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公路40米箱梁扣件式钢管满堂支架施工方案

芜湖华电芜铜公路40米箱梁

扣件式钢管满堂支架施工方案

箱梁施工采用满堂支架方案。通过计算，对满堂支架进行合理的布置，保证支架有足够的强度、刚度和稳定性，确保施工安全。

DB34／T 3805-2021 铜阳极泥化学分析方法 钡含量的测定 碱熔-电感耦合等离子体原子发射光谱法.pdf关键词：支架门洞强度、刚度和稳定性

1）铁道第四勘察设计院设计的《中国华电芜湖电厂铁路专用线工程芜铜公路立交桥修改施工图》；

3）铁道部颁发的《铁路桥涵施工规范》TBJ203—96《铁路混凝土与砌体工程施工规范》TB10210—2001、铁道部颁发的《铁路桥涵工程质量检验评定标准》TB10415—2003；

4）安徽省、上海铁路局以及芜湖市颁布的安全生产、文明施工的相关规定；

5）我单位施工管理水平、技术装备能力以及长期从事铁路施工的实践经验和现场踏勘和调查资料。

箱梁截面形式为单箱单室等高度预应力混凝土简支梁，梁端腹板局部加宽，并在跨中及梁端支座处设置隔墙，跨度为40m，梁长为40.6m，桥面全长为41.7m，梁高2.8m，桥面顶宽3.9m，箱梁底宽为2.25m，梁端底宽加宽为2.69m，梁部设人行道栏杆，不设避免车台。

本箱梁横跨芜铜公路，为保证施工期间道路畅通、行人和车辆安全，满堂支架搭设时，在机动车道设双向通车门洞及人行门洞。机动车门洞宽度为4m，高度4.5m，人行门洞宽度为1.8m，高度3m。其余部位采用扣件式满堂支架。

支架基础应满足施工对基础的强度、稳定性及变形的要求。根据桥位所处的位置及地质条件，必须对支架的地基进行必要的处理。在既有公路现有路面上，门洞基础用500mm宽混凝土墩进行加固，以满足集中承载力要求；对支承在路面上的满堂支架立杆，均在底部设100mm×100mm×8mm钢板，增加受力面积，防止局部沉降。对既有芜铜公路两侧及绿化带地基，应换填应力为200kPa以上的级配碎石，采用压路机碾压压实，确保承载力满足120kpa，面层浇筑15cm厚C20砼进行硬化。

门洞采用40cm×40cm钢柱，主梁为I40工字钢，次梁为[16槽钢。立柱基础为7m×0.5m×0.6m钢筋砼条形基础。

支架采用扣件式满堂支架，置于硬化处理后的地基之上，支撑基础必须牢固。支架采用φ48×3钢管进行搭设，支架间距顺桥向为0.55m~0.6m，横桥向为0.5m~0.8m，步高为1.2m，依据搭设高度设置剪刀撑，钢管顶部采用可调支撑上托。

因为满堂支架是整个箱梁施工最重要的受力体系，所以钢管支撑的杆件有锈蚀，弯曲、压扁或有裂缝的钢管严禁使用；使用的扣件有脆裂、变形、滑丝的扣件禁止使用，扣件活动部位应能灵活转动，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。

立杆：在竖立杆时要注意杆件的长短搭配使用。立杆的接头除梗肋处可采用搭接头外，必须采用对接扣件实行对接。搭接时的搭接长度不应小于1m，用不少于两个旋转扣件来扣牢，扣件的外边缘到杆端距离不应小于100mm。相邻两立杆的接头应相互错开，不应在同一步高内，相邻接头的高度差应大于500mm。

大横杆：大横杆的长度不宜小于三跨，一般不小于6m。大横杆对立杆起约束作用。故立杆和大横杆必须用直角扣件扣紧，不得遗漏。上下相邻的大横杆应错开布置在立杆的里侧和外侧，以减少立杆的偏心受荷情况。同一水平内的内外两根大横杆的接头和上下相邻的两根大横杆的接头均应相互错开，不得出现在同一跨间内，相邻接的水平距离应大于500mm。

小横杆：小横杆紧贴立杆布置，用直角扣件扣紧，拆模前在任何情况下不得拆除贴近立杆的小横杆。

斜杆：纵向支撑的斜杆与地面夹角宜在45º~60º范围内。斜杆的搭设是将一根斜杆扣在立杆上，另一根斜杆扣在小横杆的伸出部分上，这样可以避免两根斜杆相交时把钢管别弯。斜杆用扣件与脚手架扣紧的连接头两端距脚手架节点不大于200mm，除两端扣紧外，中间尚需增加2~4个扣结点。斜杆的最下面一个连接点距地面不宜大于500mm，以保证支架的稳定性。斜杆的接长宜采用对接扣件的对接连接。当采用搭接时，搭接长度不小于400mm，并用两只旋转扣件扣牢。

立杆纵横距和步距按支撑设计方案进行施工，立杆间设剪刀撑，剪刀撑应联系3~4根立杆，斜杆与地面夹角为45~60度，剪刀撑应沿步高连续布置，在相邻两排剪刀撑之间，设大斜撑，剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或大横杆扣紧外，在其中间应增加2~4个扣结点。

扣件式外脚手架的搭设顺序是：做好搭设的准备工作→按支撑施工图放线→按立杆间距排放底座→放置扫地杆→逐根拉立杆并随即与扫地杆扣牢→安装第一步大横杆（与各立杆扣牢）→安装第一步小横杆→第二步大横杆→第二步小横杆→第三、四步大横杆和小横杆→接立杆→加设剪刀撑。

拆除顺序和搭设顺序相反。先搭的后拆，后搭的先拆。先从钢管支架顶端拆起。拆除顺序为：剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆→……。

事先应确定构造方案，并经有关部门审查批准后方可施工，搭设应严格按确定的方案进行。

严格按搭设顺序和工艺要求进行各种扣件的搭设。

搭设完成后必须经过有关部门的检查验收同意使用后，方准使用。

拆除时必须制定拆除方案并报有关部门批准后，按确定的方案进行。

满堂支撑需待砼达到设计强度方可拆除。

3.1箱梁底模支撑验算（顺公路方向）

本支架验算为顺公路方向与桥横向夹角27.05°搭设，搭设范围为除梁两端部4.2m及通车门洞外其余部位。

箱梁板砼浇筑高度2.80m，浇筑速度≤1.0m/h。

浇筑温度为T=30℃，砼重力密度γc=25kN/m3。

新浇筑砼初凝时间（未考虑缓凝剂）t=200/(30+15)=4.5h。

由于梁体浇筑在新浇筑砼初凝时间内完成，所以按浇筑高度计算，则计算荷载为：

箱梁砼自重：q1=73.8/2.25=32.80kN/m2

箱梁钢筋自重：q2=(53.86+108.51)/40/2.25=1.80kN/m2

箱梁内外模自重：q3=(0.4×15+0.14×15+1.2×4)/2.25=5.73kN/m2

设备及施工人员荷载：q4=2.50×1.4=3.50kN/m2

震捣砼荷载：q5=4×1.4=5.60kN/m2

倾倒砼荷载：q6=2×1.4=2.80kN/m2

故计算荷载为：q强度=q1+q2+q3+q4+q5+q6=52.23kN/m2

q刚度=q1+q2+q3=40.33kN/m2

3.1.1内楞验算（90×90mm木方）

考虑安全按简支梁计算，计算跨度（即外楞间距和支撑纵间距）600mm。

q=15.79N/mm

得：M=1/8×qL2=1/8×(15.79×6002)=0.711×106N.mm

又：W=bh2/6=90×902/6=0.122×106mm3

故：σ=M/W=0.711×106/0.122×106

=5.83N/mm2<[σ]=9.50N/mm2（东北落叶松）

按三跨连续梁计算剪力，计算跨度600mm。

得：V=0.6qL=0.6×15.79×600=5684N

故：τ=3V/2bh=3×5684/2×90×90

=1.05N/mm2<[τ]=1.60N/mm2（东北落叶松）

q=15.79N/mm

根据计算荷载则刚度验算荷载：

q=(q刚度+q自重)=(40.33+0.40)×0.3=12.22N/mm

挠度按简支梁计算，计算跨度600mm。

q=12.22N/mm

已知：E=1×104N/mm2I=bh3/12=90×903/12=547×104mm4

ωmax=5qL4/384EI=5×12.22×6004/384×1×104×547×104

=0.38mm＜[ω]=L/400=600/400=1.5mm（结构表面外露）

3.1.2外楞验算（2φ48×3钢管）

根据内楞传递荷载则强度验算荷载：

p=(q传+q自重)=(15.79×600+0.07×650)=9520N

考虑安全因素单跨简支梁计算，计算跨度650mm（即支撑横间距）。

得：M=1/4×pL=1/4×(9520×650)=1.547×106N.mm

又：W=4.49×103×2=8.98×103mm3

故：σ=M/W=1.547×106/8.98×103

=172.27N/mm2<[σ]=215N/mm2（钢材）

剪力按三跨连续梁计算，计算跨度650mm，跨内最大剪力

得：V=2p=2×9520=19040N

又：A=424×2=848mm2

故：τ=3V/2A=3×19040/2×848

=33.68N/mm2<[τ]=125N/mm2（钢材）

根据内楞传递荷载则刚度验算荷载：

p=(q传+q自重)=(12.22×600+0.07×650)=7378N

挠度按单跨简支梁计算，计算跨度650mm。

已知：E=2.1×105N/mm2I=10.78×104×2=21.56×104mm4

ωmax=pL3/48EI=7378×6503/48×2.1×105×21.56×104

=0.93mm＜[ω]=L/400=650/400=1.625mm（结构表面外露）

3.1.3扣件式钢管支撑验算

N=(52.23+0.4+0.07/0.65+0.6)kN/m2×0.65m×0.6m=20802N

取步距1.2m计算，查表得对接立杆的容许荷载

[N]=29200＞20802N，满足要求。

λ=L/r=1200/15.9=75.47＜[λ]=150，满足要求。

3.2箱梁底模支撑验算（顺桥方向）

本支架验算为顺桥横向搭设，搭设范围为梁两端部4.2m，浇注条件相同。

由于梁体浇筑在新浇筑砼初凝时间内完成，所以按浇筑高度计算，则计算荷载为：

箱梁砼自重：q1=123.9/2.49=49.76kN/m2

箱梁钢筋自重：q2=(53.86+108.51)/40/2.25=1.80kN/m2

箱梁内外模自重：q3=(0.4×15+0.14×15+1.2×4)/2.25=5.73kN/m2

设备及施工人员荷载：q4=2.50×1.4=3.50kN/m2

震捣砼荷载：q5=4×1.4=5.60kN/m2

倾倒砼荷载：q6=2×1.4=2.80kN/m2

故计算荷载为：q强度=q1+q2+q3+q4+q5+q6=69.2kN/m2

q刚度=q1+q2+q3=57.3kN/m2

3.2.1内楞验算（90×90mm木方）

根据计算荷载则强度验算荷载：q=(q强度+q自重)=(69.2+0.40)×0.3=20.88N/mm

考虑安全按简支梁计算，计算跨度（即外楞间距和支撑纵间距）600mm。

q=20.88N/mm

得：M=1/8×qL2=1/8×(20.88×6002)=0.94×106N.mm

又：W=bh2/6=90×902/6=0.122×106mm3

故：σ=M/W=0.94×106/0.122×106

=7.70N/mm2<[σ]=9.50N/mm2（东北落叶松）

按三跨连续梁计算剪力，计算跨度600mm。

得：V=0.6qL=0.6×20.88×600=7517N

故：τ=3V/2bh=3×7517/2×90×90

=1.39N/mm2<[τ]=1.60N/mm2（东北落叶松）

q=20.88N/mm

根据计算荷载则刚度验算荷载：

q=(q刚度+q自重)=(57.3+0.40)×0.3=17.31N/mm

挠度按简支梁计算，计算跨度600mm。

q=17.31N/mm

已知：E=1×104N/mm2I=bh3/12=90×903/12=547×104mm4

ωmax=5qL4/384EI=5×17.31×6004/384×1×104×547×104

=0.53mm＜[ω]=L/400=600/400=1.5mm（结构表面外露）

3.2.2外楞验算（2φ48×3钢管）

p=(q传+q自重)=(20.88×600+0.07×580)=12569N

考虑安全因素单跨简支梁计算，计算跨度580mm（即支撑横间距）。

得：M=1/4×pL=1/4×(12569×580)=1.823×106N.mm

又：W=4.49×103×2=8.98×103mm3

故：σ=M/W=1.823×106/8.98×103

=203.01N/mm2<[σ]=215N/mm2（钢材）

剪力按三跨连续梁计算，计算跨度580mm，跨内最大剪力

得：V=2p=2×12569=25138N

又：A=424×2=848mm2

故：τ=3V/2A=3×25138/2×848

=44.47N/mm2<[τ]=125N/mm2（钢材）

根据内楞传递荷载则刚度验算荷载：

p=(q传+q自重)=(18.9×600+0.07×580)=11381N

挠度按单跨简支梁计算，计算跨度580mm。

已知：E=2.1×105N/mm2I=10.78×104×2=21.56×104mm4

ωmax=pL3/48EI=11381×5803/48×2.1×105×21.56×104

=1.02mm＜[ω]=L/400=580/400=1.45mm（结构表面外露）

3.2.3扣件式钢管支撑验算

N=(69.2+0.4+0.07/0.58+0.6)kN/m2×0.58m×0.6m=24472N

取步距1.2m计算，查表得对接立杆的容许荷载

[N]=29200＞24472N，满足要求。

λ=L/r=1200/15.9=75.47＜[λ]=150，满足要求。

3.3.1次梁验算（[16槽钢）

q自重=0.1723kN/m。

根据内楞传递荷载则强度验算荷载：

p=(q传+q自重)=(15.79×600+0.1723×1200)=9681N

考虑安全因素单跨简支梁计算，计算跨度1200mm（即主梁间距）。

得：M=n/8×pL=4/8×9681×1200=5.81×106N.mm

又：W=107.304×103mm3

故：σ=M/W=5.81×106/107.304×103=54.15N/mm2<[σ]=215N/mm2（钢材）

剪力按三跨连续梁计算，计算跨度1200mm，跨内最大剪力

得：q=12p/3200=12×9681/3200=36.3N/mm

V=0.6qL=0.6×36.3×1200=26136N

又：A=2515mm2

故：τ=3V/2A=3×26136/2×2515=15.59N/mm2<[τ]=125N/mm2（钢材）

根据内楞传递荷载则刚度验算荷载：

p=(q传+q自重)=(12.22×600+0.1723×1200/4)=7384N

挠度按单跨简支梁计算，计算跨度1200mm。

已知：E=2.1×105N/mm2I=858.43×104mm4

ωmax=(5n2+2/384nEI)pL3=(5×42+2/384×4×2.1×105×858.43×104)×7384×12003

=0.38mm＜[ω]=L/400=1200/400=3.0mm（结构表面外露）

3.3.2主梁验算（I40工字钢）

q自重=0.676kN/m。根据次梁传递荷载则强度验算荷载：

p=(q传+q自重)=9681×4+0.676×5000/9=39100N

考虑安全因素单跨简支梁计算，计算跨度5000mm（即门洞宽度）。

得：M=(n2+1)/8n×pL=(92+1)/(8×9)×39100×5000=222.65×106N.mm

又：W=1078.27×103mm3

故：σ=M/W=222.65×106/1078.27×103

=206.49N/mm2<[σ]=215N/mm2（钢材）

根据次梁传递荷载则刚度验算荷载：

p=(q传+q自重)=7384×4+0.676×5000/9=29912N

挠度按单跨简支梁计算，计算跨度5000mm。

已知：E=2.1×105N/mm2I=21565×104mm4

ωmax=(5n4+2n2+1/384n3EI)pL3

=(5×94+2×92+1/384×93×2.1×105×21565×104)×29912×50003

=9.72mm＜[ω]=L/400=5000/400=12.5mm（结构表面外露）

3.3.3立柱验算□40×40

立柱顶由顶梁传递的荷载：N=39100N×9/2=175950N

轴心受压构件：σ=N/φA=175950N/0.903×5858mm2

=33.26N/mm2＜[σ]=215N/mm2（钢材）

箱梁板砼浇筑高度2.80m，浇筑速度≤1.0m/h。

浇筑温度为T=30℃，砼重力密度γc=25kN/m3。

按浇筑速度计算，查表经修正后最大侧压力为：

F=23.68×1×1.2×1.15=32.68kN/m2

有效压头高度：h=F/γc=32.68/25=1.31m。

侧压力32.68kN/m2

新浇筑砼初凝时间（未考虑缓凝剂）t=200/(30+15)=4.5h。

按浇筑总高度计算，最大侧压力为：F=25×2.8=70kN/m2

综合上述情况分析，侧墙的侧压力应按32.68kN/m2计算。

3.4.1内楞验算（90×90mm木方）

侧压力荷载：q1=32.68×0.3×1.2=11.76kN/m

振捣荷载：q2=4×0.3×1.4=1.68kN/m

根据计算荷载则强度验算荷载：q=(q1+q2)=11.76+1.68=13.44N/mm

考虑安全按简支梁计算，计算跨度（即外楞间距和对拉杆水平间距）750mm。

q=13.44N/mm

得：M=1/8×qL2=1/8×(13.44×7502)=0.945×106N.mm

又：W=bh2/6=90×902/6=0.122×106mm3

故：σ=M/W=0.945×106/0.122×106

=7.75N/mm2<[σ]=9.50N/mm2（东北落叶松）

按三跨连续梁计算剪力，计算跨度750mm。

得：V=0.6qL=0.6×13.44×750=6048N

故：τ=3V/2bh=3×6048/2×90×90

=1.12N/mm2<[τ]=1.60N/mm2（东北落叶松）

q=13.44N/mm

根据计算荷载则刚度验算荷载：q=q1=11.76N/mm

挠度按简支梁计算，计算跨度750mm。

q=11.76N/mm

已知：E=1×104N/mm2I=bh3/12=90×903/12=547×104mm4

ωmax=5qL4/384EI=5×11.76×7504/384×1×104×547×104

=0.89mm＜[ω]=L/400=750/400=1.875mm（结构表面外露）

3.4.2外楞验算（2φ48×3钢管）

q外=0.07kN/m。根据内楞传递荷载则强度验算荷载：

p=q传=13.44×750=10080N

考虑安全因素单跨简支梁计算，计算跨度600mm（即对拉杆竖间距）。

得：M=1/4×pL=1/4×(10080×600)=1.512×106N.mm

又：W=4.49×103×2=8.98×103mm3

故：σ=M/W=1.512×106/8.98×103=168.37N/mm2<[σ]=215N/mm2（钢材）

剪力按三跨连续梁计算，计算跨度600mm，跨内最大剪力

得：V=2p=2×10080=20160N

又：A=424×2=848mm2

故：τ=3V/2A=3×20160/2×848

=35.66N/mm2<[τ]=125N/mm2（钢材）

根据内楞传递荷载则刚度验算荷载：p=q传=11.76×750=8820N

挠度按单跨简支梁计算，计算跨度600mm。

已知：E=2.1×105N/mm2I=10.78×104×2=21.56×104mm4

ωmax=pL3/48EI=8820×6003/48×2.1×105×21.56×104

=0.877mm＜[ω]=L/400=600/400=1.5mm（结构表面外露）

根据验算荷载则所承受的拉力：

P=(32.68kN/m2×1.2+4kN/m2×1.4)×0.75m×0.60m=20167N

选用M16=24500N（允许拉力）＞20167N

3.5支架基础及地基承载力验算

3.5.1立杆基础承载力验算（C15砼硬化面上）

箱梁端梗肋部位单根立杆所承受压力（最大）：P=24472N；

混凝土局部受压强度R=P/A=24472N/100mm×100mm=2.45MPa＜10MPa

立杆荷载通过混凝土硬化层应力按45度传递至地基土，则地基承载力

σ=24472N+0.4×0.4×0.15×24000N/400×400=0.16MPa＜0.20MPa

3.5.2立杆基础承载力验算（沥青砼硬化面上）

箱梁端梗肋部位单根立杆所承受压力（最大）：P=20802N；

混凝土局部受压强度R=P/A=20802N/100mm×100mm=2.08MPa＜3.70MPa

立杆荷载通过混凝土硬化层应力按45度传递至地基土，则地基承载力：

σ=20802N+0.4×0.4×0.15×24000N/400×400=0.13MPa＜0.24MPa

3.5.3立柱基础承载力验算（25砼支墩上）

箱梁中部单根立柱所承受压力（最大）：P=175950N；

混凝土局部受压强度R=P/A=175950N/400mm×400mm=1.10MPa＜12.5MPa

立柱荷载通过混凝土基础应力按45度角传递至地基土，则地基承载力：

σ=175950N+0.5×1.6×0.6×24000N/500×1600=0.23MPa＜3.70MPa

预压采用沙包堆积配重压载。

预压荷载：箱梁标准断面q1=32.80kN/m2×1.1=36.08KN/m

箱梁端部最大q2=49.76kN/m2×1.1=54.74KN/m

采用沙包堆载高度：h1=36.08/15=2.41m

H2=54.74/15=3.65

用沙包堆积加载GB／T 17888.1-2020 机械安全 接近机械的固定设施 第1部分：固定设施的选择及接近的一般要求.pdf，加载次序为先梁中后梁两端再到中间分层对称进行。

观测点的设置位置：纵向上，在孔跨1/8、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、7/8位置及梁两端紧挨墩身位置共9个横向断面；横向上，在梁底板中心及两侧腹板底部，以及两侧翼缘板底部中心位置共5个纵向断面；竖向上，支架底部硬化层及支架顶部面共2个断面；整孔支架共设置90个观测点，经观察连续24小时沉降量小于1mm时，即可视为沉降稳定，进行卸载。

立模预留拱度=实测沉降量+理论计算反拱度（设计图纸反拱66mm,实际施工44mm满足设计要求）

卸载程序与加载程序相反。

芜铜公路大桥40米箱梁如期、按质、安全、完工。在施工过程中支架安全可靠，满足了本工程的安全要求，也满足了省道过往车辆和行人的安全。工程质量得到了有关专家的一致好评。

QSY 02023-2018 X射线衍射矿物录井技术规范.pdf1．《建筑工程计算手册》蒋正荣2001.7

2．《桥梁施工工程师手册》杨文渊徐犇1995.1