薄壁墩翻模法模板专项安全施工方案.doc
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1、薄壁墩翻模法模板专项安全施工方案 墩身模板脚手架工程安全专项施工方案 第一部分 薄壁墩身模板施工方案一、 编制依据1.1建筑结构荷载规范(GB50009-2001)建筑施工安全检查标准JGJ59-99钢结构设计规范(GBJ50017-2003)钢结构施工质量验收规范GB50205-2001城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJJ2-2008)建筑工程模板施工手册1.2 罗锅沟大桥设计图纸及施工组织设计;1.3 工程现场实际情况。二、 工程概况本工程上部结构采用9跨40米预应力混凝土简支-连续箱梁,5跨一联、4跨一联,共两联。下部结构桥墩采用钢筋混凝土薄壁空心桥墩,墩身截面为8.65米3米的矩形断
2、面,墩高1547米,桥台采用桩接盖梁式桥台。根据罗锅沟大桥工程的特点,结合我公司以往类似工程的相关经验,确定罗锅沟大桥薄壁墩身采用翻模法进行施工。三、 施工准备3.1人员投入根据现场实际,安排有经验的管理及施工人员进行施工,同时配1 备1名安全工程师、2名专职安全管理员进行现场安全管理,特种作业人员培训持证后上岗作业。具体如下:(其中各工种的人员必须经过体检合格,特种作业人员必须取得操作合格证,方能上岗)。人员安排计划3.2机械设备投入(见下表)根据现场施工情况和工程进度情况,适当增加机械设备和人员,确保按期完成施工任务。2 主要机械设备计划3.3技术准备3.3.1熟悉两阶段施工设计图纸,图纸
3、复核完成。 3.3.2施工测量复核完成。3.3.3原材料试验检验完成,配合比已批准。 四、模板安装概况3 4.1模板的制作与安装工艺预先加工定型的大块钢模板,横竖肋采用槽钢加劲。用翻模法进行墩身施工。模板标准节6米,竖向分4块,每块高1.5米,长度与墩身相应边相同。具体步骤为:在墩身四周组成封闭式操作平台,作为作业人员浇筑混凝土、绑扎钢筋、拆装模板的施工平台。操作平台每层高度为1.5米,宽度为0.7米。每段墩身浇筑混凝土4.5米,共计3层,由焊接在外钢模的钢管脚手架组成,与外钢模连成一个整体并随墩柱的施工而逐段上升。操作人员通过搭设在左右幅薄壁墩之间的钢管脚手架马道到达墩身操作平台。布置图如下
4、所示: 4 4.1.1墩身模板工艺外模采用A3钢板制成,面板为5mm厚钢板,加劲肋用型钢:竖肋间距为20cm,横肋间距为25cm。模板螺丝孔横向间距为10cm,竖向间距为12.5cm,孔口为1426mm的长孔。标准节段模板总长为6m。模板的竖向组成分节为(1.5+4.5)m。模板的横向与墩身的平面尺寸相同。除第一浇筑6m外,其余每次浇筑高度按4.5m考虑,因此模板每次只翻转(1.5+1.5+1.5)m,上次的顶模(1.5m高)作为下次模板安装的基模。模板依靠塔吊进行拆除和提升。模板安装采用塔吊吊装,人工进行辅助。模板制作必须保证模板具有足够的强度和刚度,稳定性要好,必须能承受施工过程中产生的各
5、种荷载,保证结构各部位形状尺寸准确,保证结构砼面平整,各项标准符合规范要求。采用材料一定要符5 合国家标准。加工时保证其刚度变型小、节缝紧密、不漏浆,保证墩身高度各部位的准确尺寸,每施工一次砼都要进行清除模板表面的杂物涂上脱模剂,保证模板完好。4.1.2模板组合安装施工:本桥空心高墩水平断面为矩形。墩身外模与空心模板受力计算(取最大荷载试算)施工条件如下: 1. 施工气温为15,初凝时间为t0=5h,取T=15,砼的密度rc=24.5KN/m3。2. 采用塔吊料斗下料,砼坍落度拟采用16cm,浇筑速度为2m/h,即40m3/h,6 3. 施工时,插入式振捣器振捣。材料等级: 1. 钢材采用Q2
6、35 B.F 等级,5mm厚钢板,fy = 215 MPa;2. 焊条采用E43 型;3. 螺栓采用4.8 级 M20 螺栓。4. 对拉螺杆采用:拉杆为18精轧钢。5.2 结构验算5.2.1模板侧压力:P1=0.2212 rct0V1/2=0.2211.1524.5531/2=53.68KN/侧压力取:P=53.68KN/震动产生的侧压力:P震=4 KN/用料斗直接流出时倾倒产生的侧压力:P震=2 KN/组合载荷:P=53.681.2+1.4(4+2)=72.8 KN/ 去掉震动荷载:P=53.681.2=64.4 KN/5.2.2面板的校核:面板采用5mm钢板模板面板的支撑净距离最大面板空间
7、为400mm,其W=16210-6/6=610-6m3 I=W610-3=4010-9m4 317/360=0.88<2所以为四边简支。K=12(1-0.36)2Eh3206100.006120.8793=4262弯矩:M=0.082ql2=0.08272.811030.362=773.66N.m7 弯曲应力 :=M/W=773.66/6=128.94MPa205 MPa挠度:f=0.00867qlK4=0.00867x64.6x103x0.404/4262=0.0030m=3.2mm6mm 面板的强度和刚度均满足要求。5.2.3 竖肋强度、刚度验算所有模板的横、竖肋用10,支撑间距最大
8、为400,其强度校核 I=19810-8m4 W=39.710-6m3弯矩:M=PlL8=72.8x103x0.40.4/8=1456N.m弯曲应力:=M/W=1456/39.7x10-6=36.67MPa205 MPa 挠度:f=0.677qcl4100EI=0.67764.6100.40.410020610198109834=0.000109m=0.109mm400/400=1mm竖肋的强度和刚度满足要求。5.2.4 背杠强度、刚度验算平板背杠,背杠采用2-12,12的截面系数I=19810-8m4,W=39.710-6m3,弯矩: M=0.078cql2=0.0780.472.81031
9、.22=3270103N.m 弯曲应力:=M/W=3270/(239.7x10-6)=41.2MPa205 MPa 挠度: f=0.664cql100EI4=0.6640.464.6101.210020610219810934-8=0.00043m=0.43mm1200/400=3背杠的强度和刚度满足要求。5.2.5连接螺栓强度验算:8 模板连接螺栓采用M20,其截面积S1=218.22,螺栓最大间距183,在400mm之间有2.18个螺栓;螺栓受力T=qcr =72.81030.40.175=5.1103N=P/S=5.1x 103/(2.18X180X10-6) =12.99MPa80MP
10、满足要求5.2.6拉杆强度验算:拉杆采用18,面积S=490.92,竖间距为900mm,单根拉杆所受力为:F=PA=72.81030.60.9=39.312103 N=P/S=39.312103/490.910-6=80.1MPa140MP经过验算以上指标满足要求,故模板结构满足使用要求。六、脚手架工程1、墩身模板所连接的钢管脚手架在此次翻模法施工方案当中只是起到一个封闭作业平台的作用,它与外侧钢模通过焊接连接成一个整体随着模板的上升而上升。其自身荷载由固定在墩壁的母模承载。2、作业人员的上下通道,由搭设在大桥中线两墩之间的落地式钢管脚手架组成。脚手架的主要作用是为作业人员提供到达每一段墩身操
11、作平台的垂直通道。其受力与墩身模板无直接联系。在搭设时,应对地基进行平整、压实处理,对软弱地基要进行换填处理,使地基满足一定的承载力,在地基上铺设方木,方可进行脚手架搭设。如下图所示: 9 1马道底座平面图 护身栏杆脚手挡脚板单位:mm马道搭设剖面图马道侧面图 第二部分 墩身盖梁模板施工方案 一、编制依据10 1. 公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)2. 钢结构设计规范(GB 50017-2003)3. 建筑结构荷载规范(GB50009-2001)4. 建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范(JGJ130-2001)5. 其他现行相关规范、规程6. 罗锅沟大桥施工图纸二、工程概况罗锅沟
12、大桥下部结构桥墩采用钢筋混凝土薄壁空心桥墩,墩身截面为8.65米3米的矩形断面,墩高1547米,桥台采用桩接盖梁式桥台。桥墩盖梁尺寸为13.6m3m2m(长宽高)。三、总体施工方案因本桥盖梁高度较高,采用满堂支架施工盖梁耗时长、占用大量钢管扣件等周转材料、不经济。拟采用在墩柱上预留孔穿钢棒搭设支承平台施工。具体施工顺序为:先做墩顶实心段部分,并作为盖梁底模,然后施工盖梁。即在空心墩即将达到墩顶设计标高时,连同墩身浇筑厚度为30的封顶混凝土,内部配置直径8,1010的钢筋网片,并与墩身钢筋进行连接。墩顶混凝土浇筑时,应比墩顶设计标高高出5,便于盖梁施工。由于盖梁施工时,其墩身部位底模是利用实心段
13、钢筋混凝土作为支撑,固在本次盖梁施工受力验算时把悬臂部分的受力作为重点来考虑。四、支承平台布置盖梁施工支承平台采用在墩柱上穿二根3.8m长10cm钢棒,上11 面采用墩柱两侧各一根15.2m长45b工字钢做横向主梁,搭设施工平台的方式。主梁上面悬臂部分安放一排每根4.6m长 的16槽钢,间距为50cm作为分布梁。分布梁上铺设盖梁底模。传力途径为:盖梁底模纵向分布梁(16槽钢)横向主梁(45b工字钢)支点10cm钢棒。如下图所示: 五、计算参数1. 主要材料1) 16a槽钢截面面积为:A=2195mm2截面抵抗矩:W=108.3103mm3截面惯性矩:I=866.2104mm412 弹性模量E=
14、2.1105Mpa钢材采用Q235钢,抗拉、抗压、抗弯强度设计值=215Mpa。2) 45b工字钢横向主梁采用2根45b工字钢,横向间距为300cm。截面面积为:A=11140mm2,X轴惯性矩为:IX=33759104mm4,X轴抗弯截面模量为:WX=1500.4103mm3,钢材采用Q235钢,抗拉、抗压、抗弯强度设计值=215Mpa。3)钢棒钢棒采用100mm高强钢棒(A45),截面面积为:A=3.14502=7850mm2, 惯性矩为:I=d4/32=3.141004/32=981.25104 mm4截面模量为:W=d3/32=9.8125104 mm3抗剪强度设计值=125Mpa。2
15、. 设计荷载1) 砼自重砼自重统一取200cm梁高为计算荷载,砼方量:V=3213.6=81.6m3,钢筋砼按27KN/m3计算, 砼自重:G=81.627=2203.2KN,其中悬臂部分为:2.47523272=801.9KN(两侧)盖梁宽3m,均布每延米荷载:q1=(801.2)/2.475=162kN/m(单侧)13 2) 组合钢模板及连接件0.95 kN/m2,悬臂端侧模和底模每延米共计17.907m2, q2=17.9070.95/2.475=6.87kN/m3) 16a槽钢4.6m长 16槽钢间距0.5m,每延米2根共计9.2米,合计:q3=9.20.1723=1.56kN/m4)
16、45b工字钢共2根,单根长15.2米,共重:215.287.45kg=2658.48kg q4=26.58KN4) 施工荷载小型机具、堆放荷载:q5=2.5 KPa振捣混凝土产生的荷载:q6=2 KPa3. 荷载组合及施工阶段盖梁自重及支架自重均按恒载考虑组合系数1.2,施工荷载按活载考虑组合系数1.4。3、受力模型1) 16a槽钢分布梁计算模型:16a槽钢分布梁直接承受悬臂端底模以上的自重,16a槽钢分布在墩柱两侧的45b工字钢上,两工字钢主梁紧贴墩柱,间距按墩柱短边尺寸300cm,故16a槽钢分布梁计算跨径为300cm,盖梁底宽为300cm,分布梁两端各悬臂80cm。按简支梁计算,如下图:
17、 14 2)工字钢主梁计算模型:工字钢主梁承受由悬臂端分布梁传来的重力,按悬臂外伸梁荷载考虑,两根工字钢各承受一半的力,工字钢搭墩柱两侧预埋的钢棒上,故工字钢计算跨径为6.85m,按两端外伸悬臂计算。如下图 3)钢棒计算模型钢棒为悬臂结构模型,工字钢紧贴墩柱,故只考虑钢棒受剪,4个支点抗剪截面分担承受上面传来的重力。 15 六、荷载受力验算6.1 槽钢分布梁计算荷载q=1.2(q1+q2)+1.4(q5+q6)=1.2(162+6.87)+1.4(2.5+2)=208.94KN/m16a槽钢分布梁布设间距0.5m,每侧布置5根,单根承受0.2208.94=41.78KN,盖梁底宽3m则单根槽钢
18、均布荷载q=41.78/3=13.93KN/M计算跨径3m跨中弯矩:M=1/8ql2=0.12513.9332=15.67KN.M=M/W=15.67/108.3103mm3=144.7MPa【215MPa】挠度:f=(满足要求)6.2 工字钢主横梁计算16 ql4384EI(5-24al22)=0.005315m<f=l0/400=3/400=0.0075m 荷载:q=1.2(q1+q2+q3)+1.4(q5+q6)=1.2(162+6.87+1.56)+1.4(2.5+2)=210.8KN/m由于主梁跨中荷载主要由墩柱实心段混凝土承受,所以只考虑外伸悬臂部位受力情况。按照比例,悬臂部
19、分占整个主梁长度的1/3.64。因此,外伸悬臂均布荷载为q=210.83.64=57.91KN/m 45工字钢设两根,单根承受q=0.557.91=28.96KN/M计算跨径6.85m 弯矩:M=-12qa2=-1228.964.1752=252.40KN.M=M/W=252.4/1500.4103mm3=168.21MPa【215MPa】悬臂端点挠度:f=qal3(6a2/l2+3a3/l3-1)/24EI=28.964.1756.853(64.1752/6.852+34.1753/6.853-1)/(242.133759)=-0.0436m6.3 钢棒计算17 荷载:q=1.2(q1+q2
20、+q3+q4)+1.4(q5+q6)=1.2(162+6.87+1.56)+1.4(2.5+2)=210.82KN/m Q=(q3.642a+q4)/4=(210.823.6424.175+26.58)/4=127.53KN=Q/A=127.53103/7850=16.25MPa<=125Mpa综合以上计算得知,此方案能满足施工受力要求。七、模板安装一般安全要求7.1施工前应认真检查模板、支撑等构件,严重锈蚀或变形的钢模板严禁使用。7.2支模场地要求平整、夯实并用细石混凝土找平至设计标高,并检查支撑的安全性。7.3模板安装后必须在表面清理干净并涂隔离剂,在浇筑砼之前,清理干净模板内积水和
21、杂物。7.4模板的立柱顶撑必须设牢固的拉杆,不得与不牢靠的物件和临时物件相连接。模板安装过程中,不得间歇,柱头、搭头、立柱顶撑、拉杆等必须安装牢固成整体后,作业人员才允许离开。7.5模板工程作业高度大于2m以上时,现场作业人员需佩带安全带,挂妥安全带钩。有条件时安装防护栏杆和安全网,防止跌落。7.6在模板一侧或四周设置脚手架、人行梯道,现场作业人员登高必须走人行梯道,严禁利用模板支撑上下攀登,在狭窄高处而无防护的模板面上行走。7.7模板安装和拆除必须按照安全技术方案严格执行,分片拼装,不得整体全重吊装。7.8施工用临时照明及机电设备的电源线应绝缘良好,不得直接架设在钢模板上,应用绝缘支持物使电
22、线与模板隔开,并严格防止线路绝缘破损漏电。18 7.9模板夜间施工时,要有足够的照明,行灯电压一般不超过36V,在满堂钢模板支架或特别潮湿的环境时,行灯电压不得超过12V;照明行灯及机电设备的移动线路,要采用橡套电缆。7.10安装和拆除模板,高度在3m及以下时,可使用马凳操作,高度在3m及以上时,应搭设脚手架或工作平台,并设置防护栏杆或安全网。7.11多人共同操作或扛抬模板时,要密切配合,协调一致,互相呼应;高处作业时要精神集中,不得逗闹和酒后作业。7.12支模过程中如遇中途停歇,应将已就位的模板或支承件连接牢固,不得架空浮搁;拆模间歇时,应将已松扣的钢模板、支承件拆下运走,防止坠落伤人或人员
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