104国道温岭大溪段改建工程第二施工标段 高墩柱施工安全专项方案
脚手架施工布置过程中，实际单根枕木最多承受两根竖向钢管的荷载： N=2×2562=5124 N 枕木与地面接触面积计算： A=2500×160=400000 m㎡
δ= N/A =5124/400000=0.013 Mpa＜地基容许承载力 [δ]=0.1 Mpa 所以地基承载力满足施工过程中最大承载力的要求。 2、方墩柱满堂钢管脚手架验算
方墩柱支架布置图
（1） 应力计算 ①自重
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脚手架纵向钢管自重：
g1 = 8.4m×33.3N/m×1.2 = 335.7N 脚手架横向钢管传递给每根纵向钢管自重： g2 = [(8.4/18+1)×18×33.3]×1.2/18 =58.6N
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 = 335.7+58.6=394.3 ②施工荷载 P 计算： 施工机具等荷载5000N；
吊装人员最多时为 4 人,重量考虑 4 人×80 kg/人= 320kg = 3200N；荷载组合：考虑机具重量，故荷载组合采用机具+人员；考虑冲击系数为 1.2，施工总荷载为：
（5000+3200）×1.2 = 9840 N。
分摊到每根竖向钢管的施工荷载：P=9840/126/0.7 =111.6 N
注：试中0.7为受力不均匀系数 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：N=P+G=111.6+394.3=505.9N 单根钢管截面面积： 钢管截面轴向容许应力为： A=（D2-d2）×3.142/4 = 424 [δ]=140 Mpa = 140 N/m㎡ N m㎡ 本脚手架钢管截面所承受的最大承压应力验算： δ= N/A =505.9 N /424 m㎡ = 1.2 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）]/64 = 107800 mm4 i =i/A = 107800/424 =15.945 mm
λ=μL/i=1×3600/15.95=226 查表求得: θ=0.143
θ[δ]=0.143 ×140= 20.02 Mpa
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因为 A3 钢管轴向容许应力θ[δ]= 20.02 Mpa＞δ=1.2Mpa；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。
（2）脚手架竖向钢管稳定性验算： ①惯性距计算
I=[3.142（D4-d4）]/64 = 107800 mm4
已知条件：截面钢管面积A=424 m㎡；所承受最大应力δ=1.2 Mpa；横向钢管最大间 距为0.6 m；考虑两端铰支取长度系数μ=1；长度L=0.6m=600mm
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
=(3.1422×2×105×107800)/(1×600)2 =591232 N
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505.9N＜591232 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。
（3）扣件抗滑力计算
经计算横向钢管传递到到单根纵向钢管的作用力 R=0.394 KN＜RC=8.5 KN 直角扣件、旋转扣件抗滑移承载力设计值。
（4）支垫枕木承载力核算：
本脚手架钢管底部截面支撑在 5cm×5cm×5mm 的钢板上,承压应力验算： δ= N/A =505.9N /2500 m㎡ =0.202 Mpa
已知枕木容许压应力[δ]=10 Mpa＞δ=0.202 Mpa 脚手架单根钢管施工过程中所承受的实际最大承压应力，所以枕木满足钢管的承压应力施工要求。
（5）地基对枕木（钢管）承压应力的计算：
脚手架施工布置过程中，实际单根枕木最多承受两根竖向钢管的荷载： N=2×505.9=1011.8 N 枕木与地面接触面积计算： A=2500×160=400000 m㎡
δ= N/A =1011.8/400000=2.5*10-3 Mpa＜地基容许承载力 [δ]=0.1 Mpa 所以地基承载力满足施工过程中最大承载力的要求。
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【9.4】最大翻模高度计算
1、圆柱墩计算
在高墩施工中，受墩柱高度高及中系梁等因素影响墩柱混凝土不能一次浇筑完成，本标段采取翻模法施工工艺，即要求混凝土浇筑后最顶上一节模板不予拆除，便于下一步支模，同时作为上部模板的支撑体系。
根据《路桥施工计算手册》，查得新浇筑混凝土与钢模板间的切向粘结力为8.8kpa（C30混凝土），取墩柱直径为2.2m的作为安全计算墩例，翻模后支模最大高度按15m计算，取1m宽模板进行(相当于周长1m的模板)计算。
模板重量为:G=1×1×15=15kN
式中：1为1m2的模板重，即取圆柱墩模板最大重量1kN/㎡。 模板与混凝土间的粘结反力为： F=8.8×1×H
由以上2式就有：F≥G+Fh 式中:Fh为活荷载，取2kN。 H≥(G+Fh)/8.8=1.93m
也就是说在支立15m高模板时，需要没有拆模的模板长度至少为1.93m。如要加大支模高度，需要增加未拆模板高度或在其下部用抱箍加强。
2、矩形墩计算 （1）截面积为2.4×2m
根据《路桥施工计算手册》，查得新浇筑混凝土与钢模板间的切向粘结力为8.8kpa（C30混凝土），取墩柱截面积为2.4×2m的作为安全计算墩例，翻模后支模最大高度按9m计算，取1m宽模板进行计算。
模板重量为:G=1×2×9=18kN 式中：2为1m2的模板重，即2kN。 模板与混凝土间的粘结反力为： F=8.8×1×H
由以上2式就有：F≥G+Fh 式中:Fh为活荷载，取2kN。 H≥(G+Fh)/8.8=2.27m
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也就是说在支立9m高模板时，需要没有拆模的模板长度至少为2.27m。如要加大支模高度，需要增加未拆模板高度或在其下部设立支撑。
（2）截面积为6.45×2m
根据《路桥施工计算手册》，查得新浇筑混凝土与钢模板间的切向粘结力为8.8kpa（C30混凝土），取墩柱截面积为6.45×2m的作为安全计算墩例，翻模后支模最大高度按6m计算，取1m宽模板进行计算。
模板重量为:G=1×2.4×6=14.4kN 式中：2.4为1m2的模板重，即2.4kN。 模板与混凝土间的粘结反力为： F=8.8×1×H
由以上2式就有：F≥G+Fh 式中:Fh为活荷载，取2kN。 H≥(G+Fh)/8.8=1.86m
也就是说在支立9m高模板时，需要没有拆模的模板长度至少为1.86m。如要加大支模高度，需要增加未拆模板高度或在其下部设立支撑。
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