1、星辉路（高鼎路-瓦浦路）新建工程盖梁抱箍法施工方案江苏宏鑫路桥建设有限公司星辉路新建工程项目部二零一二年十一月目 录一、方案概述 3二、编制依据 4三、施工重点与难点 5 四、盖梁抱箍法结构设计 5五、盖梁抱箍法施工设计计算 8六、安全管理及保证措施 20七、施工应急救援预案 22盖梁抱箍法施工方案一、方案概述1、工程简介 星辉路新建工程本次施工部分道路长度约1860 米，宽度为14 米。其中桥梁三座：3#桥三跨简支梁桥8m+10m+8m 装配式空心板梁，桥宽24.6m，5#桥三跨简支梁桥8m+8m+8m 装配式空心板梁，桥宽24.6m，6#桥三跨简支梁桥8m+8m+8m 装配式空心板梁，桥宽2、16.6m。墩柱为五柱（6#桥）式、及八柱式（3#、5#桥桥）结构，立柱高2m，立柱上方为盖梁，如图1所示。本图尺寸为三号桥盖梁示意图，该盖梁设计尺寸为2460mm1600mm1340mm（长宽高），设计砼46.05立方米（最大方量），计算以该图尺寸为依据，其他尺寸形式盖梁施工以该计算结果相应调整。图1 盖梁正面图（单位：cm）2、设计概况1、上部结构：采用三跨简支梁桥8m+10m+8m 装配式钢筋混凝土空心板梁，预制吊装。采用桥面连续式，三跨一联。2、下部结构：桥墩采用排架式桥墩，桥台为轻型桥台，桩基采用直接1000mm钻孔灌注桩，单排布置。3、桥面铺装：从上至下采用100mm沥青混凝土+防3、水层1mm+100mmC40钢筋砼。4、伸缩缝：全桥在0#台、3#台处各设置一道RGC-40型钢伸缩缝，在1#墩、2#墩处各设置一道桥面连续缝。5、搭板：桥台台后机动车道与非机动车道部分设置长8m的搭板，板厚400mm，材料采用C30钢筋混凝土。6、桥面设2%横坡，由墩台形成，桥面标高不足部分可由砼铺装层调整。3、周边施工概况桥梁南侧施工便道畅通，无任何障碍物。桥墩盖梁施工困难，所以本桥盖梁采用抱箍法施工。本次计算选择3#桥墩盖梁为例，验算盖梁施工中的抱箍应力是否达到施工要求。3#桥墩盖梁为八柱式桥墩，墩柱中心距离为3m，上方盖梁长24.6m，宽1.6m，高1.34m，砼浇筑量为46.05m34、。二、编制依据 1、星辉路新建工程桥梁施工图纸 2、公路桥涵施工技术规范JGJ041-2000 3、星辉路新建工程岩土工程勘察报告 4、建筑施工模板安全技术规程JGJ162-2008 5、混凝土结构设计规范GB5010-2010 6、城市桥梁工程施工与验收规范 7、江苏省建筑安装工程施工技术操作规程-混凝土结构工程 8、城市桥梁工程施工与质量验收规范CJJ2-2008 9、 建筑施工安全检查标准JGJ59-2011 10、模板施工规范JGJ162-2008三、施工重点与难点 根据昆山市住建局安监站要求对危险性较大需论证的抱箍内容如下：1、3#桥1#墩、2#墩墩帽梁截面：24600mm1600m5、m1340mm（长宽高）2、5#桥1#墩、2#墩墩帽梁截面：24600mm1600mm1240mm长宽高）3、6#桥1#墩、2#墩墩帽梁截面：16600mm1600mm1160mm长宽高） 四、盖梁抱箍法结构设计 抱箍法其力学原理：是利用在墩柱上的适当部位安装抱箍并使之与墩柱夹紧产生的最大静摩擦力，来克服临时设施及盖梁重量。设计原理图（见附件）安放柱箍前先在墩柱四周用钢管搭设简易支架，计算好柱箍安放高度，用吊车将柱箍安放到位。抱箍安放好后，用汽车吊将I16工字钢（160mm88mm6mm，高宽腹厚）装置在抱箍牛腿上，用作纵梁用，为防止两个工字钢侧向倾覆，两根工字钢间用钢筋焊接加固，每处工字钢上6、下各焊接一道钢筋，每处间隔2m。当纵梁安放完毕后，即可在其上边安放横梁，然后铺设底模具体顺序如下抱箍安装 纵梁安装 横梁安装 盖梁底模安装 复核底模 测定轴线 安装盖梁钢筋 安装盖梁侧模 安装端模 浇筑混凝土 . 1、侧模与端模支撑 侧模为特制木模板,竹胶板厚度为15mm，木方肋板高为90mm。在侧模外侧采用间距60cm的双道48的钢管作竖带，竖带高1.5m；在竖带上下各设一条12的栓杆作拉杆，上下拉杆间间距0.7m，在竖带外设48的钢管斜撑，支撑在横梁上。端模也为特制木模板,竹胶板厚度为15mm，木方肋板高为90mm。在端模外侧采用间距60cm的双道48的钢管作竖带，竖带高1.5m；在竖带外7、设48的钢管斜撑，支撑在横梁上。 2、底模支撑底模为采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，在底模下部采用间距0.3m48钢管作横梁，钢管长4m。盖梁悬出端底模下设三角支架支撑，三角架放在横梁上。横梁底下设纵梁。 3、横梁 在底模下部采用间距0.3m48的钢管横铺作为横梁，钢管长4m，型号为48mm。在底模两边外侧用长4m的纵向钢管把间距为0.3m的横向钢管连接成一个整体。纵向钢管与横梁钢管之间采用扣件连接。 4、纵梁 在横梁底部采用两根I16工字钢作为纵梁，单根纵梁长30m。为防止两个工字钢侧向倾覆，两根工字钢间用钢筋焊接加固，每处工字钢上下各焊接一道钢筋，每处间隔2m，使纵梁形成整体，增加稳定8、性。 5、抱箍 抱箍采用两块半圆弧型钢板（板厚t12mm）制成，M24的高强螺栓连接，抱箍高30cm，采用18根高强螺栓连接。抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力，是主要的支承受力结构。为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层7mm厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。6、防护栏杆与工作平台设计、施工准备阶段安全预防措施、模板施工，浇筑混凝土过程风险大，隐患多，是施工重点控制环节之一。因此，在施工准备阶段对上述工程施工的各个环节作业 人员都要进行岗前安全操作培训、选责任心强、业务精干、思想素质优秀的工区管理人员，充实到施工生产一线，切实保证现场9、施工组织管理、进入高空作业区域配专职安全员对施工现场不间断巡逻监控、盖梁施工平台采用脚手架及脚手板铺设，周围采用钢管做护栏，并布设安全网；为方便施工人员上下工作，操作防护架上设置通道爬梯。、盖梁施工安全预防措施、高空作业时施工人员系安全带，戴安全帽；上下交叉作业时采取隔离措施。、施工平台采用脚手架及脚手板铺设，周围采用钢管做护栏，并布设安全网；为方便施工人员上下工作，操作防护架上设置通道爬梯；、制定安全文明施工经济责任制，设立专项职安全文明生产监督员。、在施工区设立安全文明生产警示牌，并做好安全防护设施的设立。 、所有参与施工的人员要做到持证上岗。、设有专门的安全员，负责施工现场内外在安全问题10、的检查与督促。 、用电开关板均做成盒式，专人操作，电工持证上岗。、保证钢管支架的稳定性：钢管底部支垫脚手板，支架底落在硬地基上，支架连接牢固，做到立杆竖直、横杆水平、剪刀撑到位。、必须制定安全操作规程和安全检查制度，严格执行，随时检查，并有必要的安全保护设施，凡从事电工、电焊工等特种作业人员， 必须接受特种作业安全培训，通过考试合格持证才能上岗操作，以避免发生各类事故栏杆采用48的钢管搭设，在横梁上每隔2米设一道1.2m高的钢管立柱，竖向间隔0.5m设一道钢管横杆，钢管之间采用扣件连接。工作平台上铺设5cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。五、盖梁抱箍法施工设计计算（一）、设计检算说明11、1、设计计算原则（1）在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。（2）综合考虑结构的安全性。（3）采取比较符合实际的力学模型。（4）尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。2、对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。3、本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。以做安全储备。4、抱箍加工完成实施前，必须先进行压力试验，变形满足要求后方可使用。（二）、横梁计算采用间距0.3m工48mm钢管作横梁，横梁长4m。共设横梁100根，横梁总重G4约为18kN。 1、荷载计算 （1）盖梁砼自重：G1=46.05m326kN/m3=1197.3kN （2）钢筋和模板自重：G2=88.3kN （3）施工活荷载与12、其它活荷载：G3=25kN横梁上的总荷载：G=G1*1.35+G2*1.35+G3*1.4*0.7+G4*1.35=1784.36kNq1=1784.36/24.6=72.5kN/m作用在横梁上的均布荷载为：q2= 72.5/1.6=45.3kN/m 2、力学模型 如图3所示。图3 横梁计算模型3、 横梁抗弯与挠度验算横梁的弹性模量E=2.1105MPa;惯性矩I=712cm4;抗弯模量Wx=102cm3为了简化计算，忽略两端0.3m悬挑部分的影响。最大弯矩：Mmax= 45.31/8=5.66kNm= Mmax/Wx=5.66103/(10210-6)57.7MPaw=158MPa 满足要求13、; 最大挠度：fmax= 5 q2lH 4/384EI=557.714/(3842.1101171210-8)=0.0005mf =1/400=0.0025m满足要求。（三）、纵梁计算纵梁采用单层2道I16工字钢，工字钢规格为高16cm，宽8.8cm，每道长24.6m。 1、荷载计算 （1）横梁自重：G4=18kN （2）纵梁自重：G5=55KN纵梁上的总荷载：GZ=G1*1.35+G2*1.35+G3*1.4*0.7+G4*1.35+G5*1.35=1858.61kN纵梁所承受的荷载假定为均布荷载，单排工字钢所承受的均布荷载q3= GZ/2L=11858.61/（224.6）37.8kN/m14、 2、力学计算模型建立力学模型如图4所示。图4 纵梁计算模型图3、结构力学计算（1）计算支座反力Rc：Rc=37.86/2=113.4KN最大剪力Fs=Rc=113.4KN（2）求最大弯矩：根据叠加法求最大弯矩。图5 纵梁计算单元一跨中最大弯矩Mmax1=q3L2/8=37.8*9/8=42.5KNm图6 纵梁计算单元二梁端最大弯矩Mmax2=1.52q3/2=2.25*37.8/2=42.5KNm叠加后得弯矩图： 图7 纵梁弯矩图所以纵梁最大弯矩Mmax产生在支座处，Mmax= Mmax2=42.5KN.m，远小于工字钢的允许弯矩M0=200kNm。（3）求最大挠度：工字钢刚度参数弹性模量：15、E=2.1105MPa，惯性矩：I=250500cm4。易知纵梁最大挠度发生在跨中或者梁端。纵梁端挠度fc1=qal3/(24EI)(6a2/l2+3a3/l3-1)=425001.533/(242.1101125050010-8)(61.52/32+31.53/33-1) -0.001m跨中挠度fc2=ql4/(384EI)(5-24a2/l2)= 425009.114/(3842.1101125050010-8)(5-243.1322/9.112) 0.0005m所以最大挠度发生在纵梁梁端为fc1=-0.001mfc1f=a/400=3.132/400=0.008m,满足要求。（四）、底模16、强度计算(1)荷载计算1、盖梁砼自重：G1=46.05m326kN/m3=1197.3kN(盖梁砼为46.05 m3）2.盖梁钢筋和模板自重：G2=88.3kN(其中模板重量根据模板加工资料，钢筋重量5533.3kg)3.横梁自重（100根长4.0m，48钢管）G4=100*4M*45N/M=18KN4.设备及施工荷载G3=25KN(假设浇筑时有工人及管理人员10名，80kg/人；小型机具5台，50kg/台；其他设备1450kg)5.砼浇筑冲击及振捣荷载G6= G1*0.25=1197.3kN *0.25= 299.3KN (说明：取砼重量的25%)总荷载为：G=G1*1.35+G2*1.3517、+G3*1.4*0.7+G6=1197.3*1.2+88.3*1.2+25*1.35+299.3 =2083.7KN以全部重量作用于底板上计算单位面积压力： F1=GS=2083.7（1.6m24.6m）=52.9KN/m2盖粱底模采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，竹胶板纵背肋间距为30cm，钢管净跨度L3=30cm,所以验算模板强度采用宽b=30cm平面竹胶板。h2=1.5cm,木抗弯强度fm取值为20Mpa。(2)、模板力学性能1.弹性模量E=0.110-5MPa。2.截面惯性矩：I=bh3/12=301.53/12=8.43cm33.截面抵抗矩：W= bh2/6=301.52/6=1118、.25cm34.截面积：A=bh=301.5=45cm2(3)、模板受力计算1.底模板均布荷载： q=Fb=52.90.3=15.9KN/m2.跨中最大弯矩：M=qlL2/8=15.90.30.3/8=0.18KNm3.弯拉应力：=M/W=0.1810-3/11.2510-6=16.9MPa=20MPa竹胶板板弯拉应力满足要求。 底模板受力计算模型图4.挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可按简支形式进行计算，计算公式为：f=5qL3/384EI=(515.90.3)/(38410-58.4410-3)=0.7mmL/400=0.75mm式中f-挠度 mm竹胶板挠度满足要求。综上，竹胶板受19、力满足要求。（五）、侧模及支撑计算1、力学模型假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受，Pm为砼浇筑时的侧压力，T1、T2为拉杆承受的拉力，计算图式如图2-1所示。2、模板、木方及竖带计算 砼浇筑时的侧压力：Pm=Kh 式中：K-影响系数，取1.2； -砼容重，取26kN/m3； h-有效压头高度。砼浇筑速度v按0.3m/h，入模温度按12考虑。 则：v/T=0.3/12=0.0250.035 h=0.6mPm1= Kh=1.2260.6=19kPa图2-1 侧模支撑计算图式砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。则：Pm=Pm1+4=19+4=23kPa（1）、模板验算盖梁侧面侧面采用15mm竹20、胶板，模板后面木方肋（5cm*10cm）间距为35cm，侧向压力均按最大压力23kPa考虑。1）底模板均布荷载： q=Fb=230.35=8.05KN/m2）跨中最大弯矩：M=qlL2/8=8.050.350.35/8=0.12KNm3）弯拉应力：=M/W=0.1210-3/11.2510-6=11.3MPa=20MPa竹胶板板弯拉应力满足要求。（2）、木方肋验算盖梁侧面侧面采用15mm竹胶板，模板后面木方肋（5cm*10cm）间距为35cm，木方后面为间距60cm钢管竖带，侧向压力均按最大压力23kPa考虑。1）木方均布荷载： q=Fb=230.35=8.05KN/m2）跨中最大弯矩：M=q21、lL2/8=8.050.60.35/8=0.21KNm3）弯拉应力：=M/W=0.2110-3/1510-6=14MPa=18MPa木方弯拉应力满足要求。（3）、竖带验算盖梁侧面侧面采用15mm竹胶板，模板后面木方肋（5cm*10cm）间距为35cm，木方后面为间距60cm钢管竖带，竖带每隔50cm设置一道拉杆，侧向压力均按最大压力23kPa考虑。1）竖带均布荷载： q=Fb=230.6=13.8KN/m2）跨中最大弯矩：M=qlL2/8=13.80.60.5/8=0.52KNm3）弯拉应力：=M/W=0.5210-3/1310-6=40MPa=100MPa竖带弯拉应力满足要求。3、 拉杆拉力22、验算盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）： P=Pm（H-h）+Pmh/2=230.74+230.6/2=23.92kN拉杆（16圆钢）间距0.6m，0.6m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。则有：=（T1+T2+T3+T4）/A=0.6P/2r2=0.623.92/264=35MPa=160MPa(可符合要求)（四）、抱箍计算1、荷载计算每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算Rc=33.86/2=101.4KN可知：支座反力Rc= 101.04kN,每个抱箍承受的竖向荷载N=2Rc=202.8kN,该值即为抱箍体需产生的摩擦力。 2、抱箍受23、力计算 （1）螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力N=202.8kN抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生，查路桥施工计算手册第426页：M24螺栓的允许承载力：NL=Pn/K式中：P-高强螺栓的预拉力，取225kN;-摩擦系数，取0.3；n-传力接触面数目，取1；K-安全系数，取1.7。则：NL= 2250.31/1.7=39.7kN螺栓数目m计算：m=N/NL=202.8/39.7=5.1个，按6个计，取计算截面上的螺栓数目m=18个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P=N/14=202.8/18=11.3KNNL=39.7kN故能承担所要求的荷载。 （2）螺栓轴向受拉计算砼与钢之间设24、一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取=0.3计算抱箍产生的压力Pb= N/=202.8kN/0.3=676kN由高强螺栓承担则：N1=Pb=676kN抱箍的压力由18条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N2=Pb/18=676kN /18=37.6kNS=225kN=N1/A= N2（1-0.4m1/m）/A式中：N2-轴心力m1-所有螺栓数目，取：18个A-高强螺栓截面积，A=4.52cm2=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=676000(1-0.410/5)/204.5210-4=12442.5kPa=14.95MPa=140MPa故高强螺栓满足强度要求。 （3）求螺栓25、需要的力矩M1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N2L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂M1=0.1537.60.015=0.085KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10M2=1N2cos10L2+N2sin10L2式中L2=0.011(L2为力臂)=0.1537.6cos100.011+37.6sin100.011=0.13(KNm)M=M1+M2=0.085+0.13=0.215(KNm)所以要求螺栓的扭紧力矩M0.0.215(KNm)3、抱箍体的应力计算：（1）、抱箍壁受拉产生拉应力拉力P1=18N2=676（KN）抱箍壁采用面板12mm的钢板，抱箍高26、度为0.3m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.0120.3=0.0036 (m2)=P1/S1=676000/0.0036=187.8(MPa)=215MPa满足要求。 （2）、抱箍体剪应力=（1/2N）/（2S1）=（1/2202800）/（20.0036）=14.08106(Pa)=14.08MPa=98MPa根据第四强度理论W=（2+32）1/2=（132.62+314.082）1/2=134.1MPa=215MPa满足强度要求。六、安全管理及保证措施（一）、安全生产保证体系组织结构图 项目经理部应急组织机构框架图 工地现场总指挥：徐少纯工地现场副指挥：马华军保卫疏导组：肖干友消防灭火组27、：彭骏亚 物资抢救组：魏来伤员营救组：陈文鹏后勤供应组：康有礼（二）、人员岗位职责（1）建立以项目经理为首的分级负责的安全生产保证体系。项目经理是安全生产的第一责任人，统筹协调、指挥、全面负责安全管理。（2）施工负责人是安全管理的第一直接责任人，代表项目部行使安全管理的权力，负责本工程安全标准的制定，执行情况的监督与检查。（3）技术负责人是安全技术的第一责任者，负责安全技术措施的编制、审核。（4）、工长、专职安全员在项目部的统一领导下，具体负责安全技术、措施的执行，领导劳务作业队伍开展安全生产建设，是安全生产有力保证层。（三）、安全教育、培训制度（1）严格执行三级安全教育制度。项目部对一线施工28、人员着重进行安全基本知识、施工工艺、操作规程的教育；班组对施工人员着重进行本工种岗位安全操作及班组安全纪律教育；（2）参与本工程高模支撑体系的搭设人员应具备相应的技能，持证上岗率达100%；（3）技术负责人应根据支撑系统设计，向现场施工人员进行立杆间距、步距、扫地杆、双向剪刀撑、连接杆件等设计数据、质量要求和安全技术措施等一系列内容的技术安全交底。（四）、安全监督、检查制度（1）工人在作业前要对自己使用的机具、劳动保护用品以及本班组作业区段的安全设施进行应进行检查，发现问题应向项目管理人员汇报，待隐患消除后方可开始作业。（2）工地专职安全员对作业区段进行巡视、检查。如发现事故隐患，应及时提出改29、进措施，督促实施并对改进后的设施进行检查验收。指导、督促工人执行操作规程和正确使用劳动保护用品。（3）执行工序检查交接制度。对发现的不合格项制订“定人、定时间、定措施”的整改措施，在事故隐患没有消除前，必须采取可靠的防护措施，有危及人身安全的应暂停作业。七、施工应急救援预案目的是为确保有突发抱箍支撑坍塌事件影响到混凝土正常浇捣时，能有效地采取正确的措施，最大限度地减少突发事件扩大，保证工程施工质量，降低员工生命危险，最大限度减小经济损失。（一）、组织机构及职责1、应急救援小组名单：组长：成员：2、职责分工：（1）项目经理负责立即组织人员抢救伤员。（2）项目技术负责人、施工员负责组织人员进行抱箍30、支撑坍塌事故现场的处理。（3）安全员负责立即同医院、劳动、安全监督、公安等部门的联系，说明详细事故地点、事故情况。（4）材料员负责救援物资、车辆的调度。（二）、桥梁抱箍支撑坍塌事故应急措施1、事故发生后应立即报告应急小组。2、挖掘被掩埋伤员及时脱离危险区。3、清除伤员口、鼻内泥块、凝血块、呕吐物等，将昏迷伤员舌头拉出，以防窒息。4、迸行简易包扎、止血或简易骨折固定。5、对呼吸、心跳停止的伤员予以心脏复苏。6、尽快与蓬朗清华医院：0512-57812608取得联系，详细说明事故地点、严重程度。7、组织人员尽快解除重物压迫，减少伤员挤压综合症的发生，并将其转移至安全地方。若有骨折时应及时用夹板等简31、易固定后立即送医院治疗。8、抱箍支撑：（1）立即组织人员对坍塌及部分的薄弱环节进行清理和加固处理；（2）迅速清理混凝土、材料、机械设备等重物；（3）整理被损坏的钢筋铁骨和支撑体系。9、在没有人员受伤的情况下，现场负责人应根据实际情况布置补救措施，在确保人员生命安全的前提下，组织恢复正常施工秩序。10、现场技术负责人组织安全技术人员，对支撑体系的坍塌事故进行原因分析，制定相应的纠正措施，认真填写伤亡事故报告表、事故调查等有关处理报告，并上报上级救援领导小组。（三）、应急物资常备药品：消毒用品、急救物品（绷带、无菌敷料、创可贴等）及各种常用小夹板、担架、止血袋、氧气袋等。预备应急的物资：高压水枪、脚手钢管、扣件、山型弯、木方、胶合板、千斤顶、切割机等。（四）、联系电话相关方联系电话：蓬朗清华医院：0512-57812608，公安：110，消防：119，公司安全部：（五） 、应急救援路线考虑施工现场与最近医院位置，并考虑交通路况制定如下应急救援路线。详见附件（一） 附件一：附件二：附件三：附件四：