1、温州龙港大桥改建工程满堂支架法现浇箱梁设计计算书计算：复核：审核：中铁上海工程局温州龙港大桥改建工程项目经理部2015年12月30日温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书目 录1 编制依据、原则及范围 - 1 -1.1 编制依据 - 1 -1.2 编制原则 - 1 -1.3 编制范围 - 2 -2 设计构造 - 2 -2.1 现浇连续箱梁设计构造 - 2 -2.2 支架体系主要构造 - 2 -3 满堂支架体系设计参数取值 - 8 -3.1 荷载组合 - 8 -3.2 强度、刚度标准 - 9 -3.3 材料力学参数 - 10 -4 计算 - 10 -4.1 模板计算 - 11 -4.2 模板下
2、上层方木计算 - 11 -4.3 顶托上纵向方木计算 - 13 -4.4 碗扣支架计算 - 14 -4.5 地基承载力计算 - 18 -温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 1 -温州龙港大桥改建工程现浇连续梁模板支架计算书1 编制依据、原则及范围1.1 编制依据1.1.1 设计文件（1） 温州龙港大桥改建工程两阶段施工图设计 （2013年8月） 。（2）其它相关招投标文件、图纸及相关温州龙港大桥改建工程设计文件。1.1.2 行业标准（1） 公路桥涵施工技术规范 （JTG/T F50-2011） 。（2） 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范JGJ166-2008。（3） 公路桥涵钢结构
3、及木结构设计规范 （JTJ 025-86） 。（4） 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011。（5） 建筑结构荷载规范GB50009-2001。（6） 竹胶合板模板 （JG/T156-2004） 。（7） 建筑施工模板安全技术规范 （JGJ 162-2008） 。（8） 混凝土结构设计规范 （GB50010-2010） 。（9） 路桥施工计算手册 （2001年10月 第1版） 。1.1.3 实际情况（1）通过对施工现场的踏勘、施工调查所获取的资料。（2）本单位现有技术能力、机械设备、施工管理水平以及多年来参加公路桥梁工程建设所积累的施工经验。1.2 编制原则（1）依据招标技
4、术文件要求，施工方案涵盖技术文件所规定的内容。温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 2 -（2）施工方案力求采用先进的、可靠的工艺、材料、设备、达到技术先进，力求工艺成熟，具有可操作性。（3）根据温州龙港大桥设计文件，施工方案结合桥址的地质、水文、气象条件及工程规模、技术特点、工期要求、工程造价等多方面比选的基础上确定。1.3 编制范围适用于温州龙港大桥现浇连续梁模板支架法施工。2 设计构造2.1 现浇连续箱梁设计构造现浇连续上部结构为16m跨径的钢筋混凝土等截面现浇连续箱梁，4跨连续箱梁为一联，共有3联，每联左右幅分开。梁为单箱三室截面，梁高1.2m，左幅箱梁顶板宽15.75m，底板宽
5、11.75m，挑臂长2m。右幅箱梁向内侧加宽，顶板宽17.25m，底板宽13.25m，挑臂长2m。端支点处梁高1.5m、2.1m，中支点处梁高1.5m。箱梁顶、底板厚度为25cm，腹板厚度为50cm。箱梁的横梁为预应力横梁，横梁高度采用1.5m（即箱梁在支点横梁处局部加高为1.5m） 。连续箱梁下部采用无盖梁的桩柱式墩，每幅桥墩横向为2根桩柱，柱径1.3m，桩径1.5m。2.2 支架体系主要构造(1)支 架 立 杆 为 483.5mm钢 管 。(2)满 堂 支 架 立 杆 纵 向 间 距 为 60cm； 支 架 横 向 间 距 为 ： 在 箱室 下 及 翼 缘 板 下 为 90cm及 120c
6、m、 在 横 隔 梁 及 腹 板 下 间 距 均 为60cm、 部 分 特 殊 部 位 横 线 间 距 为 30cm， 详 见 支 架 平 面 图 。(3)满 堂 支 架 横 杆 步 距 为 ： 在 腹 板 、 横 隔 板 和 横 梁 下 为60cm、 箱 室 和 翼 板 下 均 为 120cm。(4)底 模 及 侧 模 均 为 15mm厚 竹 胶 模 板 ， 采 用 10cm10cm方木 作 为 横 向 分 配 梁 ， 按 照 中 心 间 距 30cm布 置 ， 采 用 10cm10cm温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 3 -方 木 作 为 纵 向 向 分 配 梁 。(5)支 架
7、底 托 下 垫 10cm10cm方 木 。 下 垫 方 木 以 上 30cm位置 安 装 一 层 扫 地 杆 ,纵 向 及 横 向 每 隔 5m布 置 一 道 扫 地 杆 。(6)满 堂 支 架 搭 设 按 照 规 范 要 求 必 须 设 置 横 向 、 纵 向 及 水 平方 向 剪 刀 撑 ， 横 向 及 纵 向 剪 刀 撑 每 隔 5m布 置 一 道 ,剪 刀 撑 倾 斜角 度 为 45-60。(7)采用20cm厚度硬化混凝土和30cm厚度宕渣，以分散碗扣支架体系立杆传递过来的压力，从而保证地基承载的稳定。根据现场采用轻便触探检测到原状土地基承载力为70kPa。温州龙港大桥改建工程 现浇箱
8、梁支架计算书- 4 -图2.2-1 左幅桥墩处满堂支架横断面图温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 5 -图2.2-2 左幅箱室下满堂支架横断面图温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 6 -图2.2-3满堂支架纵断面图温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 7 -图2.2-4 右幅桥墩处满堂支架横断面图温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 8 -图2.2-5 右幅两跨满堂支架平面图3 满堂支架体系设计参数取值3.1 荷载组合温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 9 -计算模板、支架所要考虑的荷载如下：序号 荷载类别 取值1 模板、方木自重 0.7kN/m22 新浇筑
9、混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬 工结构物的重力 26kN/m33 施工人员及施工设备、施工材料等荷载 2.5kN/m24 倾倒混凝土产生的冲击荷载 2kN/m25 振捣混凝土时产生的振动荷载 2kN/m26 风荷载 横桥向风压1kN/m2，顺桥向风压0.7kN/m 2依据公路桥涵施工技术规范(JTG/T F502011）的相关规定，模板、支架设计应按照下列方式进行荷载组合：模板、支架设计计算的荷载组合见下表。模板、支架设计计算的荷载组合表荷载组合模板、支架结构类别强度计算 刚度计算梁、板的底模板以及支撑板、支架等 1+2+3+4+5+6 1+23.2 强度、刚度标准依据公路桥涵施工技术规范(J
10、TG/T F502011）P22页的相关规定，验算模板、支架的刚度时，其最大变形值不得超过下列允许数值：（1）结构表面外露的模板，挠度为模板构件跨度的1/400。（2）结构表面隐蔽的模板，挠度为模板构件跨度的1/250。（3）支架受载后挠曲的杆件（横梁、纵梁） ，其弹性挠度为相应结构计算跨度的1/400。（4）钢模板的面板变形为1.5mm，钢棱和柱箍变形为L/500和B/500（其中L为计算跨径，B为柱宽） 。外模板计算时挠度取为模板构件跨度的1/400；内模板计算时挠度取为模板构件跨度的1/250。温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 10 -3.3 材料力学参数本次计算采用的是容许应
11、力法，不考虑荷载的分项系数，但是考虑容许应力提高系数。(1)钢材允许应力规定所用型钢材质为Q235材质。依据公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 02586）P24页的相关规定，Q235钢允许应力为:轴向应力=140MPa；弯曲应力 w=145MPa；剪应力=85MPa。容许应力提高系数为1.25。(2)碗扣脚手架和普通脚手架允许应力规定碗扣脚手架截面为483.5mm，为Q235材质。当步距为600mm 时，立杆允许荷载为40kN/根；步距为1200mm 时，立杆允许荷载为30kN/根；步距为1800mm时，立杆允许荷载为25kN/根；步距为2400mm 时，立杆允许荷载为20kN/根；顶托
12、和底座允许荷载为50kN/根。(3)方木允许力学参数规定方木容许顺纹弯应力 w=9.5MPa,弹性模量E=8.5103MPa(8.5109Pa)(选用针叶林,木材应力等级为A-5,为较低等级)。(4)胶合板力学参数采用竹制胶合板，胶合板静曲强度=30MPa,弹性模量E=0.5104MPa(5109Pa)。(5)钢材弹性模量规定依据公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 02586）P3页的相关规定，钢材弹性模量为：E=2.110 5 MPa。4 计算温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 11 -4.1 模板计算模板下方木中心间距为30cm，方木间净距为20cm。取11#桥墩上端支点横梁下
13、模板进行计算，此处为现浇箱梁梁高最大处，为2.1m，计算时按照三跨连续梁考虑。由于混凝土浇筑厚度为2.1m，新浇筑的混凝土结构自重为： 2.1654./PkNm强度验算荷载为： 54.(07.2)1.8/q刚度验算荷载为： .65.3/kN截面参数： 225310710bhwm3364.5.8I计算结果：强度： 22max61.80.47qlMkNm53.47.30kNMPaw刚度： 434max 96.10.220.90.5128584qlf mEI 符合要求。4.2 模板下上层方木计算(1)跨度60cm，间距30cm，方木为1010cm本工况下取11#桥墩上端支点横梁下方木进行计算，梁高2
14、.1m，方木中心间距为30cm，方木间净跨为60cm，计算时按照三跨连续梁考虑。新浇筑的混凝土结构自重为：温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 12 -2.1036.8/PkNm强度验算荷载为： 6.8(.752).154/q刚度验算荷载为： 1.30.69/kN截面参数： 2243.1.706bhwm33640.8.I计算结果：强度： 22max18.5406.7qlMkNm43.7.9.56kNMPaw刚度： 434max 961.50. 60.271.5128814qlf mEI 符合要求。(2)跨度120cm，间距30cm，方木为1010cm本工况下取箱室下方木进行计算，梁厚0.
15、5m，方木中心间距为30cm，方木间净跨为120cm，计算时按照三跨连续梁考虑。新浇筑的混凝土结构自重为： 0.5326.9/PkNm强度验算荷载为： 3.9(7.)0.6/q刚度验算荷载为： 341/kN截面参数： 224306706bhwm温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 13 -33640.18.102bhI m计算结果：强度： 22max3.910.560qlMkN43.56.9.7kNMPaw刚度： 434max 966.01.2120.8731285804qlf mEI 符合要求。4.3 顶托上纵向方木计算(1)跨度60cm，间距60cm，方木为1010cm本工况下取11
16、#桥墩上端支点横梁下方木进行计算，梁高2.1m，方木中心间距为60cm，方木间净跨为60cm，计算时按照三跨连续梁考虑。新浇筑的混凝土结构自重为： 2.10632.7/PkNm强度验算荷载为： 3.7(.5)08/q刚度验算荷载为： 2.607.3.1/kN截面参数： 224360bhwm3340.18.1I计算结果：强度： 22max37.0861.341qlMkNm温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 14 -max431.7.98.560MkNMPaw刚度： 434max 96.18. 60.71.5128514qlf mEI 符合要求。(2)跨度60cm，间距120cm，方木为1
17、010cm本工况下取箱室下方木进行计算，梁厚0.5m，方木中心间距为120cm，方木间净跨为60cm，计算时按照三跨连续梁考虑。新浇筑的混凝土结构自重为： 0.51265./PkNm强度验算荷载为： 1.6(7.).24./q刚度验算荷载为： 5.01.6./kN截面参数： 2243706bhwm33640.18.1I计算结果：强度： 22max4.06.8731qlMkNm43.875.9.56kNMPaw刚度： 434max 961.0. 60.251.51285814qlf mEI 符合要求。4.4 碗扣支架计算(1)碗扣支架立杆竖向受力计算如下：温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书
18、- 15 -序号碗扣支架部位 立杆布置 单根立杆受力1 中支点横 梁下 纵向间距60cm、横向间距60cm2 21.506(.725)0.63kN2 腹板及横 隔板下 纵向间距60cm、横向间距60cm2 2.843 箱室下 纵向间距60cm、横向间距120cm0.561.(0.725)0.61k4端支点横梁下（梁高1.5m）纵向间距60cm、横向间距60cm2 2.(.).163N511#墩端支点横梁下纵向间距60cm、横向间距60cm2 2.0(.725)0.648k6 翼缘板下 纵向间距60cm、横向间距90cm.36.9(.).91N(2)碗扣支架立杆横向受力计算如下：本次计算中支架高
19、度按照5m、支架长度按照16m、支架宽度按照19.2m计算。横桥向风荷载： 15690kN纵桥向风荷载： 0.7.27.(3)碗扣支架建模计算采用midas civil建模进行计算，释放横杆两端约束，取相对值0.3。温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 16 -组合应力结果输出：由图可以看出立杆最大应力为： max61.5140MPfa故碗扣钢管强度设计满足安全要求。位移结果输出：温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 17 -由图可以看出满堂支架最大变形为： 4fm整体稳定性计算结果输出：由图可以看出满堂支架整体稳定性安全系数大于3.47，满足温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书- 18 -规范要求。4.5 地基承载力计算计算反力输出结果：根据上述计算结果，最大的单根立杆传递的压力F=23.11kN。根据现场采用轻便触探检测到原状土地基承载力为70kPa。地基处理采用20cm厚C20混凝土，30cm厚度宕渣。底座与硬化混凝土的接触面积为15cm15cm。硬化混凝土地基按刚性基础考虑，底座承受最大荷载以刚性角45度传递至硬化混凝土底，再以刚性角30度传递至宕渣层底部，则扩散后的尺寸为：L=15+202+17.32=89.6cm。传递到硬化混凝土基底后的应力： kPaAF8.29608.231满 足 要 求 。
