船闸上部砼结构施工方案 (模板及脚手架工程安全专项方案)
xxxxxxxxxxxxxxxx 二〇一四年五月十一日
目 录
一、工程概况 ................................................................................................................................................... 1 1.1分项工程简介 ........................................................................................................................................ 1 1.2特点及难点分析 .................................................................................................................................... 1 二、编制依据及编制原则 ............................................................................................................................... 2 2.1编制依据 ................................................................................................................................................ 2 2.2编制原则 ................................................................................................................................................ 2 三、总体施工安排 ........................................................................................................................................... 3 四、施工组织机构 ........................................................................................................................................... 4 五、施工顺序和施工方案 ............................................................................................................................... 5 5.1施工顺序及工艺流程 ............................................................................................................................. 5 (一)施工顺序 ........................................................................................................................................... 5 (二)工艺流程 ........................................................................................................................................... 7 5.2施工方案 ................................................................................................................................................. 7 (一)测量放样 ........................................................................................................................................... 7 (二)钢筋工程 ........................................................................................................................................... 8 (三)模板工程 ......................................................................................................................................... 13 A.模板配置方案 ......................................................................................................................................... 13 B.闸室倒角模板 ......................................................................................................................................... 14 C.闸室倒角以上模板 ................................................................................................................................. 15 D.闸首廊道模板 ......................................................................................................................................... 21 E.闸首墩墙模板 ......................................................................................................................................... 21 F. 模板制作和安装允许偏差 .................................................................................................................... 23 G. 模板工程质量控制流程 ........................................................................................................................ 25 H. 模板通病防治措施 ............................................................................................................................... 27 (四)混凝土工程 ..................................................................................................................................... 28 (五)拉杆孔修补方案 ............................................................................................................................. 31 六、施工质量保证措施 ................................................................................................................................. 32 6.1施工准备过程的质量控制 ................................................................................................................... 32 6.2施工过程中的质量控制 ....................................................................................................................... 33 6.3混凝土施工外观质量保证措施 ........................................................................................................... 34 七、施工进度计划及进度保证措施 ............................................................................................................. 35 7.1 施工进度安排 ...................................................................................................................................... 35
7.2 施工进度保证措施 .............................................................................................................................. 35 八、劳动力、设备配备计划 ......................................................................................................................... 35 8.1 劳动力配备 .......................................................................................................................................... 35 8.2主要设备表 ........................................................................................................................................... 36 九、安全方案 ................................................................................................................................................. 36 9.1 主要危险源识别 .................................................................................................................................. 36 9.2 主要危险源防控措施 .......................................................................................................................... 37 9.3主要安全技术措施 ............................................................................................................................... 40 9.4安全应急预案 ....................................................................................................................................... 41 十、结构计算书 ............................................................................................................................................. 43 10.1 闸室模板计算书 ................................................................................................................................ 43 10.2 闸首墩墙模板计算书 ........................................................................................................................ 51 10.3闸室施工平台、埋件、索具计算书 ................................................................................................. 57 10.4闸首脚手架操作平台稳定验算 ......................................................................................................... 66
船闸上部混凝土结构施工方案
(模板及脚手架工程安全专项方案)
一、工程概况
1.1分项工程简介
本方案中的船闸工程上部混凝土结构是指底板以上的闸墙、胸墙边墩、梁、板、柱等混凝土结构,主要包括闸室左右岸墙身和胸墙、上下闸首边墩、空箱和廊道的隔墙以及消能室的梁板柱等结构。其中,上闸首结构物顶面高程为▽60.2m、下闸首结构物顶面高程为▽59.8m、闸室结构物顶面高程为▽56.7m。闸首的上部结构形式总体为空箱结构,共有5种类型的空箱,空箱水平和竖向布置界限分明但层次较多,而闸室的上部结构形式主要是实体钢筋混凝土墙,其中1、2#、16#、17#江侧闸墙为空箱结构。此外,闸室段岸侧闸墙总体上属于重力式挡墙形式,横断面尺寸为1~3m,而江侧闸墙属于直立式挡墙形式,横断面尺寸(空箱段除外)为3m。
1.2特点及难点分析
(一)船闸工程上部结构相对比较复杂,闸首施工中各结构层涉及到空箱和输水廊道处的弧形结构,而且空箱和廊道的顶口和底脚均设置了倒角结构,同时,在墩墙施工中将涉及到诸如钢护面、钢包角、水尺以及与闸门、启闭机、阀门井等金属结构相关的预埋件。闸室结构虽然相对单一,但遇到到浮式系船柱和钢爬梯位置时,断面尺寸发生突变,而且施工中也存在诸如浮式系船柱导轨、钢护舷、系船钩以及胸墙的钢包角等预埋铁件。为此需在上部结构施工前仔细阅读设计文件,避免发生埋件错埋、漏埋现象。
(二)船闸上部结构浇筑仓次较多、各工序交叉施工频繁,且施工工期相对较紧(上下闸首墩墙及闸室▽55.5m高程以下墩墙均需在2014年12月31日前施工完毕),如何合理安排各工种操作人员及工作面流水作业是本工程的难点之一。
(三)船闸上部结构施工涉及危险源多,如:大模板施工、脚手架施工、高空作业、起重吊装作业等均存在一定的安全风险,安全管理工作难度大。为此施工过程中需加强安全监控,防止安全事故的发生。
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二、编制依据及编制原则
2.1编制依据
1.《钢筋混凝土用钢 第1部分:热轧光圆钢筋》(GB1499.1-2008) 2.《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007) 3.《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》(GB/T2975-1998) 4.《金属材料 拉伸试验第1部分:室温试验方法》(GB/T 228.1-2010) 5.《焊接接头拉伸试验方法》(GB/T2651-2008) 6.《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205—2001) 7.《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)
8.《混凝土外加剂应用技术规范》(GB 50119-2003) 9.《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005) 10.《铜及铜合金带材》(GB/T2059-2008)
11.《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》(GBT14173-2008) 12.《港口及航道护岸工程设计与施工规范》(JTJ 300-2000) 13.《水运工程施工通则》(JTS 201-2011)
14.《水运工程施工安全防护技术规范》(JTJ205-1-2008) 15.《水运工程混凝土施工规范》(JTS 202-2011) 16.《水运工程测量质量检验标准》(JTS 258-2008) 17.《水运工程混凝土质量控制标准》(JTS 202-2-2011) 18.《水运工程质量检验标准》(JTS 257-2008) 19.《水运工程混凝土试验规程》(JTJ 270-98)
2.2编制原则
(1)本施工技术方案主要针对船闸上部混凝土结构施工。
(2)坚持遵循合同文件条款的原则,严格按照合同文件的规定,做到标准统一、规范编制。
(3)遵循设计文件和规范标准的原则,严格按照设计要求,执行现行施工规范和验收标准,正确组织施工,确保工程的质量和进度。
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(4)坚持实事求是、一切从实际出发的原则,在制定施工方案中,根据项目部施工能力、经济实力和技术水平,坚持科学组织、合理安排、均衡生产、平行作业。
(5)坚持施工全过程严格管理的原则,在各工序施工中,严格执行监理工程师的指令,尊重监理意见,严格施工管理。
(6)积极引进和使用新工艺,以提高或保证工程施工质量、施工进度、降低工程成本的新技术、新设备、新工艺为依托,发挥科技在船闸建设中的先导作用。
(7)坚持专业化作业与综合管理相结合的原则,在施工组织方面,以专业作业队伍为基本作业形式,充分发挥专业人员和专业设备的优势,同时采取综合管理手段,合理调配,以达到整体优化的目的。
三、总体施工安排
1.船闸上部混凝土结构安排在闸室岸侧底板、闸首江侧和岸侧底板以及大部分闸室江侧底板施工完毕后开始进行施工。最先开始的应为下闸首墩墙,而后根据施工进展情况开始进行闸室闸墙和上闸首墩墙的施工。
2.闸首上部结构的施工按照先岸侧后江侧的总体施工顺序,但是要尽量做到岸侧和江侧均衡上升,垂直方向根据空箱的结构层次,下闸首岸侧和江侧均以▽45.0m、▽46.5m、▽50.5m、▽53.8m、▽54.8m和▽59.3m六个高程层面为分界,分为7个结构层进行施工。
上闸首由于门前和门后段存在高差,在考虑整体均衡上升的前提下,按照门前和门后进行分区施工,首先以门后段▽45.0m和▽46.5m(消能室范围为▽46.0m)高程层面为分界,分为2个结构层进行施工,之后,门前段和门后段同时上升,墩墙则分别以▽50.5m、▽52.0m、▽55.0m、▽57.4m、▽59.7m五个高程层面为分界,分为6个结构层进行施工。值得注意的是,上闸首门后存在10m区域的墩墙顶高程为▽55.0m,该段的顶板将单独浇筑一次,即:在▽55.0m~▽57.4m结构层施工前,先进行该段▽55.0m~▽55.5m顶板施工,只是需要沿着该层面内阀门下游侧结构面设置竖向施工缝。综上所述,上闸首墩墙共需分为9个结构层次进行施工。
3.为提高本工程砼的外观质量,闸首及闸室上部结构的模板均以定型钢模为主,部分辅以木模,闸室墩墙采用桁架式大型钢模,闸首墩墙考虑到分层多、单次浇筑高
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度小等因素采用普通定型钢模,其中上闸首廊道及墩墙配置定型钢模一套,下闸首墩墙配置定型钢模一套,闸室江侧闸墙▽49.9m高程以下配置定型钢模两套,闸室江侧闸墙▽49.9m高程以上配置定型钢模一套,闸室岸侧闸墙▽49.9m高程以下配置定型钢模两套,闸室岸侧闸墙▽49.9m高程以上配置定型钢模一套。钢模的加固以可拆卸式对拉螺杆为主。
4.为满足工程施工工期要求,船闸上部结构共分为4个作业区进行同步施工,4个作业区分别为上闸首墩墙作业区、下闸首墩墙作业区、闸室岸侧闸墙作业区、闸室江侧闸墙作业区。
四、施工组织机构
钢筋施工队 木工施工队 砼施施工队 普工施工队 预埋件施工队 质检科 试验室 工程科 安全科 设备物质科 财务科 项目经理 项目副经理 项目总工 办公室 4
五、施工顺序和施工方案
5.1施工顺序及工艺流程 (一)施工顺序
1.上闸首上部结构
按照先下后上、先低后高的原则,首先进行门后段▽46.5m以下消能室、空箱5和输水廊道结构段的墩壁、墙、柱等结构施工,而后根据空箱的结构层布置,按照总体施工安排中明确的原则,逐层向上推进施工,施工中注意门前、门后段之间的输水廊道曲面的衔接,此外,各相关埋件的加工预埋施工要与混凝土结构施工相互协调,避免相互制约。各浇筑层次具体见下图:
▽60.2第九层△59.7第八层▽57.4第七层▽59.7▽60.2阀门井空箱1▽52.0▽49.0△56.4空箱2△55.0第五层空箱3▽54.5▽52.0▽55.0▽55.5▽55.5△55.0第六层第五层▽52.0第四层▽52.0空箱4空箱4空箱4第四层△50.5第三层▽47.0△50.5输水廊道▽47.0▽44.0▽49.0▽48.0▽46.5▽46.0▽45.0空箱5空箱5▽41.5▽38.5△50.5第三层▽46.5第二层△45.0第一层▽41.5
2.下闸首上部结构
下闸首与上闸首结构不同,上下游空箱、廊道等各结构层面处于同一高程面,上部结构施工过程中,每个结构层次都可以做到均衡上升,因此,根据空箱的结构层布置,按照总体施工安排中明确的原则,逐层向上推进施工即可。各浇筑层次具体见下图:
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▽59.8△59.3第七层▽59.8▽59.8▽59.8△59.3第七层第六层第六层▽54.8△53.8第四层第五层▽54.8△53.8第四层第五层▽50.5第三层▽50.5第三层▽46.5第二层▽46.5第二层△45.0第一层△45.0第一层▽41.5▽41.5
3.闸室上部结构
(1)闸室每个分段的闸墙和胸墙结构从下至上分为4个层面进行施工,即:①下部倒角(▽44.3m以下)结构作为一个施工层次;②▽44.3m至▽49.9m高程作为一个施工层次;③▽49.9m~▽55.5m高程作为一个施工层次;④上部胸墙结构作为一个施工层次。
(2)闸墙结构施工顺序遵循如下原则:沿船闸纵轴线方向按照由上下游两侧向中间方向跳仓推进的方式开展施工,同一个分段内的左右岸两侧闸墙结构由下向上层推进施工的时间间隔不宜过长,在施工条件允许的情况下,尽可能做到均衡上升。各浇筑层次具体见下图:
▽56.7△55.5第四层▽56.7△55.5第三层▽49.9第二层▽49.9▽44.3第一层▽44.3△42.5△42.5▽40.0▽40.0闸室上部结构竖向分层施工图
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(二)工艺流程
5.2施工方案 (一)测量放样
1.测量控制点布设
施工前,再次对已经布设的控制网点进行认真校核复测工作,并根据施工需要进行适当加密,确保各个控制点稳定、可靠,并设置易识别标志,以便寻找、防止破坏。在施工期间应定期严格进行复测、联测,发现问题及时矫正,以保证控制点的准确和精度。
2.施工控制测量
(1)以控制网点为基点,用全站仪对结构物的边线及中线进行施工前的放样,并用红漆点或水泥钉标记,同时还要在其周围或延长线上设立维护点,以便校核。施
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工过程中及时对模板等控制结构物尺寸及位置的构件进行控制测量,在混凝土浇筑前还应再次进行纠偏,确保成型后的结构尺寸偏差符合规范要求、位置准确。
(2)闸首:测放各边线转角处的特征点、高程线,用钢卷尺在各转点之前复核尺寸,小于允许误差后进行绑扎钢筋、模板制作安装,仪器及钢尺检查测量无误后,检查各部位模板支撑的稳定性,合格后方可进行混凝土浇筑,测量垂直度采用吊线控制。
(3)闸室:测放闸室墙体边线,并控制墙体倒角斜率及平整度,确保结构物线型平顺,标高等误差在允许范围内。
(4)通过测量矫正,加强对外露面的平整度和上口线型的控制。 3.测量放样要求
(1)严格复核图纸,发现问题时及时与监理工程师或设计院沟通,在征得答复后方可进行测放。
(2)建立严格的测量复核和放样单签发制度,避免人为造成的偏差。 (3)对施工中使用仪器定期进行校验,确保其精确度。 (4)内业资料认真计算、复核,对各种测量原记录保存、备查。
(二)钢筋工程
本工程钢筋加工安装数量大,单个标准结构段(15m标准段)钢筋重约13.8t。钢筋进场后,经母材复检、焊接试验合格后,在钢筋车间进行下料、弯曲成型或焊接加工,运至施工现场绑扎、安装成型。现场预制场利用手推车直接运送安装。运输时要做好标志牌,防止钢筋在转运过程中混乱。
1.钢筋材质要求
(1)钢筋进场由厂家出示钢筋质量证明书或试验报告单,并按规定进行复检,质量证明书及复检报告单交工程技术负责人审验后送办公室进行上报监理审核并存档。 (2)结构的纵向受力钢筋的检验结果由工程技术负责人验证,并符合下列要求: ①钢筋强度实测值与屈服强度实测值的比值(强屈比)不应低于规范要求。 ②钢筋虽经复检合格,但在加工过程中发生疑惑时(如脆断、焊接性能不良或机械性能明显异常等),尚应加倍取样并再次进行复检,由试验人员按规定送试验室检
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测。
③对热轧钢筋质量有疑问时或级别不明时,必须进行拉力和冷弯试验,根据试验结果确定钢筋的类别后充许使用,但这类钢筋不宜在主要承重结构的重要部上使用。
2.钢筋的堆放及保管
(1)钢筋进场后由施工班组严格按批、按规格分别堆放,材质、规格不得混淆。堆 放时下部离地不应小于30cm。
(2)进场钢筋由施工班组、仓库、质检登记台帐,记载进场日期、合格证编号、材质、规格、 数量,使用于何部位的数量、库存数等。
(3)料堆近旁由班组挂明显标牌,加以标识:进场日期,材质(钢号)、规格、数量等。
(4)钢筋加工后的余料,由班组按钢号、规格返回原处,也可分别单独堆存,分别堆放时亦应加以标识方法。
3.钢筋配料
(1)钢筋配料应注意下列事项认真熟悉图纸,弄清图纸说明、自审和会审记录、设计变更通知单、材料代用等。 弄清构件部位、构件数量、材料规格等。熟悉结构构,严格控制保护层厚度,并应满足绑扎安装要求,以免造成施工困难。
(2)钢筋下料长度,按钢筋的形式分为以下二种情况: ①直钢筋下料长度计算
下料长度=构件长-两端保护层+弯钩长度(光圆钢筋)。 ②箍筋下料长度计算
下料长度=箍筋周长+弯钩增加长度-弯曲伸长值
(3)配料计算完成后,由配料员填写配料表,作为加工钢筋依据。 4.钢筋加工
钢筋加工由钢筋作业班组实施,钢筋加工须在工程技术负责人质量验证之后开始加工。
(1)钢筋冷拉调直
直经 6~12mm 的热轧圆盘钢筋调直,采用钢筋调直机调直。 (2)钢筋切断
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①钢筋切断采用切断机作业,其每次断料根数不得超过切断机允许切断数量。 ②钢筋切断前的准备工作
加工钢筋的操作人员,根据配料牌核对钢筋的级别、直径、尺寸、根数等是否有误,然后方可切断。根据原料长度,将同规格的钢筋根据不同长度长短搭配,先断长料后断短料,以减少浪费。下料人员操作前,为保证尺寸准确,采用直观丈量法,先剪断一根,经核对无误后,方可大批断料,钢筋断料允许偏差±5mm;切断的钢筋按规格堆放,并将配料牌挂在钢筋一端,置于明显处以便取用。
③钢筋切断注意事项
钢筋切断前,操作人员须首先检查切断机的刀片是否安装合适牢固,润滑油是否充足等。切断钢筋必须在切断机运转正常后方可作业。切断细钢筋时,切断机刀片重叠量(活动刀法与固定刀法沿运转方向的纵向距离)约为2mm。切断粗钢筋时,刀法重叠量应适当减小,纵向间隙以 0.5~1mm 为宜。钢筋切断必须在钢筋矫直后进行,操作人员必须紧握钢筋,并在活动片后退时投入钢筋。30cm 以内的短钢筋,不宜用切断机切断。切断机起动时不得放入钢筋,超过切断机性能以外的钢筋不得加工。
(3)弯曲成型
①钢筋弯曲采用弯曲机加工
根据钢筋直经选用合适的弯心和调整挡板的间距,然后在操作台上由操作人员按配料牌的尺寸,对成型钢筋的各段划线,成型完毕的钢筋由施工班组按料号分别堆放整齐,不得乱抛以免变型, 配料牌挂在钢筋一端置于明显处。
②弯曲机弯曲成型注意事项
操作前操作人员需检查机械各部件是否正常,电气开关是否灵活,必须待机械运转正常后进行作业。弯曲角度大于 90 度的长钢筋时,应向外弯曲,协作人员不得站在弯曲半径里面。使用 GJ7-40 型弯曲机变换工作盘方向时,应从正转→停→倒转,不应直接从正转→倒转或从倒转→正转。
③钢筋的弯钩长度及弯曲半径应符合设计要求,如设计未明确应符合 GB50204-92 规范要求,应强调一点的是,箍筋接头处的弯钩形式及长度须符合规范要求。
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(4)闪光对焊和电渣压力焊钢筋连接
对焊钢筋的接头不宜放在受力较大的部位,并距钢筋弯曲处的距离不小于10d(d为钢筋直径)。钢筋在正式焊接前或更换焊工及钢筋品种、规格,应进行工艺性焊接,并做两组试件(3根/组,一组机械性能试验,一组冷弯试验),经试验合格后,方可大批焊接。
5.钢筋安装
(1)钢筋安装的一般规定
钢筋安装时在钢筋交叉点处采用一面顺扣法绑扎,但在大面积网架中,为使其不变形,绑扎时也可采用八字扣法(分左右方向扎扣),绑扎钢丝要短而牢,一般钢筋钩的旋转数为1.5~2.5转为宜。搭接绑扎时,应在接头处的两端和中间扎三道。绑扎钢丝常用20~22号钢丝,绑扎直径 14mm 以下钢筋宜用 22 号钢丝,14mm以上钢筋宜用20号线。大网片(如板筋)绑扎时,不应从头到尾挨个绑,应大致调直后再按照梅花形依次跳扎,以防歪斜。
钢筋绑扎前,操作人首先将纵向钢筋的焊接接头连接好,接头错开符合规范经检查无误后,按图纸要求将钢筋间距用粉笔划于垫层上,然后根据划分的间距绑扎。
(2)在施工现场的临时生产场地内布置钢筋车间及原材料、半成品堆场。钢筋在钢筋加工厂加工成半成品,采用简易钢筋输送车直接运送至安装工作面,辅以履带吊或塔吊配合人工安装。运输时要做好标志牌,防止钢筋在转运过程中混乱。
6.钢筋工程质量控制流程
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钢筋工程质量控制流程熟悉设计文件施工前准备编制审核钢筋配料单检查脚手架技术交底书面交底钢筋质量证明书、力学试验报告学习操作规程及验收标准明确质量目标全体操作人员参加钢筋焊接、焊工须有上岗证书钢筋制作焊件力学试验报告严格按钢筋配料单加工每一编号的钢筋均有识牌钢筋模板工序交接检查严格按施工图及配料单绑扎班组自查现场绑扎质检员中间检查和砼工序交接检查砼浇灌时留专人看管钢筋定点操作、挂牌施工质量评定专职质检员检查监理和业主检验评定N钢筋质量证明、力学试验报告是否符合施工验收规范Y办理隐蔽验收签单清理现场文明施工资料整理分订归档施工记录、“三检”记录钢筋代用单隐蔽验收记录质量评定记录 7.钢筋质量检验标准
(1)船闸上部结构竖向钢筋拟采用电渣压力焊焊接方式,焊接过程中应重视每一个环节,包括:接头部位应清理干净、上下应同心、夹具牢固严防晃动等。钢筋电渣压力焊焊接接头要逐个检查,质量检验标准如下表:
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检验项目 四周焊包凸出钢筋表面的高度 钢筋与电极接触处 接头处的弯折角 接头处的轴线偏移 检验工具 量测 目测 量测 量测 检验方法及要求 四周焊包凸出钢筋表面的高度不得小于4cm 钢筋与电极接触处无烧伤缺陷 接头处的弯折角不大于3° 接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍,且不大于2mm (2)钢筋安装验收标准 项次 1 2 3 4 5
项 目 受力钢筋间距 分布钢筋间距 箍筋间距 钢筋排距间的偏差 钢筋保护层厚度 (1)基础、墩、厚墙 (2)薄墙、梁 允许偏差(单位:mm) ±10 ±20 ±20 ±5 ±10 -5,+10 (三)模板工程 A.模板配置方案
1.上闸首廊道配置定型钢模一套,鉴于本工程廊道与红船豆船闸结构尺寸基本一致,从经济合理和有效实用的角度出发,上闸首输水廊道组合钢模板采用红船豆船闸使用过的成品钢模,该钢模板目前已经采购运输进场,并进行了除锈、喷漆处理;上闸首墩墙按全高配置定型钢模一套(岸侧、江侧互用),单块标准定型钢模的尺寸为1500mm*1500mm;上闸首消能室梁柱模板采用木模。
2. 闸室下部倒角模板(▽44.3m以下)岸侧与江侧各配置100系列定型钢模3套;闸室江侧闸墙▽44.3m至▽49.9m配置定型钢模两套,闸室江侧闸墙▽49.9m~▽55.5m配置定型钢模一套,且闸室江侧▽44.3m以上的定型钢模互为通用;闸室岸侧闸墙▽44.3m至▽49.9m配置定型钢模两套,闸室岸侧闸墙▽49.9m~▽55.5m配置定型钢模一套。钢模的加固以可拆卸式对拉螺杆为主。
3.下闸首廊道为平面曲线结构,结构型式相对简单,拟配置木模一套,岸侧、江侧互
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为通用;下闸首墩墙按全高配置定型钢模一套(岸侧、江侧互用),单块标准定型钢模的尺寸为1500mm*1500mm。
4.模板配置尽量采用标准板,不能采用标准板时另行配置异形板,同时注意减少模板种类,模板的拼缝应越少越好。
B.闸室倒角模板
模板面板采用Q235厚度为5mm钢板,法兰采用L100*63*8角钢,横楞用10#槽钢,间距300mm,竖背带采用14a双拼槽钢,竖带与模板之间用M12*35螺栓固定,连接法兰的孔径为∅18*30,间距为@150mm。闸室倒角砼浇筑时应预埋上层模板安装所需的锥形螺母。倒角模板上口加固采用∅12普通拉杆,底口利用在底板上预埋的锚筋采用钢管配合顶撑加固。模板结构形式见下图:
闸室倒角模板结构形式图
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C.闸室倒角以上模板
闸室倒角以上分两次浇筑,单次浇筑高度5.6米,模板采用桁架式模板,模板面板采用6mm材质Q235B钢板加工,水平次肋采用槽[10,其间距为316mm,L100*63*8角钢包边作法兰,主肋采用桁架2[16a-2[10³800mm焊接进行加固支撑,桁架间距为800~1000mm;模板与桁架之间采用螺丝连接,模板与模板之间采用法兰和螺丝连接。模板配置高度5.70m(为了便于工厂加工运输,分为2³2.85m),其中底部预留0.10m包边,模板配置长度1.0~3.5m,以长度3.0 m为主,单块模板最大重量约3.82吨(平面尺寸3500mm*5700mm)。背楞处底部预埋M30拉杆(材料Q345B),锚固长度500mm,中部对拉螺杆为M30(材料Q345B),模板配置及结构形式详见下图:
岸侧标准偶数段平面配模图
江侧标准段平面配模图
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岸侧标准奇数段平面配模图
钢护舷标准段前沿立面配模图
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江侧标准段前沿立面配模图
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岸侧标准段上下游方向立面配模图江侧标准段上下游方向立面配模图18
[16a[10面板横楞[10已浇筑砼单次浇筑模板配置典型断面图
[1019
标准模板结构形式图
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闸室墩墙结构的施工平台采用2[8中间与I16(2[8在M24面上加6mmT型板,外侧用-6³60³180mm钢板加强),对应可调丝杆支座,两边用钢板加强。片架与片架之间用L50³5连接(两端悬挑部分加斜撑杆),平面铺设20mm厚松木板、蚂蝗钉连接,外侧搭设钢管栏杆并悬挂安全网。
D.闸首廊道模板
上闸首输水廊道采用组合钢模与木模板相结合的方式,廊道边壁及倒角采用组合钢模,顶部使用木模,圆弧段顶部也使用组合钢模,以保证圆弧尺寸准确、线条平顺。模板装设前先将轮廓线弹出,根据结构轮廓线装设模板,搭设满堂支架作为侧模及顶板底模支撑。支撑架立杆采用Φ48³3.5mm的脚手架钢管(顶部架设专用顶托),其纵向和横向间距均为75cm。
下闸首输水廊道墩壁、倒角、顶模等主要采用木模,支撑架搭设方法同上闸首廊道。
E.闸首墩墙模板
闸首墩墙模板采用普通定型钢模,面板采用材质Q235、厚度5mm的钢板,横向背楞10#槽钢间距@300mm,角钢L100*63*8包边作法兰,竖向背带采用2[16a,间距1500mm,模板单块尺寸以1500mm*1500mm为主,模板加固采用可拆卸式对拉螺杆,拉杆规格M28,间距1500mm*1500mm。模板结构形式图如下:
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已浇筑砼闸首墩墙模板配置典型断面图
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闸首墩墙标准模板结构形式图F. 模板制作和安装允许偏差
模板制作和安装应注意对止水铜片、钢护面、钢护舷等位置的预留和有效保护,避免造成移位甚至损坏。此外,尚应符合各项质量标准要求,详见下表。
模板制作的允许偏差、检验数量和方法
序号
项目
允许偏差(mm)
检验单元 和数量
单元 测点
检验方法
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长度与宽度 木 1 模 相邻两板表面错牙 板 表面平整度 长度与宽度 钢 2 模 板 表面平整度 连接孔眼位置 ±5 1 5 ±2 2 1 每块模板 (逐件检查) 每块模板 (逐件检查) 4 1 1 4 1 3 用钢尺量 用钢板尺和楔形 塞尺量取大值 用2靠尺和楔形 塞尺量取大值 用钢尺量 用2靠尺和楔形 塞尺量取大值 用钢尺量抽检三处 现浇构件模板安装允许偏差、检验数量和方法
允许偏检验单元和差(mm) 数量 单元 测点 序号 项目 检验方法 1 轴线 基础 10 2 用钢尺量 2 前沿线 胸墙 10 3 用钢尺量 基础 3 标高 墙顶 0,-10 每个构件 (逐件检查) 2 用水准仪检查 用水准仪检查两端及中部 ±10 3 基础 4 截面尺寸 墙 顶面两对 角线差 ±10 4 用钢尺量四边 用钢尺量两端上下口及中端上下口 用钢尺量 +5,-10 6 5 短边≤3 15 1 24
短边﹥3 25 1 用全站仪或吊线和钢尺量 拉线用钢尺量,取大值 6 全高竖向倾斜 3H,-10 L/1000且不大于25 10 每个预埋件(抽查10%,且不少于3个) 1 7 侧向弯曲矢高 1 8 预埋件、预留孔位置 1 用钢尺量 G. 模板工程质量控制流程
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模板工程质量控制流程熟悉设计文件优化支撑、模板系统学习操作规程及验收标准施工前准备引测高程、投设轴线模板涂刷隔离剂明确质量目标全体操作人员参加技术交底书面交底与钢筋、砼工序交接检查支 模砼浇灌时留专人看管班组自查施工员、质检员检查定点操作、挂牌施工专职质检员检查质量评定N是否符合施工验收规范Y下道工序优化拆模方案重点构件根据抗压强度报告确定拆模时间拆 模文明拆模注意成品保护清理现场文明施工清理修理模板及支撑架“三检”记录质量评定记录资料整理施工记录
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H. 模板通病防治措施
1.相邻钢模板之间(模板与下层混凝土之间)拼缝不严、错台过大
问题:拼缝部位出蜂窝、麻面或露筋现象,砼表面不平整。 预防措施:
(1)模板拼缝之间采用双面胶堵缝; (2)模板下部的缝隙应用水泥砂浆塞严;
(3)模板使用前,严格按规范要求对模板拼缝及错台指标进行验收。 治理措施:
(1)对于轻微的麻面,可以在拆模后立即铲除显出黄褐色砂子的表面,然后刮一道108胶水泥腻子。如不是在拆模后立即进行,必须剔除表面松动层,用水湿润并冲洗干净,然后再刮一道108胶水泥腻子。
(2)对于较大面积的蜂窝、麻面或露筋,应按其全部深度凿去薄弱的混凝土和裸露的骨料颗粒,然后用钢丝刷或加压水洗刷表面,再用比原混凝土强度等级提高一级的细石混凝土(或掺微膨胀剂的混凝土)填塞,并仔细捣实。 2.模板平整度较差
问题:墙面凹凸不平 预防措施:
(1)加强模板的维修,板面有缺陷时,应随时进行修理,严重的应更换板面钢板;
(2)刚度不足的模板,可加密背面槽钢,即在原来两根之间再加1根,或在原来两根水平槽钢之间加一道槽钢;
(3)不得用振动器猛振大模板或用大锤、撬棍击打钢模。
治理措施:
(1)对现有钢模彻底进行检修、加固;
(2)对凹凸隆起的墙面应在拆模后立即进行修补。修补方法:先剔毛表面,将鼓起部分凿掉,然后用水泥砂浆或108胶水泥浆找平; 3.模板安装过程中连接支撑未加固牢靠
问题:墙体垂直度偏差大
(1)支模过程中要反复用线坠靠吊。先安装正面大模,通过对拉型钢及预埋锥
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形螺栓调整,用线坠靠吊垂直后再安装反面大模,然后在反面模板外侧用线垂校核,最后用对拉型钢固定正、反大模,并随着用线垂校核其垂直度,并注意检查预埋锥形螺栓是否拧紧。
(2)支模完毕经校正后如遇有较大冲撞,应重新用线坠复核校正。 (3)日久失修变形严重的大模板不得继续使用,应返厂进行修理。 4.模板安拆除不规范
问题:大模板上粘连了较大面积的混凝土表皮,现浇墙体上口及洞口拆模后缺棱掉角。
预防措施:
(1)坚持墙体混凝土强度达到期2.5Mpa后才能拆模的规定。 (2)清理大模板和涂刷隔离剂必须认真,要有专人检查验收。 治理措施:
(1)严重的大面积粘连、麻面,必须在拆模后随即修补。修初方法:先将浮面松动的灰渣清理干净,然后用1:1水泥砂浆分层抹平,并将表面认真压光,达到要求的平整度。
(2)小面积的粘连、麻面,可在拆模后立即用108胶水泥腻子刮1-2道找平。 (3)缺棱掉角亦宜在拆模后立即修补。先刷一道水平泥素浆,然后用水泥砂浆分层补平。
(四)混凝土工程
船闸主体上部混凝土结构主要包括如下表所示相关结构:
部 位 墩墙 导流墩 上闸首 二期混凝土 梁柱混凝土 墩墙 下闸首 导流墩 二期混凝土 C30W4F50 C30 C25W4F50 C30 C30W4F50
混凝土强度等级 C25W4F50 C30 混凝土方量(m3) 5708 54 97 165 4730 32 120 备注 28
消能槛 闸室 ∑
C30 C25W4F50 38 16886 27830 闸墙墙身 1.材料要求
(1)水泥供应必须采用合格产品,对出厂的水泥必须具有出厂合格证书及质量保证书,并到指定的试验室做水泥的安定性及物理指标试验。
(2)混凝土的粗细骨料必须符合质量要求,对于碎石要求新鲜、坚石无风化裂缝,碎石的颗粒均匀,禁用针状和片状较多的碎石。对于砂要求采用中砂或中粗砂,细度模数控制在2.3~3.0左右,但不得有泥块和杂质较多的砂。
(3)对水的要求,水一般均采用饮用水的自来水,如使用其它水,应进行做试验,确认水无损害混凝土强度及污染的水,方可投入本工程使用。
(4)混凝土进料搅拌必须进行计量过磅,其重量误差控制在±5kg。
(5)混凝土的配合比必须报监理审核批准,根据审批后的试验室配合比,并测定现场含水量,计算现场施工配合比。
2.混凝土浇筑前的准备工作 (1)办理完隐蔽验收手续。 (2)检查完模板体系结构。
(3)核查各种预埋件、预留孔洞、水电预埋管线数量及固定情况。
(4)由试验室进行试配,确定混凝土配合比及其外加剂用量,要注意施工方便。 (5)检查电源线路,并做好夜间施工照明准备。
(6)先浇水湿润模板,使木模板充分膨胀,混凝土施工缝充分湿润,但要清除仓面内积水。
3.操作工艺 (1)工艺流程
混凝土搅拌→运输→浇筑、振捣→拆模、养护。 (2)施工要点 ①混凝土搅拌
混凝土搅拌要严格按照配合比控制各项材料计量精度,加料顺序根据搅拌机的性能严格把关。要注意粉煤灰与水泥同时加入,外加剂应稍后于水和水泥加入。雨、
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冬期应经常测定砂、石含水率,确保水灰比准确性。
混凝土制拌能力分析:
闸室闸墙最大一次浇筑方量约为260m3,而闸首边墩最大一次浇筑方量约为480m3,因此,取最大值进行验算,如果能够满足,则船闸上部结构混凝土施工过程中均能够满足要求。现场搅拌站共两台搅拌机,日常使用时两台同时开启,但在本次计算中以其中一台作为备用考虑,则单台搅拌机理论上每小时混凝土制拌能力为90 m3,时间利用系数按照0.7考虑,则混凝土制拌能力至少为90³0.7=63 m3/h,则一次浇筑时间约为8h,能够满足施工需要。
②混凝土运输
鉴于试验配合比中混凝土的设计坍落度较小,不适合采用混凝土搅拌车进行运输。因此,现场混凝土运输采用小型农用自卸车,现浇混凝土全部采用机械入仓。混凝土从出机到浇筑地点运输时间:气温5~25℃时,不能超过90min;气温在25℃以上时不能超过60min,不允许任意加水。混凝土发生离析时应充分进行第二次搅拌,已初凝的混凝土作为弃料处理,不能投入使用。
水平运输能力分析:
水平运输距离按照500m考虑,现场有6辆3m3小型农用自卸车(其中1台备用),则单辆自卸车往返时间约为10min,时间利用系数按照0.7考虑,则5辆自卸车每小时运输能力为:5³[(60³0.75)/10] ³3=67.5 m3,与拌合站制拌能力相匹配,能够满足施工需要。
③混凝土入仓
日常混凝土施工中,采用一台行走式250T.m塔吊、1台80t履带吊和一台长臂挖机作为混凝土垂直运输机械。此外,配置2台(50t/80t)履带吊负责模板、钢筋吊装工作,同时兼顾混凝土浇筑应急备用。塔吊每小时周期旋转次数为8次,单次调运能力为3m3,理论上每小时入仓能力为24 m3,时间利用系数按照0.75考虑,则每小时至少入仓18 m3;而长臂挖机运转循环时间为40s,单次运输能力为0.6 m3,理论上每小时入仓能力为考虑时间利用系数为67.5 m3,时间利用系数按照0.75考虑,则每小时至少入仓51m3;根据底板施工中履带吊的垂直运输能力测算,每小时入仓混凝土不小于18 m3。综上所述,垂直运输设备的混凝土入仓能力能够满足施工需要。
④混凝土浇筑、振捣
规范中有明确规定,混凝土下落的自由倾落高度不得超过2m,鉴于本工程上部
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结构施工中,仓面内的垂直高度均已超过2m,为了避免离析,需要提前制作多节串桶,混凝土浇筑前将串桶从仓面顶逐节下挂到仓面内。浇筑混凝土时应分层分段进行,每层浇筑高度应根据结构特点、钢筋疏密程度,一般分层高度为振捣棒作用长度的1.25 倍,最大不超过 500mm。使用插入式振捣棒要快插慢拔,插点要均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍(一般控制在 300~400mm)。
振动上一层时应插入下层 50mm,以消除两层间的接缝。浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇。其间歇的最长时间应按所用水泥品种及混凝土凝结条件确定。一旦发生初凝,应按施工缝处理,未经处理前不得进行上层混凝土浇筑。
浇筑混凝土时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况,发现问题应立即停止浇筑,并应在已浇筑的混凝土凝结前修整完。
混凝土运至浇筑点后,应根据各处的具体情况,有序进行布料,布料时要均匀覆盖整个板块,布料速度要快。
⑤混凝土养护
根据年度计划安排,考虑到上部结构混凝土浇筑工作处于夏秋温季节,混凝土终凝后,应及时进行养护毯覆盖,养护毯要将外露面全部覆盖包裹,安排专人充分做好洒水保湿工作。混凝土的养护天数应不少于14天。
4.注意事项
(1)混凝土浇筑过程中要派专人看模板及其支架、钢筋、预埋件防止变形位移,出现问题要及时修整。
(2)夏季、雨季施工中要严格按要求进行施工,做好养护和保护工作。 (3)若出现质量缺陷,不能自行处理,必须得到质检部门主管的认可,对于重要部位,必要时还应由建设单位、监理及设计院书面通知才能处理。
(五)拉杆孔修补方案
(一)拉杆孔修补准备工作
1.根据C30微膨胀混凝土配合比,去除粗集料后,作为拉杆孔修补的配合比; 2.锥形螺母拆除后,应将孔洞表面的浮浆、杂物清除干净。
3.现场试验室提前做好拉杆外部孔封堵砂浆的调色试配,通过试件颜色与现场混凝土外观颜色的对比,最终选定并记录白水泥的掺入比例控制范围,作为每次拉杆孔
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修补的数据支撑。 4.准备好各类工器具。 (二)拉杆孔修补
1.安排专人,按照现场试验室提供的孔口封堵砂浆配合比制拌微膨胀砂浆(注意白水泥的掺入比例)。
2.拉杆孔分两次封堵(防止修补后的孔洞表面开裂),第一次封堵至距砼表面约10mm处,洒水养护3~5天后,采用修补砂浆将孔洞修补至与砼面齐平。
3.修补完成后的背水侧墙面面先涂一层沥青,最后贴上10³10cm防渗土工膜。 4.孔口的修补砂浆终凝后应进行洒水养护,养护时间不少于7天。
六、施工质量保证措施
6.1施工准备过程的质量控制
1.技术、管理文件准备
根据项目部质量保证手册、程序文件、结合本工程的实际情况,编制施工组织设计及单项施工方案,编写作业指导书和质量检验计划。
贯彻执行项目质量保证体系的指导作用,明确质量职责,确定项目创优计划,制定相应的质量制度。
2.图纸会审
在施工前必须进行图纸会审,找出图纸差错,提出改进意见,察看施工手册和条件是否符合,能否满足设计技术要求,对关键工序、特殊工序均应制定专门的技术措施和控制办法。
3.材料、设备准备
对材料供应商进行评估和审核,建立合格的供应商名册,选择与本公司多次合作且信誉可靠的供应商。材料进场必须有出厂合格证,对进场原材料的检验应由材料员及试验员负责进行,材料员负责材料的外观物理性能检验,试验员负责材料的化学及物理性能检验,经检验合格后方可留用。拟定材料计划,做好材料进场的准备工作。材料进场后应做好标识,注明品种、规格、数量、进场日期,进场原材料应分类堆放,特殊材料进行专人专处保管。
合理配备施工机械,充分发挥公司设备资源和市场租赁设备相互协调补充的特色,保证工程施工进度和工程质量。
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6.2施工过程中的质量控制
1.严把材质关
坚持“三先三后三统一”的原则。“三先三后”即:先调查后定点、先检验后进场、先试用后推广;“三统一”即统一供应、统一管理、统一验收。严格材料采购、进场、贮存、发放制度,要优先选用经过国家产品质量认证的材料;进场材料必须保证其性能、规格、品种、色泽等符合设计及现行的有关标准、规范要求,并必须有出厂合格证。需要进场复验的材料必须进行复验。
2.优选作业队伍
加大对施工队伍的考核、奖罚力度。对施工队伍的考核要由项目和公司共同进行,做好入场教育和取证培训工作,除对业绩进行考查外,还要通过样板段考核期质量情况决定其取舍,不合格队伍坚决退出场。
3.把好关键工序关
对关键工序执行“三定三序”原则,“三定”即:定人、定位、定量,实行专业作业,将操作人员的姓名、质量检测情况进行记录;“三工序”即:检查上道工序、保证本道工序、服务下道工序,使所有关键工序严格处于受控状态。
4.把好细部操作关
根据已确定的关键工序,针对通病,分析产生的原因,落实细部操作要求,严格按规范、规程,或作业指导书操作,不合格部位坚决返工,做好质量记录,为复检和奖罚提供依据。
5.做好各工序的优化组合
建立严格的成品保护制度,做好成品保护,下道工序的操作者即为上道工序的成品保护者,后续工序不得以损坏前一道工序的产品。对已完成的分项、分部工程采取包、拦、盖、封等防护措施,将保护责任落实到岗、到人,做到大面有人控,细部有人管。
6.严格质量监控程序
按照投标承诺,积极认真接受设计、监理、业主等有关单位的监督或指导,尊重各单位委派到本工程的管理人员,发现问题及时进行有效沟通,始终围绕施工开展的各项工作,努力营造和谐施工的工作氛围。
7.强化标准和设计文件的指导作用
严格按施工图纸和施工技术规范的要求进行施工,并认真按公司质量体系文件运
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作,严格抓好施工中产品和工艺质量的控制。
及时准确地收集质量保证资料,并做好整理归档工作,为整个工程积累原始准确的质量档案。单位工程完成后,由项目资料员整理全部工程技术资料。
6.3混凝土施工外观质量保证措施
1.施工缝处理
混凝土采用水平施工缝。浇筑上层混凝土之前,应对下部施工缝进行处理,具体如下:先对施工缝混凝土进行凿毛,凿除乳皮露出新鲜混凝土,并冲洗干净。然后用墨斗在该施工缝下部2~3cm处沿施工缝弹一条水平墨线,沿该墨线用手动切割机形成一个2cm左右的倒角,从而使外露的施工缝成为一条规则的直线。
支立上层混凝土模板时,模板底部可用海绵、双面胶或薄橡胶皮,确保施工缝处不漏浆。这样上层混凝土浇筑完拆模后,上下层混凝土施工缝处衔接平顺,且施工缝也是一条美观的直线。
2.混凝土防裂及养护 (1)防裂
①原材料选择中低热水泥和膨胀系数较小的骨料。
②配合比在满足施工要求的前提下尽早减少水泥用量,适当增加粉煤灰用量。 ③夏季施工尽量选择夜间浇筑,水泥将至自然温度后再使用,采用低温拌合水。 ④对混凝土早期应采取顶面洒水、流动水散热措施。
⑤按照图纸设计合理设置施工缝,对不宜设置施工缝的结构,可采取跳仓浇筑和设置闭合块的方法。
⑥建基面表面保持平整,防止因应力集中而产生裂缝。
⑦混凝土浇筑至顶部时,在初凝之前采用二次振捣,初次整平抹面后,在混凝土凝结之前,采取圆盘混凝土抹光机辅以人工找平进行二次收面。
(2)养护
混凝土养护包括湿度和温度两个方面,结构表层混凝土的抗裂性和耐久性在很大程度上取决于施工养护过程中的温度和湿度养护,应为水泥只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土强度和耐久性的微结构。为保证养护质量,对混凝土表面进行潮湿
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养护。
夏季与秋季施工,分层面混凝土凿毛后方可使用喷淋设备进行洒水处理,永久外露面混凝土收面成功后可洒水并及时覆盖塑料薄膜保湿。夏季施工时,分层面混凝土凿毛后进行不间断洒水处理,永久外露面收面成功后进行蓄水养护。
养护剂带模养护时间可根据温度监测结构进行适当调整,保证混凝土表面温差及气温与混凝土表面温差在控制范围,并尽量延长带模养护的时间。
七、施工进度计划及进度保证措施
7.1 施工进度安排
闸首、闸室上部结构混凝土在本工程施工进度计划中处于关键性控制线路,因此,施工进展顺利与否关系到计划工期是否能够顺利完成。本次计划安排是参照本年度详细施工进度计划进行编排的,尚未考虑因设计变更中要求在闸室底板纵轴线位置施工宽缝与墙体之间施工相互交叉作业以及恶劣天气等客观因素对计划工期的影响。
项目名称 下闸首上部结构 闸室上部结构 上闸首上部结构 所需工作日 204 工作日 225 工作日 215 工作日 起始日期 2014年5月10日 2012年5月20日 2014年6月1日 结束日期 2014年12月20日 2014年12月31日 2013年12月31日 7.2 施工进度保证措施
1.实行全天施工,增加施工机械及劳动力投入,经常性维护机械设备,保障护岸施工设备工作的完好性。
2.项目部统一安排材料的采购、运输、保管,领导和协调材料供应。对工程中使用的各种材料要预先落实到位,确保工程需要。
3.施工中加强管理,提前做好准备工作,促使上下工序紧密连接,避免出现等工现象。
八、劳动力、设备配备计划
8.1 劳动力配备
计划投入船闸上部结构施工的人员共计150人。
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工 种 人 数 木工 60 普工 25 机械操 作工 17 钢筋工 30 管理人员 23 其他技术工种 28 8.2主要设备表
名称 长臂反铲挖掘机 50(80)t 履带式起重机 液压反铲挖掘机 小型自卸汽车 插入式振捣器 混凝土搅拌楼 木工加工设备 电焊机 钢筋对焊机 钢筋切断机 钢筋弯曲机 空压机 发电机 发电机 装载机 混凝土抹光机 污水泵 污水泵 潜水泵 塔式起重机 规格型号 360H LS-108RH 250型 3m3 75mm HZS90 BX6-300/ BX6-400 VN-100型 QJ40型 WJ40-1型 单位 台 台 台 辆 台 套 套 台 台 台 台 台 台 台 辆 台 台 台 台 台 数量 1 1/2 1 6 6 2 2 3/5 1 1 1 1 1 1 2 1 3 6 3 1 备注 合计3台 1.5m3 360GF-T 50kw ZL50 JCM100 QW100-25-11 QW100-25-4 22kw 250T.M 九、安全方案
9.1 主要危险源识别
船闸上部结构施工时的高空作业、电焊作业、钢筋作业、起重作业、车辆作业、临时用电等一般性危险源的识别及防控措施已在实施性施工组织设计、施工安全风险评估报告中详细阐述,本方案不再赘述。根据船闸上部结构的施工方案及现场实际情况,大模板施工及脚手架作业应为上部结构施工时的主要危险源。
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9.2 主要危险源防控措施
A.大模板施工防控措施
大模板施工的风险防控重点为模板运输、安拆、高处坠落、物体打击等。主要防控措施如下: ㈠模板安装要求:
起始仓锚固点混凝土的强度达到要求后,开始从仓位一端或转角处,根据模板配板图(起始仓配板图)将组装好的模板依次挂到混凝土面上,固定好安全销,严格按照模板操作规程组织施工作业。
相邻模板块各平台外侧及两端临空面必须用安全网连接好,形成封闭的作业空间。若相邻两块模板的操作平台之间存在空档,均须用厚木板或操作平台钢网满铺,并绑扎牢固,操作平台设置护栏和安全网。
模板悬挂好后,沿整个仓位拉一条直线,用轴杆调节模板倾斜度,用高度调节件进行竖向调节,模板单元之间用螺栓连接。模板组立时,面板顶部比仓位设计线内倾10mm(可据实际情况调整),确保模板在浇筑受力后复位(可根据实际情况在模板顶部加焊拉条)。在面板的定位孔内上好定位锥及螺栓,准备下一层的悬挂锚固点。 ㈡模板提升要求:
在上一层的混凝土浇筑完毕,混凝土达到强度后,再进行模板的提升,具体要求如下:
1、松开预埋在定位锥上螺栓。 2、松开面板之间的竖向连接螺栓。
3、采用橡皮锤敲打或小吨位千斤顶顶压,使模板脱离混凝土面。 4、对于顶部设有拉条的模板,必须先拆除顶部拉条。
5、调节轴杆,使面板后倾脱离混凝土面,然后将螺栓旋入定位锥内并上紧到位。 6、松开相邻模板间的安全网连接处。
7、用钢丝绳、吊环(卸扣)扣住模板竖围令专用吊点(起吊角度不大于60°,两个吊点各使用一根起吊钢丝绳,钢丝绳长度相等,且强度留有足够的安全系数)。
8、松开安全销,起吊整套模板单元。 9、将模板悬挂到下一层的悬挂锚固点上。
10、工作人员站在下工作平台上取出上一层悬挂点的螺栓和定位锥。
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11、当相邻模板单元提升后,即与先提升的模板单元的安全网连为一体。 12、操作平台上严禁堆放小物件或其它杂物,以防其坠落伤人和影响交通。需要在平台上放置材料、施工机具等,必须牢靠,并且不得超量放置,模板在提升过程、安装中,平台上的所有物件必须清除干净。
13、模板在安装就位后,走道平台上的缝隙要填铺,并检查栏杆的可靠性。 ㈢模板拆除要求:
模板拆除必须在混凝土强度达到2.5MPa以上再进行。
1、现场设置安全标志,必要时设置安全哨,模板提升安装时,下方严禁人员作业、通行、靠近。
2、模板在每一次使用后和下次浇筑混凝土前,均应清除表面杂物及面板上粘附的水泥浆,并涂刷脱模剂,严禁脱模剂接触预埋的挠形锚筋。
3、模板操作人员在平台上作业时必须要系好安全带(绳),禁止将安全带(绳)系在被拆除、提升的模板上,更不得站在模板上随模板一同起吊。
4、模板周转达5次时,检查、清理模板丝杆调节件,并上一次润滑油,施工过程中经常检查螺栓、标准件等,以防松落;模板周转达30次时,必须对模板进行维修保养。
5、模板的操作平台和护栏在施工过程中容易变形、损坏,发现平台和护栏损坏,必须及时恢复;冬季施工时,要在平台上设置防滑装置,在冰冻天气,必须先铲除冰雪后,方可作业。
6、在光线暗淡、天气恶劣的情况下,禁止拆除、提升、安装模板。 7、施工过程中,不得攀爬模板脚手架管,应设置可靠的爬梯。
8、吊运模板的起重设备的机械状况、安全系数、起吊索具等必须符合起重规定,作业时设专人指挥,指挥人员必须持证上岗。
9、安装、拆除、提升悬臂模板时,吊车司机、指挥、挂钩和装拆人员应每次检查起吊索具是否完好。
10、安装和提升斜面上的模板时,必须加内支撑,否则不得摘钩。
11、模板在吊运、提升、拆除、安装过程中,不得因其它原因而悬吊在空中或半途停工而引起危险,特殊情况下必须要有可靠的安全措施。
12、拆下模板等配件,严禁抛掷,要有人接应传递,指定地点堆放。 ㈣大模板施工安全要求:
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1、拆模时操作人员必须挂好、系好安全带,戴好安全帽。
2、拆模时严禁将支柱全部拆除后,一次性拉拽拆除,应搭设脚手板,保证拆模工人能站稳操作。
3、已拆活动的模板必须一次性连续拆除完成,方可停歇,拆模间歇时应将松开的部件和模板运走,防止坠下伤人,严禁留下不安全隐患。
4、拆不下来的边角模板,禁止用火烧或电焊切割。
5、拆下模板等配件,严禁向下抛掷,要有人接应传递,边拆、边清,边运到指定地点,边码垛,堆放整齐。
6、高处拆模作业人员必须站在平稳牢固可靠的地方,保持自身平衡,不得猛撬,以防失稳坠落伤人,拆楼层外边模板时,应有防高空坠落及防止模板向外倒跌的措施。
7、拆模后模板或木方上的钉子,应及时拔除或敲平,防止钉子扎脚。 8、在拆模前不准将安全防护、临边防护及脚手架的拉结拆除,拆模作业区内必须设置警戒区域,并划定安全区域和安全通道,将非安全通道用钢管、安全网封闭,悬挂\"禁止通行\"安全标志。 B.脚手架施工防控措施 1、安全管理要求
1)脚手架搭设人员必须是经过现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》(GB 5036)考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检,合格者方可持证上岗。 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,应按安全技术规范规定进行检查验收,合格后方准许使用。
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、泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在脚手架上,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,应停止脚手架的搭设与拆除作业。雪后上架作业应有防滑措施,并扫除积雪。
6)脚手架的安全检查与维护,应按安全技术规范规定进行。安全网应按有关规定搭设和拆除。
7)在脚手架使用期间,严禁拆除下列杆件: ①主节点处的纵、横向水平杆; ②连墙件;
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③交叉支撑、水平架;
④加固杆件,如剪力撑、水平加固杆件、扫地杆、封口杆等; ⑤栏杆。
8)不得在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业,否则应采取安全措施,并报主管部门批准。
9)工地临时用电线路的架设及脚手架接地、避雷措施等,应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ 46-2005)的有关规定执行。
10)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。 2、日常维护管理要求
脚手架大多在露天使用,搭拆频繁,耗损较大,因此必须加强维护和管理,及时做好回收、清理、保管、整修、防锈、防腐等各项工作,才能降低损耗率,提高周转次数,延长使用年限,降低工程成本。日常维护管理要求如下:
1)使用完毕的脚手架架料和构件、零件要及时回收,分类整理,分类存放。堆放地点要场地平坦,排水良好,下设支垫。钢管、角钢、钢桁架和其他钢构件最好放在室内,如果放在露天,应用毡、席加盖。扣件、螺栓及其他小零件,应用木箱、钢筋笼或麻袋、草包等容器分类贮存,放在室内。
2)弯曲的钢管杆件要调直,损坏的构件要修复,损坏的扣件、零件要更换。 3)脚手架使用的扣件、螺栓、螺母、垫板、连接棒、插销等小配件极易丢失。在安装脚手架时,多余的小配件应及时收回存放,在拆卸脚手架时,散落在地面上小配件要及时收捡起来。
4)健全制度,加强管理,减少损耗和提高效益是脚手架管理的中心环节。
9.3主要安全技术措施
1.闸室墩墙钢筋安装之前必须搭设内部脚手架(两片钢筋网之间),钢筋工应在操作脚手架上安装钢筋,严禁直接攀爬钢筋网片。
2.闸室墩墙模板安装前必须先安装施工平台,施工平台搭设完毕且验收合格后方能进行模板作业。
3.闸首墩墙钢筋、模板安装前应先搭设满堂脚手架,并逐层铺设脚手板及安全网。 4.所有脚手架搭设完毕后必须先验收后投入使用。
5.闸室墩墙配备两套移动式钢制楼梯,作为人员垂直交通专用道。
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6.闸室桁架模板的固定拉杆安装完毕后,应由施工员及专职安全员采用扭力扳手逐个检查。
7.专职安全员在每天上班、下班时应对起重用的所有索具进行逐个检查。
9.4安全应急预案
1、目的
为了贯彻实施“安全第一,预防为主”的安全方针,提高整个项目部对事故的整体应急能力,确保发生意外事故时能有序地应急指挥,有效地保护员工的生命、企业财产的安全,保护生态环境和资源,把事故降低到最小程度。 2、应急领导小组
应急领导小组由组长、副组长、成员等构成。 3、应急领导小组职责
1)领导各单位应急小组的培训和演习工作,提高其应变能力。
2)当施工现场发生突发事件时,负责救险的人员、器材、车辆、通信联络和组织指挥协调。
3)负责配备好各种应急物资和消防器材、就生设备和其他应急设备。
4)发生事故要及时赶到现场组织指挥,控制事故的扩大和连续发生,并迅速向上级机构报告。
5)负责组织抢救、疏散、救助及通信联络。
6)组织应急检查,保证现场道路畅通,对危险性大的施工项目应与当地医院取得联系,做好救护准备。 4、应急反应预案 1)事故报告程序
事故发生后,作业人员、班组长、现场负责人、项目部安全主管领导应逐级上报,并联络报警,组织急救。 2)事故报告
事故发生后应逐级上报:一般为现场事故知情人员、作业队、班组安全员、施工单位专职安全员。发生重大事故(包括人员死亡、重伤及财产损失等严重事故)时,应立即向上级领导汇报,并在24小时内向上级主管部门作出书面报告。 3)现场事故应急处理
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船闸上部结构施工过程中可能发生的事故主要有:机具伤人、火灾事故、雷击触电事故、高温中暑、中毒窒息、高空坠落、落物伤人等事故。 (A)火灾事故应急处理
①及时报警,组织扑救。当火灾发生时,当事人或周围发现者应立即拨打119,并说明火灾位置和简要情况。同时报告给值班人员和义务消防队进行扑救。
②集中力量控制火势。根据工地情况,利用周围消防设施对可燃物的性质、数量、火势、燃烧速度及范围作出正确判断,迅速进行灭火。
③消灭飞火。组织人力密切监视未燃尽飞火,防止造成新的火源。
④疏散物资。安排人力、物力对没被损坏的物品进行疏散,减少损失,防止火势蔓延。 ⑤注意人身安全。在扑救过程中,防止自身及周围人员的重新伤害。
⑥积极抢救被困人员。由熟悉情况的人员做向导,积极寻找失落遇难的人员。⑦配合好消防人员,最终将火扑灭。、 (B)触电事故应急处理
①立即切断电源。用干燥的木棒、竹竿等绝缘工具将电线挑开,放置适当位 置,以防再次触电。
②伤员被救后应迅速观察其呼吸、心跳情况。必要时可采取人工呼吸、心脏 挤压术。
③在处理电击时,还应注意有无其他损失而作相应的处理。
④局部电击时,应对伤员进行早期清创处理,创面宜暴露,不宜包扎。由电击而发生内部组织坏死时,必须注射破伤风抗菌素。 (C)高温中暑的应急处理
①应迅速将中暑人员移至阴凉的地方。解开衣服,让其平卧,头部不要垫高。 ②降温:用凉水或50%酒精擦其全身,直至皮肤发红,血管扩张以促进散热。降温过程中必须加强护理,密切观察体温、血压和心脏情况。当肛温降到38℃左右时,应立即停止降温,防止虚脱。
③及时补充水分和无机盐。能饮水患者应鼓励其喝足凉水或其他饮料;不能饮水者应静脉补液,其中生理盐水约占一半。 ④及时处理呼吸、循环衰竭。
⑤转院:医疗条件不完善时,应及时送往就近医院,进行抢救。 (D)其他人身伤害事故处理
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当发生如高空坠落、被高空坠物击中、中毒窒息和机具伤人等造成人身伤害时: ①向项目部汇报。
②应立即排除其他隐患,防止救援人员遭到伤害。 ③积极进行伤员抢救。
④做好死亡者的善后工作,对其家属进行抚恤。 4)应急培训和演练
应急反应组织和预案确定后,施工单位应急组长组织所有应急人员进行应急培训。组长按照有关预案进行分项演练,对演练效果进行评价,根据评价结果进行完善。
在确认险情和事故处置妥当后,应急反应小组应进行现场拍照、绘图,收集证据,保留物证。经业主、监理单位同意后,清理现场恢复生产。
单位领导将应急情况向现场项目部报告组织事故的调查处理。
在事故处理后,将所有调查资料分别报送业主、监理单位和有关安全管理部门。 5)应急通信联络
遇到紧急情况要首先向项目部汇报。项目部利用电话或传真向上级部门汇报并采取相应救援措施。各施工班组应制定详细的应急反应计划,列明各营地及相关人员通信联系方式,并在施工现场、营地的显要位置张贴,以便紧急情况下使用。
十、结构计算书
10.1 闸室模板计算书
1、设计依据
《钢结构设计规范》(GB50017-2003) 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001) 《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011) 2、设计要求
混凝土施工时,模板强度和刚度满足《公路桥涵钢结构木结构设计规范》(JTJ025-86)。主要采用拉杆平衡混凝土对模板的侧压力。 3、混凝土施工基本情况假设 模板采用桁架结构形式; 混凝土初凝时间t0=5小时;
混凝土浇筑采用吊罐进行,混凝土浇筑速度V=1m/小时;
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混凝土坍落度取为60-80mm(设计配合比为50-70mm)。 4、混凝土侧压力
新浇筑混凝土的最大侧压力,可以按照下列二式计算,并取二式中的较小值。
F0.22ct012v ⑴ Fch ⑵ 式中
F─新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2); γ─混凝土的重力密度(kN/m3);
H─混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面总高度(m)
β1─外加剂影响系数,不掺外加剂时取为1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取为1.2; β2─混凝土坍落度影响修正系数,当坍落度小于30mm时,取为0.85;50-90mm时,取为1.10;110-150mm时,取为1.15。 公式⑴计算结果:
F0.22ct012v0.222551.01.1(1)30.3kN/m2 公式⑵计算结果:
Fch255.614 /kN02m施工荷载(下料振捣)4 kN/m2。
综合公式⑴和⑵,取小值F30.3434.3kN/m2。 有效压头hF/γ34.3/251.37m。 5、主体结构计算
桁架模板整体结构为一弹性支承空间刚架,通过简化构件计算,确定构件截面尺寸及性质,拼接成整体结构并运用ansys软件进行分析计算和优化设计。
根据桁架模板结构的特点,采用ansys软件对结构强度进行计算分析,桁架结构中杆件单元分别采用共节点固结、刚性连接等方式模拟计算。
模板面板采用6mm厚钢板;背楞选用[10;桁架前弦杆选用2[16a;后弦杆选用2[10 ;桁架水平杆、斜杆选用[10; 所有材料选用Q235。模板按5.70米高,3.00米宽,桁架中心宽0.8米,桁架间距1.00米。模板结构形式见下图:
121212 44
1ELEMENTSUROTNFORNMOMRFORRMOMACELPRES-NORMMAY 5 201422:02:35ZX-.038-.033778-.029556Y-.025333-.021111 -.035889-.031667-.027444-.023222-.019 最大位移:1.22mm(在面板的中外部)
1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1USUM (AVG)RSYS=0DMX =1.21633SMX =1.21633MXMAY 8 201419:54:15ZYXMN0.270295.54059.8108851.08118 .135147.405442.675737.9460321.21633 最大应力:126.6MPa(在桁架的中部对拉杆上)
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61.8MPa(删除对拉杆后)
1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =1.21633SMN =.230E-04SMX =126.622MAY 8 201419:52:07MNMXZYX 14.069242.207570.345898.4841126.622.230E-0428.138356.276784.415112.553 1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =1.21633SMN =.230E-04SMX =61.793MAY 8 201419:53:31MNMXZYX 6.8659120.597734.329548.061361.793.230E-0413.731827.463641.195454.9272 面板(6mm钢板)材料的最大位移1.22mm
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1NODAL SOLUTIONSTEP=1MAY 8 2014SUB =119:55:54TIME=1USUMTOPRSYS=0DMX =1.21618SMN =.112108SMX =1.21618MXZYXMN .112108.357457.602807.8481561.09351.234783.480132.725481.9708311.21618面板(6mm钢板)的最大应力39.2MPa
1NODAL SOLUTIONSTEP=1MAY 8 2014SUB =119:56:39TIME=1SEQV (AVG)TOPRSYS=0DMX =1.21618MNSMN =1.7127SMX =39.1668MXZYX 1.71275.8742710.035814.197418.35922.520526.682130.843735.005239.1668桁架前立杆(2[16a)的最大位移0.74mm
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1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1USUM (AVG)RSYS=0DMX =.744867SMN =.098914SMX =.744867MAY 8 201419:57:39MXZYMNX.098914.242459.386004.529549.673095 .170686.314231.457777.601322.744867 桁架前立杆(2[16a)的最大应力22.9MPa
1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =.744867SMN =.013825SMX =22.8714MAY 8 201419:57:30MXMNZYX.0138255.0932810.172715.252220.3316 2.553557.63312.712517.791922.8714 桁架后立杆(2[10)的最大位移0.68mm
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1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1USUM (AVG)RSYS=0DMX =.683821SMN =.229E-16SMX =.683821MAY 8 201420:00:00MXMNZXY.455881.607841 .07598.22794.3799.531861.683821.229E-16.15196.30392 桁架后立杆(2[10)的最大应力17.4MPa
1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =.683821SMN =.010082SMX =17.4022MAY 8 201420:00:08MXMNZXY.0100823.874997.7398911.604815.4697 1.942535.807449.6723413.537217.4022 桁架水平杆、斜杆([10)的最大位移1.1mm
49
1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1USUM (AVG)RSYS=0DMX =1.11072SMN =.153E-16SMX =1.11072MAY 8 201420:01:49MXMNZYX .123414.370241.617068.8638951.11072.153E-16.246827.493654.740481.987308 桁架水平杆、斜杆([10)的最大应力42.7MPa
1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =1.11072SMN =.127E-03SMX =42.7281MAY 8 201420:01:40MNMXZYX 4.7476814.242823.737933.23342.7281.127E-039.4952418.990328.485537.9806 由上述计算可知,结构最大应力出现在中部对拉杆位置,大小为126.6MPa,σmax=126.6MPa<[σ]=175MPa,模板强度满足要求;结构最大应力变形为1.22mm 10.2 闸首墩墙模板计算书 1、设计依据 《钢结构设计规范》(GB50017-2003) 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001) 《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011) 2、设计要求 混凝土施工时,模板强度和刚度满足《公路桥涵钢结构木结构设计规范》(JTJ025-86)。主要采用拉杆平衡混凝土对模板的侧压力。 3、混凝土施工基本情况假设 模板采用桁架结构形式; 混凝土初凝时间t0=5小时; 混凝土浇筑采用吊罐进行,混凝土浇筑速度V=1m/小时; 混凝土坍落度取为60-80mm(设计配合比为50-70mm)。 4、混凝土侧压力 新浇筑混凝土的最大侧压力,可以按照下列二式计算,并取二式中的较小值。 F0.22ct012v ⑴ Fch ⑵ 式中 F─新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2); γ─混凝土的重力密度(kN/m3); H─混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面总高度(m) β1─外加剂影响系数,不掺外加剂时取为1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取为1.2; β2─混凝土坍落度影响修正系数,当坍落度小于30mm时,取为0.85;50-90mm时,取为1.10;110-150mm时,取为1.15。 公式⑴计算结果: 2F0.22tv0.222551.01.1(1)30.3kN/mc012 121212公式⑵计算结果: 2Fh254.511.25kN/mc 51 施工荷载(下料振捣)4 kN/m2。 2综合公式⑴和⑵,取小值F30.3434.3kN/m。 有效压头hF/γ34.3/251.37m。 5、主体结构计算 桁架模板整体结构为一弹性支承空间刚架,通过简化构件计算,确定构件截面尺寸及性质,拼接成整体结构并运用ansys软件进行分析计算和优化设计。 根据桁架模板结构的特点,采用ansys软件对结构强度进行计算分析,桁架结构中杆件单元分别采用共节点固结、刚性连接等方式模拟计算。 模板面板采用6mm厚钢板;背楞选用[10;桁架选用2[16a;所有材料选用Q235。模板按4.50米高,4.5米宽,桁架间距1.5米。模板结构形式见下图: 1ELEMENTSUROTNFORNMOMRFORRMOMACELPRES-NORMMAY 6 201419:55:09YZX -.035889-.031667-.027444-.023222-.019-.038-.033778-.029556-.025333-.021111 最大位移:2.18mm(在面板的中外部) 52 1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1USUM (AVG)RSYS=0DMX =2.17956SMX =2.17956MAY 8 201420:10:25MXMNYZX0.484347.9686941.453041.93739 .242174.7265211.210871.695212.17956 最大应力:187.4MPa(在桁架的中部对拉杆处) 1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =2.17956SMN =.005704SMX =187.448MAY 8 201420:10:37MXYZXMN.00570441.659683.3135124.967166.621 20.832762.4866104.14145.794187.448 53 1NODAL SOLUTIONSUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =2.17956SMN =.005704SMX =56.2383MAY 8 201420:12:01MXYZXMN.00570412.501824.99837.494149.9903 6.2537718.749931.246143.742256.2383 面板(6mm钢板)材料的最大位移2.15mm 1NODAL SOLUTIONSUB =1TIME=1USUM (AVG)RSYS=0DMX =2.15486SMN =.011474SMX =2.15486MAY 8 201420:13:22MNMXYZX.011474.487782.9640891.44041.9167 .249628.7259351.202241.678552.15486 面板(6mm钢板)的最大应力17.2MPa 54 1NODAL SOLUTIONSUB =1MAY 8 2014TIME=120:13:12SEQV (AVG)DMX =2.15486SMN =.335374SMX =17.1853MXMNYZX .3353744.079817.8242511.568715.31312.207595.952039.6964713.440917.1853背肋([10)的最大位移2.15mm 1NODAL SOLUTIONSUB =1MAY 8 2014TIME=1MN20:14:47USUM (AVG)RSYS=0DMX =2.15359SMN =.0192SMX =2.15359MXYZX .0192.49351.967821.442131.91644.256355.7306651.204971.679282.15359背肋([10)的最大应力56.2MPa 55 1NODAL SOLUTIONSUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =2.15359SMN =.005704SMX =56.2383MAY 8 201420:14:40MXYZXMN.00570412.501824.99837.494149.9903 6.2537718.749931.246143.742256.2383 桁架(2[16)的最大位移1.4mm 1NODAL SOLUTIONSUB =1TIME=1USUM (AVG)RSYS=0DMX =1.41223SMN =.054764SMX =1.41223MAY 8 201420:14:15MNMXYZX.054764.356423.658082.9597411.2614 .205593.507252.8089121.110571.41223 桁架(2[16)的最大应力49.9MPa 56 1NODAL SOLUTIONSUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =1.41223SMN =.02858SMX =47.9229MAY 8 201420:14:26MXYZXMN.0285810.671821.31531.958142.6013 5.3501715.993426.636537.279747.9229 由上述计算可知,结构最大应力出现在中部对拉杆位置,对拉杆最大应力为187.4MPa,建议采用Q345材料制作对拉杆,拉杆直径大小28mm。 模板上最大应力为56.2MPa,σmax=56.2MPa<[σ]=175MPa,模板强度满足要求;结构最大应力变形为2.18mm 10.3.1模板下部平台计算 模板下部平台结构如下图所示: (1)(2)(3)(3)45 模板下部平台结构 对单片平台进行计算分析: 单块3.5m段模板自重取4t(实际重量3.82t),计算时,单片平台受力按最不利情况选取:即单片平台承受整个模板自重。同时考虑1.2倍系数,单片桁架受力5t。 建立单片平台有限元模型,对其结构受力进行分析,平台应力及位移情况如下图所示: 57 MXYZXMN.0021328.7257.43786.155114.873 14.36143.07971.796100.514129.231 平台应力云图 YZXMXMN -.699973-.52498-.349986-.1749930-.787469-.612476-.437483-.26249-.087497 平台Y向位移云图 计算可见,平台最大应力129.2MPa,去除应力集中后最大应力89.9MPa,Y方向最大位移0.8mm。强度、刚度满足要求。 10.3.2下部平台计算结果 计算可见模板下部平台应力如下图所示: 58 MXMNYXZ .0043173.2896.5759.8613.14516.4319.7152326.28529.571模板下部平台应力云图 由上模型计算可见:最大应力29.6MPa。 与上节计算应力89.9MPa比较,此处平台受力较均匀。 模板次背楞满足要求。 10.3.3 背楞埋件及平台埋件受力 计算可见模板主背楞上下预埋拉杆、平台预埋拉杆受力如下图所示:-52300 -47057 -50500 -47005 -52443 -65793 -56195 -9399 543.713 -62451 -2167 -56030 617.794 Y-65781 X-9349 Z 主背楞上下预埋拉杆受力图 59 11755 -14915 10982 -13856 11768 -14868 10987 -13861 11672 -14802 12013 12913 12019 12834 YXZ12925 平台预埋拉杆受力图 由上模型计算可见:主背楞上拉杆最大拉力52.3kN,主背楞下拉杆最大拉力65.8kN。平台拉杆最大拉力14.9kN。 与上节主背楞上下支点反力比较,由于此处各支点受力分配不均,最大点受力较大。 10.3.4 平台及可调撑杆受力 计算可见模板下部平台及可调撑杆处内力如下图所示: YZXMXMN-16128-9111-2093492411942 -12619-56021416843315451 下部平台及可调撑杆处内力图 由上计算可见:平台下弦杆及可调撑杆最大轴力16.1kN。 10.3.5撑杆计算 按最大撑杆受力计算校核撑杆强度及稳定性。 10.3.5.1螺纹牙强度计算 60 撑杆均采用Tr50³4梯形螺纹,其最大使用长度按810mm进行计算,根据4.3节计算可见:单根撑杆最大受力16.1kN。考虑受力不均系数1.5。(此撑杆螺纹按最大承载能力7t计算) 材料:45。 梯形螺纹:Tr50³4表示:大经50mm 螺距(1)外螺纹(2)内螺纹抗剪强度校核:抗剪强度校核:4mmFpKzd1bzFpKzDbz3Fhbp2KzDbz70kN 2.6mm2.25mm0.25抗弯强度校核:抗弯强度校核:3Fhbbp2Kzd1bz其中:F--最大轴向载荷;b--螺纹牙根的宽度;h--螺纹牙的工作高度;ac——牙顶间隙;bd1--小径;45.5mmz--旋合圈数;10圈Kz--考虑螺纹载荷分布不均的系数;0.56τp--许用切应力;150MPa(45)σbp--许用弯曲应力。370/1.5 = 250MPa(40Cr)D--大径;50.5mmS—安全因素,S=1.2~1.7,取S=1.5。计算得:(1)外螺纹剪切应力:33.6弯曲应力:87.3(2)内螺纹剪切应力:30.3弯曲应力:78.7 10.3.5.2撑杆稳定性计算 A、撑杆螺杆稳定性 可调撑杆截面形式及有效截面尺寸如下图4.22所示: 材料:45。 螺杆截面及其截面属性 61 杆件长细比计算公式为: li 式中: ---压杆的长度系数,=1; i---构件截面对主轴的回转半径, i11.0mm; l ---计算长度,取l810mm; 经计算,构件长细比73.6。 由《起重机设计规范》式5.5.1.2.1,构件稳定系数为: xy0.729。由《起重机设计规范》5.6.3.1.1,压弯构件整体稳定性按下式进行计算:NAMxWMyxWy 式中: N——构件的轴向力,N=-70kN; ——构件轴向受压稳定系数; A——结构件毛截面面积; Mx、My——构件计算截面对x轴和y轴的弯矩; Mx0Nmm,My=0Nmm; Wx、Wy——构建计算截面抗弯模量。 其稳定性计算得: NAMxWMy70kN0kNm0kNm63.2<250MPaxWy0.7291520mm22339723397 侧模撑杆螺杆处整体稳定性满足要求。 B、撑杆管稳定性 侧模撑杆杆件截面形式及有效截面尺寸如下图7.23所示: 材料: Q235B 撑杆管截面及其截面属性 杆件长细比计算公式为: li 62 式中: ---压杆的长度系数,=1; i---构件截面对主轴的回转半径, i25.2mm; l ---计算长度,取l810mm; 经计算,构件长细比32.1。 由《起重机设计规范》式5.5.1.2.1,构件稳定系数为: xy0.929。 由《起重机设计规范》5.6.3.1.1,压弯构件整体稳定性按下式进行计算: NMxAWMyxWy 式中: N——构件的轴向力,N=-70kN; ——构件轴向受压稳定系数; A——结构件毛截面面积; Mx、My——构件计算截面对x轴和y轴的弯矩; Mx0Nmm,My=0Nmm; Wx、Wy——构建计算截面抗弯模量。 其稳定性计算得: NAMxWMy70kN0kNm0kNm267.6<170MPaxWy0.9291115mm3022730227 侧模撑杆管处整体稳定性满足要求。 10.3.5.3连接销轴计算 销轴连接处,其结构受力如下图4.24所示: 销轴连接处结构 此处连接销轴主要受弯矩和剪切应力。 1、螺栓抗剪计算 螺栓抗剪强度按下式计算: 63 QS16Q·2[]Ib3d 式中: Q——把销轴当作简支梁分析求得的最大剪力,Q=35.0kN; d——销轴直径,d=25mm; [τ]——抗剪柱许用剪力,销轴材料为45,[τ]=150MPa。 将数据代入公式得: max16Q1635103·295.1MPa[]150MPa23d325 销轴抗剪强度满足要求。 2、销轴抗弯计算 销轴所受最大弯矩M350040Nmm MM32350040228.2MPa250MPa31W25d332 销轴抗弯能力满足要求。 3、销轴壁承压计算 销轴孔壁承压能力计算按下式校核: cP[C]d 式中: P——构件的轴向拉力,即销轴孔拉板通过承压传给销轴的力,P=70kN; δ——轴孔拉板的承压厚度,耳板Q235B; d——轴孔的直径,d=27mm; [c]——轴孔拉板的承压许用应力,[c]240MPa。 70000117.8MPa[c]240MPa27211 70000108.0MPa[c]240MPa27212 将数据代入公式得: 侧模耳板孔壁承压: c撑杆耳板孔壁承压: c销轴孔壁承压能力满足使用要求。 10.3.6 预埋拉杆校核 对预埋拉杆位置进行计算校核。 10.3.6.1背楞处M30拉杆 主背楞下拉杆最大拉力65.8kN。考虑1.6倍安全系数,此处最大受力按110kN进行校核。 拉杆应力:(材料Q345B) 64 =N110kN205.6[c]257MPa2A535mm 拉杆强度满足要求。 10.3.6.2平台处M24拉杆 理想状态下平台拉杆最大拉力14.9kN(共5根)。考虑最不利情况下,2根拉杆作用时,此处最大受力按50kN进行校核。 拉杆应力:(材料Q235B) =N50kN141.2[c]170MPa A353mm2拉杆强度满足要求。 10.3.7 吊索具验算 根据模板设计情况,最大块模板(3.5m*5.7m)重量为3.82t,按4t计算。现场吊装多采用履带吊或塔吊进行两点吊。 模板受力图 P-W=40KN;ɑ=60º W-重力; P-提升力; P1、P2-吊索张力; P1=P2=W/2sinɑ=23KN; P3-钢丝绳的破断拉力; K-安全系数,取6;荷载不均匀系数ɑ取0.85 ; 65 图7.26 钢丝规格图 取Φ18.5mm、公称抗拉强度1400Mpa钢丝绳,钢丝破断拉力>180KN 钢丝绳允许拉力为T=ɑP3/K=180KN*0.85/6=25.5KN>23KN,满足要求。 10.4闸首脚手架操作平台稳定验算 扣件式钢管落地脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等编制。 一、参数信息 1.脚手架参数 双排脚手架搭设高度为 14 m,立杆采用单立杆; 搭设尺寸为:横距Lb为 1.05m,纵距La为1.5m,大小横杆的步距为1.7 m; 内排架距离墙长度为0.20m; 大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为 3 根; 采用的钢管类型为 Φ48×3.5; 横杆与立杆连接方式为单扣件; 连墙件采用两步三跨,竖向间距 3.4 m,水平间距4.5 m,采用扣件连接; 连墙件连接方式为单扣件; 66 2.活荷载参数 施工均布活荷载标准值:3.000 kN/m2;脚手架用途:结构脚手架; 同时施工层数:2 层; 3.风荷载参数 本工程地处浙江衢州市,基本风压0.32 kN/m2; 风荷载高度变化系数μz,计算连墙件强度时取1.112,计算立杆稳定性时取1,风荷载体型系数μs 为0.214; 4.静荷载参数 每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1297; 脚手板自重标准值(kN/m2):0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.000; 安全设施与安全网(kN/m2):0.005; 脚手板类别:竹夹板;栏杆挡板类别:无; 每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038; 脚手板铺设总层数:8; 5.地基参数 地基土类型:素填土;地基承载力标准值(kPa):120.00; 立杆基础底面面积(m2):0.20;地基承载力调整系数:1.00。 67 二、大横杆的计算 按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条规定,大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。 1.均布荷载值计算 大横杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ; 脚手板的自重标准值:P2=0.35³1.05/(3+1)=0.092 kN/m ; 活荷载标准值: Q=3³1.05/(3+1)=0.788 kN/m; 静荷载的设计值: q1=1.2³0.038+1.2³0.092=0.156 kN/m; 活荷载的设计值: q2=1.4³0.788=1.102 kN/m; 图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩) 2.强度验算 跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。 跨中最大弯距计算公式如下: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2 跨中最大弯距为 M1max=0.08³0.156³1.52+0.10³1.102³1.52 =0.276 kN²m; 支座最大弯距计算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2 支座最大弯距为 M2max= -0.10³0.156³1.52-0.117³1.102³1.52 =-0.325 kN²m; 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算: σ =Max(0.276×106,0.325×106)/5080=63.976 N/mm2; 68 大横杆的最大弯曲应力为 σ = 63.976 N/mm2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求! 3.挠度验算 最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。 计算公式如下: νmax = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI 其中:静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.092=0.13 kN/m; 活荷载标准值: q2= Q =0.788 kN/m; 最大挠度计算值为:ν = 0.677×0.13×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×0.788×15004/(100×2.06×105×121900) = 1.75 mm; 大横杆的最大挠度 1.75 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm,满足要求! 三、小横杆的计算 根据JGJ130-2001第5.2.4条规定,小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。 1.荷载值计算 大横杆的自重标准值:p1= 0.038³1.5 = 0.058 kN; 脚手板的自重标准值:P2=0.35³1.05³1.5/(3+1)=0.138 kN; 活荷载标准值:Q=3³1.05³1.5/(3+1) =1.181 kN; 集中荷载的设计值: P=1.2³(0.058+0.138)+1.4 ³1.181 = 1.888 kN; 小横杆计算简图 69 2.强度验算 最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和; 均布荷载最大弯矩计算公式如下: Mqmax = ql2/8 Mqmax = 1.2³0.038³1.052/8 = 0.006 kN²m; 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = Pl/2 Mpmax = 1.888³1.05/2 = 0.991 kN²m; 最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.998 kN²m; 最大应力计算值 σ = M / W = 0.998×106/5080=196.394 N/mm2 ; 小横杆的最大弯曲应力 σ =196.394 N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求! 3.挠度验算 最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和; 小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下: νqmax = 5ql4/384EI νqmax=5×0.038×10504/(384×2.06×105×121900) = 0.024 mm ; 大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.138+1.181 = 1.377 kN; 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下: νpmax = 19Pl3/384EI νpmax = 19 ×1376.662×10503 /(384 ×2.06×105×121900) = 3.14 mm ; 最大挠度和 ν = νqmax + νpmax = 0.024+3.14 = 3.164 mm; 小横杆的最大挠度为 3.164 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150=7与10 mm,满足要求! 四、扣件抗滑力的计算 按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。 70 纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5): R ≤ Rc 其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN; R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 大横杆的自重标准值: P1 = 0.038³1.5³3/2=0.086 kN; 小横杆的自重标准值: P2 = 0.038³1.05/2=0.02 kN; 脚手板的自重标准值: P3 = 0.35³1.05³1.5/2=0.276 kN; 活荷载标准值: Q = 3³1.05³1.5 /2 = 2.362 kN; 荷载的设计值: R=1.2³(0.086+0.02+0.276)+1.4³2.362=3.766 kN; R < 8.00 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架立杆荷载计算 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容: (1)每米立杆承受的结构自重标准值,为0.1297kN/m NG1 = [0.1297+(1.50³3/2)³0.038/1.70]³14.00 = 2.527kN; (2)脚手板的自重标准值;采用竹夹板,标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.35³8³1.5³(1.05+0.2)/2 = 2.625 kN; (3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用无,标准值为0kN/m NG3 = 0³8³1.5/2 = 0 kN; (4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.005³1.5³14 = 0.105 kN; 经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.257 kN; 活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到,活荷载标准值 NQ = 3³1.05³1.5³2/2 = 4.725 kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.85³1.4NQ = 1.2³5.257+ 0.85³1.4³4.725= 11.932 kN; 71 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N'=1.2NG+1.4NQ=1.2³5.257+1.4³4.725=12.924kN; 六、立杆的稳定性计算 风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7μz·μs·ω0 其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:ω0 = 0.32 kN/m2; μz -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:μz= 1; μs -- 风荷载体型系数:取值为0.214; 经计算得到,风荷载标准值为: Wk = 0.7 ³0.32³1³0.214 = 0.048 kN/m2; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为: Mw = 0.85 ³1.4WkLah2/10 = 0.85 ³1.4³0.048³1.5³1.72/10 = 0.025 kN²m; 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f] 立杆的轴心压力设计值 :N = 11.932 kN; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA)≤ [f] 立杆的轴心压力设计值 :N = N'= 12.924kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm; 计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得 : k = 1.155 ; 计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得 :μ = 1.5 ; 计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 2.945 m; 长细比: L0/i = 186 ; 轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 :φ= 0.207 72 立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; 考虑风荷载时 σ = 11931.545/(0.207×489)+24728.505/5080 = 122.742 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ = 122.742 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求! 不考虑风荷载时 σ = 12923.795/(0.207×489)=127.676 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ = 127.676 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求! 七、最大搭设高度的计算 按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算: Hs = [φAf - (1.2NG2k + 0.85×1.4(ΣNQk + MwkφA/W))]/1.2Gk 构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为: NG2K = NG2+NG3+NG4 = 2.73 kN; 活荷载标准值 :NQ = 4.725 kN; 每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.13 kN/m; 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩: Mwk=Mw / (1.4³0.85) = 0.025 /(1.4 ³ 0.85) = 0.021 kN²m; Hs =( 0.207³4.89³10-4³205³103-(1.2³2.73+0.85³1.4³(4.725+0.207³4.89³100³0.021/5.08)))/(1.2³0.13)=72.984 m; 按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.3.6条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米: [H] = Hs /(1+0.001Hs) [H] = 72.984 /(1+0.001³72.984)=68.02 m; [H]= 68.02 和 50 比较取较小值。经计算得,脚手架搭设高度限值 [H] =50 m。 脚手架单立杆搭设高度为14m,小于[H],满足要求! 73 八、连墙件的稳定性计算 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算: Nl = Nlw + N0 连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz=1.112,μs=0.214,ω0=0.32, Wk = 0.7μz·μs·ω0=0.7 ×1.112×0.214×0.32 = 0.053 kN/m2; 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 15.3 m2; 按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN; 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算: Nlw = 1.4³Wk³Aw = 1.142 kN; 连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.142 kN; 连墙件承载力设计值按下式计算: Nf = φ·A·[f] 其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数; 由长细比 l/i = 200/15.8的结果查表得到 φ=0.966,l为内排架距离墙的长度; A = 4.89 cm2;[f]=205 N/mm2; 连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.966³4.89³10-4³205³103 = 96.837 kN; Nl = 6.142 < Nf = 96.837,连墙件的设计计算满足要求! 连墙件采用单扣件与墙体连接。 由以上计算得到 Nl =6.142小于单扣件的抗滑力 8 kN,满足要求! 74 连墙件扣件连接示意图 九、立杆的地基承载力计算 立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p ≤ fg 地基承载力设计值: fg = fgk³kc = 120 kPa; 其中,地基承载力标准值:fgk= 120 kPa ; 脚手架地基承载力调整系数:kc = 1 ; 立杆基础底面的平均压力:p = N/A =59.658 kPa ; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 11.932 kN;基础底面面积 :A = 0.2 m2 。 p=59.658kPa ≤ fg=120 kPa 。地基承载力满足要求! 75 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容