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(整理)桥墩柱模板支架方案 导读：精品文档桥墩施工方案计算书 一、 墩柱模板墩柱模板采用钢模，模板由钢板冷弯成圆形,圆外面加焊圆箍,圆箍尺寸由计算 决定,钢模 2 米一节,用螺栓连接,每节段由两个半圆组成,亦用螺栓连分享引桥墩柱盖梁新型模板支撑架施工方法精品文档桥墩施工方案计算书 一、 墩柱模板墩柱模板采用钢模，模板由钢板冷弯成圆形,圆外面加焊圆箍,圆箍尺寸由计算 决定,钢模 2 米一节,用螺栓连接,每节段由两个半圆组成,亦用螺栓连接.拟桥 墩柱每 7.78 米为一个施工单元,因此每次浇注墩高为 7.78 米. 1、 模板计算 墩柱模板主要承受混凝土侧压力，按以下两式计算取用： pmax=h；式中：为混凝土(含钢筋)重 2600 /m3; h 为混凝土有效压头高度，由下式计算：当浇注速度 v 同混凝土入模温度之比：V/T0.035 时.h=0.22+24.9 V/T; V/T0.035 时. h=1.53+3.8 V/T;通常情况下,v 取 6 米/小时，T 为 25 度（），则 V/T=6/25=0.24; h=1.53+3.80.24=1.53+0.912=2.442m.pmax=26002.442=6349 /m2=0.635 /cm2; pmax=0.22t0k1k2v； 式中：t0 为新浇混凝土初凝时间，取 5 小时； k1 为外加剂影响修正系数，掺缓凝剂取 1.2； k2 为坍落度影响修正系数.坍落度小于 30mm 时，取 0.85; v 同上式意义。取 v=6 米/小时, v=6=2.449 米； 代入上式 pmax=0.22260051.20.852.449=7144.2 /m2=0.714 /cm2; 一般取两式中较小者,但此处仍用大值 pmax=0.714 /cm2;精品文档精品文档考虑施工荷载:振捣混凝土时对侧模产生的压力 0.04 /cm2； 下注混凝土时对外侧模产生的压力 0.02 /cm2；合计：pmax=0.714+0.04+0.02=0.774 /cm2;模板 模板拟用厚为 8 毫米的钢板，冷弯卷成圆形，外侧面亦用厚 8 毫米钢板焊成水 平加劲箍及竖向加劲肋，其高度 100 毫米。加劲箍间距 400 毫米，竖向加劲肋 间距 300 毫米。 侧面板应力及挠度检算，按四边简支板计算，lX/ly=300/400=0.75; W=1/6400.82=4.267cm3;I=1/12400.83=1.71cm4;Mmax=0.062ql 2=0.0620.77440302=1727.57 cm; =1727.57/4.267=404.87 /cm2;f=0.00663ql4/kk=Eh3/12(1-2)=2.11060.8340/12(1-0.32)=3938462f=0.006630.77440304/3938462=0.0422cm=0.4mm 竖肋 竖肋在加劲箍之间承受侧面板压应力，按均布荷载简支梁计算。加劲肋板厚度 8mm， 高 100mm.截面特性： W=1/60.8102=13.33cm3;I=1/120.8103=66.67cm4; 弯矩=0.125ql 2,q=0.77430=23.22 cm, l=40cm; =0.12523.2402=4644 cm.精品文档精品文档应力=4644/13.33=348.39 /cm2 柱模竖向连接每加劲箍内有 3 个螺栓，能承受拉力。 （5）柱模节段间连接法兰板厚 12mm，竖向接缝连接板厚度亦为 12mm，板宽均 为 100mm，在螺栓孔附近要设三角形加劲板，加劲板厚 10mm,同连接板等高。 二、帽（系）梁模板及支架 桥墩施工程序先浇底节墩柱，随后浇底层系梁(含同系梁等高的一段墩柱),然后 浇第二节墩柱、第二层系梁，以及第三节墩柱，最后浇帽梁。墩柱逐节段施工 不需支架,但脚手架从底至顶约 30 米高，系、帽梁除了脚手架外还需要支架。精品文档精品文档现以右幅桥 3 号墩为例，对帽、系梁模板及支架进行计算。1、 帽（系）梁模板（1） 底模板1） 荷载混凝土钢筋重 111.62600=4160 /m2 ；底模自重110.02600=12 /m2；混凝土振捣影响400 /m2；施工荷载250 /m2；混凝土导管入模200 /m2；荷载组合1.2(4160+12)+1.4(200+250+400)=6196.4 /m2=0.62 /cm2；不考虑分项系数 4160+12+400+250+200=5022 /m2=0.502 /cm2；底板每米宽线荷载51.0 /cm2；底板下带木用方木，间距按 20cm 设置。2） 应力Mmax=1/1051.0202=2040 cm;=2040/54=37.8 /cm2精品文档带木间距改为 30cm 时：应力 Mmax=0.151.0302=4590 cm;=4590/54=85 /cm2带木直接放置在大工字梁上，其间距为 30cm，截面尺寸拟用 1010cm；截面特性 W=1/610102=166.67cm3;I=1/1210103=833.33cm4;带木线荷载 0.5130=15.3 /cm.带木自重 0.06 /cm;合计：15.36 /cm；带木放置在大工字梁上，跨度为 200+16.2=216.2cm;M=1/815.36216.22=89745.5 cm;=89745.5/166.67=538.46 /cm295 /cm2(不可)截面改为 1515cm 时。W=1/615152=562.5 cm3;=89745.5/562.5=159.55 /cm295 /cm2(不可)截面改为 1818cm 时。W=1/618182=972 cm3;=89745.5/972 =92.33 /cm2精品文档1)应力 M= 1/8ql2q=0.5130=15.3 /cm;带木自重 0.20.161600/100=0.192 /cm;合计： 15.5 /cm;Mmax=0.12515.5216.22=90563 cm;=90563/1066.67=84.9 /cm2此底模系统省去型钢横梁，但带木需 4 米长，单件重近 80kg,在高空施工搬运较困难，因间距小，安楔木亦难。（3） 带木(带木放置于横梁上)精品文档精品文档带木纵向设置，带木设在型钢横梁上，横梁设在大工字梁上。带木采用 10 10cm 方木，间距为 30cm，跨度拟 90cm. 带木线荷载 0.5130=15.3kg/cm, 带木自重 0.10.11600=6kg/m=0.06kg/cm. 线荷载合计 15.3+0.06=15.36kg/cm. 截面特性：W=1/610102=166.67cm3;I=(1/12)10103=833.33cm4; M=0.115.36902=12441.6 cm;应力=12441.6/166.67=74.65 /cm2精品文档截面特性：W=1782=356 cm3；I=17802=3560cm4; 1) 荷载 横梁承受带木集中荷载，计算图示如图 2：带木集中力 P= 26.67900.51+0.10.10.9600=1229.6kg; 根据以上计算图及荷载，计算得最大弯矩及剪力见图 3、图 4, 最大弯矩：精品文档图 3.弯矩图精品文档图 4.剪力图Mmax=268600 cm;应力=268600/356 =754.5 /cm2 （5） 侧模帽系梁侧模按通常构造用厚 1.8cm 夹板做侧模板，采用 510 方木做竖肋， 横带一般用两根并列的48 钢管，在两钢管间穿拉杆承受混凝土侧压力，靠斜 撑稳定侧模板。1） 侧板精品文档精品文档 荷载帽系梁高度只有 1.6 米，混凝土侧压力按 P=h 计算，h 采用 1.6 米：P=26001.6=4160 /m2混凝土振捣产生的侧压力 400 /m2下注混凝土产生的侧压力 200 /m2合计4760 /m2=0.47 /cm2; 模板应力竖肋间距按 30cm 计算，取模板单宽 100cm，则最大弯距：Mmax=0.147302=4230 cm;=4230/54=78.33 /cm2竖肋截面特性：W=1/65102=83.33cm3;I=(1/12)5103=416.67cm4; 荷载竖肋线荷载 q=470.3=14.1 /cm；Mmax=0.12514.1602=6345 cm;应力 =6345/83.33=76.14 /cm2精品文档f/ l =0.025/60=1/2400 横带承受竖肋集中力： P=14.160=846 弯矩 Mmax 按多跨承受集中力的连续梁的计算： Mmax=0.17584660=8883 cm; 248 钢管 W=5.092=10.18 cm3;I=12.192=24.38cm4;应力 =888.3/10.18=872.6 /cm21692 (可)2支架 如前所述，所谓帽（系）梁模板支架，是指支撑于墩柱圆钢轴上的两片大工字梁，圆钢轴设置在墩柱预留孔内，大工字钢对称放置在墩柱两侧， 用拉杆螺栓等联结件将两片大工字钢联结牢靠，形成帽（系）梁模板的 支架平台。此平台沿桥墩帽（系）梁全长一次搭成，每道帽（系）梁一次 浇注混凝土。 （1） 工字钢梁, 工字钢梁拟用 I50a 重 93.654kg/m,截面积 119.3cm2, W=1860 cm3;I=46500cm4;精品文档精品文档1) 荷载以右幅桥 3 号墩帽梁为例，帽梁跨度大，自重亦大。底模带木直接支承在工字梁上，带木之间净距 15cm,故带木集中力可视为工字梁上均布荷载，工字梁按带悬臂的两跨连续梁计算，如图 5 示。均布荷载混凝土重 1.60.912400)=3456kg/m.底模板 0.0180.91600=9.72 kg/m;带木 0.160.22.16003.54=142.73 kg/m;钢筋重 (14920.7/50)0.91.61=429.72 kg/m;(按设计数量)侧模(0.0181.81+0.050.123.54) 600+3.84123+0.10.1212.5600+1.5826=112.68 kg/m.防护设施30 kg/m；工字钢自重（含联结件）94+15=109 kg/m；合计 4289.89 kg/m施工荷载 振捣混凝土影响 2000.92/10=36 kg/m；下注混凝土 2000.91/10=18 kg/m；施工人员及设备（805+303）/10=49 kg/m;共计：4289.85+36+18+49=4393 kg/m.根据以上计算，工字梁上线荷载为 4393kg/m，考虑到还有可能发生一些施工荷载，工字梁上线荷载按 4500kg/m 计算。由于墩柱上帽梁荷载由墩柱本身承受，故工字钢梁上线荷载在墩柱位置中断，所以工字梁的计算图式如图 5所示。为了比较弯矩的变化情况，亦计算了均布荷载连续的弯矩，见图 6。精品文档精品文档从图 6 看出，工字钢梁上荷载连续的最大弯矩为 17445.5 m,荷载不连续 的弯矩为 17107.99 m,后者比前者小 337.51 m，后者不连续的计算图 式接近实际情况，按此弯矩检算工字钢梁应力。另外,按横梁的集中荷载作 用在工字梁上,计算了工字梁上的弯矩、剪力，见图 7，可以看出，此种受力 体系，工字钢梁上弯矩、剪力比以上两种情况要小。 2） 应力=1710799/1860=919.78 /cm2精品文档精品文档3） 工字梁整体稳定 工字梁整体稳定计算，按钢结构设计规范规定的梁的整体稳定计算公式为(M/bW)f式中：M 为绕强轴作用的最大弯矩，M=23040 cm W 为梁的毛截面模量，WX-X=1860cm3;b 为梁的整体稳定系数，对于扎制普通工字钢简支梁，可以查表，按跨 中无侧向支撑点的梁，查得 b 为 0.554；代入上式：2304000/(0.5541860)=2235.9 /cm2 1450 /cm2 ,(不可) 在工字梁上翼加设横向支撑，即将 220a 槽钢同 I50a 工字梁用电焊连接，按距支点 1.2 米及跨中各设一道支撑考虑，则支撑间距 2 米，查得 b为 2.6,代入则 2304000 /(2.61860)=476.43 /cm2 4）支座板、加劲板 支座板 工字梁设置在圆钢轴上，若无支座板则梁底同圆钢是一条线接触，这样承 力是危险的，必须在梁底设座板，座板底面同圆钢面采用弧面接触，弧面精品文档精品文档半径同圆钢半径相同，支座板顶面为水平板，同梁下翼相接，其顶、底板 之间为竖向劲板，构造见图 8。加劲板 工字梁承受巨大荷载，支点反力很大，因此，梁端支点处腹板两侧设加 劲板，加劲板同工字钢翼缘等宽，具体布置施工中另详。 小结：经以上计算，决定选用 I50b 工字钢作大梁，其应力及挠度均小于容许 值。 （2）圆钢轴圆钢轴安设在墩柱预留孔中,悬出柱壁以外,工字钢梁支承在钢轴上,承受 其传来的竖向力。由于工字钢梁翼宽 160mm,虽然紧靠墩柱，但复板仍距 放置工字钢梁的洞口约 80mm,使圆钢轴受弯曲，需检算钢轴的剪切及弯曲 应力。 支点反力 V=15377.572=30755.14kg=30.755t设圆钢轴直径为 120mm，采用 3 号钢，=1450kg/cm2，=850 kg/cm2， Fa=R2=3.1462=113.04 cm2，W=(1/32) 3.14123=169.56 cm3，剪应力=30755/113.04=272.07 kg/cm2精品文档圆钢轴直径为 140mm 时：Fa= 3.1472=153.86 cm2，W=(1/32) 3.14143=269.255 cm3， 剪应力=30755/153.86=199.89 kg/cm2 三脚手架沙西河桥有 6 个桥墩高度均超过 17 米，其中 2 个墩高约 28 米，因此墩 柱施工脚手架较为重要，现简介 3 号高墩脚手架结构及其计算。 1 脚手架结构3 号墩脚手架按 9 至 9.6 米节段逐阶段由底向上拼装，桥墩施工完成后， 再由上往下拆除。脚手架采用碗扣式钢管架，根据墩柱直径及施工需要，脚手架平面呈正 方形， 对称墩柱中心。拟用两排钢管组成双排框架，外排框架为 4.2 4.2 米，钢管纵横向间距除四角两排钢管为 600mm 外，其余为 900 或 1200mm; 内排框架为 3.03.0 米，钢管间距 900 或 1200mm;两排钢管步距均为 1200mm。脚手架结构示意见图 9，为保证脚手架总体稳定，在框架外侧每 5 步布置一道剪刀撑，斜杆同水平横杆夹角约 55。在竖向通过卡箍将脚手 架同已浇墩柱联结，卡箍由钢板或型钢弯成，每节段墩柱中间及顶部设一精品文档精品文档道；或者在设卡箍相应高度设置缆风绳；在施工中的节段，脚手架在顶部 四角设缆风绳，缆风绳锚固在地面锚点上。 2 立杆计算 本墩脚手架为结构性脚手架，为框架结构，独立承受施工荷载。现对脚手 架立杆进行应力检算。 （1） 立杆轴心压力计算 底层立杆结构自重产生的轴心压力脚手架柱距 600、900 及 1200mm,步距 1200mm,外排剪刀撑按 64.2 米布 置，剪刀撑同横杆交角约 55，现计算立杆、纵横向水平杆及剪刀撑自重: 立杆：查表，1.2 米立杆设计重量 7.05kg,每米重：7.05/1.2=5.88kg;30 米高重：5.8830=176.4kg=1.764KN 横纵水平杆:按 600、900、1200mm 三种长度查表，重量为 2.47、3.63、 4.78kg ，每步重量：（2.47+3.63+4.78）0.5=5.44kg 30 米高计 25 步，重量：5.44 25=136 kg =1.36KN；剪力撑的杆件及扣件重 GB:GB=(2 Hb/cos )g+2 Hb/(cos6.5) g2+6g3 /（HbLb）式中 g 为钢管自重：0.0384 KN /m;g2 为一个对接扣件重：0.0185 KN /个； g3 为一个旋转扣件自重： 0.0145 KN/个;为剪刀撑同立杆夹角： =55; Hb 为剪刀撑竖向尺寸：6.0m; Lb 为剪刀撑横向尺寸：4.2m;精品文档精品文档代入上式： GB=(2 6)/cos55 0.0384+2 6/(cos55 6.5) 0.0185+6 0.0145 /(64.2）=0.0377 KN/m 则 30 米高脚手架剪刀撑自重产生轴向压力： NGB=300.0377=1.131KN; 脚手架结构自重产生轴向压力合计 NG=1.764+1.36+1.131=4.26 KN; 底层立杆活载产生轴向压力 脚手板自重按 0.35KN/ m2 计算。30 米高脚手架仅一节段施工，在 9 米高 节段中有五层脚手板，则每根立杆轴向力：(0.9+1.2)/20.60.5 0.355=0.551 KN; 操作层防护材料产生轴心压力：栏杆、挡脚板按 0.14 KN/ m，每层 1 米 计，共 0.143=0.42 KN； 立网封闭自重: 立网单重：0.01 KN/ m 2, 0.01（0.9+1.2）0.530=0.32 KN; 施工荷载:按 3KN/ m2 计算,按节段内有三层同时操作: （0.9+1.2）0.50.60.533=2.84 KN; 楼梯脚手板重：楼梯设在内外框架之间，沿四周旋转上升，每四步有一 层脚手板，全高计层：(0.9+1.2)/20.60.50.356=0.794KN. 荷载组合: N=1.2(4026+0.551+0.42+0.32)/K1+1.42.84 式中 K1 为脚手架高度调整系数，查表 K1=0.85，代入： N=7.84+3.98=11.82KN;精品文档精品文档(2)立杆稳定性检算立杆稳定性应满足：N/Afc, NAfc;立杆截面积 A=4.89cm2; 回转半径=1.58cm;钢材抗压强度 fc=205N/mm2; 为稳定系数，根据立杆长细比查表（建筑施工扣件式钢管脚手架安 全技术规范，第 5.3 条表 5.3.3,碗扣式钢管立杆稳定性比扣件式钢管强， 按扣件式钢管计算偏安全），=hk/，h 为脚手架步距 1.2m; 值为 立杆长度计算系数查表为 1.73,k 为长度计算附加系数，为 1.155; =(1.1551.73120)/151.8;查表取 =0.301; N=0.3012054.89100=30173.75 N=30.1KN=3.01t; 不考虑风载时，立杆 N=11.82KN精品文档s 为脚手架风荷载体型系数，按脚手架全封闭(立网网肋按尺寸 3.53.5 绳径 3.2mm)查表：s 为 1.0, 为挡风系数，=(1.2AZ)/ AW,代入 =1.2(3.5+3.5) 0.321.05/ (3.53.5)=0.23, s=1.0=0.23;代入上式：wk =0.71.420.230.75=0.171 KN/m2;作用于立杆上风线荷载：qw=0.1711.2=0.21 KN/m.Mw=(0.851.40.211.22)/10=0.036 KN/m; w=(0.036106) / (5.08103)=7.1N/mm2; N=(11.82103) / (0.301489)=80.3N/mm2; 合计：=80.3+7.1=87.4 N/mm2 (可)脚手架稳定计算 脚手架稳定是指承受风荷载时总体稳定性，根据墩柱施工顺序，脚手架逐节段拼装，现简述各节段风荷载计算及其抗风荷载的措施。 （） 第一节段脚手架，高度米风荷载按两种情况计算：一是大风，脚手架处在施工状态，外侧 面挂立网封闭，基本风压按 0.27m2 计算。另一台风，脚手架处在 防台风状态，立网暂拆除。基本风压按 0.75m2. 大风，基本风压 0.27m2，脚手架挂立网封闭。w 风荷载标准值 wk=0.7zs 0式中 z 为风压高度变化系数，按建筑结构荷载规范表.类 地面查得z=1.0 s 为风荷载体型系数，s=0.23精品文档精品文档wk=0.710.230.27=0.0435m2;第一节段脚手架立面面积:104.2=42M2承受风荷载 Hw=1.40.043542=2.56风力较小，底节段墩柱施工时，脚手架顶设四根缆风即可。 台风，基本风压.（深圳地区）,拆除立网封闭.w 风荷载标准值 wk=0.7zs 0式中s=1.2(1+)=1.15（h+ l）/( hl）+(Hb/sin a2)/( HbLb) 0.048 式中 h 为步距，1.2 米; l 为柱距 0.9 米;Hb 为剪刀撑竖向尺寸 6.0 米; Lb 为剪刀撑横向尺寸 4.2 米 为剪刀撑杆与纵向水平杆的夹角, =55;1.15 为考虑节点挡风系数;0.048 为钢管直径. 代入上式: =1.15 （ 1.2+0.9 ） /( 1.2 0.9 ） +(4.2/sin55 2)/( 6.0 4.2) 0.048=0.113为系数，查表取=1.0;s=1.20.113(1+1.0)=0.271;则 wk =0.710.270.75=0.142m2;脚手架承受风荷载