拱桥满堂支架专项方案

中河北段综合整治与保护开发工程02标

（拱桥满堂支架）

专 项 方 案

编制： 审核： 审批：

中铁二十四局集团浙江工程有限公司 中河北段综合整治与保护开发工程02标项目部

2010年7月

目 录

一、工程概况 .......................................... 3 二、施工方法简介 ....................................... 4 三、施工工艺 .......................................... 4 1、满堂支架搭设工艺 ................................. 4 2、满堂支架拆除工艺 ................................. 4 四、满堂支架搭设安全措施 ............................... 4 1、材质及其使用安全措施 ............................. 4 2、安全技术措施 ..................................... 5 3、施工作业安全技术措施 ............................. 5 4、拆除的安全措施 ................................... 5 五、应注意的问题 ....................................... 6 六、新宫1#桥脚手架稳定性及预压荷载计算.................. 6 1、荷载计算 ........................................ 6 2、竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算 .............. 7 3、脚手架竖向钢管稳定性验算.......................... 8 4、预压荷载 ........................................ 8 七、新宫4#桥脚手架稳定性及预压荷载计算.................. 9 1、荷载计算 ........................................ 9 2、竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算 ............. 10 3、脚手架竖向钢管稳定性验算......................... 11 4、预压荷载 ....................................... 11

拱桥满堂支架施工专项方案

一、工程概况

中河北段综合整治与保护开发工程02标工程位于杭城南部，西起河坊街，东至中东河沟通段K0+090。主要实施内容包括河坊街地道、新宫1#、2#、3#、4#桥、水系河道沟通及两侧道路、排水管线、新宫桥拆除等内容。主要为解决中、东河河道沟通、中河路东西两侧行人过街和服务车行过河问题。

本标段共有两座拱桥,分别为： 1、新宫1#桥

位于河坊街桩号0+040，中河中路与河坊街相交处。本桥为单跨实腹式等截面钢筋混凝土圆弧型拱，计算跨径L=8.1m，砼拱圈宽B=11.35m，设计荷载：人群4.0KN/㎡。

上部结构采用钢筋混凝土无铰板拱，砼拱圈采用C30砼，厚度30cm，钢筋混凝土底砌筑15cm厚高湖石拱圈，拱上填料采用C20毛石砼（毛石含量不大于30%）。

下部结构结合桥位处河坊街地道围护桩和河道围护桩一起施工，承台采用C30砼，施工前先采用结构胶在河道围护桩内植入Φ20钢筋，植入长度不小于30cm。

2、新宫4#桥

位于中河河道桩号K4+296.5处，为单跨实腹式等截面钢筋混凝土圆弧形拱，拱圈跨径10.0m，矢高1.5m，矢跨比1/6.7。

上部结构采用C30钢筋混凝土无铰板拱，砼拱圈厚度为30cm，拱圈底、侧面采用5cm厚高湖石贴面。

下部结构采用C25水下砼钻孔灌注桩基础，桩径Φ1000mm，桩底标高-12.0m，承台、台身采用C30砼。采用Φ800mm钻孔灌注桩作为基坑围护。

二、施工方法简介

1、新宫1#桥基础采用8道40×60cm桥底支撑作为撑梁，撑梁里顶部预埋I36c型工字钢，劲性不变，长度7米。工字钢上按照安装满堂支架脚手钢管立杆所对应的位置铺设20b型槽钢。采用扣件式满堂支架现浇施工工艺进行施工，底模采用竹胶板，支撑采用φ48×3.5mm脚手管做排架。

2、新宫4#桥基础用挖机将场地平整，并回填合格的砂类土或石料进行整平压实。地基整平压实后，铺设15cm厚碎石，采用人工铺平，用蛙式夯土机进行夯压。在石子层上浇筑20cm厚C20砼。采用扣件式满堂支架现浇施工工艺进行施工，底模采用竹胶板，支撑采用φ48×3.5mm脚手管做排架。

三、施工工艺

1、满堂支架搭设工艺

场地平整、夯实----定位设置通常立杆垫板----排放纵向扫地杆----竖立杆----将纵向扫地杆和立杆扣接----安装横向扫地杆----安装纵向水平杆----安装横向水平杆----安装剪刀撑----扎安全网----作业层铺脚手架板。

施工时，双排架宜先立内排立杆、后玄外排立杆。每排立杆先立两头，再立中间的，应互相看齐后立中间部分立杆。立杆接长时，宜先立外排，后立内排。

2、满堂支架拆除工艺

拆除程序应遵守由上而下，先搭后拆的原则。拆除顺序，安全网----脚手板----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。

四、满堂支架搭设安全措施

1、材质及其使用安全措施

扣件的紧固程度不小于40N/M,且不应大于65N/M。对接扣件的抗拉承载力为3KN。扣件上螺栓应保持适当的拧紧程度。

对接扣件安装时其开口应向内，以防进雨水，直角扣件安装时开口不得向下，以保证安全。

钢管有严重锈蚀、压扁或裂纹的使用。禁止使用有脆裂、变形、滑丝等现象的扣件。

2、安全技术措施

脚手架的基础必须经过夯实处理满足承载力要求，做到不积水、不沉陷。 搭设过程中应划出工作标志区，禁止行人进入，统一指挥，上下呼应，动作协调，严禁在无人指挥下作业，当解开与另一人有关的扣件时必须通知对方，并得到允许，以防坠落伤人。

脚手架必须配合施工进度搭设。

在搭设过程中，应由安全员、架子班班长进行检查、验收。每两步验收一次。 3、施工作业安全技术措施

结构施工阶段外脚手架每搭一层完毕后，经项目部安全员验收合格后方可使用，任何班组和

拆架时应划分作业区，周围设绳绑围栏或竖立警戒标志，地面应设专人指挥，禁止非作业人员进入。

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。

严格控制施工荷载，脚手板不得集中堆料，施工荷载不得大于2KN/M2，确保较大安全储备。

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。

4、拆除的安全措施

拆架前，全面检查待拆脚手架，根据检查结果，拟订出作业计划，报请批准，进行技术交底后才准备工作。

架体拆除前，必须查看施工现场环境，包括架空线路、外脚手架、地面的设施等各类障碍物、低锚、缆风绳、附件、电气装备情况、凡能提前拆除的尽量拆

除掉。情况交代清楚后方可离开。

五、应注意的问题

1、基础采用碎石土回填并夯实，若在软土层上，应进行挖除并浇筑砼基础墩。 2、每根立杆底部应设置垫板，相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内。 3、扣件的拧紧力不应小于40N.M,且不大于65N.M。

4、脚手架使用时间较长，应及时进行检查，发现基础下沉，杆件变形等问题要及时解决。

5、剪刀撑在外例立面整个高度和长度连续设置，接长采用搭接、长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定。

六、新宫1#桥脚手架稳定性及预压荷载计算

1、荷载计算 ⑴、自重G计算

①、施工满堂支架布置图

②、从上图可知：脚手架搭设高度为3.57米；纵向钢管每列布置为11根；

脚手架横向布置为0.55米/档；横向钢管全长12.1米；钢管单位重为4.338 kg /m；扣件及斜撑钢管的附加力考虑20%；则：

脚手架每根纵向钢管自重：g1=3.57m*4.338kg/m*9.8N/kg*1.2=182 ( N ) 脚手架横向钢管传递给每根纵向钢管自重：

支架侧面

g2=(3.57m/1.2*3*4.338)/12.1*1.2*1.2*9.8 =45 ( N ) 注：公式中的两个1.2系数分别表示扣件及斜撑的附加力和纵向钢管受力的不均匀系数。脚手架钢管底部截面所承受的自重压力： G= g1+ g2=182+45=227 ( N ) ⑵、荷载P计算

①、结构自重：拱圈砼51.2m3（砼容重按2300kg/m3）合133120kg,钢筋用量10780kg，合计143900kg，作用到每根钢管上的力P1=5303N。

②、施工荷载：施工荷载包括作业时的人群荷载、模板重量、浇注砼时的振动及冲击力。人群荷载根据实际情况取6人（每个人按70kg计算），模板采用组合木模（共1t），冲击荷载按200N/M2取值，作用到每根钢管上的力P2=154N。

③、荷载组合：竖向荷载考虑模板吊装时晃动，以及砼在浇注过程中不可避免的非对称等因素，故荷载组合考虑冲击系数为1.2，作用到每根钢管上的施工总荷载为：N1=（5303+154）*1.2=6548N。

2、竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算 竖向钢管底部截面承受最大压力：

N1=K1(P1+ P2)=1.2*(5303+154)=6548N

单根钢管截面面积：

A=（D-d）*3.142/4 = 553 mm

钢管截面轴向容许应力为：

[δ]=140 Mpa = 140 N/mm2

本脚手架钢管截面所承受的最大承压应力验算： δ= N/A =6548N /553 mm2 = 11.84 Mpa

钢管轴向应力折减系数θ计算： 考虑两端铰支取长度系数μ=1；

惯性距计算 I={3.142（D4-d4）}/32 = 269825 mm4

i=√I/A=√269825/553 =22.089 mm

λ=μL/i=1*1500/22.089=68

查表求得 θ=0.772-（0.772-0.713）（68-60）/（70-60）=0.725

2

2

2

θ[δ]=0.725 *140= 101.5 Mpa

因为A3钢管轴向容许应力θ[δ]=101.5 Mpa>>δ=11.84 Mpa；所以脚手架钢管截面所承受的最大承压应力满足施工要求

3、脚手架竖向钢管稳定性验算 ①、惯性距计算

I={3.142（D4-d4）}/32 = 269825 mm4

已知条件：截面钢管面积A=553 mm2；所承受最大应力δ=11.84 Mpa；纵向钢管最大间距为0.7米；考虑两端铰支取长度系数μ=1；长度L=1265mm

②、稳定性计算：

脚手架单根钢管所承受的临界力：

Pcr=(3.1422EI)/(μL)2=(3.1422*2*105*269825)/(1*1265)

2

=236714 KN

通过计算脚手架单根钢管施工过程中所承受的实际荷载为 3310N＜

Pcr=236714 N 所以脚手架按此布置满足施工过程中应力及稳定性的要求。

4、预压荷载

⑴、预压荷载由标准砂袋（重50kg/个）和钢筋等材料来实现，根据支架荷重不同，预压荷载采取等效布置方式，布置程序为：先顺支架方向布设砂袋，然后以钢筋补足所需荷载。

⑵、预压荷载计算 拱片浇注过程中荷载计算：

C30砼：51.2m3， G=51.2*2300=133120 KG 钢筋：10780KG

组合木模：此处按1000 KG计算

人群荷载：按正常6人计算 6*70=420 KG

荷载计算底板加载: 本桥自重：P=1.2(133120+10780+1000+420)=145320KG,则砂袋数量为2900袋，共重145000kg，Ⅱ级钢筋 320kg。

⑶、预压步骤

①、预压前对检测点进行标高测量。 由试验人员用经鉴定的DS3水准仪对观测点进行测量 。

②、按计算预压荷载进行加载，加载完成后即进行观测，以后每隔2 小时观测一次，记录好观测结果，直到同一点连续3 次观测值变化均在5mm 范围内，即认为各种变形均已稳定，在此稳定荷载下持荷24 小时，并每隔4 小时观测一次。

③、卸载，并再次观测各点变化值。

④、预压实验完成后，需对支架的弹性压缩，非弹性变形，基底非弹性沉陷，预拱度数据进行整理分析以指导工程施工。

七、新宫4#桥脚手架稳定性及预压荷载计算

1、荷载计算 ⑴、自重G计算

①、施工满堂支架布置图

②、从上图可知：脚手架搭设高度为5.1米；纵向钢管每列布置为17根；

脚手架横向布置为0.55米/档；横向钢管全长5.3米；钢管单位重为4.338 kg /m；扣件及斜撑钢管的附加力考虑20%；则：

脚手架每根纵向钢管自重：g1=5.1m*4.338kg/m*9.8N/kg*1.2=260 ( N ) 脚手架横向钢管传递给每根纵向钢管自重：

g2=(5.1m/1.2*5.3*4.338)/5.3*1.2*1.2*9.8 =260 ( N ) 注：公式中的两个1.2系数分别表示扣件及斜撑的附加力和纵向钢管受力的不均匀系数。脚手架钢管底部截面所承受的自重压力：

支架正面

支架侧面

G= g1+ g2=260+260=520 ( N ) ⑵、荷载P计算

①、结构自重：拱圈砼15.5m3（砼容重按2300kg/m3）合40300kg,钢筋用量2870kg，合计43170kg，作用到每根钢管上的力P1=2488N。

②、施工荷载：施工荷载包括作业时的人群荷载、模板重量、浇注砼时的振动及冲击力。人群荷载根据实际情况取6人（每个人按70kg计算），模板采用组合木模（共0.5t），冲击荷载按200N/M2取值，作用到每根钢管上的力P2=270N。

③、荷载组合：竖向荷载考虑模板吊装时晃动，以及砼在浇注过程中不可避免的非对称等因素，故荷载组合考虑冲击系数为1.2，作用到每根钢管上的施工总荷载为：N1=（2488+270）*1.2=3310 N。

2、竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算 竖向钢管底部截面承受最大压力：

N1=K1(P1+ P2)=1.2*(2488+270)=3310N

单根钢管截面面积：

A=（D2-d2）*3.142/4 = 553 mm2

钢管截面轴向容许应力为：

[δ]=140 Mpa = 140 N/mm2

本脚手架钢管截面所承受的最大承压应力验算： δ= N/A =3310 N /553 mm2 = 5.99 Mpa

钢管轴向应力折减系数θ计算： 考虑两端铰支取长度系数μ=1；

惯性距计算 I={3.142（D4-d4）}/32 = 269825 mm4

i=√I/A=√269825/553 =22.089 mm

λ=μL/i=1*1500/22.089=68

查表求得 θ=0.772-（0.772-0.713）（68-60）/（70-60）=0.725

θ[δ]=0.725 *140= 101.5 Mpa

因为A3钢管轴向容许应力θ[δ]=101.5 Mpa>>δ=5.99 Mpa；所以脚手架钢管截面所承受的最大承压应力满足施工要求

3、脚手架竖向钢管稳定性验算

①、惯性距计算

I={3.142（D4-d4）}/32 = 269825 mm4

已知条件：截面钢管面积A=553 mm2；所承受最大应力δ=5.99 Mpa；纵向钢管最大间距为0.6米；考虑两端铰支取长度系数μ=1；长度L=1500mm

②、稳定性计算：

脚手架单根钢管所承受的临界力：

Pcr=(3.1422EI)/(μL)2=(3.1422*2*105*269825)/(1*1500)

2=236714 KN

通过计算脚手架单根钢管施工过程中所承受的实际荷载为 3310N＜Pcr=236714 N 所以脚手架按此布置满足施工过程中应力及稳定性的要求。

4、预压荷载

⑴、预压荷载由标准砂袋（重50kg/个）和钢筋等材料来实现，根据支架荷重不同，预压荷载采取等效布置方式，布置程序为：先顺支架方向布设砂袋，然后以钢筋补足所需荷载。

⑵、预压荷载计算

拱片浇注过程中荷载计算：

C30砼：15.5m3， G=15.5*2300=40300 KG

钢筋：2870KG

组合木模：此处按500 KG计算

人群荷载：按正常6人计算 6*70=420 KG

荷载计算底板加载: 本桥自重：P=1.2(40300+2870+500+420)=52908KG,则砂袋数量为1000袋，共重50000kg，Ⅱ级钢筋 52908－50000 =2908kg。

⑶、预压步骤

①、预压前对检测点进行标高测量。 由试验人员用经鉴定的DS3水准仪对观测点进行测量 。

②、按计算预压荷载进行加载，加载完成后即进行观测，以后每隔2 小时观测一次，记录好观测结果，直到同一点连续3 次观测值变化均在5mm 范围内，即认为各种变形均已稳定，在此稳定荷载下持荷24 小时，并每隔4 小时观测一次。

③、卸载，并再次观测各点变化值。

④、预压实验完成后，需对支架的弹性压缩，非弹性变形，基底非弹性沉陷，预拱度数据进行整理分析以指导工程施工。

中河北段综合整治与保护开发工程02标

（拱桥满堂支架）

专 项 方 案

编制： 审核： 审批：

中铁二十四局集团浙江工程有限公司 中河北段综合整治与保护开发工程02标项目部

2010年7月

目 录

一、工程概况 .......................................... 3 二、施工方法简介 ....................................... 4 三、施工工艺 .......................................... 4 1、满堂支架搭设工艺 ................................. 4 2、满堂支架拆除工艺 ................................. 4 四、满堂支架搭设安全措施 ............................... 4 1、材质及其使用安全措施 ............................. 4 2、安全技术措施 ..................................... 5 3、施工作业安全技术措施 ............................. 5 4、拆除的安全措施 ................................... 5 五、应注意的问题 ....................................... 6 六、新宫1#桥脚手架稳定性及预压荷载计算.................. 6 1、荷载计算 ........................................ 6 2、竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算 .............. 7 3、脚手架竖向钢管稳定性验算.......................... 8 4、预压荷载 ........................................ 8 七、新宫4#桥脚手架稳定性及预压荷载计算.................. 9 1、荷载计算 ........................................ 9 2、竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算 ............. 10 3、脚手架竖向钢管稳定性验算......................... 11 4、预压荷载 ....................................... 11

拱桥满堂支架施工专项方案

一、工程概况

中河北段综合整治与保护开发工程02标工程位于杭城南部，西起河坊街，东至中东河沟通段K0+090。主要实施内容包括河坊街地道、新宫1#、2#、3#、4#桥、水系河道沟通及两侧道路、排水管线、新宫桥拆除等内容。主要为解决中、东河河道沟通、中河路东西两侧行人过街和服务车行过河问题。

本标段共有两座拱桥,分别为： 1、新宫1#桥

位于河坊街桩号0+040，中河中路与河坊街相交处。本桥为单跨实腹式等截面钢筋混凝土圆弧型拱，计算跨径L=8.1m，砼拱圈宽B=11.35m，设计荷载：人群4.0KN/㎡。

上部结构采用钢筋混凝土无铰板拱，砼拱圈采用C30砼，厚度30cm，钢筋混凝土底砌筑15cm厚高湖石拱圈，拱上填料采用C20毛石砼（毛石含量不大于30%）。

下部结构结合桥位处河坊街地道围护桩和河道围护桩一起施工，承台采用C30砼，施工前先采用结构胶在河道围护桩内植入Φ20钢筋，植入长度不小于30cm。

2、新宫4#桥

位于中河河道桩号K4+296.5处，为单跨实腹式等截面钢筋混凝土圆弧形拱，拱圈跨径10.0m，矢高1.5m，矢跨比1/6.7。

上部结构采用C30钢筋混凝土无铰板拱，砼拱圈厚度为30cm，拱圈底、侧面采用5cm厚高湖石贴面。

下部结构采用C25水下砼钻孔灌注桩基础，桩径Φ1000mm，桩底标高-12.0m，承台、台身采用C30砼。采用Φ800mm钻孔灌注桩作为基坑围护。

二、施工方法简介

1、新宫1#桥基础采用8道40×60cm桥底支撑作为撑梁，撑梁里顶部预埋I36c型工字钢，劲性不变，长度7米。工字钢上按照安装满堂支架脚手钢管立杆所对应的位置铺设20b型槽钢。采用扣件式满堂支架现浇施工工艺进行施工，底模采用竹胶板，支撑采用φ48×3.5mm脚手管做排架。

2、新宫4#桥基础用挖机将场地平整，并回填合格的砂类土或石料进行整平压实。地基整平压实后，铺设15cm厚碎石，采用人工铺平，用蛙式夯土机进行夯压。在石子层上浇筑20cm厚C20砼。采用扣件式满堂支架现浇施工工艺进行施工，底模采用竹胶板，支撑采用φ48×3.5mm脚手管做排架。

三、施工工艺

1、满堂支架搭设工艺

场地平整、夯实----定位设置通常立杆垫板----排放纵向扫地杆----竖立杆----将纵向扫地杆和立杆扣接----安装横向扫地杆----安装纵向水平杆----安装横向水平杆----安装剪刀撑----扎安全网----作业层铺脚手架板。

施工时，双排架宜先立内排立杆、后玄外排立杆。每排立杆先立两头，再立中间的，应互相看齐后立中间部分立杆。立杆接长时，宜先立外排，后立内排。

2、满堂支架拆除工艺

拆除程序应遵守由上而下，先搭后拆的原则。拆除顺序，安全网----脚手板----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。

四、满堂支架搭设安全措施

1、材质及其使用安全措施

扣件的紧固程度不小于40N/M,且不应大于65N/M。对接扣件的抗拉承载力为3KN。扣件上螺栓应保持适当的拧紧程度。

对接扣件安装时其开口应向内，以防进雨水，直角扣件安装时开口不得向下，以保证安全。

钢管有严重锈蚀、压扁或裂纹的使用。禁止使用有脆裂、变形、滑丝等现象的扣件。

2、安全技术措施

脚手架的基础必须经过夯实处理满足承载力要求，做到不积水、不沉陷。 搭设过程中应划出工作标志区，禁止行人进入，统一指挥，上下呼应，动作协调，严禁在无人指挥下作业，当解开与另一人有关的扣件时必须通知对方，并得到允许，以防坠落伤人。

脚手架必须配合施工进度搭设。

在搭设过程中，应由安全员、架子班班长进行检查、验收。每两步验收一次。 3、施工作业安全技术措施

结构施工阶段外脚手架每搭一层完毕后，经项目部安全员验收合格后方可使用，任何班组和

拆架时应划分作业区，周围设绳绑围栏或竖立警戒标志，地面应设专人指挥，禁止非作业人员进入。

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。

严格控制施工荷载，脚手板不得集中堆料，施工荷载不得大于2KN/M2，确保较大安全储备。

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。

4、拆除的安全措施

拆架前，全面检查待拆脚手架，根据检查结果，拟订出作业计划，报请批准，进行技术交底后才准备工作。

架体拆除前，必须查看施工现场环境，包括架空线路、外脚手架、地面的设施等各类障碍物、低锚、缆风绳、附件、电气装备情况、凡能提前拆除的尽量拆

除掉。情况交代清楚后方可离开。

五、应注意的问题

1、基础采用碎石土回填并夯实，若在软土层上，应进行挖除并浇筑砼基础墩。 2、每根立杆底部应设置垫板，相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内。 3、扣件的拧紧力不应小于40N.M,且不大于65N.M。

4、脚手架使用时间较长，应及时进行检查，发现基础下沉，杆件变形等问题要及时解决。

5、剪刀撑在外例立面整个高度和长度连续设置，接长采用搭接、长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定。

六、新宫1#桥脚手架稳定性及预压荷载计算

1、荷载计算 ⑴、自重G计算

①、施工满堂支架布置图

②、从上图可知：脚手架搭设高度为3.57米；纵向钢管每列布置为11根；

脚手架横向布置为0.55米/档；横向钢管全长12.1米；钢管单位重为4.338 kg /m；扣件及斜撑钢管的附加力考虑20%；则：

脚手架每根纵向钢管自重：g1=3.57m*4.338kg/m*9.8N/kg*1.2=182 ( N ) 脚手架横向钢管传递给每根纵向钢管自重：

支架侧面

g2=(3.57m/1.2*3*4.338)/12.1*1.2*1.2*9.8 =45 ( N ) 注：公式中的两个1.2系数分别表示扣件及斜撑的附加力和纵向钢管受力的不均匀系数。脚手架钢管底部截面所承受的自重压力： G= g1+ g2=182+45=227 ( N ) ⑵、荷载P计算

①、结构自重：拱圈砼51.2m3（砼容重按2300kg/m3）合133120kg,钢筋用量10780kg，合计143900kg，作用到每根钢管上的力P1=5303N。

②、施工荷载：施工荷载包括作业时的人群荷载、模板重量、浇注砼时的振动及冲击力。人群荷载根据实际情况取6人（每个人按70kg计算），模板采用组合木模（共1t），冲击荷载按200N/M2取值，作用到每根钢管上的力P2=154N。

③、荷载组合：竖向荷载考虑模板吊装时晃动，以及砼在浇注过程中不可避免的非对称等因素，故荷载组合考虑冲击系数为1.2，作用到每根钢管上的施工总荷载为：N1=（5303+154）*1.2=6548N。

2、竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算 竖向钢管底部截面承受最大压力：

N1=K1(P1+ P2)=1.2*(5303+154)=6548N

单根钢管截面面积：

A=（D-d）*3.142/4 = 553 mm

钢管截面轴向容许应力为：

[δ]=140 Mpa = 140 N/mm2

本脚手架钢管截面所承受的最大承压应力验算： δ= N/A =6548N /553 mm2 = 11.84 Mpa

钢管轴向应力折减系数θ计算： 考虑两端铰支取长度系数μ=1；

惯性距计算 I={3.142（D4-d4）}/32 = 269825 mm4

i=√I/A=√269825/553 =22.089 mm

λ=μL/i=1*1500/22.089=68

查表求得 θ=0.772-（0.772-0.713）（68-60）/（70-60）=0.725

2

2

2

θ[δ]=0.725 *140= 101.5 Mpa

因为A3钢管轴向容许应力θ[δ]=101.5 Mpa>>δ=11.84 Mpa；所以脚手架钢管截面所承受的最大承压应力满足施工要求

3、脚手架竖向钢管稳定性验算 ①、惯性距计算

I={3.142（D4-d4）}/32 = 269825 mm4

已知条件：截面钢管面积A=553 mm2；所承受最大应力δ=11.84 Mpa；纵向钢管最大间距为0.7米；考虑两端铰支取长度系数μ=1；长度L=1265mm

②、稳定性计算：

脚手架单根钢管所承受的临界力：

Pcr=(3.1422EI)/(μL)2=(3.1422*2*105*269825)/(1*1265)

2

=236714 KN

通过计算脚手架单根钢管施工过程中所承受的实际荷载为 3310N＜

Pcr=236714 N 所以脚手架按此布置满足施工过程中应力及稳定性的要求。

4、预压荷载

⑴、预压荷载由标准砂袋（重50kg/个）和钢筋等材料来实现，根据支架荷重不同，预压荷载采取等效布置方式，布置程序为：先顺支架方向布设砂袋，然后以钢筋补足所需荷载。

⑵、预压荷载计算 拱片浇注过程中荷载计算：

C30砼：51.2m3， G=51.2*2300=133120 KG 钢筋：10780KG

组合木模：此处按1000 KG计算

人群荷载：按正常6人计算 6*70=420 KG

荷载计算底板加载: 本桥自重：P=1.2(133120+10780+1000+420)=145320KG,则砂袋数量为2900袋，共重145000kg，Ⅱ级钢筋 320kg。

⑶、预压步骤

①、预压前对检测点进行标高测量。 由试验人员用经鉴定的DS3水准仪对观测点进行测量 。

②、按计算预压荷载进行加载，加载完成后即进行观测，以后每隔2 小时观测一次，记录好观测结果，直到同一点连续3 次观测值变化均在5mm 范围内，即认为各种变形均已稳定，在此稳定荷载下持荷24 小时，并每隔4 小时观测一次。

③、卸载，并再次观测各点变化值。

④、预压实验完成后，需对支架的弹性压缩，非弹性变形，基底非弹性沉陷，预拱度数据进行整理分析以指导工程施工。

七、新宫4#桥脚手架稳定性及预压荷载计算

1、荷载计算 ⑴、自重G计算

①、施工满堂支架布置图

②、从上图可知：脚手架搭设高度为5.1米；纵向钢管每列布置为17根；

脚手架横向布置为0.55米/档；横向钢管全长5.3米；钢管单位重为4.338 kg /m；扣件及斜撑钢管的附加力考虑20%；则：

脚手架每根纵向钢管自重：g1=5.1m*4.338kg/m*9.8N/kg*1.2=260 ( N ) 脚手架横向钢管传递给每根纵向钢管自重：

g2=(5.1m/1.2*5.3*4.338)/5.3*1.2*1.2*9.8 =260 ( N ) 注：公式中的两个1.2系数分别表示扣件及斜撑的附加力和纵向钢管受力的不均匀系数。脚手架钢管底部截面所承受的自重压力：

支架正面

支架侧面

G= g1+ g2=260+260=520 ( N ) ⑵、荷载P计算

①、结构自重：拱圈砼15.5m3（砼容重按2300kg/m3）合40300kg,钢筋用量2870kg，合计43170kg，作用到每根钢管上的力P1=2488N。

②、施工荷载：施工荷载包括作业时的人群荷载、模板重量、浇注砼时的振动及冲击力。人群荷载根据实际情况取6人（每个人按70kg计算），模板采用组合木模（共0.5t），冲击荷载按200N/M2取值，作用到每根钢管上的力P2=270N。

③、荷载组合：竖向荷载考虑模板吊装时晃动，以及砼在浇注过程中不可避免的非对称等因素，故荷载组合考虑冲击系数为1.2，作用到每根钢管上的施工总荷载为：N1=（2488+270）*1.2=3310 N。

2、竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算 竖向钢管底部截面承受最大压力：

N1=K1(P1+ P2)=1.2*(2488+270)=3310N

单根钢管截面面积：

A=（D2-d2）*3.142/4 = 553 mm2

钢管截面轴向容许应力为：

[δ]=140 Mpa = 140 N/mm2

本脚手架钢管截面所承受的最大承压应力验算： δ= N/A =3310 N /553 mm2 = 5.99 Mpa

钢管轴向应力折减系数θ计算： 考虑两端铰支取长度系数μ=1；

惯性距计算 I={3.142（D4-d4）}/32 = 269825 mm4

i=√I/A=√269825/553 =22.089 mm

λ=μL/i=1*1500/22.089=68

查表求得 θ=0.772-（0.772-0.713）（68-60）/（70-60）=0.725

θ[δ]=0.725 *140= 101.5 Mpa

因为A3钢管轴向容许应力θ[δ]=101.5 Mpa>>δ=5.99 Mpa；所以脚手架钢管截面所承受的最大承压应力满足施工要求

3、脚手架竖向钢管稳定性验算

①、惯性距计算

I={3.142（D4-d4）}/32 = 269825 mm4

已知条件：截面钢管面积A=553 mm2；所承受最大应力δ=5.99 Mpa；纵向钢管最大间距为0.6米；考虑两端铰支取长度系数μ=1；长度L=1500mm

②、稳定性计算：

脚手架单根钢管所承受的临界力：

Pcr=(3.1422EI)/(μL)2=(3.1422*2*105*269825)/(1*1500)

2=236714 KN

通过计算脚手架单根钢管施工过程中所承受的实际荷载为 3310N＜Pcr=236714 N 所以脚手架按此布置满足施工过程中应力及稳定性的要求。

4、预压荷载

⑴、预压荷载由标准砂袋（重50kg/个）和钢筋等材料来实现，根据支架荷重不同，预压荷载采取等效布置方式，布置程序为：先顺支架方向布设砂袋，然后以钢筋补足所需荷载。

⑵、预压荷载计算

拱片浇注过程中荷载计算：

C30砼：15.5m3， G=15.5*2300=40300 KG

钢筋：2870KG

组合木模：此处按500 KG计算

人群荷载：按正常6人计算 6*70=420 KG

荷载计算底板加载: 本桥自重：P=1.2(40300+2870+500+420)=52908KG,则砂袋数量为1000袋，共重50000kg，Ⅱ级钢筋 52908－50000 =2908kg。

⑶、预压步骤

①、预压前对检测点进行标高测量。 由试验人员用经鉴定的DS3水准仪对观测点进行测量 。

②、按计算预压荷载进行加载，加载完成后即进行观测，以后每隔2 小时观测一次，记录好观测结果，直到同一点连续3 次观测值变化均在5mm 范围内，即认为各种变形均已稳定，在此稳定荷载下持荷24 小时，并每隔4 小时观测一次。

③、卸载，并再次观测各点变化值。

④、预压实验完成后，需对支架的弹性压缩，非弹性变形，基底非弹性沉陷，预拱度数据进行整理分析以指导工程施工。