑵ 混凝土运抵现场后,必须经过坍落度试验,符合要求后才能浇筑,若坍落度损失过大,试验人员可根据实际情况征得监理工程师同意后加入适量水泥浆,以确保混凝土的水灰比不变,并要搅拌均匀后方可浇注。
⑶ 混凝土采用泵送施工时,输送管接头要密封,保证不漏气,管道安装要顺直、并垫平,泵送混凝土之前要先泵送一定数量的水泥砂浆润滑管道。
⑷ 浇注混凝土前,全部模板和钢筋清洗干净,不得有杂物,并经监理工程师检查批准后方能开始浇注,混凝土的浇注方法,必须经过监理工程师的批准。
第四章 施工组织
为确保现浇箱梁施工能优化资源配置,减少积压浪费,确保资源供应有序,对现浇箱梁施工进行精心组织,合理安排,分区段平行流水作业,实行均衡生产,确保施工进度和工程质量。
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第一节 人员组织
针对现浇箱梁施工,经理部安排一名副经理专职负责。同时安排各部室、各施工队配合副经理抓安全质量、进度。人员配备如下:
现浇箱梁现场管理人员配置
岗位 施工现场负责人 汤献文 技术负责人 李志强 姓名 职责 负责现场施工总体策划、管理、协调 对现场施工技术把关、负责现场技术管理 负责现场施工质量控制 负责现场施工安全管理、保障工作 负责现场具体试验工作 负责现场具体技术工作 专职质量检查员 张森林、徐志 专职安全员 试验 技术人员 合计 孟建国、闵万海 尹俊、张森林 、罗洪荣、余果 11人 现场作业人员配置表 序号 1 2 3 4 工种 电焊工 绑扎工 模板工 张拉工 人数 8 20 20 8 序号 5 6 7 8 工种 振捣工 电工 架子工 其他人员 人数 15 3 15 10 第一节 机械设备配置
主要施工机械配置表
序号 1 2 3 设备名称 汽车吊 汽车吊 汽车吊 型号 数量 序号 50t 25t 16t 1台 2台 1台 6 7 8 设备名称 电焊机 张拉油顶 张拉油顶 型号 BX1-500 300t 400t 数量 5 4 4 79
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4 5 天泵 砼罐车 1台 12m3 6台 9 10 张拉油顶 张拉油顶 500t 24t 4 4 第五章 安全保证措施
第一节 高空作业的安全保证措施
从事高空作业人员,定期进行体格检查,凡不适宜高空作业的人员,不得从事此项工作。严禁高血压、心脑血管病人登高作业,严禁酒后登高作业。作业人员拴安全带、戴安全帽、穿防滑鞋。高空作业人员配给工具袋,小型工具及材料放入袋内,较大的工具,拴好保险绳,不得随手乱放,防止堕落伤人,严禁从高空向下乱扔乱丢。双层作业或靠近交通要道施工时,设置必要的封闭隔离措施或设置防护人员及有关施工标志。高空作业所用梯子不得缺档和垫高,同一梯子不得二人同时上下。高空作业与地面联系,有专人负责,或配有通讯设备。高空作业铺设纵、横梁及支架时,铺设步行板,步行板两端绑扎,不得留探头板。
夜间不得进行高空作业。六级以上大风,为确保施工人员的人身安全,停止高空作业。
第二节 支架施工安全保证措施
支架和模板有足够的刚度和强度。支架基础必须坚实,承载力足够,防止发生沉降和水平位移。支架按设计搭设,各部件不能随意删减,接头按规定的扭矩拧紧。不得施加超出支架各部分允许承载力的荷载。不得使用不合格的支架材料。支架搭设完毕,必须进行堆载预压。支架拆除必须在混凝土强度达到设计、规范规定值后方可进行,拆除顺序自上而下。支架上现浇梁板周边设置操作平台栏杆,并挂密护网。
第三节 预应力施工安全技术措施
预应力钢绞线下料,在清理干净的硬化场地进行。场地内严禁动用电焊设备,防止电焊弧击伤钢绞线,造成钢绞线在张拉时断裂伤人。
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夹片、锚具进场后仔细检查夹片、锚具的硬度和圆锥度以及夹片有无裂纹、有无锈蚀现象,以保证夹具具有足够的自锚能力,防止夹片、锚具弹出伤人。
采用油顶、油表相互匹配的预应力张拉施工设备,在使用一定时间或次数后及时校验,防止因油顶、油表不匹配造成张拉力控制不准确,产生安全事故。
锚垫板安装角度位置严格按设计要求,并采取锚筋与粱体钢筋焊接的方法确保锚垫板角度、位置准确。以防应力过大,造成锚垫板松动,造成预应力施工安全事故。
在张拉施工时,精确调整油顶位置确保油顶、工具锚、锚具、锚垫板位于同一条线上,确保预应力施工安全。
张拉油顶采用安全可靠的钢支架配合导联吊挂,以防油顶吊落,伤及张拉操作人员。
张拉作业区设立钢筋栅栏及安全防护网,并设立安全防护标志,严禁非作业人员进入。
张拉或退锚时,张拉油顶后面严禁站人,并在张拉作业区后方设置木防护板以防预应力筋拉断或锚具、夹片弹出伤人。
张拉作业时设置专人负责指挥,测量伸长量时,停止油顶张拉。
张拉液压系统的高压的接头加防护套,以防漏油伤人。高压在正式使用前作承压检查,保证的正常使用。
第四节 防洪、防台安全保证措施
5.4.1防洪安全保证措施
宜宾地区属亚热带季风性气候区,雨季来得早,且持续时间长,降雨量大,长江边风力大,对工程施工影响大,我们将在施工组织安排上给予周密考虑,统筹安排,尽可能减少雨季对工程施工的影响。具体措施如下:
(1)项目经理部成立由项目经理为组长的防汛抗台领导小组,由项目副经理主抓此项工作,负责汛期、台风季节日常工作的调度和指挥,做到统一协调、步调一致。在汛期及台风季节,加强与宁波市高等级公路工程指挥部及当地气象部门联系,掌握汛期汛情及台风动态,及早安排,进行规避,防患于未然。
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(2)各项目队成立现场防汛抢险突击队,汛期、台风季节工地设专人负责值班,发现异常立即报警。储备防汛物资,作好防汛准备,制定专项防洪措施,并随时待命,应对各种可能发生的险情。
(3)施工方案及临时设施符合防汛要求和防汛标准,准备充足的防汛、防洪材料和排水机具,施工期间保证场内各种临时排水设施的有效畅通。截水沟、弃土堆的排水设施在雨季前完成。雨季定期派专人疏通水沟、整修道路,防止淤塞,保持便道畅通。
(4)汛期增派巡守人员,备足防汛物资(如草袋、麻袋、粘土、草绳等)和防洪机械(如抽水机、潜水泵等)。
(5)汛期积极配合地方进行周围河道的清障工作,疏通工程周围的既有排水系统,拆除影响排洪的施工设施,做好防洪排水工作。
(6)浇筑混凝土前必须和气象站联系,有大雨和中雨不进行浇筑,若因工期关系有小雨也需浇筑,则须准备足够的防雨设施,用油布、塑料布等覆盖,并设法准备适量雨篷。
(7)刚浇好的混凝土若遇雨,采用下面用塑料薄膜,塑料布等,上面再盖草袋,以免影响混凝土表面光泽。
(8)下雨时搅拌混凝土应随时测定砂、石料含水量,及时调整水灰比。 5.4.2防台组织实施措施 (1)组织措施
成立防汛抗台领导小组(含预报信息室):其职责是统一组织,指挥参与本工程施工人员防台,由项目经理担任组长,项目总工程师担任副组长。
成立抢险突击队:其职责是根据防台领导小组指令组织参加紧急意外情况下的各项抢险活动,由项目副经理任队长。
设置防台调度室,记录公布台风走向信息,协调调度本项目部职工、设备参加应急抢险抢救。 (2)实施措施
a、对所有生活区、办公区、生产区、仓库各建筑房屋进行加固。
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b、对各类电气设备应用塑料布内包,彩条布外包,铁丝捆扎牢固,防止进水受潮,属可移动性和电气设备尽可能高置,避免水浸泡。以电工为主,由专人负责实施。
c、对各气焊作业点的氧气瓶、乙炔分开存放,同时固定,防止滚动发生意外。以加工组为主,由专人负责实施。
d、各类行走的机械退回项目经理部停车场或项目队操场内停置,由各设备操作手负责实施。
e、露天停放的各小型设备置于各使用班组房内,尽可能给予固定。 f、施工用木料集中存放、捆好,用细铁丝系于牢固点,防止风吹浪漂流失。 g、搅拌站水泥罐顶端要相互连接,并拉好四个方向的缆风绳。由专人负责实施。
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