改碗扣芜申运河大桥直线段支架设计及计算1

1、芜申运河大桥悬浇箱梁直线段现浇支架设计计算书一、支架设计概要（一）设计计算依据1、芜申运河大桥施工设计图纸；2、路桥施工计算手册；3、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ1302004）。（二）、计算内容1、15mm厚竹胶板强度、刚度2、纵向100mm×100mm方木强度、刚度3、 横向14#工字钢强度、刚度及支架整体稳定性验算（三）、模板支架设计基本构造及荷载传递路线1. 基本构造：浇筑砼垫层，搭设支架，搁置支架底托，搭设碗扣支架，放置顶托，顶托上放置横向14#工字钢，再在14#工字钢上面纵向放置100mm×100mm方木，纵向方木上部铺设15mm厚竹胶板，作为箱梁底

2、模。 2. 荷载传递路线 ：荷载传递路线：底模纵向方木横向工字钢支架顶托支架立柱底托地基。二、支架结构布置1、15mm胶合板作底板。2、纵桥向腹板处方木按间距20cm布置；箱体其余位置按30cm布置10×10cm木方；翼板部位纵桥向布置14#工字钢，间距为60cm和90cm，在工字钢上横向布置10×10cm木方间距为30cm； 3、箱梁底板横桥向布设14#工字钢，布置间距为90cm； 4、碗扣支架：a、箱体底板处纵桥向立杆间距为60，横向间距为60；b、翼板部位横桥向立杆间距为90，纵桥向60cm，靠近腹板根部立杆间距纵横向为60。c、立杆步距为120。三、支架受力计算：1

3、、底模受力计算：底模采用15mm胶合板底板（取1米宽验算）：验算部位：取最不利部位，即腹板部位进行受力验算，其跨距为0.20m。砼自重荷载（箱梁高度为2.4m）q126×2.462.4KN/m施工荷载按2.5Kpa计，振捣砼产生荷载按2.0Kpa计，倾倒砼时产生荷载按2.0Kpa计，则q22.5+2+26.5 KN/m下传荷载qq1q268.9 KN/m考虑底模为连续结构，弯距M（1/10）×q×L2（1/10）×68.9×0.220.28 KN.m截面模量：W=（b×h2）/6（100×1.52）/637.5cm3M/W7

4、.5N/mm2<=20 N/mm2所以15mm胶合板强度满足要求。刚度计算：胶合板E 按木方取10×103MPaI=（b×h3）/12（100×1.53）/1228.1cm4f=ql4/(128EI)=0.3f=200/400=0.5 刚度满足要求。2、纵肋10×10cm方木：21腹板部位： 10×10cm 方木按间距200mm顺桥向布置，计算跨度取相邻两立杆间距L0.6m。1）强度验算砼自重荷载q12.4×0.2×2612.48KN/m施工荷载按2.5Kpa、振捣倾倒砼时产生荷载均按2.0Kpa计，则q2（2.5+2

5、+2）×0.251.3KN/m所以下传荷载qq1+q213.78KN/m 弯距M=（1/8）×q×L 2（1/8）×13.78×0.6 2=0.62KN.m截面模量：W=（b×h2）/6（10×102）/6166.7cm3M/W=（0.62×103）/166.73.7N/mm2 <=12N/mm2所以腹板部位10×10cm木方横桥向按间距200mm布置强度满足要求。2） 刚度验算方木弹性模量E 取9×103MPaI（b×h3）/12=（10×103）/12=833.3c

6、m4f（5×q×L4）/（384EI）（5×13.78×0.64×1010）/（384×9000×102×833.3）=0.31<f=L /400=600/400=1.5 所以腹板部位10×10cm木方横桥向按间距20mm布置刚度满足要求。22顶底板部位： 10×10cm 方木顺桥按间距300mm布置，计算跨度取相邻两肢柱间最大间距L0.6m计算。1） 强度验算 箱梁顶板厚为0.28m, 底板厚为0.3m。砼自重荷载q126×(0.28+0.3)×0.34.524KN/

7、m施工荷载按2.5Kpa、振捣倾倒砼时产生荷载均按2.0Kpa计，则q2（2.5+2+2）×0.31.95KN/m所以下传荷载qq1+q26.474KN/m 弯距M=（1/8）×q×L 2（1/8）×6.474×0.6 2=0.291 KN.m截面模量：W=（b×h2）/6（10×102）/6166.7cm3M/W=（0.291×103）/166.71.75N/mm2 <=12N/mm2所以顶底板部位10×10cm木方横桥向按间距300mm布置强度满足要求。2） 刚度验算I（b×h3）/1

8、2=（10×103）/12=833.3cm4f（5×q×L4）/（384EI）（5×6.474×0.64×1010）/（384×9000×102×833.3）=0.15<f=L /400=900/400=2.25 所以顶底板部位10×10cm木方横桥向按间距300mm布置刚度满足要求。3、横梁14#工字钢取最大荷载位置腹板处进行横向14#工字钢及碗扣支架验算计算宽度按支架横桥向布置间距=0.6m，跨度按碗扣支架立柱间距=0.6m计算。1）14#工字钢强度验算砼自重荷载q12.4×

9、0.6×2637.44KN/m施工荷载2.5Kpa、振捣倾倒砼时产生荷载均按2.0Kpa计，则q2（2.5+2+2）×0.64.5 KN/m所以qq1 q241.94KN/m弯矩M=（1/8）×q×L2（1/8）×37.44×0.621.68KN.m14#工字钢截面模量W= 101.7cm3M/W16.5N/mm2< w145 N/mm2所以腹板部位14#工字钢顺桥向间距为600mm，横桥向间距600mm布置，强度满足要求。2）14#工字钢刚度验算：14#工字钢：I712cm4 f（5×q×L4）/（384E

10、I）（5×41.94×0.64×108）/（384×2.1×105×712）=0.05<f=L /400=600/400=1.5 2） 碗扣支架强度验算碗扣支架资料：WJ碗扣为48×3.5 mm钢管；立杆、横杆承载性能： 立 杆横 杆步距（m）允许载荷（KN）横杆长度（m）允许集中荷载（KN）允许均布荷载（KN）0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.0在箱梁底腹板部位支架，顺桥向间距600mm，横向间距600mm；步距均为1.2m，计算时腹板处进行计算，

11、取60×60区域，腹板厚度为0.5m，高度为2.4m,支架单根立杆反力计算：R =0.5×0.6×2.4×2618.72KN<R=30KN支架立杆强度满足要求。4、翼缘板部位支架强度验算翼缘板部位支架顶托上放置纵向14#工字钢后，再横向间距=30设置方木，在方木上铺设竹胶板。1）横向方木10×10强度验算计算取翼缘板根部平均厚度计算，按（65+45）/2=55计算，宽度按碗扣支架顺桥向最大间距=0.3m，跨度按碗扣支架横桥向布置间距=0.6m。砼自重荷载q126×0.55×0.34.29KN/m施工荷载2.5Kpa、振

12、捣倾倒砼时产生荷载均按2.0Kpa计，则q2（2.5+2+2）×0.31.95 KN/m所以qq1 q26.24KN/m弯矩M=（1/8）×q×L2（1/8）×6.24×0.620.28 KN.mW= （b×h2）/6（10×102）/6166.7cm3M/W1.68 N/mm2 < 10 N/mm2强度满足要求。2）横向方木10×10刚度验算：I（b×h3）/12=（10×153）/12=833.5cm4 f（5×q×L4）/（384EI）（5×6.24&#

13、215;0.64×105）/（384×9×833.5）=0.14 <f=L /400=600/400=1.5 刚度满足要求。3）纵向14#工字钢计算通过顶底板强度及刚度计算可知，翼缘板部位纵向14#工字钢可满足要求。4）碗扣支架强度验算支架单根立杆反力计算：R =0.6×0.6×0.55×265.15KN<R=30KN强度满足要求。5.支架布置箱梁混凝土重力计算钢筋混凝土容重按26KN/m3计，半幅混凝土94.854 m3，其中墩顶部分箱梁砼：6.65*2.4*1.27=20.3m3g1=26*（94.854-20.3）=

14、1938.4KN模板、木方、人员、等荷载按2.5KN/m2g2=（8-1.35）*13.65*2.5=226.9KNG=g1+g2=2165.3KN单根盘扣式支架允许承载力30KN,安全系数取1.3,半幅数量2165.3*1.3/30=94根实际投入数量23*11=253根，253>94,满足要求。四、支架稳定性计算碗扣式支架构造如下图，其主要构件如下： 碗扣式支架立杆稳定性验算：根据建筑施工碗扣式支架安全技术规程，立杆稳定性验算按下面公式计算：不组合风荷载时：=N/A f组合风荷载时：=N/A+Mw/W f式中N碗扣式支架工作荷载值，取单根最大荷载值18.72KN；A立杆截面积，取48

15、9mm2；l0立杆计算高度，取l0=h=1.217*1200=1460mm；I立杆截面惯性矩，I=112187mm4；i立杆截面回转半径i=1.578cm；长细比，=l0/i=1460/15.78=92.5；轴心受压立杆的稳定系数，查建筑施工碗扣式支架安全技术规程JGJ 231-2004附录C表得P235A钢管立杆稳定系数=0.643；Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，Mw=0.9×1.4×Wk×la×h2/10=0.9×1.4×0.08kN/m2×0.6m×1.2m×1.2m/100.007KN.

16、m；Wk风荷载标准值，根据规程，其计算为Wk=zsW0，其中，南京市50年一遇基本风压W00.40kN/m2，风压高度变化系数z查表值为1，风载体形系数s1.0, =1.2*0.974m2/8.58m2=0.14。则Wk1×0.14×0.40.06kN/m2la立杆纵距，取0.6m；h支架水平杆竖向最大步距（m），取h=1200mm；钢管立杆轴心受压应力计算值( N/mm2)W钢管截面模量，48mm钢管取5079mm3；fQ235钢管立杆抗压强度设计值：f =205 N/mm2；钢管立杆稳定性计算不组合风荷载时：=N/A=18.72×1000/(0.643

17、5;489)=59.3 N/mm2f=205 N/mm2组合风荷载时：=N/A+Mw/W=59.3+0.014×106/5079=60.7N/mm2f=205 N/mm2所以碗扣式支架经验算在最大工作荷载18.72KN下，不组合风荷载与组合风荷载的情况下支架立杆稳定性满足要求。五、碗扣式支架整体抗倾覆验算取最大跨径L=8-1.35=6.65米计算，碗扣支架宽度B=14.4米，高度取H=16.5米。碗扣式支架采用48壁厚3.5mm钢管，根据碗扣脚手架规范资料查得，钢管每延米重立杆q=5.493/m，横杆q=4.112/m，经计算现场钢管总延米为立杆：11*14.35*11+12*16.

18、5*11=3914米，横杆：14.4*10*11+6.65*10*23=3113米，偏安全计算（不考虑底模重量），计算盘扣支架总重为：G=5.493*3914+4.112*3113=34300=343KN由前计算可知风荷载标准值Wk=0.06kn/m2计算风荷载得：P=qLh=16.5*6.65*0.06=6.58KN盘扣支架抗倾覆计算：盘扣支架力距： G*B/2=343*14.4/2=2469.6KN.m风荷载力距： p*h/2=6.58*16.5/2=54.3KN.m盘扣支架抗倾覆系数：2469.6/54.3=45.5K=1.3支架整体稳定性满足要求。六、地基承载力验算根据以上计算结果显示

19、，传递至单个盘扣支架可调底座的竖向荷载最大为18.72kN，可调底座底部为140mm×140mm×6mm的钢板，砼垫层厚度为15，在接近合拢段3m处砼垫层加层为25cm，则砼垫层底应力为=N/A=18.72/（0.44*0.44）=96.7Kpaf=200Kpa，地基50厚经3：7石灰土处理，地基允许承载力按200KPa考虑，=96.7Kpaf=200Kpa地基承载力符合要求。经以上计算，本桥支架符合要求。七、堆载预压方案:现浇支架预压是现浇支架非常重要的一道工序，是对整个支架搭设及其基础质量的一次全面的检查，包括支架结构的强度、刚度、稳定性以及支架的弹性和非弹性变形。通过支架预压，精确测得支架的非弹性变形和弹性变形。支架的非弹性变形，通过支架预压基本消除，测得支架的弹性变形与理论计算值进行比较分析，并在支架最后调整时作为可靠的根据，使整个现浇支架既符合设计要求，又满足技术规范对支架的质量要求，从而确定现浇梁质量。在预压过程中，测得的总垂直变形包含两部分变形，即非弹性变形和弹性变形，当预压荷载卸除后，测得的支架回升值即为支架弹性变形，在支架高程调整时加以考虑，其中没有恢复的部分即为支架的非弹性变形（主要是支架接缝压密和地基等产生的不可恢复的塑性变形等）。为此，在支架预压前和预压过程中，以及卸载后组织测量人员，采用水平仪进行不间断的观测，观