1、现浇箱梁满堂支架计算书我标段 K81+380，K84+947.9，K85+779.49 天桥为 20m+30m2+20m 后张法现浇连续箱梁桥，梁高 1.15m，桥面宽 8.5m，箱梁采用 C40 混凝土，均采用满堂碗扣式支架施工。满堂支架的基础用山皮石处理，上铺 10cm 混凝土垫层，采用 C20 混凝土，然后上部铺设 10cm10cm 木方承托支架。支架最高 6m，采用 48mm，壁厚 3.5mm 钢管搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调顶托，现浇箱梁腹板及底板中心位置纵距、横距采用 60cm90cm 的布置形式，现浇箱梁跨中位置支架步距采用 120cm 的布置形式，现浇板梁
2、墩顶位置支架步距采用 60cm 的布置形式，立杆顶设二层 12cm12cm方木，间 距为 90cm。门洞临时墩采用 483.5(Q235)碗扣式脚手架搭设 立杆，纵向间距 45cm、横向 间距均为 45cm，横杆步距按照 60cm 进行布置。门洞横梁采用 12 根 I40a 工字钢，其中墩柱两侧采用双排工字钢，其余按 间距 70cm 平均布置。验算结果序号 验算部位 验算值 允许值 验算结果1 碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算AA 断面立杆强度验算 28.37KN 1.3 满足要求3 立杆底座下横桥向方木验算强度验算 138.9kPa 14.5MPa 满足要求刚度验算 1/ 1/400 满足
3、要求4 碗扣式支架立杆顶托上顺桥向方木验算强度验算 1.28MPa 14.5MPa 满足要求刚度验算 1/4787 1/400 满足要求5 箱梁底模板计算模板厚度计算 5.2mm 12mm 满足要求模板刚度验算 1.1710-4m 510-4m 满足要求6 立杆底座和地基承载力计算立杆底托验算 23.663KN 40KN 满足要求立杆地基承载力验算 43.82KPa 190Kpa 满足要求7 支架预留门洞计算结构验算 0.13106mm3 1.09106mm3 满足要求挠度验算 0.75mm 12.5mm 满足要求临时墩立杆强度验算 138.9kPa 14.5MPa 满足要求- 2 -临时墩立
4、杆刚度验算 1/ 1/400 满足要求1 荷载计算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： q 1 箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取 2600kg/m3。根据现浇箱梁结构特点，我们取-截面、 截面两个代表截面进行箱梁自重计算，并 对两个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。 -截面处 q1计算根据横断面图，则：q1 = BWAc kPa82.351.4.025.83025.1426 注：B 箱梁底宽，取 4.1m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。 截面处 q1计算根据横断面图，则：q1 = BWAc图 1.1-1 现浇箱梁-截面图 1.1-2 现浇
5、箱梁截面建三江至虎林高速公路建设项目桥梁工程 B3 合同段 现浇箱梁满堂支架计算书中铁十三局集团有限公司 - 3 - kPa16.91.473.024.83.02583.025.4126 注：B 箱梁底宽，取 4.1m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。 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取 1.0kPa。 q 4 振捣混凝土产生的荷载，对底板取 2.0kPa
6、，对侧板取 4.0kPa。 q 5 新浇混凝土对侧模的压力。根据规范规定，新浇混凝土对模板的侧压力，当采用内部振捣器时按下列两式计算，并取两式中较小值。 vtFHc2102.c：新浇混凝土的重力密度（kN/m ）,取值 25 kN/m；H：混凝土侧压力计算位置至新浇混凝土顶面时的高度（ m），取 1.15mt0：新浇混凝土的初凝时间（h），可按 实测确定。取 8h。T：混凝土的温度（），取 28。1：外加剂影响修正系数，掺具有缓凝作用的外加剂时取 1.2。2：混凝土坍落度影响修正系数， 5090mm，取 1.0。：混凝土的浇 筑速度，取 1.2m/h。 kPavtFkaHc83.57.0.28
7、10F：新浇混凝土 对模板的最大 侧压力取 28.75kPa。 q 6 倾倒混凝土产生的水平荷载，取 2.0kPa。 q 7 支架自重，取 4.0kPa。表 1.1 模板、支架 设计计 算荷载组合模板结构名称 荷载组合- 4 -强度计算 刚度检算底模及支架系统计算 侧模计算 2 结构检算2.1 碗扣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
8、高出 20%以上，甚至超过 35%）。本工程现浇箱梁支架立杆强度及稳定性验算，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强度及稳定性计算公式进行分析计算（碗扣架用钢管规格为 483.5mm）。AA 截面处墩顶 4.0m 范围内，碗扣式 钢管支架体系采用 60cm90cm60cm 的布置结构，如下图 2.11。 支 架 A-断 面 图 C2O混 凝 土定 型 钢 模 板、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为 60cm 时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N40kN（参见公路施工手册-桥涵）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（N G1K+NG2K）+0.851.4NQK（
9、组合风荷载时）NG1K支架结构自重标准 值产生的轴向力；图 2.1-1 脚手架 60cm90cm60cm 布置图建三江至虎林高速公路建设项目桥梁工程 B3 合同段 现浇箱梁满堂支架计算书中铁十三局集团有限公司 - 5 -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：N G1K=0.60.9q1=0.60.935.82=19.34KNNG2K=0.60.9q7=0.60.94.0=2.16KNNQK=0.60.9(q2+q3+q4)=0.54(1.0+1.0+2.0)=2.16KN则：N=1.2（N G1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（19.34+2.16）
10、+0.851.42.16=28.37KNN40KN ，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+M W/WfN钢管所受的垂直荷载，N=1.2（N G1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时）， 同前计算所得；f钢材的抗 压强度设计值，f205N/mm 2 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。A支架立杆的截面积 A489mm 2(取 48mm3.5mm钢管的截面积)。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，查建筑施工扣件式 钢管脚手架安全技 术规范附录 B
11、得i15.8。长细比 L/i。L水平步距，L0.6m。于是，L/i38，参照 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范查附录 C 得0.893。MW计算立杆段有风荷载设计值产 生的弯距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz风压 高度 变化系数，参考建筑结构荷载规范 表 7.2.1 得 uz=1.95us风荷载脚手架体型系数，查建筑结构荷载规范表 7.3.1 第 36b 项得：u s=1.3w0基本风压，查建筑 结构荷载规范附表 D.4 w0=0.75KN/m2（佳木斯地区）故：W K=0.7uzusw0=0.71.951.30.75=1.33KN/ m2- 6 -La
12、立杆纵距 0.9m；h立杆步距 0.6m, MW=0.851.4WKLah2/10=0.051W 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=5.08103mm3则，N/A+M W/W28.3710 3/（0.893489）+0.051106/（5.08103）75.01N/mm 2f205N/mm 2计算结果说明支架是安全稳定的。B B 截面 处20m 跨中 4m12m 范围内，碗扣式 钢管支架体系采用 60cm90cm120cm 的布置结构，如下图。 支 架 -断 面 图 C2O混 凝 土定 型 钢 模 板、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为 120cm
13、时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N30kN（参见公路施工手册-桥涵）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（N G1K+NG2K）+0.851.4NQK（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：N G1K=0.60.9q1=0.60.919.12=10.32KNNG2K=0.60.9q7=0.60.94.0=2.16KNNQK=0.60.9(q2+q3+q4)=0.54(1.0+1.0+2.0)=2.16KN图 2.1-2 脚手架 60cm90cm120cm 布置图建三江至虎林高速公路建设项目桥梁工程 B3 合
14、同段 现浇箱梁满堂支架计算书中铁十三局集团有限公司 - 7 -则：N=1.2（N G1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（10.32+0.54）+0.851.43.78=17.55KNN30KN ，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+M W/WfN钢管所受的垂直荷载，N=1.2（N G1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时）， 同前计算所得；f钢材的抗 压强度设计值，f205N/mm 2 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。A支架立杆的截面积 A489mm 2(取 48
15、mm3.5mm钢管的截面积)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，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=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz风压 高度 变化系数，参考建筑结构荷载规范 表 7.2.1 得 uz=1.95us风荷载脚手架体型系数，查建筑结构荷载规范表 7.3.1 第 36b 项得：u s=1.3w0基本风压，查建筑 结构荷载
16、规范附表 D.4 w0=0.75KN/m2（佳木斯地区）故：W K=0.7uzusw0=0.71.951.30.75=1.33KN/ m2La立杆纵距 0.9m；h立杆步距 1.2m MW =0.851.4WKLah2/10=0.205W 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=5.08103mm3则，N/A+M W/W17.5510 3/（0.744489）+0.205106/（5.08103）- 8 -80.54N/mm 2f205N/mm 2计算结果说明支架是安全稳定的。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 9.2.3 要求支架在自
17、重和风荷载作用下时，倾 覆稳定系数不得小于 1.3。K0=稳定力矩/倾覆力矩=yN i/Mw支架抗倾覆能力：桥梁宽度 8.5m，长 100m 采用 60cm90cm120cm 跨中支架来验算全桥：支架横向 104 排，支架纵向 13 排，高度 6m；顶托 TC60 共需要 10413=1352 个；立杆需要 104136=8112m;纵向横杆需要 1046/1.28.5=4420m；横向横杆需要 136/1.2100=6500m；故：钢管总重（8112+4420+6500）3.84/1000=73.08t;顶托 TC60 总重为：13527.2/1000=9.73t；故 q=（73.08+9.
18、73）9.8=811.54KN；稳定力矩= yN i=4.25811.54=3449.04KN.my=b/2=8.5/2=4.25依据以上对风荷载计算 WK=0.7uzusw0=0.71.951.30.75=1.33KN/ m2受力为：q=1.336（0.048 6104+0.0484100）=392.23KN；根据公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）考虑到箱梁模板横 桥向的风荷载，将 该风荷载加载于支架上，安全。梁高 1.15m，横桥向箱梁模板 风荷载 q1=0.927kPa1.15m100m=106.61KN倾覆力矩=q3+ q1（1.15/2+6）=392.233+106.61（6
19、+1.15/2）=1877.65KN.mK0=稳定力矩/倾覆力矩=3449.04/1877.65=1.831.3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求。2.3 箱梁底模下横桥向方木验算本施工方案中箱梁底模下横桥向采用 12cm12cm 方木，方木横桥向跨度按L20cm 进行受力 计算。如下 图将方木简化为如图 的简支结构（偏于安全），木材的容许q(KN/m)方木材质为松木， w =14.5MPaE=11000 MPa20尺寸单位： cmq(KN/m)1212建三江至虎林高速公路建设项目桥梁工程 B3 合同段 现浇箱梁满堂支架计算书中铁十三局集团有限公司 - 9 -应力和弹性模量的取值参照木方
20、进行计算。(1) 强度验算单位荷载：q=(q 1+ q2+ q3+ q4)b(35.82+1.0+2.5+2) 0.2=8.26kN/m跨中弯矩：M 1/2=ql2/8=8.260.22/8=0.04kNm截面模量为：W=(bh 2)/6=(0.123)/6=0.m3跨中最大正应力：=M/W=0.04/0.=138.9kPa木方容许弯曲应力为： w=14.5MPa，由强度条件 138.9kPa w，可知满足要求。(2) 刚度验算方木的弹性模量： kN/m2610E方木的惯性矩：I=(bh 3)/12=(0.120.123)/12=1.72810-5m4fmax=(5/384)(ql4)/(EI
21、)=（5/384）（8.260.24)/( 111061.72810-5)= 9.0510-7mf/l=9.0510-7/0.2=1/f/l=1/400计算结果说明箱梁底模下横桥向方木，满足要求。2.4 碗扣式支架立杆顶托上顺桥向方木验算本施工方案中支架顶托上顺桥向采用 1212cm 方木作 为纵向分配梁。顺桥向方木的跨距，根据立杆布置间距，按 L90cm （横向间隔 l90cm）进行验算。将方木简化为如图的简支结构（偏于安全）。木材的容许应力和弹性模量的取值参照木方进行计算。图 2.3 箱梁底模下横桥向方木受力简图- 10 -nP(kN)90520205为cmw=14.MPaE0(1) 强度
22、验算作用力：P=ql/28.260.2/2=0.826kNn=0.9/0.2=4（取整数）最大弯矩：M max=（n/8）pl=4/80.8260.9=0.37kNm截面模量为：W=(bh 2)/6=(0.123)/6=0.m3跨中最大正应力：=M/W=0.37/0.=1.28MPa木方容许弯曲应力为： w=14.5MPa，由强度条件 1.28MPaw，可知满足要求。(2) 刚度验算方木的弹性模量： kN/m2610E方木的惯性矩：I=(bh 3)/12=(0.120.123)/12=1.72810-5m4fmax= 1.8810-4m56222 1078.1489)5(84)5(Inqlf/
23、l=1.8810-4/0.9=1/4787f/l=1/400计算结果说明碗扣式支架立杆顶托上顺桥向方木，满足要求。2.5 箱梁底模板计算箱梁底模采用优质竹胶板，铺设在支架立杆顶托上顺桥向方木上的横桥向方木上。按 20cm 间距布置。取各种布置情况下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）（为安全起见， 计算采用 12mm 竹胶板）：通过前面分析计算及布置方案，在桥墩旁实心段（取墩顶截面）处，为底模板荷载最不利位置，则有：竹胶板弹性模量 E5000MPa.图 2.4 立杆顶托上顺桥向方木受力简图建三江至虎林高速公路建设项目桥梁工程 B3 合同段 现浇箱梁满堂支架计算书中铁十三局集
24、团有限公司 - 11 -竹胶板惯性矩 I=(bh3)/12=(1.220.0123)/12=1.7610-7m4 模板厚度 计算q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(35.82+1.0+2.5+2)0.2=8.264kN/m则：M max= 8.2640.22/8 =0.041kN.m8l竹胶板容许弯曲应力为：w=45MPa模板需要的截面模量：W= m363109.450.WM模板的宽度为 0.2m，根据 W、b 得 h 为：h= b2.50.2.0196612mm 厚竹胶板 满足要求，可以采用 1220244012mm 规格的竹胶板。 模板刚度 验算fmax= 0.2/400m=510
25、 -4m mEIql 47644 101051282. 故 12mm 厚竹胶板 挠度满足要求。2.6 立杆底座和地基承载力计算图 2.5 底模支撑系统及验算简图2020尺寸单位： cmq(kN/m)底模验算简图底模及支撑系统简图q(kN/m)竹胶板1212 cm 横桥向方木- 12 - 立杆承受荷载计算现浇箱梁腹板及底板中心位置纵距、横距采用 60cm90cm 的布置形式，取各种布置情况下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）每根立杆上荷载为：Na bqa b(q1+q2+q3+q4+q7) 0.60.9(35.82+1.0+1.0+2.0+4.0)=23.663kN 立杆底
26、托验算立杆底托验算： NRd通过前面立杆承受荷载计算，每根立杆上荷载为 23.663kN：底托承载力（抗压）设计值，一般取 Rd =40KN;得：23.663KN40KN 计算结果说明立杆底托符合要求。 立杆地基承载力验算跟据现场地质情况，经过压实处理后，地基承 载力大于 190kPa。在 1 平方米面积上地基最大承载力 F 为:Fab q ab(q1+q2+q3+q4+q7) 1.01.0(35.82+1.0+1.0+2.0+4.0)=43.82kPa则，F 43.82KPa k=190Kpaf经过地基处理后，可以满足要求。2.7 支架变形支架变形量值 F 的计算：Ff1 f2f3f1 为支
27、架在荷载作用下的 弹性变形量60(9)cm60(9） cm图 2.7 支架下地基处理示意图建三江至虎林高速公路建设项目桥梁工程 B3 合同段 现浇箱梁满堂支架计算书中铁十三局集团有限公司 - 13 -由上计算每根钢管受力为 23.663KN，立杆的截面积按 489mm2计算。于是 f1=L/E23.66348910 348.39N/mm 2 则 f1 48.3910（2.06105）2.35mm。f2 为支架在荷载作用下的非 弹性变形量支架在荷载作用下的非弹性变形 f2 包括杆件接头的挤压压缩 1和方木对方木压缩 2两部分，分别取经验值为 2mm、3mm，即 f21 25mm。f3 为支架地基
28、沉降量取 经验值 5mm故支架变形量值 F 为:F f1 f2f3=2.35+5+5=12.35mm2.8 支架预留门洞计算门洞临时墩采用 483.5(Q235)碗扣式脚手架搭设 立杆，纵向间距 45cm、横向 间距均为 45cm，横杆步距按照 60cm 进行布置。门洞横梁采用 12 根 I40a 工字钢，其中墩柱两侧采用双排工字钢，其余按 间距 70cm 平均布置。立杆分别按轴心受压和偏心受压杆件计算，横杆不予考虑。 I40a工 字 钢qABCDl(3.5m)nl(5)l(3.5m)工字钢延纵向按 0.7m 布置，门洞宽度为 5.0m。上铺设 1212cm 横向方木，间距图 2.8 门洞工字
29、钢受力简图- 14 -90cm。从安全角度考虑按简支体系进行验算， 拟采用的工字 钢型号为 I40a 型。荷载计算： I40a 自重取 0.66kN/m箱梁自重按断面计算 35.82kN/m2，则 q1=35.8212.04.1=1762.3kN内外模板荷载 1.0kPa，12.0m 范围内外模板总重 q2=1KPa8.5m12.0m=102kN振捣混凝土对底板产生的荷载 2.0KPa，12.0m 范围内振捣混凝土q3=2KPa8.5m12.0m=204kN工字钢荷载 q4=12.0m120.66kN/m12=95.04kN总荷载 Q=q1+ q2+ q3+ q4=2163.3 kN单根工字钢
30、 q= Q/12/12=15.02kN/m工字钢的受力形式为三不等跨连续梁，n=5/3.5=1.4支点处弯矩为：M B=内力系数ql 2=0.15115.023.52 =27.78KN.m（MB 的内力系数查表得：0.151）nA=1000 MB/ql2=100027.78/15.0252 =74查得最大应力系数 n=50跨中最大弯矩为：Mmax=nql 2/1000=5015.0252/1000=18.78 kN.m结构验算： 查 I40a 型工字 钢的弯曲应力为 w= 145 Mpa梁所需要的截面抵抗矩为：W 需 =MBC/w=18.78kN.m /145MPa=0.13106 3查材料力
31、学得 I40a 型工字 钢: Ix=21720cm 4 Wx=1090cm3=1.09106 3 , 满足 工字钢跨中 挠度验算： K=4MB/ql2=427.78/15.0252 =0.3查的最大挠度系数=0.0875=0.087515.02541012/(242.110521720104)=0.75mmIxElqf24系 数5/400m=12.5mm 挠度满足要求。通过以上计算，I40a 型工字钢刚度满足要求，可使用 70间距 I40a 型工字钢。洞门临时墩处支架，碗扣式钢管支架体系采用 45cm45cm60cm 的布置结构。建三江至虎林高速公路建设项目桥梁工程 B3 合同段 现浇箱梁满堂
32、支架计算书中铁十三局集团有限公司 - 15 -、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为 60cm 时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N40kN（参见公路施工手册-桥涵）。临时墩处弯矩为 MAB=内力系数ql 2=0.066415.023.52 =12.22kN.m（MB 的内力系数查表得：0.0664）立杆承受的荷载：N=0.851.4M ABb=0.851.412.220.6=8.73kNN 40KN 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+M W/WfN钢管所受的垂直荷载，同前计算所得；f钢材的抗 压强度设计
33、值，f205N/mm 2 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。A支架立杆的截面积 A489mm 2(取 48mm3.5mm钢管的截面积)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，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，L0.6m。于是，L/i38，参照 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范查附录 C 得0.893。MW计算立杆段有风荷载设计值产 生的弯距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz风压 高度 变化系数，参考建筑结构荷载规范 表 7.2.1 得 uz
34、=1.95us风荷载脚手架体型系数，查建筑结构荷载规范表 7.3.1 第 36b 项得：u s=1.3w0基本风压，查建筑 结构荷载规范附表 D.4 w0=0.75KN/m2（佳木斯地区）故：W K=0.7uzusw0=0.71.951.30.75=1.33KN/ m2La立杆纵距 0.45m；- 16 -h立杆步距 0.6m，故：M W=0.851.4WKLah2/10=0.026KNW 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=5.08103mm3则，N/A+M W/W8.7310 3/（0.893489）+0.026106/（5.08103）25.11N/mm 2f205N/mm 2计算结果说明支架是安全稳定的。
