中桥连续箱梁满堂支架方案计算

1、目 录1编制依据- 1 -2工程概况- 1 -3现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求- 1 -4现浇箱梁支架验算- 3 -4.1荷载计算- 3 -4.1.1荷载分析- 3 - 荷载计算- 4 -4.1.2荷载组合- 5 -4.2结构检算- 6 -4.2.1扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算- 6 -4.2.2满堂支架整体抗倾覆验算- 9 -4.2.3箱梁底模下横桥向方木验算- 10 -4.2.4立杆顶托上顺桥向分配梁验算- 12 -4.2.5底模板计算- 14 -4.2.6侧模验算- 16 -4.2.7立杆底座和地基承载力计算- 17 -4.3 门洞支架检算- 18 -满堂支架及门洞支架方案计算书1

2、编制依据1.1石家庄市南绕城高速公路井陉互通中桥施工图设计及设计文件及地勘报告，以及设计变更、补充、修改图纸及文件资料。1.2国家有关的政策、法规、施工验收规范和工程建设标准强制性条文（城市建设部分），以及现行有关施工技术规范、标准等。1.3参考建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范、混凝土工程模板与支架技术、公路桥涵施工技术规范、建筑施工计算手册。2工程概况石家庄市南绕城高速公路井陉互通中桥中心桩号K2+080平面位于直线上，桥面横坡为单向2%，纵断面纵坡1.71%。全桥的跨径布置为：4X25，共一联，采用预应力砼连续箱梁。桥梁下部结构0号桥台采用柱式台，4号桥台采用肋板台，桥墩采用柱式墩，墩

3、台采用桩基础。上部结构形式为直腹板式单箱三室现浇箱梁，桥面宽度从16.909m过渡至15.201m。箱梁顶底面线平行，箱梁梁高1.5m，箱梁顶板厚0.25m，底板厚0.22m，腹板宽度跨中处为0.5m，加厚段为0.8m，悬臂长度为2.0m，箱梁C50砼1146.4m3。全联采用满堂支架法现浇施工。3现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求采用WDJ碗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。立杆顶托上纵向设I10a工字钢作分配梁；纵向分配梁上设10×10cm的横向方木，其中在墩顶端横梁和跨中横隔梁下间距不大于0.25m（净间距0.15m）、在跨中其他部位间距不大于

4、0.3m（净间距0.2m）。模板宜用厚18mm的优质竹胶合板，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。采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×90cm×120cm支架结构体系，横隔梁下采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×60cm×120cm支架结构体系，翼缘板下采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为90cm×90cm×120cm支架结构体系，支架纵横均设置剪刀撑，其中横桥向斜撑每1.8m设一道，纵桥向斜撑沿横桥没1

5、.8m道。图3-1 支架横断面示意图图3-2 支架纵断面示意图图3-3 支架过水门洞示意图4现浇箱梁支架验算本计算书分别以腹板、横隔梁、翼缘板三处为例，对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。4.1荷载计算4.1.1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： q1 箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。 q2 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q21.0kPa（偏于安全）。 q3 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；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时

6、取1.0kPa。 q4 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。 q5 新浇混凝土对侧模的压力。 q6 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。 q7 支架自重，按支架最高10m计，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)60cm×60cm×120cm5.3160cm×90cm×120cm3.9690cm×90cm×120cm2.92 荷载计算 箱梁自重q1计算 腹板处q1计算根据横断面图，腹板处截

7、面积A=1.36m2则：q1 = 翼缘板处q1计算根据横断面图，取翼缘板根部最厚处截面积A=0.45m2则：q1 = 横隔梁处q1计算横隔梁处为实心段，截面积A=1.7m2则：q1 = 新浇混凝土对侧模的压力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，砼入模温度T=28控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力 F=0.22ct012v1/2 =0.22×25××1.2×1.15× =35.3KN/m2 c混凝土的重力密度（KN/m3）； t0新浇混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。当缺乏实验资料时

8、，可按t0计算；（T混凝土初凝温度,取28度） 1外加剂影响系数，不掺外加剂时取1.0；掺有缓凝作用的外加剂时取1.2 2混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm，取0.85；50-90mm时，取1.0，110150mm时，取1.15； v混凝土浇注速度，取 1.0（m/h），F=cH=25×1.5=37.5KN/m2取上述两值的最小值、故最大侧压力为F=35.3KPa有效压头高度4.1.2荷载组合模板、支架设计计算荷载组合模板结构名称荷载组合强度计算刚度检算底模及支架系统计算侧模计算分项系数取值：永久荷载q1、q2、q5、q7，取1.2； 可变荷载q3、q4、q6，取1.4组合荷

9、载计算表部 位q1q2q3q4q5q6组合荷载计处强度刚度腹板处模板及背肋35.3612.522分项系数值42.4321.23.52.82.852.7 43.6 分配梁35.3611.522分项系数值42.4321.22.12.82.851.3 43.6 支架35.361122分项系数值42.4321.21.42.82.850.6 43.6 翼缘板处模板及背肋11.712.522分项系数值14.041.23.52.82.824.3 15.2 分配梁11.711.522分项系数值14.041.22.12.82.822.9 15.2 支架11.71122分项系数值14.041.21.42.82.8

10、22.2 15.2 横隔梁处模板及背肋44.212.522分项系数值53.041.23.52.82.863.3 54.2 分配梁44.211.522分项系数值53.041.22.12.82.861.9 54.2 支架44.21122分项系数值53.041.21.42.82.861.2 54.2 侧 模37.52分项系数值452.847.8 45.0 4.2结构检算4.2.1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“”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧

11、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%以上，甚至超过35%）。本工程现浇箱梁支架按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多功能碗扣架（偏于安全）。 腹板处在腹板处，支架体系采用60×90×120cm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N=30kN（参见公路桥涵施工手册中表135碗口式构件设计荷载N=30kN、路桥施工计算手册中表135钢管支架容许荷载N=33.1kN）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2

12、K）+0.85×1.4NQK（组合风荷载时） NG1K支架结构自重标准值产生的轴向力； NG2K构配件自重标准值产生的轴向力 NQK施工荷载标准值；于是，有：NG1K=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×35.36=19.09KNNG2K=0.6×0.9×q2=0.6×0.9×1.0=0.54KN NQK=0.6×0.9×(q3+q4+q7)=0.54×(1.0+2.0+3.96)=3.76KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4NQK=1.2&

13、#215;（19.09+0.54）+0.85×1.4×3.76 =23.56+4.47=28.03KNN30kN，强度满足要求。、立杆稳定性验算根据建筑施工扣件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+MW/WfN钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4NQK（组合风荷载时），同前计算所得；f钢材的抗压强度设计值，f205N/mm2参考建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.6得。 A48mm×3.5钢管的截面积A489mm2。 轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比查表即可求得。 i截面的回转半径

14、，查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录B得i15.8。 长细比L/i。 L水平步距，L1.2m。于是，L/i76，参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范查附录C得0.744。MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10WK=0.7uz×us×w0 uz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范表7.2.1得uz=1.38 us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=1.2 w0基本风压，查建筑结构荷载规范附表D.4 w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uz&

15、#215;us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN La立杆纵距0.9m； h立杆步距1.2m，故：MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.85×1.4×0.927×0.9×1.2×1.2/10=0.14KNW 截面模量查表建筑施工扣件式脚手架安全技术规范附表B得： W=5.08×103mm3则，N/A+MW/W28.03×103/（0.744×489）+0.14×106/（5.08×

16、103） 77.04+27.56 =105 KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。翼缘板处在腹板处，支架体系采用90×90×120cm的布置结构，计算公式同上：、立杆强度验算则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4NQK=1.2×（9.48+0.81）+0.85×1.4×5.64 =12.35+6.71=19.06KNN30kN，强度满足要求。、立杆稳定性验算则，MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10 =0.85×1.4×0.92

17、7×0.9×1.2×1.2/10 =0.14KNN/A+MW/W19.06×103/（0.744×489）+0.14×106/（5.08×103） 52.39+27.56 =80 KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。横隔梁在横隔梁处，支架体系采用60×60×120cm的布置结构，计算公式同上：、立杆强度验算则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4NQK=1.2×（15.91+0.36）+0.85×1.4×2.51 =19.52

18、+2.99=22.51KNN30kN，强度满足要求。、立杆稳定性验算则，MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10 =0.85×1.4×0.927×0.6×1.2×1.2/10 =0.079KNN/A+MW/W22.51×103/（0.744×489）+0.079×106/（5.08×103） 61.87+15.55 =77 KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。4.2.2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

19、.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1.3。K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/Mw采用第3跨最高支架验算抗倾覆能力：第3跨支架宽17m，长25m，采用60×90×120cm支架来验算全桥：支架横向29排；支架纵向28排；高度10m；顶托TC60共需要29×28=812个；立杆需要29×28×10=8120m;纵向横杆需要29×10/1.2×25=6042m；横向横杆需要28×10/1.2×17=3967m；故：钢管总重（8120+6042+3967）×3.84=6

20、9.615t; 顶托TC60总重为：812×7.2=5.846t；故q=69.615×9.8+5.846×9.8=739.52KN；稳定力矩= y×Ni=9×739.52=6655.68KN.m依据以上对风荷载计算WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/ m2第3跨25m共受力为：q=0.927×10×25=231.75KN；倾覆力矩=q×5=231.75×5=1158.75KN.mK0=稳定力矩/倾覆力矩=6655

21、.68/1158.75=5.74>1.3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求4.2.3箱梁底模下横桥向方木验算 腹板处按中支点截面处3米范围进行受力分析，按方木横桥向跨度L60cm进行验算。 方木间距计算qq0×B52.7×3=158.196kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×158.196×0.627.1kN·mW=(bh2)/6=(0.1×0.12)/6=0.000167m3则： n= M/( W×w)=7.1/(0.000167×11000×0.9)=4.3(取整数n5根) dB/(

22、n-1)=3/5=0.6m 注：0.9为方木的不均匀折减系数。 经计算，方木间距小于0.6m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.25m，则n3/0.2512。 每根方木抗剪计算=MPa=1.7MPa符合要求。 每根方木挠度计算 方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4qq0×B43.6×3=130.896kN/m则方木最大挠度： fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×(130.896×0.64)/(12×9×1

23、06×8.33×10-6×0.9)=2.73×10-4ml/400=0.6/400=1.5×10-3m (挠度满足要求) 翼缘板处按中支点截面处2.7米范围进行受力分析，按方木横桥向跨度L90cm进行验算。计算公式同上： 方木间距计算qq0×B24.3×2.7=65.72kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×65.72×0.926.7kN·m则： n= M/( W×w)=6.7/(0.000167×11000×0.9)=4.05(取整数n5根) dB/(n-1)

24、=2.7/5=0.54m 注：0.9为方木的不均匀折减系数。 经计算，方木间距小于0.54m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.3m，则n2.7/0.39。 每根方木抗剪计算= MPa=1.7MPa符合要求。 每根方木挠度计算qq0×B15.2×2.7=41.04kN/m fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×(41.04×0.94)/(9×9×106×8.33×10-6×0.9)=5.77×10-4ml/400=0.9/400=2.

25、25×10-3m (挠度满足要求) 横隔梁处按中支点截面处3米范围进行受力分析，按方木横桥向跨度L60cm进行验算。计算公式同上： 方木间距计算qq0×B63.3×3=190.02kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×190.02×0.628.6kN·m则： n= M/( W×w)=8.6/(0.000167×11000×0.9)=5.2(取整数n6根) dB/(n-1)=3/6=0.5m 注：0.9为方木的不均匀折减系数。 经计算，方木间距小于0.5m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方

26、木间距d取0.25m，则n3/0.2512。 每根方木抗剪计算= MPa=1.7MPa符合要求。 每根方木挠度计算qq0×B54.2×3=162.72kN/m fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×(162.72×0.64)/(12×9×106×8.33×10-6×0.9)=3.39×10-4ml/400=0.6/400=1.5×10-3m (挠度满足要求)4.2.4立杆顶托上顺桥向分配梁验算本施工方案中WDJ多功能碗扣架顶托上顺桥向采用I10工字钢

27、平放，在横隔梁处按L60cm进行验算，横桥向10×10cm方木间距25cm；腹板处按L90cm进行验算，横桥向10×10cm方木间距25cm；翼缘板处按L90cm进行验算，横桥向10×10cm方木间距30cm。 横隔梁处顶托上I10工字钢受力简图 腹板及翼缘板处顶托上I10工字钢受力简图I10工字钢规格及截面特性规格尺寸Y-Y截面特性弹性模量抗拉强度高腿宽截面积惯性矩截面模量回转半径H(cm)B(cm)A(cm2)IY(cm4)Wy(cm3)iy(cm)E(KN/mm2)F(N/mm2)106.814.332.89.61.51205210 腹板处 工字钢抗弯计算p

28、=lq/nlq0×B/n0.9×51.3×2/8=11.55kNMmax(a1+a2)p(0.8+0.15)×11.55=10.97kN·m= Mmax/ W=10.97/(3.28×10-3)=3.34MPaw205MPa（符合要求） 每根工字钢挠度计算p=lq/nlq0×B/n0.9×43.6×2/8=9.81kN则工字钢最大挠度： fmax= =2.22×10-7+1.45×10-7=3.67×10-7L/400=0.9/400m=2.25×10-3m 故，挠

29、度满足要求 翼缘板处 工字钢抗弯计算p=lq/nlq04×B/n0.9×22.9×3/10=6.18kNMmax(a1+a2)p(0.8+0.2)×6.18=6.18kN·m= Mmax/ W=6.18/(3.28×10-3)=1.88MPaw205MPa（符合要求） 每根工字钢挠度计算p=lq/nlq0×B/n0.9×15.2×3/10=4.1kN则工字钢最大挠度： fmax= =9.26×10-8+6.07×10-8=1.53×10-7L/400=0.9/400m=2.2

30、5×10-3m 故，挠度满足要求 横隔梁处 工字钢抗弯计算p=lq/nlq0×B/n0.6×61.9×2/8=9.285kNMmax(a1+a2)p(0.5+0.15)×9.285=6.04kN·m= Mmax/ W=6.04/(3.28×10-3)=1.84MPaw205MPa（符合要求） 每根工字钢挠度计算 p=lq/nlq0×B/n0.6×54.2×2/8=8.13kN则工字钢最大挠度： fmax= =5.44×10-8+5.24×10-8=1.07×10-7

31、L/400=0.6/400m=1.5×10-3m 故，挠度满足要求 4.2.5底模板计算箱梁底模采用1.5cm厚竹胶板，在腹板及横隔梁处，底模下横向10X10cm方木间距25cm，翼缘板处底模下横向10X10cm方木间距30cm。检算模隔梁、翼缘板处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：竹胶板弹性模量E5000MPa 惯性矩I=(bh3)/12=(1.0×0.0153)/12=2.8125×10-7m4模隔梁处底模板计算 模板厚度计算q=q0l=63.3

32、15;0.25=15.83kN/m则：Mmax=模板需要的截面模量：W=m2模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为： h=因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。 模板刚度验算fmax=0.9×0.25/400m=6.25×10-3m 故，挠度满足要求 翼缘板处底模板计算q= q0l=24.3×0.3=7.29kN/m则：Mmax=模板需要的截面模量：W=m2模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为： h=因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。 模板刚度验算fmax=0.9×0.25/400m=6.25×10-3m 故，挠度满足要求4.2.6侧模验算根