蒸水大桥梁加固加宽支撑系统施工方案

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蒸水大桥梁加固加宽支撑系统施工方案

面板采用胶合面板,厚度为18mm。

面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):13;

天然气支线管道建设项目站场控制设备自控:压力(差压)变送器技术规格书木方弹性模量E(N/mm2):9800.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000;

木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400;木方的间隔距离(mm):200.000;

木方的截面宽度(mm):50.00;木方的截面高度(mm):100.00;

钢筋级别:三级钢HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi);挑板混凝土强度等级:C40;

挑板的计算宽度(m):2.00;挑板的计算厚度(mm):300.00;

挑板的计算长度(m):50.00;

图2挑板支撑架荷载计算单元

面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度,取单位宽度1m的面板作为计算单元

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=100×1.82/6=54cm3;

I=100×1.83/12=48.6cm4;

模板面板的按照三跨连续梁计算。

5.1.1静荷载为钢筋混凝土挑板和模板面板的自重(kN/m):

q1=24×0.3×1+0.35×1=7.55kN/m;

5.1.2活荷载为施工人员及设备荷载(kN):

q2=1.5×1=1.5kN/m;

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:

其中:q=1.2×7.55+1.4×1.5=11.16kN/m

最大弯矩M=0.1×11.16×0.22=0.045kN·m;

面板最大应力计算值σ=44640/54000=0.827N/mm2;

面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;

面板的最大应力计算值为0.827N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

其中q=7.55kN/m

面板最大允许挠度[V]=200/250=0.8mm;

面板的最大挠度计算值0.002mm小于面板的最大允许挠度0.8mm,满足要求!

6.模板支撑方木的计算:

方木按照简支梁计算,其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=50×702×1/6=40.83cm3;

I=50×703×1/12=142.917cm4;

6.1.1钢筋混凝土板自重(kN/m):

q1=24×0.2×0.3=1.44kN/m;

6.1.2模板的自重线荷载(kN/m):

q2=0.35×0.2=0.07kN/m;

6.1.3活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):

p1=(1.5+2)×1.5×0.2=1.05kN;

6.2方木抗弯强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:

均布荷载q=1.2×(1.44+0.07)=1.812kN/m;

集中荷载p=1.4×1.05=1.47kN;

最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.47×1.5/4+1.812×1.52/8=1.061kN.m;

最大支座力N=P/2+ql/2=1.47/2+1.812×1.5/2=2.094kN;

方木的最大应力值σ=M/w=1.061×106/83.333×103=12.73N/mm2;

方木抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2;

方木的最大应力计算值为12.73N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13.0N/mm2,满足要求!

最大剪力的计算公式如下:

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力:V=1.5×1.812/2+1.47/2=2.094kN;

方木受剪应力计算值T=3×2094/(2×50×70)=0.89N/mm2;

方木抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2;

方木受剪应力计算值为0.89N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:

均布荷载q=q1+q2=1.44+0.07=1.51kN/m;

集中荷载p=1.05kN;

方木最大允许挠度值[V]=1500/250=6mm;

方木的最大挠度计算值4.246mm小于方木的最大允许挠度值6mm,满足要求!

7、木方支撑钢管计算:

支撑钢管支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;

集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1.812×1.5+1.47=4.188kN;

支撑钢管计算弯矩图(kN.m)

支撑钢管计算变形图(mm)

支撑钢管计算剪力图(kN)

最大弯矩Mmax=0.536kN.m;

最大变形Vmax=0.415mm;

最大支座力Qmax=11.693kN;

支撑钢管最大应力σ=0.536×106/4490=119.403N/mm2;

支撑钢管抗压强度设计值[f]=205N/mm2;

支撑钢管的计算最大应力计算值119.403N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度为0.415mm小于500/150与10mm,满足要求!

8、扣件抗滑移的计算.

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=11.693kN;

R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

9、模板支架立杆荷载标准值(轴力):

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

9.1静荷载标准值包括以下内容:

9.1.1脚手架的自重(kN):

NG1=0.138×9=1.246kN;

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。

9.1.2模板的自重(kN):

NG2=0.35×0.5×1.5=0.262kN;

9.1.3钢筋混凝土挑板自重(kN):

NG3=24×0.3×0.5×1.5=5.4kN;

经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=6.908kN;

9.2活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到,活荷载标准值NQ=(1.5+2)×0.5×1.5=2.625kN;

9.3不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算

N=NG+NQ=9.533kN;

10、立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式:

如果完全参照《扣件式规范》,按下式计算

立杆计算长度L0=h+2a=1.5+0.3×2=2.1m;

L0/i=2100/15.9=132;

由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.386;

钢管立杆的最大应力计算值;σ=11964.72/(0.386×424)=73.105N/mm2;

钢管立杆的最大应力计算值σ=73.105N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算

l0=k1k2(h+2a)

立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.167×1.014×(1.5+0.3×2)=2.485m;

Lo/i=2485.01/15.9=156;

由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.287;

钢管立杆的最大应力计算值;σ=11964.72/(0.287×424)=98.323N/mm2;

钢管立杆的最大应力计算值σ=98.323N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

四、立杆的地基承载力计算:

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

fg=fgk×kc=136kpa;

其中,地基承载力标准值:fgk=170kpa;

脚手架地基承载力调整系数:kc=0.8;

立杆基础底面的平均压力:p=N/A=68.68kpa;

其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:N=13.772kN;

基础底面面积:A=0.2m2。

p=68.68≤fg=136kpa。地基承载力满足要求!

五、水下立杆稳定性验算

立杆的稳定性计算公式:

N=9.533+2=11.53kN;

如果考虑到水下撑架的安全因素,水下立杆采取剪刀撑加固,取立杆计算长度为水深6m,适宜由下式计算

l0=k1k2(h+2a)

立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.167×1.014×(6+0.1×2)=7.3367m;

Lo/i=7336.7/159=46.1;

由长细比Lo/i的结果查Q235-A钢轴心受压构件的稳定系数表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.864;

钢管立杆的最大应力计算值;σ=11.53*103/(0.864×424)=31.5N/mm2;

钢管立杆的最大应力计算值σ=31.5N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

六、梁、板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]:

除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外,还要考虑以下内容

1.模板支架的构造要求:

a.梁板模板高支撑架根据设计荷载采用单立杆或双立杆;

b.立杆之间按步距满设双向水平杆,确保两方向足够设计刚度;

c.梁和挑板荷载相差较大,采用不同的立杆间距,在模向方向变距、纵向方向不变。

a.架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大,采用等步距设置;

b.支撑架步距设计为1.5m。

3.整体性构造层的设计:

a.水上作业,考虑增强整体性,和增大安全系数,按支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时,需要设置整体性单或双水平加强层设计,实际架高10M;

b.单水平加强层每10米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且与立杆连接,设置斜杆层数大于水平框格总数的1/3;

c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔15m设置,四周和中部每15m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层;

d.在任何情况下,支撑架的顶部和底部设水平加强层。

施工中满堂脚手架横距1.5m,纵距1.1m,步距1.5m。在拱肋梁下,支撑间距为:延桥跨方向纵距1.5m,垂直桥跨方向横距1.1m(通过斜撑加设),步距1.5m。如上图(梁截面加固图).边缘挑板人行通道支撑间距为:横距0.5m,纵距1.5m,步距1.5m.

a.沿支架四周外立面满足立面满设剪刀撑;

b.中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔15m设置。

5.顶部支撑点的设计:

a.钢管架木方直接支撑;

b.顶部支撑点位于顶层横杆时,靠近立杆,且不宜大于200mm;

6.支撑架搭设的要求:

a.严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均措开在不同的框格层中设置;

b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求;

a.精心设计混凝土浇筑方案,因拱肋施工采取自流平混凝土,模板支架施工过程中均衡加载;

b.严格控制实际施工荷载,砼加载施工时,钢筋等材料不能在支架上方堆放;

c.浇筑施工前后用水准仪进行沉降观测,浇筑过程中,派人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况及时解决。

a立杆接长时接长缝措开至少一步架,水下第一层立杆全部使用6m,根据水深及具体情况架设横向斜拉杆,水面最底可操作为即采用扫地杆。露出水面后加接杆,应用长6m和3.0m的立杆措开布置,至顶层再用两种长度的立杆找平,拱肋下方以拱曲线作为基准,根据施工架设模板需要,调整1.1M间距,并预留操作空间。

b立杆轴线定位准确,保证加固拱肋支模受力平衡,

c立杆的垂直度严格控制,全高的垂直偏差不大于5mm。

d斜撑的网格与架子的尺寸相适应。斜撑杆为拉压杆,布置方向架子横向限制(部份分组架设,特别注意架子底部横向架设),其它可任意。

e架管立杆施工尽量减少架接数量,减少架子本身间可压缩间隙。采取纵杆与墩柱台刚性连接,横杆采取钢管架锁固老桥立柱,考虑立杆顶部局部与拱圈刚性连接,增强架体整体稳定性。

f一般情况下斜撑与脚手架的节点相连。

g斜撑杆的布置密度,为整架面积的1/4;斜撑杆对称布置,且同部位应分布均匀,两侧边架加密。

h斜撑杆对于加强脚手架的整体刚度和承载能力的关系很大,按规定要求设置,不应随意拆除。

i在作业层的外侧和斜道、通道的两侧应设置护栏,加挂安全网,以确保安全。

j防止河道内浮漂物积蓄,设专人打捞清除。

9.预压(局部预压消除非弹性变形)

在支架上浇筑梁式上部构造时,在施工过程中和卸除支架后,上部构造可能要发生微弱的下沉和产生微弱的挠度。因此,为使上部构造在卸架后能满意地获得设计要求的拱肋梁底线性,采取在梁体底模铺设时预留一定数值的上拱度。预留一定数值的上拱度其值根据预压值设定。

按预留拱度支好后,按施工负载1.2倍系数进行加载预压。预压荷载为结构自重荷载。采用砂袋作加载物,在架体操作平台处用架板作预压平台或用绳子单杆四相等重挂压(或架体支模范围内堆压)。为了使加载的荷载强度与梁的荷载强度在横向上的分布一致,加压条件等同施工条件,采取对称两立杆同时间加载,即在横向上采用均匀加载的方法。加载前后,对架体或拱肋底模的沉降做细致的观测记录。观测的部位,在横向上为拱肋的两边立杆扣件位二处,在纵向上可观测和立杆扣件位。根据测量结果,必要时可增加横杆位。荷载的持荷时间等同施工时间,即一天,因加固砼浇筑一天后,具有一定强度,架体支撑力作用不大。

按拱肋下支撑立杆均匀分配原则假设,并将每一立杆分四相角等重加载,加载载荷按下图受力设置。

当试压沉降稳定后,记录各测点的最终沉降值,从而推算出底模各测点的标高,然后卸载。卸完载后,精确测出底模各测点的标高,此标高减去加载终了时的标高,即为支架支撑的回弹值,余下的沉降值为支架系统不可恢复的塑性变形值。

根据试压计算结果,对拱肋底模标高进行调整,使预留拱度值更加准确。同时也是对支架的强度、刚度和稳定性的检验。

根据局部预压结果,决定是否全部预压:

因架体施工过程式中,架体顶部加固荷载集中受力,施工荷载很少,其结果没有非弹性变形,或可不考虑,不再预压。

为保正正常工期,缩短封航时间,其结果非弹性变形很少,根据局部预压测得结果推算,直接增加补偿值调整,不再预压。

其结果非弹性变形很大,无法根据测得结果推算,或增加补偿值难以确定,继续预压调整。

拱肋梁体施工完成后,应加强对拱肋梁底标高、轴线作线形认真观测,并及时对比数据。

10.脚手架搭拆安全措施

脚手架应随结构上升而加高,保持在工作面1.50米以上,随外排架的升高在脚手架外侧挂设铺安全网,并拉结牢固,安全网搭接不小于10cm。

电线不准直接捆扎在钢管架上,必须捆扎时,应加木方或木垫板,并装上街码瓷并隔离。

跑道上的板必须满铺,不得有空隙和控头板,加护脚板,所有铺板绑牢,两端下料斜坡度不得大于1:3,宽度必须大于1.3米,防滑条间距以30厘米为宜,但不得大于50厘米。

参与搭拆外脚手架的操作人员,必须经过专业培训并取得上岗证要戴安全帽,水上作业必须穿救生衣,上架作业必须配带安全带,严禁穿拖鞋、赤脚或硬底鞋上架子操作,严禁酒后作业。

附在外架上的安全网随外架的拆除而逐步拆下,翻板要向外倾,以防止杂物落下,翻板时要有专人负责安全警戒。

11.预压实施步骤如下:

第一步对现有拱肋与架顶相对高差作测量,测量员用钢钉将标线固定到拱肋上,标线在脚手架管位垂直吊下,用红色油漆在标线上标准对比高程基准;

第二步施工作业人员在桥面上装砂并过磅称重。

第三步施工指定预压位置,预压荷载堆放要求。

第四步设置安全防护措施。

第五步施工作业人员将装好的砂袋搬运到指定预压位置,均匀加载预压。

第六步测量员对架体高程进行监控,并对比高程数据。

第七步预压期一天后卸载,要求均匀卸载。

第八步测量员对架体高程进行监测,并计算高程回弹数据。

第九步预压数据及高程回弹数据作为施工依据,进行施工调整补偿。

(2)所有施工人员进入施工现场必须纳入项目的安全管理网DB3717/T 3-2020 踏勘评审服务规范.pdf,并签订安全生产协议书。

(3)项目将根据施工不同阶段制定有关遵守安全生产的若干规定,施工人员除了熟悉并认真执行国家和省建委颁发的有关安全生产规章制度,还应遵守项目制定的各工种工序技术方案。

(4)根据工程实际情况,制定防火、防盗、防冻及动用明火、电动工具、临时用电等方面的管理办法,按计划定期检查执行情况,发现问题,责成其在规定时间内进行整改。

(5)施工现场按施组编制布设,认真做好材料堆放、设备和机具存放、宿舍管理等文明施工方面工作。

(6)审核大型设备进场、吊装的实施方案。

(7)按月度组织各班组进行安全设施大检查,进行总结评比和奖惩。

(8)脚手架的安全设施在解除前某市大型会展中心消防工程施工组织设计,应施工结束或征得项目安质部门同意。

(9)所有作业人员都必须持证上岗,作业人员必须戴安全帽,水上作业必须穿救生衣,上架作业必须配带安全带。

(10)为了便于检查人员履行职责,安全检查人员应持证上岗,并佩带标记,各班也应有安全值日人员佩带。

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