箱涵-碗扣式脚手架满堂支架设计计算(1)

1、碗扣式脚手架满堂支架设计计算1 工程概况 总概况平兴高速公路平远互通立交K1603+943.5通道涵位于平远立交主线与E匝道穿插处，场地地形较起伏，通道所在处为E匝道高填方路段。通道下穿主线，设计起点EK1+131.2，设计终点EK1+172.6，全长41.4m，构造为封闭矩形双孔框架构造，施工方案中确定对于通道构造顶板考虑采用碗扣式脚手架搭设满堂作为支架体系。 右半幅顶板考虑到施工缝的设置，现仅以通道涵右半幅顶板为例，顶板长度为m，宽度为20.7m，,高3，钢筋重量130.6t。2 支架初步设计 立杆及横杆的初步设计根据经历及初略计算，来选定立杆间距。由于钢筋混凝土配筋率2%，所以钢筋混凝土

2、自重取26KN/m3，由顶板高度为1m，那么顶板重Q1=26KN/m2，单根立杆允许承载力保守取N=40KN。每平方米需要立杆根数：Q1/N=；取平安系数1.3，那么为。所以选定立杆纵横向间距为：0.60.6=0.36m21/1.014= m2，满足要求。由于通道涵构造顶板构造高仅为1m，立杆间距一般取1.2m。 底模、纵横梁的初步确定底模采用竹胶板，选用cm厚的高强度竹胶板。纵横梁均采用方木，宽度均为，高度均为0.1m，方木允许受弯强度为=12MPa，其中横梁间距。2.3 碗扣式满堂支架搭设布置图3 支架检算碗扣式脚手架满堂支架竖向力传递过程：通道构造顶板钢筋混凝土和内模系统的自重及施工临时

3、荷(活载)通过底模传递到横梁上，横梁以集中荷载再传递给纵梁，纵梁以支座反力传递到每根立杆，立杆通过底托及方木传递至钢筋混凝土通道构造底板。下面以这种力的传递方式依次对支架的底模、横梁、纵梁、立杆、通道构造底板载力进展检算。3.1 荷载计算 竖向荷载计算本通道涵构造顶板钢筋混凝土配筋率2%，所以钢筋混凝土自重取26KN/m3，以通道涵右幅顶板为例，构造顶板混凝土体积为m3，按照最不利工况，将涵洞墙身顶局部的顶板混凝土重量也折算到地板上，混凝土的自重如下计算：F1=VV=26 KN/m3式中：V为整右幅构造顶板混凝土体积； 为钢筋混凝土的容重，取26KN/m3； V为除去涵洞墙身顶局部顶板的混凝土

4、体积。通道涵顶板构造混凝土高度取h1=1m，故混凝土自重为：F1a=F1h1=kPa竹胶板厚度为cm,容重取KN/m3，那么模板自重为F2=11=kPa纵横梁方木荷载：横梁方木：g1=0.3m=0.25kPa纵梁方木：g2=m25kPa式中：按橡木、落叶松质木材取KN/m3内模及支撑荷载，取3kPa：F3=3kPa临时荷载振捣荷载：G2=2.0 kPaPa 水平荷载计算混凝土振捣时对侧模的荷载取：4kPa 新浇混凝土对侧模的最大侧压力： -有效压头高度， -混凝土入模温度，取15那么有：一般应计算风载，但是由于浇筑涵洞构造顶板时，有构造墙身的遮挡作用，故可以不考虑风载。 底模验算A、竹胶板板的

5、力学性能取10cm宽度模板进展计算弹性模量E=9103MPa截面惯性矩I=bh323/12=10-8m4截面抵抗矩W= bh222/6=10-6m3 B、模板受力计算底模下的横梁间距30cm，可以把底模简化为三跨连续梁进展计算。强度检算荷载组合为：+；刚度检算荷载组合为：+模强度检算q=F1a1.2+F21.2+F31.2+G1.4=44.56 kPaq=q=44.560.1=6kN/mMmax=1/10ql214 kNm=Mmax/W=MPaW=12MPa ，满足要求。本支架各部件除去立杆均为受弯构件，仅需要检算弯矩，下同不再赘述。模刚度验算q=F1a1.2+F21.2+F31.2=38.2

6、56 kPaq=q=0.1=256kN/m77ql4/100EI=0.35mmf= ，满足要求。3.3 横梁检算弹性模量E=10103Mpa 截面惯性矩I=bh3/12=0.1310-6m4截面抵抗矩W= bh2210-3m3B、横梁受力计算横梁间距cm，可以把横梁简化为三跨连续梁进展计算。强度检算荷载组合为：+；刚度检算荷载组合为：+ 梁强度验算q=F1a1.2+F21.2+F31.2+G1.4=44.556 kPaq=q0.3m+g=1418KN/m式中g为方木自重，/m3KN/mMmax=1/10ql2=0.484 KNm=Mmax/W=2.9MPaW=12MPa ,满足要求。最大支座反

7、力R=11ql/10=1114187KN梁刚度验算q=F1a1.2+F21.2+F31.2=38.256 kPaq=q0.30.25+0.075 =518kN/mKN/m3KN/m77ql4/100EI=0.12mmf=/400= ，满足要求。3.4 纵梁验算弹性模量E=10103Mpa 截面惯性矩I=bh33/12=10-6m4截面抵抗矩W= bh22/6=10-3m3B、纵梁验算纵梁简化为三跨连续梁进展验算，并且集中荷载对称布置。纵梁受到7个横梁集中荷载和自重均布荷载的作用，计算弯矩和挠度的时候，可以按照集中荷载和均布荷载两种形式进展叠加。集中荷载P=R=KN均布荷载q=KN/m30.1m

8、=KN/mMmax=0.1752=4 kNm =Mmax/W=93MPaW=12MPa,满足要求。 f=1.146Pl377ql4/100EI=0.26mmf=0.6m/400=mm,满足要求。 支座最大反力：R=6P+P+1.1ql=7KN3.5 立杆检算立杆的检算，很多资料采用单根立杆所承受的投影面积荷载这种简单的方法进展计算，而在理论上应该采用纵梁对立杆的支座反力进展计算。下面按这两种方式分别进展计算。3.5.1 立杆计算模型立杆选用3.5钢管，计算模型为两端铰支。弹性模量E=105Mpa 质量截面积10-4m2面惯性矩I=12.1910-8m4面抵抗矩W= 5.0810-6m3惯性积9

9、10-2m柔度=ul/i=1910-2m=75.47 单根立杆承受的荷载单根立杆竖向荷载荷载组合为：F=+,图式如上F= F1a1.2+F21.2+ (g1+g2)1.2+F31.2+G=4kPa每个立杆上荷载：F=F0.6m=40.6=1KN投影法所得单根立杆承受竖向荷载为1KN，小于支座反力法所得的7KN。所以以下检算以支座反力法进展计算。 立杆强度及稳定验算A、单根立杆强度计算=F/A=7KN /10-4m2=39.20MPa=175MPaK=Af/F=175/39.20=4.46，满足要求。式中：平安系数；支架钢管设计抗压强度；钢管有效截面积10-4m2。B、立杆稳定性检算=75.94，查?钢构造设计标准?GBJ 17-88得稳定系数为 =F/A7/(10-40.76)=51.58 MPa =175MPa,满足