1、现浇砼箱梁钢管支架施工方案及计算书河南省大河筑路有限公司 焦海彦一、 工程概况河南新郑市某大桥上部构造为现浇C50预应力砼箱梁。主桥长125米，三孔连续，即35m+55m+35m，箱梁为变截面，下缘为抛物线状，梁高最小为1.8米，最厚处为3.20米。梁宽度36m，分左右两幅，左右幅之间简易铰接。其半幅断面顶宽18m,底宽14m为三箱室构造。全桥箱梁C50砼3954.6m3。箱梁施工按照图纸设计，采取碗扣式钢管满堂支架上浇施工，分左右两幅，逐次浇筑。由于该桥跨越水库，桥位处水深2-4米，在下部结构施工时，已筑岛围堰，填至高处水位1米以上在筑岛和随后的承台基坑回填时，由于水位的影响，土的压实效果不2、好，再加上回填土深3-5米，支架地基的承载力较为软弱，在箱梁支架设计时必须重点考虑地基的问题。二、 编制依据1、设计图纸2、公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2011）3、公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ 024-2007）4、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ 166-2008）5、建筑施工扣件式脚手架安全技术规范（JGJ 130-2001）6、公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2002）三、 施工方案1. 对地基的处理针对支架地基土回填较厚、承载力低并且分布不均匀等特点，在承台基坑土回填时，必须分层压实，先用挖掘机碾压，待回填至一定厚度后，再用20t压路机分层碾压。土3、基顶控制标高为106.2。支架下部承载层的结构为30cm厚C15砼+70cm厚的砖渣垫层，砖渣要分2层填筑碾压，砼面层标高控制在107.2。2、碗扣式钢管满堂支架的搭设采用48碗扣式钢管搭设支架，按半幅施工，先施工左半幅，再施工右半幅。支架纵向立杆间距主要分0.6m和0.9m两种布局。桥墩占前后由于梁体体积大，按纵向间距0.6m布置，而跨中梁体相比较小，按0.9m布置。立杆横向间距主要分0.6m、0.9m和1.2m三种布局。翼板下采用1.2m。箱室下采用0.9m,而箱室侧墙下采用0.6m。水平杆步距为1.2m,个别部位高度不足时，灵活调整。顶板以下翼板下段考虑到箱室外墙的水平侧压力，步距按0.4、8m。并且从顶向下向内布置2道以上斜拉杆用扣件固定于立杆上，使支架横断面形式成几何不变体增强横向稳定性。在纵向、横向每隔4-5道立杆布置剪力撑，按W行布置，用扣件固定于相交的立杆，一道斜拉杆内固定不少4道的立杆使支架在纵、横方向形成几何不变体。支架布置具体见附图钢管支架施工完毕后，开始布设模板托架，在立杆顶部纵向布设扁铁（10050），在扁铁上横向布设100100带木，并用铁丝固定于扁铁上，在带木上铺设箱梁顶板，用铁钉钉牢。3、 支架预压按照设计要求，当支架及模板底板搭设完成后，逐孔进行支架预压，用吊袋装土，按梁重的1.2倍荷载，布载前后要安排技术人员对有代表性的立杆进行观测，认真测量记录布测5、点在布载前后的沉降值，预压期为7天。卸载后，根据预压的沉降数据，对支架及托架进行相应的调整，并设置预拱度，以抵消支架的弹性变形。4、 支架的拆除在箱梁的预应力筋管道压浆后，并且待水泥浆强度达到28MPa以后，才允许拆除支架支架拆除必须从上到下逐层拆除，不允许交叉拆除，其它细则应按照建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范作业。四.支架计算书1.选取0#台前2m断面、2#墩前后断面 、跨中断面为验算点。2.荷载 荷载分恒载及动载两部分组成。恒载包括梁体砼重q1,模板及托架q2，支架自重q3 ,砼按25KN/m3计算，模板按0.5 KN/m2计算，支架按实际重量逐根计算。动载包括施工人员及机械荷载q46、，振捣砼时产生的荷载q5和风荷载w,q4按1 .0 KN/m2计算，q5按2.0 KN/m2计算，水平风荷载标准值Wk=0.7Mz Ms Wo,其中Mz为风压高度变化系数，取1；Ms为风荷载体型系数Ms=0.8，其中为挡风系数，Wo为基本风压，郑州地区取0.45 KN/m2截面=0.048=0.143截面=0.048=0.136截面=0.048=0.102荷载组合计算荷载Q=1.2（q1+ q2+ q3）+1.4（q4+ q5），单立杆支撑力为N荷载计算结果 表1荷载截面1截面2截面3q1KPaKN29.8613.4459.2522.2217.5811.87q2KPaKN8.510.2291.7、340.5040.590.399q3KPaKN0.800.3670.5380.2020.5210.357q4KPaKN10.45810.37510.71q5KPaKN20.91620.7521.42合计KPaKN41.6018.7777.5529.0926.6316.64WkKPa0.0360.03430.02573.按照建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范对立杆计算水平风荷载对立杆产生的弯矩Mw, Mw=1.4al02 Wk/10 式中a为立杆纵距（m）；l0为立杆计算长度，取1.2m, Wk为风荷载标准值（KN/m2）,见表1立杆压弯强度式中：为钢管轴心受压稳定系数，取0.744；为钢管截面积8、，取4.89cm2 =4.8910-4 m2；为截面塑性发展系数，取1.15，为有效弯矩系数，取1；w为立杆截面模量w=5.08 cm3=5.0810-6 m3；Ne为欧拉临界力Ne=2EA/2=171KN；f为钢管抗弯拉强度设计值，取205MPa计算结果 表2计算分项截面1截面2截面3单杆压力Nw(KN)水平风荷载值Wk(KPa)立杆纵距a(m)水平风弯矩Mw(KN.m)立杆应力（MPa）安全系数K18.770.0360.64.3510-352.343.9129.090.03430.64.1510-380.732.5216.640.02570.94.6610-346.424.42计算结论通过9、通过通过4、地基承载力计算以最危险的截面2进行地基承载力计算，从上计算得知，单根立杆压力Nw为29.09KN。根据对现场试验用轻型贯入试验测得392MPa,土基回弹模量E0=30MPa,承载板试验加载至50KN时，弹性沉降量1.95mm，其中承载板直径为30cm，回填砖渣后测得砖渣顶回弹模量E0=123MPa，弹性沉降量（加载40KN）0.85mm。按照公路水泥砼路面设计规范计算基本资料 C15砼 弯拉强度fr=2.5 MPa,弯拉弹性模量Ec=21Gpa=21000MPa , 砼厚h=0.3m,地基顶当量模量Et=123 MPa 计算.荷载应力=0.5370.3(21000/123)1/3=10、0.894ms=0.05230.49h-2=0.55MPapr=Kr Kf Kcs=11.21.640.55=1.08 MPa式中为砼板的相对刚度半径（m）；Kr为接缝传折减系数，取1.0；Kf为疲劳应力系数，取1.64；Kc为综合系数，取1.2；s为计算荷载下产生的应力（MPa）；pr为荷载引起的疲劳应力（MPa）.湿度应力tm=（10-5210000.388）/20.44=1.22 MPaKt= Kttm=0.579 1.22=0.71 MPa式中为温度疲劳应力（MPa）；温度翘曲应力（MPa），ac为砼的线膨胀系数，取10-5/;Tg最大温度梯度，查表取88；Bx为综合温度应力系数，查表取0.44；a、b、c为回归系数，查表取0.855,0.041,1.355；Kt温度疲劳系数.计算砼板弯拉应力确定目标可靠度系数=1.13，则（pttr）1.13（1.08+0.71）2.02Mpafr2.5Mpa从以上计算结果可知，在土基、砖渣垫层和混凝土面层的联合作用下，混凝土面板在满载时，荷载引起的弯拉应力小于设计标准值，满足荷载要求。