河南快速通道隧道顶板满堂支架施工方案(计算书).doc

郑州市*-*快速通道工程一标（郑航北路新甫南街）满堂支架方案编 制： 审 核：审 批：编制日期：2011年02月10日满堂支架搭设方案一 工程概况及特点：1、郑州市*快速通道工程，位于郑州市中心城区，是与火车站西出站口紧密相连的南北向城市快速路。本工程南起南三环，北至新甫南街，沿线分别与新甫南街、航海路、张魏寨路、长江路、南三环路相交，包括隧道、及地面道路等工程。第一标段范围：南三环至长江路南80米，隧道范围南起郑航北路，北至长江路南80米，桩号：K0+834.5K1+149.8。隧道主体结构分两段40米一节的隧道，以及100的敞口段。基础底板厚1300mm、1100mm、1000mm、800mm，墙厚1300mm、1100mm、1000mm、800mm，顶板厚1300mm、1100mm、1000mm、800mm。本工程隧道暗埋段顶板施工支架和U型槽侧墙采用满堂支架，根据隧道净空高度5.35m，立杆宜采用单根5m钢管，上面加顶托形式；U型槽段由于墙高度过高，支撑采用满堂支架支撑。所有支架均搭设在隧道结构底板上，不需要考虑地基承载力。二、施工准备：1、材料：1.1钢管脚手架钢管采用48mm，壁厚3.5mm；水平杆最大长度6.0mm，立杆最大长度5.0m。钢管尺寸和表面质量应符合下列规定:新钢管应有质量合格证、质量检查报告；钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；钢管允许偏差见下表：序号 项目 允许偏差 检查工具1 焊接钢管尺寸（mm） 外径48 壁厚 3.5 -0.5 游标卡尺2 钢管两端面切斜偏差 1.7 塞尺、拐角尺3 钢管外表面锈蚀深度 0.50 游标卡尺4 各种杆件的端部弯曲L1.5m 5 钢板尺5 立杆弯曲 3m<l4m 4m<l6.5m 12 20 6 水平杆、斜杆的钢管弯曲L6.5m 30 2) 钢管上禁止打眼。1.2扣件扣件式钢管脚手架采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准钢管脚手架扣件（GB15831）规定；采用其它材料制作的扣件，应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用。脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭矩达6.5N.M时,不得发生破坏。三、地基与基础将搭设支架底板清理干净。由于支架底板搭设在结构地板上，不考虑基础承载力；个别部位立杆如与基础接触不稳，需在立杆下垫15×15×0.5cm的铁片。脚手架基础经验收合格后，应按要求放线定位。四、搭设本隧道的脚手架步距、纵距、横距分别为0.6m×0.9 m×0.6 m。每搭完一步脚手架后，应校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。1、立杆搭设应符合下列规定：1）严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用；2）立杆严禁接长；3）开始搭设立杆时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至支架安装稳固后，方可根据情况拆除；2、纵向水平杆搭设应符合下列规定：1）纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于2.7m；2）纵向水平杆接长宜用对接扣件，也可采用搭接。对接时钢管在直接扣内接触紧密，不得有缝隙。3）纵向水平杆的对接扣件应交错布置各接头至最近主接点的距离不宜大于纵距的30cm。4）搭接长度不应小于1M，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100MM。5）纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。6）在封闭型脚手架的同一步中，纵向水平杆应四周交圈，用直角扣件与内外角部立杆固定。3、横向水平杆搭设应符合下列规定：1）主接点必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主接点处 两个直角扣件的中心距不应大于150MM。2）作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承木方需要等间距设置，最大间距不应大于45cm；4、脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距基础不大于200MM处的立杆上。横向扫地杆也应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1M。5、剪刀撑、横向斜撑等的搭设应符合下列规定： 1）每道剪刀撑宽度不应小于3.6M，斜杆与地面倾角宜在45°、60°；且应满足表三剪刀撑与地面倾角 45°、50°、 60°；剪刀撑跨越立杆的最多根数 7 根；2）高度在24M以下的脚手架必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15M。3）剪刀撑、横向斜撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设，各底层斜杆下端均必须支承在垫块或垫板上。6、扣件安装应符合下列规定：1）扣件规格必须与钢管外径相同；2）螺栓拧紧力矩不应小于40N.M，且不应大于65N.M；3）在主节点处固定纵向和横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件的中心点的 相互距离不应大于150MM；4）对接扣件的开口应朝上或朝内；7、作业层、斜道的栏杆和挡板的搭设应符合下列规定：1）栏杆和挡板均应搭设在外立杆的内侧；2）上栏杆的上皮高度应为1.2M；3）挡脚板高度不应小于180MM；4）中栏杆应居中设置。 五、拆除1、拆除脚手架前的准确备工作应符合下列规定： 1）应全面检查脚手架的扣件连接、支撑体系等是否符合构造要求；2）应根据检查结果补充完善施工组织设计中的拆除顺序和措施，经主管部门批准后方可实施；3）应清除脚手架上杂物及地面障碍物。2、拆除脚手架时，应符合下列规定：1）拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业；2）当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度时，应先在适当位置搭设临时抛撑加固后，再拆除连墙件；3）当脚手架采取分段、分立面拆除时，对不拆除的脚手架两端，应先加设连墙件及横向斜杆加固。3、卸料时应符合下列规定：1）各构配件严禁抛至地面；2）运至地面的构配件应及时检查、整修与保养，并按品种、规格随时码堆存放。六、承载力计算及复核1、承载力计算:根据本工程实际情况，暗埋段顶板及侧墙最厚为1.3米；本次方案受力计算按照顶板及侧墙1.3米厚计算。此为多排支架，整体支架的整体验算可转化为最大单枝杆件受力计算。0.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.60.60.60.60.6侧墙中墙计算依据：1建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）。2施工技术2002.3.建设工程施工手册(第四版)。 模板支架搭设高度为5.2米，搭设尺寸为：立杆的纵距 b=0.60米，立杆的横距 l=0.90米，立杆的步距 h=0.60米。 图1 支撑架立面简图 图2 支撑架荷载计算单元 采用的钢管类型为48×3.25。 一、模板面板计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。 静荷载标准值 q1 = 25.000×1.300×0.540+0.350×0.540=17.740kN/m 活荷载标准值 q2 = (2.000+1.000)×0.540=1.620kN/m 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 54.00×1.62×1.62/6 = 23.62cm3； I = 54.00×1.62×1.62/12 = 11.81cm4； (1)抗弯强度计算 f = M / W < f 其中 f 面板的抗弯强度计算值(N/mm2)； M 面板的最大弯距(N.mm)； W 面板的净截面抵抗矩； f 面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2； M = 0.100ql2 其中 q 荷载设计值(kN/m)； 经计算得到 M = 0.100×(1.2×17.74+1.4×1.62)×0.200×0.200=0.105kN.m 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.105×1000×1000/32400=3.231N/mm2 面板的抗弯强度验算 f < f,满足要求! (2)抗剪计算 可以不计算 T = 3Q/2bh < T 其中最大剪力 Q=0.600×(1.2×19.710+1.4×1.800)×0.200=3.141kN 截面抗剪强度计算值 T=3×3141.0/(2×600.000×18.000)=0.436N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2 抗剪强度验算 T < T，满足要求! (3)挠度计算 v = 0.677ql4 / 100EI < v = l / 250 面板最大挠度计算值 v = 0.677×19.710×2004/(100×6000×291600)=0.122mm 面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求! 二、模板支撑木方的计算 木方按照均布荷载下连续梁计算。 1.荷载的计算 (1)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 25.000×1.300×0.200=6.500kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.350×0.200=0.070kN/m (3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)： 经计算得到，活荷载标准值 q2 = (1.000+2.000)×0.200=0.600kN/m 静荷载 q1 = 0.00×6.500+0.00×0.070=7.884kN/m 活荷载 q2 = 1.4×0.600=0.840kN/m 2.木方的计算 按照三跨连续梁计算，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 = 5.234/0.600=8.724kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×8.72×0.60×0.60=0.314kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.600×8.724=3.141kN 最大支座力 N=1.1×0.600×8.724=5.758kN 木方的截面力学参数为 本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 10.00×10.00×10.00/6 = 166.67cm3； I = 10.00×10.00×10.00×10.00/12 = 833.33cm4； (1)木方抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.314×106/166666.7=1.88N/mm2 木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)木方抗剪计算 可以不计算 最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6ql 截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh < T 截面抗剪强度计算值 T=3×3141/(2×100×100)=0.471N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.60N/mm2 木方的抗剪强度计算满足要求! (3)木方挠度计算 最大变形 v =0.677×6.570×600.04/(100×9500.00×8333333.5)=0.073mm 木方的最大挠度小于600.0/250,满足要求!三、模板支架荷载标准值(立杆轴力)作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载标准值包括以下内容： (1)脚手架的自重(kN)： NG1 = 0.138×5.350=0.740kN(2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.350×0.600×0.900=0.189kN(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)： NG3 = 25.000×1.300×0.600×0.900=13.500kN经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 14.429kN。 2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。 经计算得到，活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000)×0.600×0.900=1.620kN 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.20NG + 1.4NQ六、立杆的稳定性计算 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N = 16.59kN 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到； i 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.59 A 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.57 W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 4.79 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)； f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； l0 计算长度 (m)； 如果完全参照扣件式规范，由公式(1)或(2)计算 l0 = k1uh (1) l0 = (h+2a) (2) k1 计算长度附加系数，按照表1取值为1.155； u 计算长度系数，参照扣件式规范表5.3.3；u = 1.700 a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.30m； 公式(1)的计算结果：l0=1.155×1.700×1.20=2.356m =2356/15.9=148.469 =0.316=16591/(0.316×457)=114.921N/mm2，立杆的稳定性计算 < f,满足要求!公式(2)的计算结果：l0=1.200+2×0.300=1.800m =1800/15.9=113.422 =0.497=16591/(0.497×457)=73.143N/mm2，立杆的稳定性计算 < f,满足要求!如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算 l0 = k1k2(h+2a) (3) k2 计算长度附加系数，按照表2取值为1.007；公式(3)的计算结果：l0=1.155×1.007×(1.200+2×0.300)=2.094m =2094/15.9=131.919 =0.391 =16591/(0.391×457)=92.857N/mm2，立杆的稳定性计算 < f,满足要求!七、安全管理1、脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准特种作业人员安全技术考核管理规则（GB 5036）等考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检，合格方可持证上岗。2、搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。3、脚手架的构配件质量与搭设质量，应按规定验收合格后方准使用。4、作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土等到固定在脚手架上；严禁悬挂起重设备。5、当有六级及六级以上大风和雾、雨雪天气时应停止脚手架搭设与拆除作业。6、脚手架使用中，应定期检查杆件的设置的连接，支撑、门洞桁架等的构造是否符合要求；地基是否有积水，底座是否有松动，立杆是否悬空；扣件是否松动；脚手架的垂直度偏差；安全防护措施是否符合要求；是否超载。7、在脚手架的使用期间严禁拆除主节点处的纵、横向水平杆、扫地杆及连墙件。8、在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看守。9、搭拆脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。