某高架路现浇支架连续箱梁碗扣式支架计算书含图

PAGEPAGE19某高架路现浇支架连续箱梁碗扣式支架计算书某高架路新建工程2标中PQH29～PQH32(K1+690.00～K1+810.00)墩上部结构U-QH09联为等高度三跨预应力混凝土连续箱梁，设计桥面宽度一致，桥面纵向中心标高15.310m桥面铺装层高度0.18m，梁体高度2.3m，地面标高4.61m，模板高度0.262m，基础及垫木高度0.35m支架高度7.608m。为此，依据设计图纸、施工技术规范、水文、地质情况，并充分结合现场的实际施工状况，为便于该区段连续箱梁的施工，保证箱梁施工的质量、进度、安全，我部采用满堂碗扣式支架组织该区段连续箱梁预应力混凝土整体现浇施工。1、满堂式碗扣件支架方案介绍满堂式碗扣支架体系由支架基础（厚15cm碎石土，10cm砼面层）、Φ48×3mm碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调节顶托、10cm×15cm枕木、10cm×15cm木方纵向分配梁，8cm×10cm木方做横向分配梁；模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。10cm×15cm木方分配梁沿纵向布置，直接铺设在支架顶部的可调节顶托上，箱梁底模板采用定型大块竹胶模板，后背8cm×10cm木方，然后直接铺装在10cm×15cm、木方分配梁上进行连接固定；侧模、翼缘板模板为木模板。根据箱梁施工技术要求、荷载重量、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标，通过计算确定，每孔支架立杆布置：两桥墩中间纵桥向为:8*60cm+31*90cm+7*60cm,共计47排。横桥向跨中立杆间距为：8×90cm+60cm+30cm+60cm+3*90cm+60cm+30cm+60cm3*90cm+60cm+30cm+60cm+8×90cm，即直腹板区为60+30+60cm，其余为90cm，共32排；支架立杆步距为120cm，横桥向距梁端6.6m处开始立杆间距为：8×90cm+5*30cm+3*90cm+5*30cm3*90cm+5*30cm+8×90cm，即直腹板区为3*30cm，其余为90cm，共38排；梁端连接墩两侧支架纵向为2*90㎝，横桥向单侧为11*30+1*60+4*90㎝，中间非连接墩两侧支架纵向为3*90㎝，横桥向单侧为11*30+1*60+4*90㎝。立杆步距为120cm，支架在桥纵向每360cm间距设置剪刀撑；支架两端的纵、横杆系通过垫木牢固支撑在桥墩上；立杆顶部安装可调节顶托，立杆底部支立在底托上，底托安置在支架基础上的10cm×15cm枕木上，以确保地基均衡受力。2、碗口式支架特性资料(1)WJ碗扣为Φ48×3.5mm钢管；(2)立杆、横杆承载性能：立杆横杆步距（m）允许载荷（KNN）横杆长度（m）允许集中荷载（KN））允许均布荷载（KN/M）0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.0(3)根据《工程地质勘察报告》，本桥位处地基容许承载力在80Kpa以上。3、荷载分析计算(1)模板及模板支撑架荷载Q1：通过计算模板荷载如下：a、内模（包括支撑架）：取q1－1=1.0KN/m2；b、侧模：取q1－2=0.8KN/m2；c、底模（包括背带木）：取q1－3=0.6KN/m2；d、碗扣脚手架荷载：通过计算得按支架搭设高度7.61米计算（含剪刀撑）：q1-4==2.0KN/m2。(2)箱梁混凝土荷载Q2：a、纵桥向根据箱梁断面变化，按分段均布荷载考虑，其布置情况如下：纵桥向荷载分布图桥向各断面荷载分布如下：横桥向荷载分布图(3)施工荷载Q3：施工人员及设备荷载取q3-1=1.0KN/m2。查《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》4.2.5条取值水平模板的砼振捣荷载，取q3-2=2KN/m2，查《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》4.2.5条取值。4、碗扣立杆受力计算单肢立杆轴向力计算公式N＝（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.4Q2×Lx×Ly式中：Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，查《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》5.6.1条取值。(1)在跨中断面腹板位置，最大分布荷载：N＝（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.4Q2×Lx×Ly=[1.2(q1-3+q1-4)+1.4(q3-1+q3-2)]×0.9×0.3+1.4×q2-1×0.9×0.3=[1.2(0.6+2.0)+1.4(1+2)]×0.9×0.3+1.4×59.6×0.9×0.3=24.5KNLx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.9m，横向0.3m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，则单根立杆受力：N=24.5KN<[N]=30KN(2)在跨中断面腹板与底板倒角位置，最大分布荷载N＝（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×(Ly1+Ly2)/2+1.4Q2×Lx×(Ly1+Ly2)/2=[1.2(q1-1+q1-3+q1-4)+1.4(q3-1+q3-2)]×Lx×(Ly1+Ly2)/2+1.4×q2-2×Lx×(Ly1+Ly2)/2=[1.2(1.0+0.6+2.0)+1.4(1+2)]×0.9×(0.6+0.9)/2+1.4×18.2×0.9×(0.6+0.9)/2=16.2KNLx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.9m，横向0.6+0.9m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，则单根立杆受力：N=16.2KN<[N]=30KN(3)跨中底板位置立杆计算：N＝（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.4Q2×Lx×Ly=[1.2(q1-1+q1-3+q1-4)+1.4(q3-1+q3-2)]×Lx×Ly+1.4×q2-3×Lx×Ly=[1.2(1.0+0.6+2.0)+1.4(1+2)]×0.9×0.9+1.4×10.1×0.9×0.9=18.4KNLx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.9m，横向0.9m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，则单根立杆受力：N=18.4KN<[N]=30KN(4)跨中翼缘板位置立杆计算：N＝（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.4Q2×Lx×Ly=[1.2(q1-1+q1-2+q1-4)+1.4(q3-1+q3-2)]×Lx×(Ly1+Ly2)/2+1.4×q2-5×Lx×(Ly1+Ly2)/2=[1.2(1.0+0.8+2.0)+1.4(1+2)]×0.9×(0.9+1.2)/2+1.4×10.1×0.9×(0.9+1.2)/2=21.6KNLx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.9m，横向0.9+1.2m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，则单根立杆受力：N=21.6KN<[N]=30KN(5)梁端中腹板位置立杆计算：N＝（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.4Q2×Lx×Ly=[1.2(q1-3+q1-4)+1.4(q3-1+q3-2)]×0.6×0.3+1.4×q2-1×0.6×0.3=[1.2(0.6+2.0)+1.4(1+2)]×0.6×0.3+1.4×59.6×0.6×0.3=16.3KNLx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.6m，横向0.3m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，则单根立杆受力：N=16.3KN<[N]=30KN(6)在梁端腹板及底板倒角位置:N＝（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.4Q2×Lx×Ly=[1.2(q1-1+q1-3+q1-4)+1.4(q3-1+q3-2)]×0.6×(0.3+0.9)/2+1.4×q2-2×0.9×(0.3+0.9)/2=[1.2(1+0.6+2.0)+1.4(1+2)]×0.6×(0.3+0.9)/2+1.4×30.1×0.6×(0.3+0.9)/2=18.2KNLx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.6m，横向0.3+0.9m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，则单根立杆受力：N=18.2KN<[N]=30KN(7)在梁端底板位置:N＝（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.4Q2×Lx×Ly=[1.2(q1-1+q1-3+q1-4)+1.4(q3-1+q3-2)]×Lx×Ly+1.4×q2-3×Lx×Ly=[1.2(1.0+0.6+2.0)+1.4(1+2)]×0.6×0.9+1.4×25.7×0.6×0.9=24.0KNLx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.6m，横向0.9m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，则单根立杆受力：N=24.0KN<[N]=30KN(8)梁端翼缘板位置：N＝（1.2Q1+1.4Q3）×Lx×Ly+1.4Q2×Lx×Ly=[1.2(q1-2+q1-4)+1.4(q3-1+q3-2)]×(Lx1+Lx2)/2×Ly+1.4×(q2-2×Lx1/2×Ly+q2-3×Lx2/2×Ly)=[1.2(0.8+2.0)+1.4(1+2)]×(0.6+0.3)/2×0.9+1.4×(40.0×0.15×0.9+22.2×0.3×0.9)=17.7KNLx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.9m，横向0.6+0.3m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，则单根立杆受力：N=17.7KN<[N]=30KN。经以上计算，立杆均满足受力要求。5、地基受力计算地基处理采用15㎝碎石土，10㎝混凝土，上垫10×15㎝方木，根据力的扩散原则，计算原状土层荷载。地基承载力计算公式f=N/Ag，f——地基受力，N——单肢立杆竖向轴力，Ag——支撑单肢立杆的原土层面积，计算土层受力面积考虑立杆纵横向步距。各部位地基受力如下表：箱梁部位荷载N（KN）受力面积Ag（㎡)地基受力f((Kpa))跨中腹板24.50.7*0.44577.8跨中底板倒角16.20.7*0.662537.0跨中底板18.40.7*0.66537.6跨中翼缘板21.60.7*0.66547.5梁端中腹板16.30.6*0.3390.6梁底板倒角18.20.6*0.447563.8梁端底板24.00.6*0.66561.5梁端翼缘板17.70.7*0.44556.2由工程地质勘察报告，设计提供的地质勘探资料表明，地表土质为回填土、粉质粘土，地基的承载力最小为80kpa，无软弱下卧层，原状土经过处理后，承载力不得小于91Kpa6、支架立杆稳定性验算碗扣式满堂支架是组装构件，单根碗扣在承载力允许范围内就不会失稳，因此此以轴心受压的单根立杆进行验算：公式：N≤[N]=ΦA[ó]碗扣件采用外径48mm，壁厚3.5mm，A＝489mm2,A3钢，I＝10.78*104mm4则，回转半径i=（I/A）1/2=1..58cm,查《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》表B2：钢管截面特性取值。跨中底板按横杆步距：h=120cm计算。跨中底板钢管长细比λ＝L/i=120/1.58=75.9<[λ]=250取λ＝76；轴心受压杆件，查《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》附录C：Q235A钢管轴心受压构件的稳定系数Φ＝0.744，[ó]=205MPa跨中底板处：[N]=0.744×489×205=74582.28N=74.6KN支架立杆步距120cm中受最大荷载的立杆位于梁中腹板处，其N＝24.5KN（见前碗扣立杆受力验算）由上可知：跨中底板处：24.5KN＝N≤[N]=74.6KN根据《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》5.6.5条支架高度小于8m，支架风荷载可不验算，梁体及围挡风荷载计算现浇支架高度小小于8m，根据据《建筑施施工碗口式式钢管脚手手架安全技技术规范》的的要求，可可不予计算算，仅需计计算梁体及及施工围栏栏风荷载所所以Wk=0..7μz·μs·Woo·φ（44.2.66）式中：Wk———风荷载标标准值（KN/mm2）；μz———风压高度度变化系数数，按现行行国家标准准《建筑结结构荷载规规范》规定定采用1..0；μs———风荷载体体型系数，按按现行国家家标准《建建筑结构荷荷载规范》规规定的竖直直面取0.8；Wo———基本风压压（KN/mm2），按现现行国家标标准《建筑筑结构荷载载规范》规规定采用00.55；；φ——挡风系数数，满挂密密目网取0.8，实体取1梁体风荷载Wkk梁=00.7μz·μs·Woo=0.77×1.00×0.88×0.555=0.31KKN/m22围挡风荷载Wkk围=00.7μz·μs·Woo·φ=0.77×1.00×0.88×0.555×0..8=0.25KKN/m22风荷载转化为节节点荷载参参考《脚手手架结构计计算及安全全技术》第第四节模板板支撑架的的设计及计计算：W1=（Wk梁+Wk围围）·S格·γS格=1.2×0..9㎡，支架架步距1..2m，纵纵向间距00.9m；；γ=1.4，可变变荷载安全全系数。W1=（0.31+0..25）×1.22×0.99×1.44=0.885KN依据力的平行四四边形关系系,Wv==120//90×WW1=1.113KNNWs==1.42KKN斜杆强度计算：：斜杆长细比：λλ＝L/λ=1500/1.558=944.9<[[λ]=250，查表得φ0.6226斜杆承载力：NNx=φ·A·ff=0.6626×4489×2205=6627533N>WWs,采用旋转转扣件连接接斜杆，其其承载力为为8KNN>Wss，合格。立杆拉力计算：：立杆结构自重计计算：Nvv=7×39..7×2×15+33×1400.2×116=150667N>Wv==1.133KN,,合格。结论：支架立杆杆的稳定承承载力满足足稳定要求求。地基沉降量估算算（1）假设条件：EE0在整个地地层中变化化不大，计计算地层按按一层进行行考虑。（2）按照弹性理论论方法计算算沉降量参参考《土力力学》第四四节地基沉沉降计算公公式4-18计算S=S——地基土最终沉降降量；p——基础顶面的平均均压力；按按最大取值值P＝90.66Kpab——矩形基础的宽度度；0.3mμ、E0——分布为土的泊松松比和变形形模量；μ=0.22Cd——沉降影影响系数，查《土力学》表4-3取1.12E0=[1-22μ2/(11-μ)]EssEs=10.005MpaaE0=9.0445最终沉降量S＝＝90.663×0..3×1.112×(11-0.222)/99.0455=3.5㎜7、模板受力计算(1)10cm×155cm木方方10×15cmm方木采用用木材材料料为TC113-B类，查《简明明施工计算算手册》得得其容许应应力，弹性性模量：[σw]＝10Mpa，E＝9×1003，10cmm×15cmm方木的截截面特性：：W＝10×152//6＝375ccm3I=10×1553/12==28122.54ccm4①在腹板部位：110cm××15cmm纵向分配配梁验算：：作用在分配梁上上荷载混凝凝土、施工工荷载、混混凝土振捣捣产生的荷荷载底模板板荷载，分分配梁自身身荷载，腹板部位位的荷载QQ1=q1-11+q1-33,Q2=q2--1及Q3=q3-11+q3-22,立杆纵向向间距为990cm，横横向间距为为30cm.aP计算：8×10cm横向分配梁梁间距为330cm,,其分配情情况如上图图：P=(Q1+Q22+Q3)×l横×0.3＝65.2×0.3×0.33=5.87KNb强度计算：Mmax=KMPPl查《简明施工计计算手册》表2-14得KM=0.289Mmax=00.2899×5.87×0..9=1..53KNNm=2..20×106Nmmσw=Mmax//w=1..53×1106/3755×1033＝4.088MPa<<[σw]=110MPa满足足要求c挠度计算：Wmax=KWWPl3/100EII,查《简明明施工计算算手册》表表2-144得KW=2.7716=2.716×55.87×1003×90003/100×99×1033×28112.5××104＝0.5mm<ff=9000/5000=1.88mm满足要求求。②跨中底板位置计计算aP计算：作用在分分配梁上荷荷载混凝土土、施工荷荷载、混凝凝土振捣产产生的荷载载底模板荷荷载，分配配梁自身荷荷载，底板板部位的荷荷载，腹板板部位的荷荷载Q1=q1--1+q1-33,Q2=q2--1分Q3=qq3-1+qq3-2,立杆纵向向间距为990cm，横横向间距为为30cmm.立杆纵向向间距为660cm，横横向间距为为90cmm.8×10cm横向分分配梁间距距为30ccm，其分分布情况如如下图：作用在背带上荷荷载为(Q1+Q2+Q3)×l横×0.3＝31.33×0.99×0.33=8.445KNb强度计算：所以Mmax=0..289××8.455×0.66=1.447KNmm=1.447×1006Nmmσw=Mmax//w=1..47×1006/3775×1003＝3.92MPaa<[σw]=110MPaa满足要求求c挠度计算：WWmax==2.7116×8..45×1103×60003/100××9×1003×28112.5××104＝0.20mm<<f=6000/5000=1..2mm满足要求求。(2)8×10ccm木方分分配梁受力力计算8×10cm方木采采用木材材材料为TC133-B类，查《简简明施工计计算手册》得得其容许应应力，弹性性模量：[[σw]＝10MPa，E＝9×1003。8cm×10cmm方木的截截面特性：：W＝8×102/6＝＝133cmm3I=8×1033/12==667cmm4①在腹板部位：8ccm×10cmm纵向分配配梁验算：：按荷载分布图取取一跨30㎝荷载最最大，腹板位置底板部部位的砼荷荷载Q1=q竹胶胶板,Q2=q2--1及Q3=q3-11+q3-22,立杆横向向间距为330cm,横向方木木间距300cmaq均计算：8×10cm横向分分配梁间距距为30ccm，其分分布情况如如上图：q均=(Q1+Q22+Q3)×0.3＝62.7×00.3=118.811KN/mb强度计算：Mmax=qq均l2/8=18.81×0..32/8=0.21KKNm=0.221×106Nmmσw=Mmax//w=0..21×106/133×1103＝1.599MPa<<[σw]=110MPa满足要求求c挠度计算：Wmax=5qq均l4/3844EI=5×18.81×110-3×3004/3844×9×1103×667×1104＝0.37mm<<f=300/5500=00.6mmm满足要求求。②在梁端底板部位：：8cm×10cmm横向带木验算：：底板位置部位的的砼荷载q=199.32KKN/m22,立杆纵向向间距为660cm，横横向间距为为90cm,横向方木木间距300cmaq均计算：：作用在分分配梁上荷荷载混凝土土、施工荷荷载、混凝凝土振捣产产生的荷载载底模板荷荷载，分配配梁自身荷荷载，底板板部位的荷荷载Q1=q1--1+q竹胶板板,Q2=q2--1及Q3=q3-11+q3-22,q=559.6KKN/m22,立杆横向向间距为330cm,,横向方木木间距300cm8×10cm横向分分配梁间距距为30ccm，其分分布情况如如上图：q均=(Q1+Q22+Q3)×0..3＝34.2×00.3=110.3KN/mmb强度计算：Mmmax=KKMPl查《简明施工计计算手册》表2-14得KM=0.101Mmax=00.1011×10..3×0..92=00.88KKNm=00.88××106Nmmσw=Mmax//w=0..88×1006/133×1003＝6.511MPa<<[σw]=110MPaa满足要求求c挠度计算：Wmmax=KKWq均l3/1000EI,查查《简明施施工计算手手册》表22-14得得KW=0.999Wmax=0..99q均l4/100EII=0.99×100.7×110-3×9004/100×99×1033×667×1104＝0.12mm<<f=900/5500=11.8mmd抗剪验算[τ]=1.7Mppaτ=KVqL//A=0..45×110.3×1033×0.99/(0..08×0..1)=00.55Mpaa＜[τ]=1..7Mpaa带木计算满足要要求。(3)竹胶板模板受力力计算①荷载：按腹板部部位荷载进进行计算，q均计算：作用在竹胶模板荷载有：混凝土、施工荷载、混凝土振捣产生的荷载,竹胶板自身荷载。腹板部位的荷载载：q均=(Q1+Q22+Q33)×0..3=63.66×0.33=19..08KNN/m,②计算模式：竹胶胶模板面板板宽122ccm,其肋（背背木）间