二堡隧道明洞满堂支架专项方案

毕节市碧阳二道（桂花至小箐段）道路建设工程第二合同段二堡隧道明洞满堂支架专 项 施 工 方 案江苏江海建设有限公司2013年10月明洞满堂支架专项施工方案报审表工程名称：二堡隧道明洞编号：致：（监理单位）我方已根据施工合同的有关规定及设计规范要求，完成了二堡隧道明洞满堂 支架专项施工方案的编制，并经我单位上级负责人审查批准，请予以审查。附：满堂支架专项施工方案方案拱圈支架、模板计算承包单位（章）项目经理日期 专业监理工程师审查意见:专业监理工程师日 期 总监理工程审查意见:项目监理机构总监理工程师日 期二堡隧道满堂支架施工专项方案一、工程概况二堡隧道位于毕节市城郊干堰塘村，在K6+697处下穿夏蓉高速（毕节至生机段） 二堡互通立交中心区域多条匝道。二堡隧道为双向六车道双连供隧道，分离式中墙。 中心起讫里程为K6+574K6+820，全长246米，其中左洞长245.676米，右洞长246.324 米。二、施工准备1、因隧道为明洞、且两侧边坡桥不稳定，因此，在施工过程中，随时测量观察 两侧边坡的稳定性。2、脚手架搭设基础路面基层，场地平整、坚实、排水措施得当。3、满堂支架施工拟投入明洞现场施工管理员3人，专业施工技术人员4人，安 全员2人，架子工25人，木工20人，其他工人10人，75T吊车二台，ZL50装载机 一台，备足90米的碗扣式脚手架、扣件、钢管、方木、竹胶合模板等材料：948钢 管400吨及扣件80000余个，碗扣式脚手架架600吨，122cmx244cmx15mm建筑清 水胶合板模板6000m2，6cmx10cm方木共计120方，拱盔钢管50T；钢筋弯曲机两 台，钢筋切断机两台，电焊机10台，以及配套的小型机具。以上资源配置将根据工 程进度要求再作调整。4、验算碗扣支架钢管的稳定性和预压荷载计算。三、碗扣式脚手架材质性能要求碗扣式脚手架用钢管应采用符合现行国家标准直缝电焊钢管 （GB/T13793-92）或低压流体输送用焊接钢管GB/T3092）中的Q235A级普通 钢管，其材质性能应符合现行国家标准碳素结构钢（GB/T700）的规定。1、碗扣架用钢管规格为O48x3.5mm，钢管壁厚不得小于3.5 -0.025mm。2、上碗扣、可调底座及可调托撑螺母应采用可锻铸铁或铸钢制造，其材料机械 性能应符合GB9440中KTH330-08及GB11352中ZG270-500的规定。3、下碗扣、横杆接头、斜杆接头应采用碳素铸钢制造，其材料机械性能应符合 GB11352 中 ZG230-450 的规定。4、采用钢板热冲压整体成形的下碗扣，钢板应符合GB700标准中Q235A级钢 的要求，板材厚度不得小于6mm。并经600650C的时效处理。严禁利用废旧锈蚀 钢板改制。5、立杆连接外套管壁厚不得小于3.5-0.025mm，内径不大于50 mm，外套管 长度不得小于160mm，外伸长度不小于110mm。6、杆件的焊接应在专用工装上进行，各焊接部位应牢固可靠，焊缝高度不小 于3.5mm，其组焊的形位公差应符合表3.5.7的要求表3.5.7杆件组焊形位公差要求序号项目允许偏差(mm)1杆件管口平面与钢管轴线垂直度0.52立杆下碗扣间距13下碗扣碗口平面与钢管轴线垂直度14接头的接触弧面与横杆轴心垂直度15横杆两接头接触弧面的轴心线平行度17、立杆上的上碗扣应能上下串动和灵活转动，不得有卡滞现象；杆件最上端 应有防止上碗扣脱落的措施。8、立杆与立杆连接的连接孔处应能插入中12mm连接销。9、在碗扣节点上同时安装14个横杆，上碗扣均应能锁紧。10、构配件外观质量要求：(1) 钢管应无裂纹、凹陷、锈蚀，不得采用接长钢管；(2) 铸造件表面应光整，不得有砂眼、缩孔、裂纹、浇冒口残余等缺陷，表面粘 砂应清除干净。(3) 冲压件不得有毛刺、裂纹、氧化皮等缺陷；(4) 各焊缝应饱满，焊药清除干净，不得有未焊透、夹砂、咬肉、裂纹等缺陷；(5) 构配件防锈漆涂层均匀、牢固。(6) 主要构、配件上的生产厂标识应清晰。11、可调底座及可调托撑丝杆与螺母捏合长度不得少于4-5扣，插入立杆内的长 度不得小于150mm。四、施工工艺混凝土基层f定位放线、弹线布点-碗扣支架搭设f摆放拱盔底方木f拱盔制 作安装f摆放模板底方木f底模加工安装f支架预压f观察测量f卸载f调整底模 高程f钢筋加工绑扎f侧模加工安装f预埋件安装f检查验收f混凝土浇筑、养生 f落架f移架或拆模进入下道工序。支架设计采用满堂碗扣支架，采用LG-300、LG-240、LG-180、LG-120、HG-60、 HG-90、HG-120等规格的杆件进行组合安装；支架主要包括立杆、横杆、kTZ50型可 调底座和KTC50型可调托撑可调底、剪力撑、弧型钢管拱盔、横向分配方木、钢管和底模板等1、在隧道内基层水泥混凝土施工2周后完成后，进行支架准备。2、测量放线，首先在混凝土面上测设出隧道的纵轴线，放出设计拱圈中心线。 拱跨用墨线弹出纵向60cm与横向60cm的方格网。按支架平面布置，精确计算出每 根立杆计划长度，测设支架高度，搭设支架，调节支架顶托至设计标高。3、碗扣式满堂支架的施工，采用648（d=3.5mm）碗扣脚手架，满堂支架设置纵、 横向扫地杆，支架碗扣钢管上方用可调顶托调节高度，拱圈纵向采用双排钢管做拱 盔，拱盔直接架在可调顶托上，孤型拱盔与可调顶托的弧形空隙中间用钢筋支撑焊 接，孤型拱盔上铺6cmX10cm的方木与648钢管，方木与钢管交替排放，二者间距 为0.3m，用1.5mm竹胶板做底模、侧模、顶模。模板用钉子固定在方木上。在预压 完成后，调整底模标高。底模标高=设计拱底+支架变形量+（前期施工误差的调 整量），来控制底模标高。平面按0.6*0.6米布网，剪刀撑横向间距2.7米，纵向间距3.6米；竖向步距为1.2米碗扣架立面布置图支架安装时从拱圈的纵向弧形双排钢管拱盔一端向另一端进行，水平杆 由下向上进行。支架搭设之 前预先检查碗扣杆件，不得 使用挖瘪、弯曲、腐蚀等以 及有损伤和明显缺陷的构 件，碗扣或销子必须用专用 的销子。碗扣件进场前必须 逐件进行检查，是否符合质 量要求及设计要求。碗扣支架搭设前，先按测量放线及支架搭设形式布置好碗扣底 托，然后搭拼碗扣支架。第一层拼好之后，必须由现场技术人员抄平检查平整度， 如高差太大，必须用底托调平。拼立杆时必须用吊线锤检查其垂直度，防止立杆偏 心受力。接头部位必须用碗扣连接牢固。支架搭拼时应挂线以控制调平和线型。顶 托和底托外露部分最大不能超过30厘米，自由端超过30厘米长的杆件要增加水平 杆锁定；底托与硬化地面之间要密贴，达到面受力，严禁形成点受力。顶托螺扣伸 出长度不大于3 0厘米，方木间用木楔塞紧，且用钉子钉牢。横向钢管间若有空隙， 用粗钢筋焊接或用直扣件将两钢管连成一体。碗扣支架搭拼完之后，用扣件式钢管 在立杆上沿纵横向每隔3排设置一道剪刀撑，剪刀撑设置时从顶到底要连续，搭接 头保证不小于6 0厘米，接头卡不少于两个，与水平横杆的夹角为4 56 0 要求布置在立杆两侧。施工过程中加强对支架的观测，要有详细的记录，并对观测 数据进行详细分析，特别是数据有突变时，要认真对待，仔细分析，必要时进行重 新验算。4、支架预压预压的目的：消除支架的非弹性变形、检验支架的刚度、稳定性、安全性是否 满足施工要求（由于基础为混凝土基层，可以不考虑消除地基沉降影响）。测出弹性 数据，同时取得支架弹性变形的实际数值，作为支架施工预拱值设置的资料；在待 堆载跨的模板上测设三个断面的沉降观测点，于跨径的1/4、1/2、3/4处的底板布 设；同断面于底板上按每2.0m间距布设。在堆载预压前测设断面底模标高和支架底 部标高。预压施工：支架预压重量取拱圈钢筋砼结构自重的120%，全部预压材料共分三 级加载完成。用编织袋装砂作预压材料，砂袋的堆积高度按拱体自重分布曲线变化取值，从 而使预压荷载的分布与拱体荷载的分布相吻合。第一级加压为40%总重量，停46小时，观测两次。第二级加压为40%总重量，停46小时，观测两次。第三级加压为40%总重量，静压不小于60小时，每天观测两次。加载过程中，观测支架体系没有明显的变化时方可继续进行加载,预压时要随时 观测支架的变化情况。观测时分次做好计录，即加载前、加载1/3时、加载2/3时、 加载完成后直至沉降稳定。卸载后，进行支架回弹观测，最后计算出各点弹性变形 和非弹性变形的最大值。直至最后连续三天的累计沉降值3mm时方可卸载。 卸载时可均值卸载按两次卸完，分别为50%。第一次卸载后停46小时，观测2次第二次卸载后48小时内进行6次观测，模板标高调整完毕后，在底板上方无法设置观测点，故观测点设置在底模下的 方木上。预压时按照观测阶段和观测时间测设各观测点标高，采用钢尺和DS2水准 仪测设各观测点标高，并记录在册。预压时主要观测的数据有：顶板沉降、支架沉降；卸载后顶板可恢复量。沉降 稳定卸载后算出地面沉降、支架的弹性和非弹性变形数值。根据各点对应的弹性变 形数值及设计预拱度调整模板的高程。观测过程中如发现基础沉降明显、基础开裂、 局部位置和支架变形过大现象，应立即停止加载并卸载，及时查找原因，采取补救 措施。5、堆载及卸载在底模上按该点对应的钢筋混凝土梁的自重摆放砂袋，其顺序为每孔从拱中向 桥墩摆放。每天至少两次测量各测点的标高，并做好记录，连续预压不少于72h。根 据每天测量的数据统计后，确定连续72h内下沉量小于3哑后可认为支架下沉已稳 定。并报请监理组要求进行卸载。采用人工配合吊车，按与加载相反的顺序撤掉砂袋，测得各观测点的标高。计 算各点的非弹性变形和弹性变形。根据各点的非弹性变形、弹性变形和梁的预设上拱度值，调整各点立杆的可调 顶托达到设计要求，重新整理底模。6、采用满堂支架依次施工左半幅第七联、第六联、第五联、第一联、第二联、 第三联拱圈，再按顺序施工右半幅；在拱圈混凝土强度达到设计强度时，按规范要 求依次松落其它跨拱圈支架顶托，纵向每隔二排上调立杆底托，在其下垫16#下槽钢 与12#上槽钢，在16#槽钢凹槽内放置60mm托棍滚筒（长14cm，直径6cm，托杆20mm 圆钢），托棍滚筒间距60cm，12#槽钢凹面朝上，背向放在托棍滚筒上，再一一将其 他立杆底托上调使其离开地面悬空。每联拱圈施工时从两侧拱跨向中间拱跨对称施 工。拱上结构在拱架松落前，拱圈及间隔槽混凝土达到设计强度的30%以上时组织施 工。7、满堂支架拆除工艺根据设计图要求，待拱圈混凝土强度达到设计强度的100%后方可进行拱圈底支 架拆除。不得随意提前，以免拱圈混凝土发生开裂。拆除支架时，由跨中向两侧同 时、均匀进行，先放松跨中拱圈支架，再同时向两侧放松拱圈支架直到拱脚，然后 拆除。即先拆除各跨拱顶部分支架，拆除范围为跨中1/2范围支架，并应同时均匀 拆卸，卸落量开始宜小，以后逐渐增大。待落架稳定后，再拆除各跨1/4范围到拱 脚处支架；落架、拆模时，要对称、均匀进行，分三次卸完，不允许某个局部突然撤架， 不得使主拱局部产生过大应力。落架时要统一指挥，统一行动，每次落架过程都要 仔细认真地进行，以达到均衡、同步。拆模时防止撬坏模板和碰坏混凝土面。落架观测：在落架前，落架到1 /2及落架结束后对拱圈混凝土顶面高程、纵轴 线各观测一次。拆除规定：拆除前应先拆除脚手架上杂物及地面障碍物；拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业；拆除过程中，凡已松开连接的杆、配件应及时拆除运走，避免误扶、误靠；拆下的杆件应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。拆除程序应遵守由上而下，先搭后拆的原则。拆除顺序：剪刀撑-横向水平 杆 纵向水平杆 立杆。不准分立面拆架或在上、下两步同时拆架，做到一步一清，一杆一清。拆立杆 时，要先抱住立杆再拆最后两个扣件。拆除纵向水平杆，斜撑水平撑时，应先拆中 间扣件，然后托住中间，再拆端头扣件。8、满堂支架搭设安全措施禁止任意改变构架结构及其尺寸；禁止架体倾斜或连接点松驰；禁止不按规定的程序和要求进行搭设和拆除作业；搭拆作业中应采取安全防护措施，设置防护和使用防护用品；禁止随意增加上架的人员和材料，引起超载；禁止在架面上任意采取加高措施，增加荷载或加高部分无可靠固定，防护设施 也未相应加高；不得将模板支架、缆风绳、泵送砼输送管等固定在脚手架上，严禁 悬挂起重设备；不得在架上搬运重物；不得在六级以上大风、雷雨和雪天下继续施 工；脚手架长期搁置以后未作检查的情况下不得重新使用；脚手架上进行电气焊作业时，必须有防火措施和专人看守；搭拆脚手架时，地面应设围栏和警示标志，严禁非操作人员入内；脚手架搭拆时应制止和杜绝违章指挥、违章作业；拆下的杆件以安全方式运下， 集中堆码整齐；钢管脚手架的防电、避雷措施：脚手架管有严重锈蚀、压扁或裂纹 的使用。禁止使用有脆裂、变形、等现象的扣件。在搭设过程中，应由安全员、施 工员进行检查、验收。每两步验收一次。拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，需解开与另一人有关的扣件时，应 下通知对方采取防范措施，以防坠落。在拆架时，不得中途换人，如必须换人时，应将拆除个人，未经同意不得拆除 脚手架部件。定期检查脚手架，发现问题和隐患，在施工作业前及时维修加固稳定，确保施 工安全。附件：拱圈支架、模板计算一、支架设计支架设计采用满堂碗扣支架，采用LG-300、LG-240、LG-180、LG-120、HG-60、 HG-90、HG-120等规格的杆件进行组合安装；支架主要包括立杆、横杆、kTZ50型可 调底座和KTC50型可调托撑可调底、剪力撑、弧型钢管拱盔、横向分配方木、顺桥 向分配方木和底模板。考虑到高空作业危险性，支架在支设时两侧各留出50cm的工 作平台，外侧采用脚手架防护网进行防护。支架采用碗扣式满堂支架（48%5mm），纵横与竖向步距采用60cm，支架下 垫可调式底托，上安放可调式顶托，桥纵向采用双排钢管做拱盔，拱盔直接架在可 调顶托上，弧型拱盔与可调顶托的弧形空隙中间用钢筋支撑焊接，弧型拱盔上铺 5cmX5cm的方木与648钢管，方木与钢管交替排放，二者间距为0.3m，用1. 2mm竹 胶板做底模与侧模。模板用钉子固定在方木上。二、支架模板受力计算本工程现浇拱圈满堂支架的设计与验算算参考公路施工手册桥涵、预压操 作规程及建筑施工碗碗扣脚手架安全技术规范（JGJ166-2008），具体如下：（一）、荷载进行支架设计时，考虑下列的各项荷载：a.模板和支架的自重；b.新浇砼的自重；c.钢筋的自重；d.振捣砼时产生的 荷载；e、风荷载1，荷载标准值的取定a. 模板和支架自重根据模板和支架的设计图确定；b. 新浇钢筋砼自重标准值采用25KN/M3c. 振捣砼时产生的荷载标准值采用3.0KN/M2;d. 风荷载标准值采用0.6KN/M2;2，荷载设计值的确定进行支架设计时，所采用的荷载设计值，取荷载标准值分别乘以下述相应的荷载 分项系数，然后组合而得；项次荷载类别分项系数a模板和支架的自重1.2b新浇钢筋砼的自重1.2c振捣砼时产生的荷载1.4d风荷载1.4本工程满堂支架采用碗扣压式脚手架搭设，其立杆的纵横向间距按0.9*0.9M 的组合形式布置，其立杆的竖向步距统一采用0.6米，其上设可调顶托，上铺钢管 和方木形成模板平台，支架承载最不利情况为拱板砼浇注完毕尚未初凝前底板范 围内的杆件承载。3，荷载组合以15米支架和模板为验算对象，根据建筑施工碗扣脚手架安全技术规范，模 板支架主要检算立杆稳定性。支架步距及纵距、横距均按0.9米检算。设计荷载主 要考虑拱圈荷载、模板荷载、支架自重荷载和施工荷载，计算如下：1）.半幅拱圈钢筋混凝土方量86.64m3,自重为86.64*2.5*10=2166KN半幅平面面积（22.8-3.6）*14.85/2=142.56m2拱圈钢筋混凝土自重荷载2166/142.56 = 15.19KN/m22）.模板与支架自重保守估算，按大于10%结构混凝土自重考虑，即约 1.52KN/m2，并按均布计算。3）.施工人员及机具重量1.0KN/m24）.混凝土灌注振捣2.0 KN/m25）风荷载标准值采用0.6KN/M2;（二）、满堂碗扣式脚手架支架验算满堂碗扣式048脚手架支架布置：沿桥纵向排距0.9m，横向间距0.9m，步距 0.9m；脚手架钢管截面特性：外直径O48mm，壁厚3.5mm，截面积A=489mm2， 惯性矩 I=1219cm4，回转半径 r=15.8mm，f=205 MPa，立杆6 =210.1，荷载将（1项+2项）X1.0X1.2+ （3项+4项+5项）X1.0X1.4简化为均布荷载：（15.19+1.52） X1.2+ （1+2.0+0.6） x1.425.1KN/m22、立杆稳定性计算脚手架钢管截面特性外直径O48mm，壁厚3.5mm，截面积A=489mm2，惯性矩I=1219cm4，回转半 径 r=15.8mm，f=205 MPa，立杆6 =21，支架横杆步距 Lo=0.9m长细比 A=Lo/r=900/15.8=56.96,取 X=57，查表知折减系数 9=0.829则立杆承载能力N=0.829 X 489 X 210=85130N=85.13KN立杆根数：(1+ 14.85/0.9) *1+ (9.6+1) /0.9) =18*13=234 根每杆立杆承受荷载：N=25.1*142.56/234=15.3KNV85.13KN.立杆承载能力远大于要求立杆承受的荷载，满足要求N/9A=19.68*1000/ (0.829x489) =48.55MpaVf= 205 MPa 立杆稳定性满足要求。通过以上承载力计算和受力分析可知，碗扣脚手架按此布置，支架整体稳定性 满足要求。3、预压试验砂袋计算选用能装砂8001000Kg的预压试验专用砂袋，计算按800Kg/袋考虑半幅拱圈施工时总荷载为：24.3*142.56=3464KN=346421Kg半幅砂袋用量：346421/800=433个，全幅砂袋用量866个；计划900个砂袋。砂袋堆码高度：346421/17.88* (9.6+1) *1500=1.22 米(砂按 1500 Kg/m3 考虑)