模板支架方案
一、工程概况
本工程位于xxxxxxxxx,桥跨布置为两孔净跨30米的空腹式钢筋混凝土板拱,下部结构为实体式墩台、扩大基础。全桥共长74.78米,全宽12米。桥梁主体受力结构为钢筋混凝土拱圈,行车系则为拱上立柱接简支钢筋混凝土板,把人行道的外边板外挂拱型挡板,并用蘑菇石饰面。
二、现浇拱圈支架
1、支架设计
拱圈现浇支架采用扣件式钢管满堂支架,支架布置计算按最不利荷载进行,初步拟定立杆布置为:在全拱范围按照60cm×40cm布置。
水平横杆按照120cm 步距布置,中间纵横向每5m 在横断面设连续剪刀撑,两侧面及端面分别设置剪刀撑,每4.5m 高设置一道水平剪刀撑。竖向调节钢管扣件全部采用3 个扣件扣住。为了保证扣件的受力满足设计及规范要求,均需在方木下添加一根纵向钢管,在支架顶托之上设置纵向和横向木楞,木楞之上安装模板。
支架设计计算详见拱圈满堂支架计算书。
支架布置详见满堂支架布置示意图。
通过计算按上述支架布置,立杆下最大支承力为11.755KN,为了加强地基局部承载力,在立杆下增加底垫板,底垫板用20#槽钢,分散应力集中。
地基承载力最大在拱中过1/3下,平均压力为0.041 N/m㎡,经过地基处理可以满足要求。
根据现场实际情况,考虑全部采用优质胶合木夹板作为模板较为合适。
2、支架预压
拱圈现浇支架在浇注混凝土前必须进行预压,按设计预压荷载在浇注完底板开始浇注顶板混凝土时,开始逐渐卸载,在实际施工时难以实现。现按先预压,通过预压时测量出的有关沉降数据,计算出预拱度,在支架模板安装时预留标高,以实现浇注完成的箱梁底面标高符合设计要求。
3、支架施工注意事项及要求:
(1)对选材的要求:
架杆主要采用外径48mm、壁厚3.5mm 的焊接钢管,立杆、大横杆、小横杆、斜杆的钢管长度以4~6.5m 为宜,脚手架钢管应符合下列要求:
A、钢管必须有产品质量合格证、质量检验报告等质量证明材料;
B、钢管表面必须平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道。
C、钢管使用前应对壁厚进行抽检,抽检比例不低于30%,对于壁厚减少量超过10%的应予以报废,不合格比例大于30%的应扩大抽检比例。
D、钢管必须进行防锈处理。
扣件应有出厂合格证,直角、回转、对接扣件要光滑、无裂缝,螺丝无锈蚀和滑丝,变形及损伤者严禁使用,钢管支撑采用的扣件必须符合下列要求:
A、扣件必须有生产许可证、检测报告和产品质量合格证等质量证明材料。
B、扣件使用前必须进行检查,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换。
C、扣件使用前应进行防锈处理。
跳板可采用钢、木、竹或钢木脚手板。
(2)对立杆的要求:
立杆是脚手架受力的主要杆件,落地立杆必须设有钢板底座,必须满足地基承载力的要求。
外立杆须高出建筑物面1.2m,防护栏杆不少于2 道。
(3)对横杆的要求:
大横杆应架设在立杆内侧同一水平面内,外横杆的搭接点应错开,不应设在同一跨间,接点应错开,纵向间距不少于50mm,同一垂直面内上、下相邻的同排大横杆间纵向水平偏差控制在50mm 以内。
小横杆应垂直放于大横杆之上,用扣件与大横杆紧固,靠近立杆者,应连接在立杆上。小横杆伸出大横杆外不少于100mm,横杆应水平设置,不得里高外低。
(4)对剪刀撑与连接杆的要求:
剪刀撑的设置应根据脚手架的长度决定。当脚手架长度小于30m 时,应设置在脚手架两端的双跨范围内;大于30m 时,除在两端设置外,还应在每隔30m 净距的双跨内设置。剪刀撑的斜杆应在立杆的外侧,与大横杆成45°夹角。
搭设剪刀撑时应将一根斜杆扣在立杆上,另一根斜在小横杆伸出部分上,斜杆两端距扣件距离不宜小于200 mm,最下边的斜杆与立杆的连接点距离地面不宜大于500 mm,以保证架子的稳定性。
(5)对辅助和防护措施的要求:
每步外立杆内侧应设1.2m 高防护栏杆和200 mm 高挡脚板。
用于行人道的斜道, 搭设位置应符合作业要求,其宽度不得小于1 m, 坡度以1:3 为宜。
每作业层下要满铺竹笆片,3 步以上,每米要有4 点用16#铁丝与小横杆绑牢。
脚手架必须满足荷载要求,并设缆风绳,确保脚手架的稳定性。按规定搭设安全网,系安全带,戴安全帽,确保人身安全。
使用前必须经过验收合格方可使用。
在安装扣件时必须将扣件放正后再拧紧螺栓。拧紧时,用力均匀,一般控制在40~50 牛顿米(4~5 公斤米),最大不得超过60 牛顿米(6 公斤米)。
(6)对脚手架拆除的要求:
拆除脚手架时,周围应设警戒标志,并设专人看管,禁止无关人员入内。拆除顺序应是由上而下,一步一清,不准上下同时作业。
拆除脚手架大横杆、剪刀撑时,应先拆中间扣,再拆两头扣,由中间操作人员往下顺杆子。
拆下的脚手架、脚手板、钢管、扣件、钢丝绳等材料,应向下传递或用绳子吊下,禁止往下投扔。
三、模板
1、模板材料
模板全部采用胶合木夹板。胶合木夹板结构为9层,厚度1.2cm,表面光滑,强度高,符合现浇拱圈混凝土对模板的要求。
2、施工顺序
模板由底模、侧模二个部分组成,一次次安装。
3、模板安装
(1)底模:在支架上安装纵横木楞,木楞上安装底模,底模板各种接缝要紧密不漏浆,在模板接缝上贴密封胶带,保证接缝平顺。
(2)外侧模:拱圈底板钢筋网片及立墙预埋钢筋绑扎完成后,在底模上以1米间距梅花形布置混凝土垫块,并与钢筋绑扎牢固,上下层钢筋网之间安装架立钢筋。
外侧模板,与支架钢管固定,用顶托水平安装顶紧模板。
外侧模板接缝背面设置木方,保证接缝平顺不漏浆,为保证混凝土外观的美观,侧模板的固定采用支架系统顶、夹的办法,与支架系统形成一个整体,不使用模板打孔穿拉杆的办法。
支架按承重架设计,间距不大于80cm×80cm,立杆顶端用顶托调节高度,设置两层纵横水平杆,同时设置剪刀撑,扫地杆和顶层水平杆以外的立杆自由端长度不大于15cm。
4、底模预拱度设置
安装底模时,底模标高按设计预拱度设置,应同时考虑支架弹性变形和非弹性变形的影响,以确保拱圈砼施工完毕后能达到设计标高要求。
5、模板脱模剂
为了保护模板方便拆模、美观,内外侧模在安装模板前,底模板在安装钢筋前要涂抹脱模剂,以确保外观质量。
满堂支架计算
一、计算依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
上海市工程建设规范《钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程》
(DG/TJ08-016-2004)
二、支架设计方案
拱圈现浇支架拟采用Ф48×3.5mm 扣件式钢管支架,支架高度为0.5~6m。
水平横杆按照120cm 步距布置,中间纵横向每5m 在横断面设连续剪刀撑,两侧面及端面分别设置剪刀撑,每4.5m 高设置一道水平剪刀撑。竖向调节钢管扣件全部采用3 个扣件扣住。为了保证扣件的受力满足设计及规范要求,均需在方木下添加一根纵向钢管。具体详见“支架布置示意图”。
三、支架力学验算
(一)、最不利荷载位置计算
综合考虑该拱圈的结构形式,在拱圈的1/3位置最重,按拱圈底宽计算,该断面面积为12×0.5=6㎡,该位置长度为3.2 m。对该位置进行支架检算:
1、支架布置以60×40cm 布置考虑,钢筋砼重量以26KN/m3 计
每延米重量为:6×1×26=156 (KN)
则单位面积承重为:q1=156KN/(6×1)=26 (KN/㎡)
由于钢管布置为60cm×40cm,则
单根承载力为:26 KN/㎡×0.6×0.4=6.24 (KN/根)
2、底模及内模构造荷载
取 q2=5KN/ ㎡
3、扣件式钢管支架自重(按6m 高度计算)
a、立杆自重(采用Ф48×3.5mm 钢管单位重量为3.84kg/m)
q31=0.0384KN/m×6m=0.2304 (KN/根)
b、可调托座
q32=0.045KN/m×1 个=0.045 (KN/根)
c、横杆自重
q33=0.0384KN/m×8×0.8=0.246 (KN/根)
d、扣件自重
直角扣件: q34=0.0132KN/m×(8×2+3)个=0.251 (KN/根)
对接扣件: q35=0.0184KN/m×1 个=0.0184 (KN/根)
所以扣件式钢管支架自重: q3= q31+ q32+ q33+ q34+ q35
=0.2304+0.045+0.246+0.251+0.184
=0.9564 (KN/根)
4、施工活荷载(参照规范4.2.2 表中结构脚手架施工均布活荷载标准值,以3KN/ ㎡计,基于安全考虑,取5KN/ ㎡)
q4=5KN/ ㎡
5、单根钢管设计轴向力
荷载组合:
施工恒载:NGK=(q1+ q2)×0.6×0.4+ q3
=( 26+5)×0.6×0.4+0.9564
=8.396 (KN/根)
活荷载: NQK= q4×0.6×0.4=5×0.6×0.4=1.2 (KN/根)
轴向力:N=1.2 NGK+1.4NQK
=1.2×8.396+1.4×1.2
=11.755 (KN/根)
6、钢管支架的稳定性检算
单根钢管截面面积(由于是旧管,按壁厚3mm计,另外乘以0.75折减系数):A=423.9×0.75=318mm2;回转半径:i=1.58cm
由于λ=l0/i=(h+2a)/i=(120+2×40)/1.58=127
查得φ=0.412
N/(φ×A)= 11755 /(0.412×318)
=89.72 MPa≤164Mpa
(其中,Q235 钢管容许应力为205Mpa×80%=164 Mpa,80%为旧管疲劳折减系数)
根据以上计算可知,钢管立杆的稳定性符合要求,安全系数164/89.72=1.8,其中未计算剪刀撑重量。
7、扣件受力分析
对于底板及腹板位置钢管均采用搭接控制
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