15现浇箱梁模板及满堂支架方案计算书

1、汉中兴元新区石马东路15#桥现浇箱梁模板及满堂支架方案计算书1工程概况本桥采用（15+25+15） m三跨变截面预应力混凝土连续箱梁，本桥的桥梁中心高程为 521.297m。石马东路15#ff梁，总宽度为40m设计为左右两幅。两幅之间设置 6m的中央分隔带。布 置形式为：4.5m （人行道含绿化带）+3.5m （非机动车道）+1.5m （绿化带）+7.5m （机动车道） +6m （中央分隔带）+7.5m （机动车道）+1.5m （绿化带）+3.5m （非机动车道）+4.5m （人行道 含绿化带），其中机动车道横坡1.5%,非机动车道横坡1.5%,人行道横坡2%主梁分两幅浇筑，两幅主梁横截面形式

2、均为单箱四室， 箱梁顶宽19.5m,底宽18.5m；内、 外侧翼缘悬臂宽0.5m,端部厚25cm,根部厚40cm；梁高1.4、1.9m。主梁分别在梁端和中间 支点处为实心截面，其中梁端横梁宽 1.5m,中间支点横梁宽2m单幅箱梁箱室顶板厚25cm-45cm,在支点处200cm范围内由25cm力口厚至U 45cm箱梁底板 在边支点处100cm范围内由22cm力口厚至ij 42cm 在中支点450cm范围内由22cm力口厚至U 65cm 边幅与中腹板厚由45cm-85cm 在中支点处350cm范围内由45cm力口厚至U 65cm 再在200cm范 围内加厚到85cm,在边支点350cm范围由45c

3、m加厚到65cm,在100cm范围内由65cm加厚到 85cni在距主梁支点中心线5m处底板设直径为8cm的排水孔，全联采用满堂支架法现浇施工。2现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求采用WDJ1扣式多功能脚手杆搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托 撑。立杆顶纵向设120mme 150mmJ木；纵向方木上设10*10cm的横向方木，其中在墩台顶横 梁和中跨跨中横梁下间距不大于 0.25m （净间距0.15m）、在跨中其他部位间距不大于 0.3m （净 间距0.2m）。模板宜用厚15mm勺优质竹胶合板，横板边角宜用 4cm厚木板进行加强，防止转 角漏浆或出现波浪形，影响外观。采用立杆横桥

4、向间距*纵桥向间距*横杆步距为60cm*60cm*120cm£架结构体系，支架纵横 均设置剪刀撑。3现浇箱梁支架验算本计算书以第二跨墩顶横最大截面（1-1截面）、支座附近（2-2截面）截面为例，对荷载 进行计算及对其支架体系进行检算3.1 荷载计算3.1.1 荷载分析根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：q i一箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取 26KN/mlq2一箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q2=1.0kPa （偏于安全）。q 3一施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取 2.5kPa;当计算肋

5、条下的梁时取1.5kPa;当计算支架立柱及替他承载构件时取 1.0kPa。q 4一振捣混凝土产生的荷载，对底板取 2.0kPa,对侧板取4.0kPa。q 5一新浇混凝土对侧模的压力。q 6一倾倒混凝土产生的水平荷载，取 2.0kPa。q 7一支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示： 满堂钢管支架自重立杆横桥向间距*立杆纵桥向间距*横杆步距支架自重q7的计算值（kPa）60cnriX 60cnriX 120cm2.943.1.2荷载组合模板、支架设计计算荷载组合模板结构名称福裁组合强度计算刚度检算底模及支架系统计算一(1)+侧模计算(5) + (6)3.1.3荷载计算箱梁自重一q1

6、计算根据15#ff梁现浇箱梁结构特点，左右幅均为单箱四室，所以我们取左幅1-1截面（墩顶横梁、横隔板）、2-2截面（支座附近截面）两个代表截面进行箱梁自重计算，右幅按照左 幅进行支架体系布置，并对两个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。1-1截面（墩顶横梁）处 中计算根据横断面图，用CADT得该处梁体截面积A=35.47m2则:q12635 .4718.5=49 .85 kPa取 1.2 的安全系数，则 q1 = 49.85*1.2 =59.82kPa注：B一箱梁底宽，取18.5m,将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全2-2截面（跨中）处 中计算根据横断面图，用CAD#得

7、梁体截面积A=16.77n2则：qi=W=26 77 = 23.57 kPaB B18.5取 1.2 的安全系数，则 qi = 23.57*1.2 =28.28kPa注：B一箱梁底宽，取18.5m,将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。新浇混凝土对侧模的压力一q5计算因现浇箱梁采取水平分层以每层 30cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，碎 入模温度T=28C控制。新浇筑混凝土对模板的侧压力，当采用内部振捣器时按下列两式计算，并取两式中最小值。F= C * H CF=0. 22 C * t0 * '-1 * 2 vQ新浇筑碎的重力密度（KN/n3）,取值26KN/

8、R3;H:混凝土侧压力计算位置至新浇筑碎顶面时的高度（ m,取1.9m。t0:新浇筑碎的初凝时间（h）,可按实测确定。取8h0T:混凝土的温度（C）,取28C。01 :外加剂影响修正系数，不惨外加剂时取1.0;掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2。打：混凝土塌落度影响修正系数，当塌落度小于30mm寸，取0.85 ; 5090mnW,取1.0 ;110150mm寸,取 1.15;v:混凝土的浇筑速度，取1.2m/h。F= c * H =26*1.9=49.4kPaF=0. 22 C * t0 * -1 * -2,v=0.22 * 26 * 8 * 1.2 * 1.15 *1.2 =69.176kPa

9、49.4 kPa < 69.176 kPa所以新浇筑混凝土对模板的侧压力取49.4kPa。3.2结构检算3.2.1 扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“卜”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架(一般都高出20%；上，甚至超过35%。本工程现浇箱梁支架按小48*3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也使用 于WDJ；功能碗扣架(偏于安全)。墩顶横梁1-1截面处在墩

10、顶横梁，钢管碗扣式支架体系采用60*60*120cm的布置结构：、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm立杆可承受的最大允许竖直荷载为NC =30kN (参见公路桥涵施工手册中表 13 5碗口式构件设计荷载N =30kN)。立杆实际承受的荷载为：N=1.2 (N3i+NG2K) +0.9* 1.4 2Nqk (组合风荷载时)N gik-支架结构自重标准值产生的轴向力；N G2K-构配件自重标准值产生的轴向力2 N QK-施工荷载标准值；于是，有：NG1=0.6*0.6*q i=0.6*0.6*59.82=21.54KNNG2=0.6*0.6*q 7=0.6*0.6*2.94

11、=1.058KN2NQK=0.6*0.6(q 2+q3+q4)=0.36*(1.0+1.0+2.0)=1.44KNWJ: N=1.2 (NG1K+N32K) +0.9* 1.4 2Nqk=1.2* (21.54+1.058 ) +0.9*1.4*1.44=28.93KN < N = 30kN,强度满足要求、立杆稳定性验算根据建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范有关模板支架立杆的稳定性计算公式:N/ A+0.9MWW<fN1钢管所受的垂直荷载，N=1.2 (N31K+NG2K)+0.9* 1.4 2Nqk (组合风荷载时)，同前计算所 得 28.93KN;f 一钢材的抗压强度设计值，

12、f = 205N/mr2=2.05*10 5KN/m参考建筑施工扣件式钢管脚手 架安全技术规范表5.1.6得。A(|)48mr*3.5加钢管的截面积A= 489mm计算按小48mm*3mm钢管进行验算。一轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比入查表即可求得 。i 一截面的回转半径，查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 附录B得i = 1.58cm，«B2蝌管餐面将性外径F (mm)壁厚1 (rnmlA (cm2>曲面惯性矩 (CD!，)鼓面模量W (crn3 )回转半44 】E)4S3.54.B912 J 95/OSI.5B长细比X = L/i 0L一水平步距，L= 1.2m。于

13、是，入=L/i =120/1.58=75.94 ,参照建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范查 附录C得= 0.744。A值计算：A=3.14X (242-212)=423.9mR=4.239 乂 10-4m2Ml计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；M=0.9*1.4*WK*La*h2/10W=0.7uz*us*w0Uz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范表 7.2.1得Uz=1.00Us一风荷载脚手架体型系数，查建筑结构荷载规范表 6.3.1第36项得：us=1.2W)一基本风压，查建筑结构荷载规范附表D.4 W0=0.2KN/m2故：W=0.7uz*u s*W0=0.7*1.00*1.2*

14、0.2=0.168KN/ m 2La立杆纵距0.6m；h立杆步距1.2m,故：M=0.9*1.4*W K*La*h2/10=0.9*1.4*0.168*0.6*1.22/10=0.018KNW 截面模量查表建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范附表B得：W=5.08*10 3mm=5.08*10 -6肃贝U, N/A+M/W= 28.93/ (0.744*4.239 X 10-4) +0.018/ (5.08*10 6) = 0.82*10 5&f = 2.05*10 5KN/rm所以1-1截面支架是安全稳定的。跨中2-2截面处在跨中，钢管碗扣式支架体系采用60*60*120cm的布置结构：

15、、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm立杆可承受的最大允许竖直荷载为=30kN (参见公路桥涵施工手册中表 13 5碗口式构件设计荷载N =30kN)。立杆实际承受的荷载为：N=1.2 (N31+NG2K)+0.9*1.4 2Nqk (组合风荷载时)N G1K-支架结构自重标准值产生的轴向力；N G2K-构配件自重标准值产生的轴向力2 N QK 一施工荷载标准值；于是，有：NG1=0.6*0.6*q 1=0.6*0.6*28.28=10.18KNNG2=0.6*0.6*q 7=0.6*0.6*2.21=1.19KN2NQK=0.6*0.6(q 2+s+q4)=0.36*(

16、1.0+1.0+2.0)=1.44KN贝U: N=1.2 (N31K+N32K)+0.9*1.4 2Nqk=1.2* (10.18+1.19 ) +0.9*1.4*1.44=15.45KN < N = 30kN,强度满足要求。、立杆稳定性验算根据建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/ A40.9Mv/WCfN一钢管所受的垂直荷载，N=1.2 (N31K+N32K)+0.9*1.4 2Nqk (组合风荷载时)，同前计算所 得 28.28KN;f 一钢材的抗压强度设计值，f = 205N/mm=2.05*10 5KN/n2参考建筑施工扣件式钢管脚手 架安全

17、技术规范表5.1.6得。A648mm*3.5mm钢管的截面积 A= 489mm计算按 648mm*3mm钢管进行验算。一轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比 入查表即可求得 。i 一截面的回转半径，查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 附录B得i = 1.58cm表B2蝌管餐面将性外径F (mm)壁厚 1(EE)装面积A (cm2>4N354.B9假而惯性矩 (cm4)假面模量W (crnJ )回转半径 】(cni)1Z195/08长细比 = L/i。L一水平步距，L= 1.2m。于是，入=L/i =120/1.58=75.94 ,参照建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范查 附录C得=

18、0.744。Ml计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；M=1.4*La*L o2*WK/8-P r *L o/4Pr=5/16*1.4* W k *La*L oW=0.7uz*us*woUz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范表 7.2.1得Uz=1.00Us一风荷载脚手架体型系数，查建筑结构荷载规范表 6.3.1第36项得：Us=1.2wo基本风压，查建筑结构荷载规范附表D.4 Wo=O.2KN/nf故：W=0.7uz*u s*Wo=O.7*1.OO*1.2*O.2=O.168KN/ m 2La立杆纵距0.6m；h立杆步距1.2m,故：M=0.9*1.4*W K*La*h2/10=0.9*1

19、.4*0.168*0.6*1.22/10=0.018KNW 截面模量查表建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范附表B得：W=5.08*10 3mm=5.08*10 -6m3贝 U, N/ A+M/W= 15.45/ ( 0.744*4.239 X 10-4) +0.018/ (5.08*10 -6) = 0.72*10 5&f = 2.05*10 5KN/rm所以2-2截面支架是安全稳定的。结论：计算结果说明支架是安全稳定的3.2.2 满堂支架整体抗倾覆验算依据公路桥涵技术施工技术规范实施手册 第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时, 倾覆稳定系数不得小于1.3K=稳定力矩/倾覆力矩=y

20、*Ni / 2 Mw左幅桥梁宽度18.5m,跨度55m采用60*60*120cm支架，以跨中长25m支架来验算全桥支架横向43排；支架纵向32排；高度3.8m；顶托TC60共需要43*32=1419个；立杆需要 43*32*3.8=5228m;纵向横杆需要 32*3.8/1.2*25=2533m ;横向横杆需要 43*3.8/1.2*18.5=2519m ;故：钢管总重（5228+2533+2519 *3.84=39.48t;顶托 TC60总重为：1419*7.2=10.22t ;故 q= （39.48+10.22 ） *9.8=487.06KN ;y=b/2=25/2=12.5稳定力矩=y*

21、N i=12.5*487.06=6088.25KN.m依据以上对风荷载计算 W=0.7uz*Us*Wo=0.7*1*1.2*0.2=0.168KN/ m 2跨中 25m共受力为：q=0.168*3.8*25=15.96KN ;倾覆力矩=q*3.8=15.96*3.8=60.65KN.m&=稳定力矩/ 倾覆力矩=6088.25/60.65=100.38>1.3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求3.2.3 箱梁底模下横桥向方木验算本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用10*10cm方木，方木横桥向跨度按L= 60cm进行受底模下横桥向方木受力简图q（KN/m）r*力计算，方木纵向中

22、心间距0.25m,实际布置跨距均不超过上述值。如下图将方木简化为如图 的简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时 如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。尺寸单位：cm方木材质为杉木，Sw =11MPaSc =17MPa E=9000MPa1-1截面(墩顶横梁截面最大处)处桥墩中线两侧1m范围按1-1截面进行受力分析，按方木横桥向跨度L=60cm进行验算。则横向方木的分布荷载为：q= (0.6*0.25*59.82 ) /0.6=14.96KN/mM=(1/8)ql 2=(1/8)*14.96*0.9 2=1.515KNmW=(bh)/6=(0.

23、1*0.1 2)/6=0.000167m 3方木的弹性模量：E=9*1C6KN/m方木的惯性矩 I=(bh 3)/12=(0.1*0.1 3)/12=8.33*10 -6力挠度验算：则方木最大挠度：fma=(5/384)* (qL4)/(EI) =(5/384)* (14.96*0.9 4)/(9*106*8.33*10 -6) =0.144cm<l/400=60/400=0.225cm挠度满足要求强度验算6 W=M/W=1.275/1.667*104/1000=7.65MPa< 12MPa剪力满足要求2-2截面(跨中截面最大处)处跨中10.44m范围按2-2截面进行受力分析，按方

24、木横桥向跨度L= 60cm,纵桥向方木中心 间距0.3m进行验算。q= (0.6*0.3*28.28 ) /0.6=8.48KN/mM=(1/8)ql 2=(1/8)*8.48*0.9 2=0.858KNmW=(bh)/6=(0.1*0.1 2)/6=0.000167m 3方木的弹性模量：E=9*106KN/m方木的惯性矩 I=(bh 3)/12=(0.1*0.1 3)/12=8.33*10 -6常挠度验算：则方木最大挠度：fma=(5/384)* (qL4)/(EI) =(5/384)* (8.48*0.9 4)/( 9*10 6*8.33*10 -6) =0.093cm< l/400

25、=90/400=0.225cm挠度满足要求强度验算6 W=M/W=0.828/1.667*104/1000=4.967MPa< 12MPa剪力满足要求3.2.4 碗扣式钢管支架立杆顶托上顺桥向钢管验算本施工方案中WD彦功能碗扣架顶托上顺桥向采用48X3.5mmffl管，钢管在顺桥向的跨 距全按L= 60cm (横向间隔l = 60cm布置)进行验算，横桥向方木顺桥向布置间距在中支座两 侧4m范围内均按0.25m (中对中间距)布设，在箱梁跨中部位均按0.3m布设，将方木简化为简支结构(偏于安全)。木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如 油松、广东松等力学性能优于杉木

26、均可使用。墩顶横梁截面(按1 1截面受力)处钢管抗弯验算q= (59.82*0.6*0.6)/0.6=35.89kNMmax= 1/8*q*l 2=0.125*35.89*0.6 2=1.615kN m= 5.08* 10-6 * 2 = 10.16*10-6m3口(D4 - d4)3. 14 * (0. 0484 - 0. 0414)W=32D32 * 0. 0486 = Mmax/ W=1.615/ (10.16*10 -6)/1000=161.5MPa<0.9*2* 6 w = 369MPa符合要求钢管挠度计算3. 14 *Im=(D4 -d4)3. 14 * (0. 0484 0

27、.0414)彳2 4 1 1 1.218* 10 m46464则钢管最大挠度：f ma=5/384*qL 4/(EI)=5/384*35.89*0.64/(2.06*10 5*1.218*10 -7)=0.00305mm<f=L/400=1.5mm满足要求故，挠度满足要求3.2.5 底模板计算箱梁底模采用木胶板，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，并对受力结构进行简化(偏于安全)如下图：通过前面计算，横桥向方木布置间距分别为0.3m和0.25m时最不利位置，则有：木胶板弹性模量E= 9*106KN/m木胶板的惯性矩 I=(bh 3)/12=(1.0*0.015 3)/12=2.812

28、5*10 -7n40 w=12MPaW=b*h/6=1*0.015 2/6=3.75*10 -5n3竹胶板底模及支撑系统简图q(kN/m)底模验算简图q(kN/m)尺寸单位：cm1 1截面处底模板计算模板厚度计算q=( q 1+ q 2+ q 3+ q 4)l=(59.82+1.0+2.5+2)*0.25=16.33kN/m, 2 一 一2则：Mma=& = 16.33 0.25 =0.128KN m88模板需要的截面模量：W=- =0.128 3 =1.185 10-5mi二 w 0.9 0.9 12 103模板的宽度为1.0m,根据W b得h为:h=6TW16x1.185x10br

29、=1=0008m = 8mm因此模板采用1220*2440*15mmg格的木胶板模板刚度验算Mmax=1/8*q*L 2=0.125*16.33*0.252=0.128kN.ma w =Mmax/W=0.128/(3.75*10-5)/1000=3.413Mpa<6 w=12Mpa满足要求 挠度验算fmax=5/384*qL 4/(EI)=5/384*16.33*0.25 4/(9*10 6*0.281*10 -6)=0.028cm<f=L/400=0.0625cm满足要求3.2.6侧模验算根据前面计算，分别按10*10cm方木以25cm和30cm的间距布置，以侧模最不利荷载部位

30、进行模板计算，则有：(1) 10*10cm方木以间距25cm布置模板厚度计算q=( q 4+ q 5)l=(4.0+41.6)*0.25=11.4KN/m q l 211.40. 252则：Mma= = = 0.089KN m88模板需要的截面模量：W=M = 0893 =8.24 10 n2二w0. 90.9 12103模板的宽度为1.0m,根据W b得h为：0. 007m = 7mm6 W 6 8. 24101h=. b ='1因此模板采用1220*2440*15mm规格的木胶板。模板刚度验算Mmax=1/8*q*L 2=0.125*11.4*0.252=0.089kN.m满足要求

31、a w =Mmax/W=0.089/(3.75*10-5)/1000=2.37Mpa<(rw=12Mpa挠度验算fmax=5/384*qL4/(EI)=5/384*11.4*0.254/(9*10 6*0.281*10 -6)=0.022cm<f=L/400=0.0625cm满足要求根据施工经验，为了保证箱梁底面的平整度，通常木胶板的厚度均采用12mmz上，因此模板采用1220*2440*15mm®格的木胶板。3.2.7立杆底座和地基承载力计算立杆承受荷载计算在中支点两侧立杆的间距为60*60cm,每根立杆上荷载为：N= a*b*q = a*b*（59.82+q2+q3+q4+q7）=0.6*0.6*（59.82+1.0+1.0+2.0+3.38）=24.19KN立杆底托验算立杆底托验算：NK Rd通过前面立杆承受荷载计算，每根立杆上荷载最大值为：N= a*b*q = a*b*（q1+q2+q3+q4+q7）=0.6*