现浇箱梁碗扣满堂支架计算书综述

1、郑州 市三环路 快速化工 程西 三 环 陇 海 路 互 通 立 交 ( K6+157.29 K8+627.61 ) 段碗扣承重架计算书批准：审核：编写：中国水电路桥郑州市三环路快速化工程 BT 项目第三项目经理部第六工程处二一二年十一月九日目录一、工程概况 1二、满堂架的设计和计算参数 11、支架主要材料和性能参数 22、支架设计布置 2三、荷载计算 21、模板力学性能 32、模板受力计算 31、方木（落叶松）的力学性能 42、横梁受力计算 43、横梁挠度计算： 5六、纵梁强度计算 51、方木（落叶松）的力学性能 52、方木受力计算 53、纵梁挠度 5七、支架受力计算 61、立杆承重计算 62

2、、支架稳定性验算 6八、支架抗风荷载计算 7九、立杆地基承载力计算 8、工程概况1、郑州市三环路快速化工程是郑州市交通畅通工程的关键性项目，是实现现代郑 州市交通快速化建设的一项重要任务，对缓解主城区交通压力、合理分布交通流量具有 极其重要的作用。陇海路互通立交是郑州市三环路快速化工程中的关键性工程，工程所 在地点的现有两条主干路（西三环和陇海路）平交呈丁字状 , 按规划设计现有陇海路将 向西延伸 , 由此本路口将成十字路口状 ,并通过陇海路互通立交实现路口全互通功能。陇海路互通立交为三层全互通立交桥，含陇海路主线高架桥、西三环主线高架桥及 九条立交匝道桥。其中陇海路主线高架全长 1114m，

3、西三环主线高架全长 2470m。南北 方向为西三环快速通道， 东西向为陇海路快速通道， 立交匝道分为 ES、EN、NE、NW、WN、 WS、SE、SW、 JS匝道。本工程共有 5跨钢梁分别位于 ES匝道 2跨、NE匝道 1跨、SE匝道 1跨和 SW匝道 1 跨。引桥 8 联，剩余 105跨为预应力混凝土箱梁。2、第六工程处施工内容主要包括：施工区段内的桥梁桩基、承台、墩身、预应力 混凝土连续箱、防撞墙、铺装层等。施工区段内桥梁工程具体内容为：西三环高架： K7+059.754K8+626.71，全长 1566.956m，共 18 联； 陇海路高架： K-1+479.9 K-1+994.862、

4、K0+000K0+065.84，全长 580.802m。； ES匝道： ESK0+549.076 ESK0+949.712，此匝道为桥梁工程 , 长 400.639m； NE匝道： NE K0+283.409NEK0+569.311，此匝道为桥梁工程，长 285.901m； NW匝道： NW K0+223.604NWK0+283.60，4 此匝道为桥梁工程，长 60m； WS匝道： WS K0+094.313WSK0+318.48，5 此匝道为桥梁工程，长 224.172m； WN匝道： WN K0+110.399WNK0+318.48，5 此匝道为桥梁工程，长 356.626m； SE匝道：

5、 SE K0+221.778SEK0+432.666，此匝道为桥梁工程 ,长 120.885m； SW匝道： SW K0+241.912SWK0+549.22，4 此匝道为桥梁工程 ,长347.19m； JS匝道： JSK0+000.000JSK0+549.244，此匝道为桥梁工程 ,长 549.244m； 第六工程处施工范围内西环主线桥、 陇海路主线桥及匝道桥共设计混凝土现浇箱梁 57联，钢箱梁 2联，箱梁混凝土强度标号为 C40和C50，墩柱最高 18.524m，最低6.082m。 主要工程量：混凝土浇筑 50360m3，钢筋制安 12433.4t ，钢绞线 1037t 。箱梁承重架采 用

6、满堂碗扣支架，本方案以标准联为例（ 3×30m）。二、满堂架的设计和计算参数第1 页共8 页1、支架主要材料和性能参数施工时采用满堂式碗扣支架，碗扣支架的钢管为 3 号钢，规格为 48mm×3.5mm，其性能见下表 1 和表 2：表 1 钢管截面特性规格截面积 A（mm2）惯性矩 I（mm4）抵抗矩 W（mm3）回转半径 I（mm）每米重量（kg/m）48×3.524.89 ×10212.19 × 1045.00 ×10315.783.84表 2 钢材的强度设计值与弹性模量抗拉、抗弯 f （ N/ mm2）2抗压 fc （N/ mm2

7、）弹性模量 E（KN/ mm2）2052052.06 ×1022、支架设计布置支架顺桥向立杆间距布置为0.15m+3× 0.3m+3× 0.6m+27× 0.9m+3× 0.6m+3×0.3m+0.15m=30m。支架横桥向立杆间距布置为5×0.9m+8× 0.6m+2× 0.3m+6× 0.6m+4× 0.3m+6×0.6m+2×0.3m+8×0.6m+5×0.9m=28.2m（为安装箱梁横截面两侧模板及方便施工人员施 工，支架超出箱梁两端各

8、145cm）。水平杆步距为 1.20m。 具体布置见满堂式支架设计图。三、荷载计算本桥梁支架计算书中荷载依据为桥梁支架安全施工手册1、箱梁荷载：箱梁钢筋砼自重：G=595m3×25KN/m3=14875KN偏安全考虑，取安全系数 r=1.2 ，假设梁体全部重量仅作用于底板区域，计算单位 面积压力：2F1=G×r ÷S=14875KN×1.2 ÷（ 16.6m×30m）=35.84KN/m2注： 16.6m 为横桥向底板范围内两立杆间最大距离。2、施工荷载：取 F2=1.0KN/m23、振捣混凝土产生荷载：取 F3=2.0KN/m24、

9、箱梁芯模：取 F4=1.5KN/m2第 2 页 共 8页5、竹胶板：取 F5=0.1KN/m26、方木：取 F6=7.5KN/m3四、底模强度计算 （如同房屋建筑学的单向板计算）短边受力！箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚 t=18mm，竹胶板方木背肋间距为 300mm，所以验 算模板强度采用宽 b=300mm镜面竹胶板。1、模板力学性能（依据路桥施工计算手册取值）（ 1）弹性模量 E=9× 103MPa=9 ×106KN/m 2，许用应力 =11Mpa。bh3（2）截面惯性矩： I= 12 =30×1.8 3/12=14.58cm4bh2（3）截面抵抗矩： W= 6

10、 =30×1.8 2/6=16.2cm3（4）截面积： A=bh=30× 1.8=54cm22、模板受力计算（ 1）底模板均布荷载： F= F1+F2+F3+F4=35.84+1+2.0+1.5=40.34KN/m2 q=F×b=40.34×0.3=12.102KN/mql2（2）跨中最大弯矩： M= 8 =12.102×0.3 2/8=0.136KN?mM（3）弯拉应力： =W =0.136 ×103/16.2 ×10-6=8.4MPa< =11Mpa竹胶板板弯拉应力满足要求。（4）挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，

11、竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按 三等跨均布荷载作用连续梁进行计算。 （ 30+30+30=90计算三跨梁）根据建筑施工计算手册 ，计算公式为：Kwql4100EI- 挠度值；q - 连续梁上均布荷载；l - 跨度；第 3 页 共 8页E- 弹性模量；I - 截面惯性矩；Kw - 挠度系数，三等跨均布荷载作用连续梁按照活载最大，取值0.677 。（统一的公式）4f 0.677ql 4挠度计算： f 100EI=（0.677 ×12.102 ×0.3 4）/（100 ×9×106×14.58 ×10-8）=5.06 ×10-4

12、m=0.506mm<L/400=300/400=0.75mm 竹胶板挠度满足要求。综上述，竹胶板受力满足要求。五、横梁强度计算横梁为 10×10cm方木，净间距为 0.2m，箱梁标准截面间距为 0.6m。 1、方木（落叶松）的力学性能（依据路桥施工计算手册取值）（ 1）落叶松容许抗弯应力 =14.5MPa，弹性模量 E=11×103Mpabh2（2）截面抵抗矩： W=6 =0.1 ×0.1 2/6=1.67 ×10-4m3bh3（3）截面惯性矩： I= 12 =0.1 ×0.1 3/12=8.33 ×10-6m4 2、横梁受力计

13、算（1）作用在横梁上的均布荷载0.6m长度范围内横梁上承担 3 根纵梁重量为： 0.1 ×0.1 ×0.6 × 7.5 ×3=0.135KN 纵梁施加在横梁上的均布荷载为： 0.135 ÷0.6=0.23KN/m 作用在横梁上的均布荷载为：q=（F1+F2+F3+F4+F5）×0.6+0.23=44.4 ×0.6+0.23=26.87KN/mql2（2）跨中最大弯矩： M= 8 =26.87×0.6 2/8=1.21KN?m（3）横梁弯拉应力：M=W =1.21 ×103/1.67 ×10-4=

14、7.25MPa<=14.5Mpa第 4 页 共 8页横梁弯拉应力满足要求。3、横梁挠度计算：5ql4f= 384EI=(5×26.87×103×0.6 4)/(384 ×11×109×8.33×10-6)=0.495mm<L/400=600/400=1.5mm 横梁挠度满足要求。综上述，横梁强度满足要求。六、纵梁强度计算纵梁为 10×10cm方木，净间距为 0.25m，墩身处端部跨径为 0.6m，中部箱梁标准 截面跨径为 0.9m 按照跨径为 0.9m 进行计算，间距为 0.9m。1、方木(落叶松)的力

15、学性能3( 1)落叶松容许抗弯应力 =14.5MPa，弹性模量 E=11×103Mpabh2(2)截面抵抗矩： W=6 =0.1 ×0.1 2/6=1.67 ×10-4m3bh3(3)截面惯性矩： I= 12 =0.1 ×0.1 3/12=8.33 ×10-6m42、方木受力计算(1) 作用在纵梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.25=44.4 × 0.25=11.1KN/m(2) 跨中最大弯矩：计算简图见下图。ql2M= 8 =11.1×0.9 2/8=1.124KN?mM(3) 纵梁弯拉

16、应力： =W =1.124×103/1.67 ×10-4=6.73MPa<=14.5Mpa 纵梁弯拉应力满足要求。3、纵梁挠度5ql4f= 384EI=(5 ×11.1×103×0.9 4)/(384 ×11×109×8.33×10-6)第 5 页 共 8页=1.035mm< L/400=900/400=2.25mm纵梁弯曲挠度满足要求。 综上述，纵梁强度满足要求。七、支架受力计算1、立杆承重计算碗扣支架立杆设计承重为： 30KN/根，箱梁高度为 2m，碗扣支架受力最不利位置在 立杆的底部，

17、箱梁混凝土重量最大区域为跨中， 支架布置为 60cm×60cm和 60cm×90cm， 按 60cm× 90cm布置进行计算。每根立杆承受钢筋砼和模板重量：N1=(35.84KN/m2+1.5KN/m2+0.1 KN/m2) ×0.6m×0.9m=20.218KN横梁施加在每根立杆重量：N2=0.9m×3 根× 0.1m×0.1m× 7.5 KN/m3=0.203KN 纵梁施加在每根立杆重量：N3=0.6m×4 根× 0.1m×0.1m× 7.5 KN/m3=0.1

18、8KN支架自重：支架最高按照 18.642m 计算，立杆单根重： 18.542 ×3.84 ×10/10 3=0.712KN， 单根立杆承担横杆的重量：(0.6m+0.9m) ×6×3.84×10/10 3=0.346KN施工荷载、振捣荷载0.9m×0.6m×(2+1)=1.62 KN 每根立杆总承重：N=N1+N2+N3+N4=20.218+0.203+0.18+0.31+0.346+1.62=22.877KN < 30KN 立杆承重满足要求。2、支架稳定性验算 根据实用建筑施工手册轴心受压构件的稳定性计算：0.9N

19、 fcAmN 轴心压力；第 6 页 共 8页- 轴心受压构件的稳定系数；构件的毛截面面积；fc 钢材的抗压强度设计值，取 205 N/ mm ；m -材料强度附加分项系数， 根据有关规定当支架搭设高度小于 25m时取值 1.35(1) 立杆长细比计算 :0.35 d D回转半径计算：i= 2 =0.35×（ 48+41）÷ 2=15.575mmL 1200长细比计算：=i =15.575 =77< =150( 2)由长细比可查得，轴心受压构件的纵向弯曲系数=0.707(3)立杆钢管的截面积：(D 2 d2)(482 412)Am= 4 = 4 =489mm2(4) 稳定性验算0.9N 0.9 28.9 103fc 205A = 0.707 489 =75.2 N/ mm m = 1.35 =152 N/ mm 支架稳定性满足要求。综上述，碗扣支架受力满足要求。八、支架抗风荷载计算根据 JGJ 166-2008 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范第 13页、