1、1AH1 路跨梨子园河桥现浇箱梁支架计算一、现浇箱梁支架设计理论基础与设计步骤1、 支架设计的理论基础（1）理论力学原理；（2）材料力学原理；（3）结构力学原理。2、 设计步骤拟定支架类型及结构布置荷载分析及荷载组合底模板验算 横向木枋验算纵向木枋验算顶托验算支架立杆验算地基承载力验算风荷载对立杆稳定性验算。二、荷载计算本桥箱梁底至地面最大高度为 21m，拟采用 48*3.5 钢管作为全桥支架的基本构件，横向木枋拟采用 5*7cm 松木单层布置，纵向木枋采用 12*12cm 松木单层布置，满布支架平面为 60X60cm，横桥向为 60cm，顺桥向为 60cm .1、荷载分析（1） 、钢筋混凝土
2、自重箱梁钢筋混凝土自重属均布荷载，直接作用于底模及侧模，根据设计图可得箱梁各部分自重荷载（一延米）为：横梁处 q 1 横梁 =1.80*1*26=46.8KN/m2腹板处 q 1 腹板 =1.33*1*26=34.58KN/m2（2） 、木工板底模（板厚 =1.5cm 容重 =8.0KN/m 3q2=1*1*0.015*8.0*7.5KN/m3=0.12KN/m22（3） 、横向木枋（5*7cm15cm）5*7q3=1/0.15*0.05*0.07*7.5=0.18KN/m2（4） 、纵向木枋（12*12cm）横梁处 q 4 横梁 =1/0.6*0.12*0.12*7.5=0.18 KN/m2
3、腹板板 q 4 腹板 =1/0.6*0.12*0.12*7.5=0.18 KN/m2（5） 、支架体系自重、单根钢管自重按 21m 的支架高度计算钢管自重荷载（含配件、剪刀撑及水平拉杆等） ，48*3.5 钢管单位重为 3.84kg/m，加配件乘以系数 2.0,则立杆自重平均分配到底层的荷载为:g=21m*3.84kg/m*系数 2*9.8N/1000=1.58KN/根、钢管支架体系自重根据支架设计图，横梁及腹板区平均每平方米布置了 14 根钢管，箱室底板处平均每平方米布置了 6 根钢管，则支架体系自重为：横梁处 q 5 横梁 =1.58*1/（0.6*0.6）=4.38KN/m 2 腹板处
4、q 5 腹板 =1.58*1/（0.6*0.6）=4.38KN/m 2 （6） 、施工机具及人员荷载 q 6=1.5KN/m2 （7） 、倾倒混凝土产生的荷载 q7=2.0KN/m 2（8） 、振捣砼产生的荷载 q8=2.0KN/m 22、荷载组合3（1） 、验算底模、横梁处底模q=1.2(q1 横梁 +q2)+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(46.8+0.12)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=64.0KN/m2 、腹板底模q=1.2(q1 腹板 +q2)+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(34.58+0.12)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=49.34KN/m2 （2）
5、 、验算横向木枋、横梁处 q=1.2(q1 横梁 +q2+q3)+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(46.8+0.12+0.18)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=64.22KN/m2 、腹板处 q=1.2(q1 腹板 +q2+q3)+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(34.58+0.12+0.18)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=49.55KN/m2 （3） 、验算纵向木枋横梁处 q=1.2(q1 横梁 +q2+q3+q4 横梁 )+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(46.8+0.12+0.18)+1.4*(1.5+2.0+2.0)4=64.22KN/m2 腹板处 q=
6、1.2(q1 腹板 +q2+q3+q4 腹板 )+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(34.58+0.12+0.18+0.18)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=49.77KN/m2 （4） 、验算立杆、地基、横梁处q=1.2(q1 横梁 +q2+q3+q4 横梁 +q5 横梁 )+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(46.8+0.12+0.18+0.18+4.38)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=69.69KN/m2 、腹板处q=1.2(q1 腹板 +q2+q3+q4 腹板 +q5 腹板 )+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(34.58+0.12+0.18+0.18+4.3
7、8)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=55.02KN/m2 四、结构验算1、底模板验算底模钉在横向木枋（15cm）上，直接承受上部施工荷载,取承受最大荷载的腹板处(横梁与腹板处承受的荷载相同)进行验算,截取1m 宽的简化为木工板跨径为 15cm 的三等跨连续梁来验算，计算简图如下：5（1）1m 宽*0.015m 木工板截面特性I=100*1.53/12=28.13cm4=0.281*10-6m4W=100*1.52/6=37.5cm3=3.75*10-5m3w=12MPaE=9*103MPa=0.9*103KN/cm2（2） 、截面验算a、弯曲强度验算Mmax=0.1q*L2=0.1*64
8、.0*0.152=0.14KN.mw =Mmax/W=0.14/(3.75*10 -5)/1000=3.73Mpaw=12Mpa 满足要求b、挠度验算fmax=0.689*104*qL4/(EI)=0.689*104*64.0*0.154/(0.9*103*28.13)=0.008cmf=L/400=0.04cm 满足要求2、横向木枋验算横向木枋采用 5*7cm 松木单层布设，直接承受底模传递下来的荷载，腹板及横梁处采用跨径为 0.6m 的三等跨连续梁来计算，箱室6底板处采用跨径为 0.6m 的三等跨连续梁来计算。（1） 、腹板处横向木枋验算支点中心间距 60cm，顺桥方向中心间距为 15cm
9、，则横向木枋的分布荷载为: q=（0.6*0.15*64.22)/0.6=9.63KN/m，计算简图如下：、5*7cm 松木枋截面特性I=256cm4=2.56*10-6m4W=64cm3=0.64*10-4m3w=12MpaE=9*103MPa=0.9*103kN/cm2、截面验算a、弯曲强度验算Mmax=0.1q*L2=0.1*9.63*0.602=0.34KN.mw =Mmax/W=0.34/(0.64*10 -4)/1000=5.31Mpaw=12Mpa 满足要求b、挠度验算fmax=0.689*104*qL4/(EI)7=0.689*104*9.73*0.604/(0.9*103*2
10、56)=0.04cmf=L/400=0.15cm 满足要求3、纵向木枋验算纵向木枋采用 12*12cm 松木枋单层布置，直接承受横向木枋传递下来的荷载。腹板及箱室底板处的纵向木枋按跨径为 0.6m 的三等跨连续梁来计算，横梁处为跨径为 0.6m 的三等跨连续梁,因横梁与腹板处的验算荷载相同,可免算参考腹板处验算结果。（1） 、腹板处纵向木枋验算腹板处纵向木枋支点中心间距为 60cm，横向间距 60cm，则横向木枋的分布荷载为: q=（0.6*0.6*64.22)/0.6=38.53KN/m，计算简图如下：、12*12cm 松木枋截面特性I=1728cm4=17.28*10-6m4W=288cm
11、3=2.88*10-4m3w=12MpaE=9*103MPa=0.9*103kN/cm2、截面验算a、弯曲强度验算8Mmax=0.1q*L2=0.1*38.53*0.62=1.87KN.mw =Mmax/W=1.39/(2.88*10 -4)/1000=4.83Mpaw=12Mpa 满足要求b、挠度验算fmax=0.689*104*qL4/(EI)=0.689*104*38.53*0.604/(0.9*103*1728)=0.02cmf=L/400=0.23cm 满足要求4、立杆验算（1） 、立杆轴向荷载计算据路桥施工计算手册 ，采用 48*3.5 钢管作支架，当横杆步距为 1.2m 时，对接
12、立杆的容许荷载N 容 =33.1KN。立杆底部承受竖向荷载为:横梁下:N=0.6*0.6*69.69KN/m 2=25.09KNN 容 =33.1KN。 腹板下:N=0.6*0.6*55.02KN/m 2=19.81KNN 容 =33.1KN。结论:单根立杆承受荷载满足容许荷载要求。（2） 、立杆稳定性验算立杆的计算长度 L0 L0=120cm截面回转半径 I i=1.58cm截面积 A A=4.89cm2截面模量 W W=5.08cm39钢材的抗压设计强度 容许 =215Mpa长细比 = L 0/i= 120/1.58=76轴心受压构件的稳定系数 =0.715则立杆的稳定性按下列公式计算:N
13、/(*A)= 25.09*1000/(0.715*4.89*10 -4)/106=71.76Mpa 容许 =215Mpa结论：支架立杆的稳定性满足要求。6、地基验算搭设支架前回填 1.01.5m 的碎石进行分层碾压密实，其上浇筑 15cm 混凝土垫层，据路桥施工计算手册碎石中密时的容许承载力 500800Kpa。支架底托采用 10cm*10cm，根据路桥设计与通用规范第 5.0.3 条，扩散角扩散角采用 45，底托的扩散面积保守采用 0.06 m2（30cm*20cm）考虑，则支架对地基的压力为：25.09KN /(0.3*0.2)m2=418.17Kpa500Kpa结论：地基承载力满足要求7
14、、风荷载对立杆稳定性的验算重庆地区风速较小，且支架的高度较小,可不考虑风荷载对满堂支架力杆的稳定性验算。实际施工中将采取沿支架纵横及水平向两侧每隔 6 个架距横向每隔 4 个支架设置一道斜撑钢管等措施，确保支架的稳定性。结论：通过以上验算，钢管支架方案满足受力要求。五、预防支架倒塌及高空坠落措施10防止架顶侧移，维持架体的几何不变性和将水平力传递到架体之外去（传到柱或楼面） ，是预防塌架的着眼点，可采取如下措施：(一)架体内设置三向剪刀撑体系如（图一）所示，竖向剪刀撑可约束架顶侧移。（图一）竖向剪刀撑可约束架顶侧移 （立面图）如（图二）所示，水平剪刀撑可约束架顶扭转。（图二）水平剪刀撑可约束架
15、顶扭转11（平面图）如（图三）所示，在架体内设置三向剪刀撑体系，可使架体成为几何不变体，不发生任何方向的侧移。（图三）架体内设置三向剪刀撑体系剪刀撑在三个方向均是全高全长全平面布置每道剪刀撑的间距：水平剪刀撑为每 4.5m 垂距设一道；纵横两方向上的竖向剪刀撑为，一般模板支架每道间距 4.5m 为宜，高大模板每道间距4m。剪刀撑跨越立杆数为 57 根，角度为4560。（二）水平杆抱柱12（图四）水平杆抱柱（立面图）通过刚性抱柱件，将水平杆与砼柱相连，是将架体内的水平力直接传递到架体外的最有效途径（图四） 。（三）危险部位的加强措施从架顶往下 6m 或延伸到 12m 范围内是架体的危险部位（最危险处是架顶） ，在防范措施上应加强。加密三向剪刀撑（图五） ，间距缩小一倍。架顶必须设置水平剪刀撑，并且双向水平杆严禁缺杆。加密抱柱，每步水平杆均抱柱（图四） 。（图五）危险部位加密三向剪刀撑在无柱可抱又有可能发生架顶侧移的部位，利用砼柱或其他结构物（图六）用钢丝绳拉住可能外倾的架体（平面图）13作支点，用 2 道或 3 道水平钢丝绳拉住架体顶部防止架体外倾（图六。钢丝绳是整条绳，中间不能断开，不得分为 2 条分两边拉结） 。为了防止高空坠落和坠物打击,脚手架垂直方向每 5 步架设水平兜网（尼龙安全网） ，外侧用竹芭、密目式安全网封闭，与外界隔离。
