某桥满堂支架验算

摘要 运输便利 构造简单 安装方便的碗扣式钢管支架是目前现浇箱梁施工中最 为常用的一种支架 尤以现浇连续箱梁应用最为广泛 现就碗扣型钢管支架稳定性及 单根钢管支架立杆稳定性以及模板的强度进行验算 施工过程中支架立杆的纵距 横 距及水平杆的步距要严格按照验算结果进行施作 关键词 连续箱梁 钢管支架 模板 施工 验算 钢筋混凝土连续箱梁需支架进行现场浇筑 支架的支设是其中一项最重要 也是 最为复杂的工作 支架的支设质量直接影响着现浇连续箱梁的质量 所以在支架的支 设过程中要严格按照验算结果进行 且单根立杆的垂直度要求不大于 1cm 控制 以提 高满堂支架的抗倾覆性能 现以西合高速公路 SDN6 合同段棣花互通式立交桥 E 匝道 现浇箱梁的施工计算为例 介绍一下我们的施工应用 该桥梁总长 146m 上部构造 为 20 4 25 20 箱梁顶宽 15 50m 底宽 10 5m 一箱两室 在桥梁两端向跨中方向 39m 处设置 OVM 19 联接器 该箱梁分为三段进行施工 为确保大体积混凝土的表面 平整度 考虑到施工安装 搬运 拆卸方便 模板一般采用大面积刚度较好的竹胶板 一 满膛支架设计及计算 1 支架及模板的设计 支架设计采用满堂碗扣支架 支架主要包括立杆 横杆 可调底 顶托梁 剪力 撑 横向分配方木 顺桥向分配方木和底模板 基底为丹江河道天然砂砾填筑路基 压实度达到 95 以上 地基承载力 400Kpa 考虑到砂砾表层的板结性能较差 引起支架整体的局部受力不均匀 产生沉降 在其上浇注 20cm 厚 C20 混凝土的补强 调平层 以确保现浇连续箱梁的整体浇注质量 考虑到高空作业危险性 支架在支设 时两侧各留出 50cm 的工作平台 外侧采用防护网进行防护 支架采用碗扣式支架 距桥墩中心 3 米范围内 顺桥方向立杆步距 0 6m 其它位 置顺桥向立杆步距 0 9m 横桥向立杆步距均为 0 9m 层高为 1 2m 支架平均高度 8m 大横杆采用 12 12cm 小横杆采用 10 10cm 的落叶松方木 大横杆间距为 0 9m 小横杆间距为 0 3m 2 支架上部荷载组合 荷载主要考虑模板 方木及碗扣支架自重 新浇筑砼自重 钢筋自重 施工人员 及施工设备荷载 振捣砼时产生的荷载 倾倒砼时产生的荷载等 3 支架受力分析 A 正常段受力计算 1 计算荷载 模板 方木 碗扣支架自重 模板由现场实际秤得 0 12 KN m2 全桥共用大横杆方木 2940 米 小横杆方木 10136 米 由建筑施工手册上查的东 北落叶松为 6 5 KN m3 大横杆方木自重为 2940 0 12 0 12 6 5 140 16 5 0 119 KN m2 小横杆方木自重为 10136 0 1 0 1 6 5 140 16 5 0 285 KN m2 支架长 140 米 平均高度 8 平均宽度 16 5 米 由建筑施工手册查得碗扣式钢管 脚手架计算重量 8 0 122 0 976 KN m2 合计模板 方木 碗扣支架自重为 0 12 0 119 0 285 0 976 1 5 KN m2 钢筋砼梁体自重 在计算时 小横杆传力给大横杆 大横杆按均布荷载传递给 支架 所以支架按均布荷载计算 均布荷载受力具体计算如下 10 5 1 3 0 15 0 6 2 5 2 2 4 65 0 85 2 100 0 2 0 2 0 2 25 10 5 1 18 714 KN m2 最不利情况考虑钢筋砼按 25KN m3 计算 人工及料材 机具行走堆放荷载 2 0KN m2 由路桥施工计算手册查得 重 钢筋自重 施工人员及施工设备荷载 振捣砼时产生的荷载 倾倒砼时产生的荷 载等 3 支架受力分析 A 正常段受力计算 1 计算荷载 模板 方木 碗扣支架自重 模板由现场实际秤得 0 12 KN m2 全桥共用大横杆方木 2940 米 小横杆方木 10136 米 由建筑施工手册上查的东 北落叶松为 6 5 KN m3 大横杆方木自重为 2940 0 12 0 12 6 5 140 16 5 0 119 KN m2 小横杆方木自重为 10136 0 1 0 1 6 5 140 16 5 0 285 KN m2 支架长 140 米 平均高度 8 平均宽度 16 5 米 由建筑施工手册查得碗扣式钢管 脚手架计算重量 8 0 122 0 976 KN m2 合计模板 方木 碗扣支架自重为 0 12 0 119 0 285 0 976 1 5 KN m2 钢筋砼梁体自重 在计算时 小横杆传力给大横杆 大横杆按均布荷载传递给 支架 所以支架按均布荷载计算 均布荷载受力具体计算如下 10 5 1 3 0 15 0 6 2 5 2 2 4 65 0 85 2 100 0 2 0 2 0 2 25 10 5 1 18 714 KN m2 最不利情况考虑钢筋砼按 25KN m3 计算 人工及料材 机具行走堆放荷载 2 0KN m2 由路桥施工计算手册查得 施工砼时的施工荷载及振岛砼时产生的荷载均按 2 0 KN m2 由路桥施工计算手 册查得 2 受力计算 大横杆验算 大横杆受力计算 计算跨径 L 0 9m 顺桥向作用在大横杆上的均布荷载 q 0 285 0 12 18 714 2 2 0 9 20 807 KN m 跨中弯距 Mmax qL2 8 20 807 0 92 8 2 107 KN m 验算抗弯强度 10 10 厘米方木截面模量 W 0 123 6 2 88 10 4m3 Mmax W 2 107 1000 2 88 10 4 7 32MPa 由建筑施工手册查得落叶松容许弯应力 w 17Mpa 7 32MPa w 17Mpa 安全系数为 17 7 32 2 32 所以 12 12 厘米方木大横杆满足抗弯要求 验算刚度 Ix 0 124 12 17 28 10 6m4E 1 104 Mpa L 0 9 m f 5 ql4 384EI 5 20 807 103 0 94 384 1 104 17 28 1 03mm L 400 2 25mm 所以刚度符合要求 3 支架立杆计算 按 48 3 5 计算 立杆承受由大横杆传递来的荷载 N 0 119 0 285 0 12 18 714 2 2 0 9 0 9 18 82KN 立杆截面特性 由路桥施工计算手册查得 3 5 D 48 i 15 78mm A 489mm2 210Mpa 支架横杆步距为 1 2m 长细比 1200 15 78 76 承载力检算 N A 查表知 0 6758 则 N 0 6758 489 210 69 KN 从而得 N 18 82KN N 69KN 满足要求 B 端部加密段受力计算 在距桥墩中心线两侧各 3 米处 支架顺桥向步距 0 6 米 横桥向步距为 0 9 米 层高为 1 2 米 大横杆 小横杆均采用 10 10 厘米的落叶松方木 大横杆间距为 60 厘米 小横杆间距为 25 厘米 1 计算荷载 模板 方木 碗扣支架自重 模板由现场实际秤得 0 12KN m2 全桥共用大横杆方木 2940 米 小横杆方木 10136 米 由建筑施工手册上查的东 北落叶松为 6 5 KN m3 大横杆方木自重为 2940 0 12 0 12 6 5 140 16 5 0 119 KN m2 小横杆方木自重为 10136 0 1 0 1 6 5 140 16 5 0 285 KN m2 支架长 140 米 平均高度 8 平均宽度 16 5 米 由建筑施工手册查得碗扣式钢管 脚手架计算重量 8 0 122 0 976 KN m2 合计模板 方木 碗扣支架自重为 0 12 0 119 0 285 0 976 1 50 KN m2 钢筋砼梁体自重 在计算时 小横杆传力给大横杆 大横杆按均布荷载传递给 支架 所以支架按均布荷载计算 均布荷载受力具体计算如下 10 5 1 3 0 15 0 6 2 5 2 2 4 35 0 85 2 100 0 2 0 2 0 2 25 10 5 1 19 928 KN m2 最不利情况考虑钢筋砼按 25KN m3 计算 人工及料材 机具行走堆放荷载 2 0 KN m2 由路桥施工计算手册查得 施工砼时的施工荷载及振岛砼时产生的荷载均按 2 0 KN m2 由路桥施工计 算手册查得 2 大横杆验算 大横杆受力计算 计算跨径 L 0 6m 顺桥向作用在大横杆上的均布荷载 q 0 285 0 12 19 928 2 2 0 6 14 60 kn 跨中弯距 mmax ql2 8 14 60 0 62 8 0 657kn m 验算抗弯强度 10 10 厘米方木截面模量 w 0 123 6 2 88 10 4m3 mmax w 0 657 1000 2 88 10 4 2 28mpa 由建筑施工手册查得落叶松容许弯应力 w 17mpa 2 28mpa w 17mpa 安全系数为 17 2 28 7 46 12 12 厘米方木大横杆满足抗 摘要 以申嘉湖高速公路 H5 标 K78 960 433 分离立交桥为例 介绍了现浇箱梁 桥支架布设及验算的一般方法 对支架 立杆和剪刀撑的布置方法及立杆布距的确定 进行了说明 关键词 现浇箱梁 支架 布设 受力验算 中图分类号 U4 文献标识码 B 文章编号 1002 6908 2008 0610035 01 现浇砼施工方法在目前的桥梁施工中应用较普遍 支架布设设计的好坏直接关系 到砼浇筑过程的安全及浇筑成型后的箱梁质量和线型能否符合设计要求 因此 支架 的布设及验算极为重要 申嘉湖高速公路 H5 标 K78 960 433 分离立交桥 全长 466 6m 跨径组合为 7 25 25 2 30 25 7 25 m 桥梁横断面为净 17 m 共三联 上部构造为单箱 三室等高度截面钢筋砼连续箱梁 第一 三联箱梁高 1 40 m 第二联梁高 1 60m 底 部宽 11 4 m 全桥砼圬工量为 5005 5m3 钢筋用量为 1453882Kg 钢绞线用量为 213662 kg 箱梁施工时 支架体系采用 WDJ 碗扣式多功能钢支架 1 支架布置和构件尺寸 1 1 支架间距 本桥支架第一 三联顺桥向布置间距为 1 2m 横桥向间距为 1 0m 支点附近横 隔梁处间距加密顺桥向布置间距为 0 6m 横桥向间距为 0 5m 第二联顺桥向布置间 距为 1 0m 横桥向间距为 1 0m 支点附近间距加密顺桥向布置间距为 0 5m 横桥向 间距为 0 4m 支架安装顺序 地基处理 测量放样 安装底托调平 安装底层门架 安装纵横水平钢管 安装上层门架 安装调节杆 安装顶托调平 安装剪刀撑及斜撑 1 2 传力系统 支架顶部设 2 层方木将模板荷载传至支架 第一层顺桥向布置 截面为 12cm 15cm 中心间距为 30 cm 跨距 90 cm 置于第二层方木上 第二层横桥向布 置 截面为 10cm 10cm 间距 90 cm 跨距 60 cm 置于碗扣式支架顶托上 1 3 稳定性 为保证支架的稳定性 以纵桥向每隔 3 6 m 间距横向布置剪刀撑 同时顺桥向连 续布置 6 道剪刀撑 剪刀撑用 6 m 长 48 普通钢管连续布置 与地平面成 45 度 角 度偏差小于 15 度 每一处与碗扣支架连接处必须用扣件紧固 剪刀撑必须上至底模 板 下至地面 在地面处设置垫木 1 4 支架规格 支架立杆底部采用可调底座 0 600 m m 支架立杆顶部采用可调托撑 0 600 m m 普通立杆规格为 2 400mm 1 800mm 两种 横杆规格为 600mm 900mm 两种 2 荷载及验算 计算中采用钢筋砼荷载为全桥数量 集中在梁体下 11 4m 范围 数值较大 实际 平均钢筋及砼荷载为 19 5KN m2 横隔梁及腹板 肋板处钢筋及砼荷载最大 为 36 4 KN m2 各项荷载相加 按荷载集中受力 根据立杆布置方法和间距 腹板及肋板处 最大单杆荷载为 19 2 KN 计算中不单独计算横隔梁 腹板及肋板处荷载 2 1 荷载 荷载类型 箱梁砼荷载为 21 2 KN m2 钢筋荷载为 3 4 KN m2 施工人员 及设备荷载为 1 0 KN m2 内外模板荷载为 0 75KN m2 传力层方木荷载为 0 4 KN m2 支架自重为 2 9 KN m2 其它荷载为 1 4 KN m2 2 2 胶合板强度及挠度验算 1 胶合板采用优质覆膜竹胶板 122 244 1 8cm 胶合板最低静弯曲强度 fm 为 25 KN mm2 弹性模量 E 为 3 500 N mm2 荷载为 1 5 41 6KN m2 安全系数为 1 5 所选胶合板厚度 h 为 18mm 板底间距 l 为 200mm 以 1mm 宽度 b 按两跨连续梁验算 线荷载 q 为 0 0416N mm 2 胶合板截面的抵抗矩 W bh2 6 54mm3 弯矩 M 0 125ql2 208N mm 抗弯承 载能力为 M W 3 9N mm2 25N mm2 3 截面惯性矩 I bh3 12 486mm4 挠度 f 0 52ql4 100EI 0 20mm 0 5mm 2 3 胶合板底方木抗弯强度及挠度验算 1 松木最低抗弯强度值 fm 为 13N mm2 弹性模量 E 9 000 N mm2 方木截面为 100mm 100mm 荷载为 1 5 42 2KN m2 安全系数为 1 5 方木间距为 300mm 跨距 l 为 900mm 按两跨连续梁验算 单根方木线荷载 q 为 12 7N mm 2 方木截面抵抗矩 W bh2 6 166666 7mm3 弯矩 M 0 125 ql 2 1285875N mm 抗弯承载能力为 M W 7 7 N mm2 13N mm2 3 截面惯性矩 I bh3 12 8333333 3mm4 挠度 f 0 52ql4 100EI 0 81mm 2 3mm 2 4 支架顶托上方木抗弯强度及挠度验算 1 松木最低抗弯强度值 fm 为 13N mm 弹性模量 E 为 9000N mm 方木截面为 100mm 100mm 间距为 900mm 跨距 l 为 600mm 荷载为 1 5 42 2KN m2 安全系数为 1 5 线荷载 q 为 38 0N mm 按两跨连续梁计算 2 方木截面抵抗矩 W bh2 6 166666 7mm3 弯矩 M 0 125 ql 2 1710000N mm 抗弯承截能力 M W 10 3 N mm2 13N mm2 3 截面惯性矩 I bh3 12 8333333 3mm4 挠度 f 0 52ql4 100EI 0 34mm 1 5mm 2 5 支架强度及稳定性验算 各项荷载相加 1 5 46 58 KN m2 安全系数为 1 5 支架间距为 0 6m 0 9m 单 根立杆受力 N 为 25153N 2 5 1 单根立杆强度验算 钢管抗压及抗弯强度 f 为 140Mpa 壁厚 3 5mm 直径 48mm 截面积 4 89cm2 抗压承载能力 N S 51 4 140Mpa 2 5 2 支架稳定性验算 主要验算支架横桥向稳定性 按双排架计算 步距 1 2m 验算 1 荷载对立杆底部产生的弯矩 M qdh2 2 6qs 15 1 2 1000 0 048 62 2 6 1 2 1000 1 3 15 1660 8 N m 式中 q 为风荷载 本地区最大取 1 2 KN mm2 d 为立杆直径 d 48mm h 为立 杆高度 h 6 0m s 为梁体侧面单排杆宽度范围内面积 s 1 3m2 2 稳定性按下式验算 N A M BA 25153 0 195 1810 1660 8 0 6 1810 73 KAKHf 0 85 0 94 140 111 86 Mpa 式中 为稳定系数 取 0 195 步距为 1 2 A 为立杆毛截面积 A 1810 mm2 B 为立杆横桥向间距 B 0 6m KA 为与截面有关的调整系数 取 0 85 KH 为与高度有关的调整系数 取 0 94 3 结论 该分离立交桥现浇箱梁桥施工是对支架搭设 材料选用的严格控制以及支架搭设 完成后对预压材料及荷载的严格把关 施工中通过支架沉降观测点的跟踪观测 支架 的非弹性变形量均小于 3mm 箱梁底板混凝土外表平整度小于 5mm 表面轮廓清晰 线条顺直 混凝土实体未出现任何裂缝 实践证明 本桥支架布设方案是切实可行的 现浇连续箱梁做到了内实外洁 平整 美观取得了较好的经济效益和社会效益 参考文献 1 JTJ 023 85 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 2 JTJ 021 89 公路桥涵设计通用规范 3 JTJ 041 2000 公路桥涵施工技术规范 4 公路施工手册 桥涵分册 人民交通出版社 现浇箱梁支架稳定性验算现浇箱梁支架稳定性验算 陈瑞兴 今日科苑 2008 年第 9 期 本文字数 3360 小 中 大 摘要 结合上海市某桥梁工程三座大跨径高架桥现浇连续箱梁施工 介绍支架稳 定性的验算方法 关健词 现浇箱梁 施工方案 支架模板 内力验算 随着我国公路建设的飞快发展 城市立交桥 高速公路桥梁对结构混凝土外观 要求越来越高 只要条件允许 其梁板均采用现浇方法施工 目前现浇梁板支承体系 主要依赖于脚手架 而脚手架的施工成本与项目的经济效益 质量 安全等诸多因素 密切相关 怎样采用科学的计算方法从诸多因素中找出最佳平衡点 体现项目的技术 能力和管理水准的一个重要方面 下面结合上海市某桥梁工程施工 介绍支架稳定性 的验算方法 一 工程概况 上海某桥梁工程位于上海市浦东新区曹路镇 主线全长 1 7KM 东通浦东国际机 场 远东大道进入上海市区 西接五洲大道通往江苏方向 A B C D 四条匝道均与 崇明长江隧道相连通往崇明岛 是一座三层特大型互通式立交桥 是上海 崇明 江 苏三省市的交通枢纽 故本工程亦简称沪崇苏立交 沪崇苏立交箱梁桥分别为 主线 58 04m 91 292m 58 054m 三跨 C 匝道 45 854m 76 790m 46 057m 三跨 D 匝道 45 751m 74 242m 45 751m 三跨 大跨径连 续箱梁桥均处于旱地 综合考虑实际施工的难度和节约成本投资等因素 箱梁采用 48 3 5mmWDJ 碗扣式多功能钢管满堂支架 单向 全断面现浇的方法施工 以下按 高支架 C 匝道 难度最大 介绍 二 施工方案 一 支架架设 立模方法 支架以两桥墩 或桥台 中心连线为轴线 并垂直于中心点法线往两翼及跨两 端对称搭设 依照现有图纸将其划分为 0 1 断面 2 3 断面 4 5 断面 6 6 断面 断面图附后 等四段分别进行计算 各段设计荷载的限值取该段最大净 截面积的荷载 经过计算比较选出最佳组合 竖杆纵横向间距依次分别为 60cm 60cm 90cm 60cm 60cm 60cm 60cm 30cm 支架步距视架子实际高度采用 120cm 或 60cm 利用可调下托调整支架横杆使之保持整体水平 在支架搭设过程中结 合模板 横梁 纵梁厚度 通过跟踪测量调整支架高度 同时确保可调 U 型顶托螺旋 调节幅度不超过 25 cm 在支架 U 型顶托上沿线路纵向摆放横截面为 10cm 15cm 方木 作为纵梁 在纵梁上横向摆放横截面为 5cm 10cm 间距 20cm 方木作为横梁 方木均 使用东北红杉 最后在横梁上铺设模板 模板接头之间放置海绵双面帖 以防止因模 板摆放时间过长热胀冷缩造成模板鼓起或缝隙过大 支架架设结构 见图 1 C 匝道曲线半径很小 横坡最大值达到 6 为保证支架的稳定性以及防止不侧向 滑移 拟在两匝道内侧端包括主线外侧端 两侧标高低 加密纵横剪刀斜支撑和两侧设 置缆风绳索固定 设在 3 8L 和 1 4L 处且对等收笼 或设置足够数量纵横向的扫地杆 纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座上皮 20cm 的立杆上 横向扫地杆在紧靠纵 向扫地杆下方的立杆上 和斜拉杆 通顶 以消除侧向应力负作用 另外 C 匝道支 架高度超过 15m 考虑脚手架自重 并将自重计算为荷载 立杆的接长缝错开 使立 杆接长缝不在同一水平上 以保证脚手架的整体强度和稳定性 二 支架预压 采用砂袋按 120 荷载进行预压 箱梁箱体范围平均荷载为 42 18KN m2 换算 成砂袋高 3 5m 横梁部分荷载为 156 18 KN m2 实心箱体部分采用砂袋高度 1m 钢 筋预压或整捆钢绞线堆放预压 0 8 m 在地面上以纵横间隔 5m 和在模板上按高程控制 点位分别设置观测点 预压时逐日对其进行沉降观测 做好记录 沉降稳定的标准为 沉降量 1mm d 卸载后算出地面沉降 支架的弹性和非弹性变形数值 根据各点对 应的弹性变形数值及设计预拱度调整模板的高程 三 支架 模板内力验算方法 以最不利断面为例 支架竖杆纵横向间距为 90cm 60cm 支架步距采用 120cm 模板采用 1 5 cm 竹胶板 一 模板计算 新浇筑结构混凝土平均荷载 G1 7 866 26 7 6 26 9KN m2 施工人员 料 具 行走运输堆放载荷 Gr 2 5KN m2 倾倒混凝土时产生的冲击荷载和振捣混凝土时产生 的荷载均按 2KN m2 考虑 支架高度为 20 左右 风荷载 0 5 20m 支架高 12 05m 桥面宽 0 8 KN m2 根据规范要求计算模板及支架时 所采用的荷载设计 值 应取荷载标准值分别乘以相应的荷载分项系数 然后再进行组合 该段组合后的 设计荷载为 26 9 1 2 6 5 1 4 0 8 1 0 42 18KN m2 模板跨径 L1 0 9m 模板 宽度 b 0 2m 模板每米上的荷载为 g 42 18 0 2 8 436KN m 模板跨中弯距计算 M1 2 gL12 10 8 436 0 92 10 0 683KN m 竹胶板其容许弯应力 w 90Mpa 并可提高 1 2 模板需要的截面模量 W M 1 2 w 0 683 1 2 90 103 6 327 10 6m3 根据 W b 得 h 为 故模板厚度选择采用 0 015m 二 纵梁计算 纵梁跨度 L2 0 9m 横桥向宽度 L1 0 6m 那么有 纵梁单位荷载 g 42 18L1 42 18 0 6 25 308KN m 跨中弯距 M1 2 gL22 8 25 308 0 92 8 2 562KN m 需要的截面模量 W M 1 2 w 2 562 1 2 13 103 1 642 10 4m3 纵梁方木宽度 b 为 0 10 m 那么有 纵梁方木截面积取 0 10m 0 15m 核算其挠度 则有 I bh3 12 0 1 0 153 12 2 8125 10 5m4 F 5 gL24 384 EI 5 25 308 0 94 384 10 106 2 8125 10 5 7 687 10 4m F L2 7 687 10 4 0 6 1 780 f l 1 400 符合要求 三 支架立杆强度 稳定性计算 立杆承受由纵梁传递来的荷载 N gL2 25 308 0 9 22 777KN 钢管截面最小回 转半径 i 15 78mm 支撑立柱步距为 1 2m 长细比 l i 1200 15 78 76 查表得 0 744 强度验算 a N Aji 22777 489 46 6MPa a 215 MPa 稳定验算 a N A0 22777 0 744 489 62 6MPa a 215 MPa 满足 要求 结论 支架竖杆纵横向间距 90cm 60 cm 考虑到横杆竖向步距 120 cm 时 立杆 荷载 Pmax 30KN 同时计算时是按平均布载 故在腹板和横隔板下将横杆高度步距加 密到 60 cm 或将立杆横向间距改为 0 6m 纵梁间距相应改为 0 6m 经计算均能满足 要求 结语 该立交连续箱梁施工组织设计方案 经过实施取得了良好效果 在施工过程中采 用碗扣式支架提高了支架搭设效率 通过对支架沉降观测点的跟踪观测 支架的非弹 性变形量均 3mm 箱梁底板混凝土外表平整度 5mm 混凝土实体未出现任何裂缝 实践证明该支架架设优化方案是切实可行的 现浇混凝土连续箱梁满堂碗扣型钢管支架及模板的施工验算现浇混凝土连续箱梁满堂碗扣型钢管支架及模板的施工验算 资讯类型 行业新闻 加入时间 2009 年 3 月 19 日 15 2 现浇混凝土连续箱梁满堂碗扣型钢管支架及模板的施工验算 摘要 运输便利 构造简单 安装方便的碗扣式钢管支架是目前现浇箱梁施工中最为常用的一种支 架 尤以现浇连续箱梁应用最为广泛 现就碗扣型钢管支架稳定性及单根钢管支架立杆稳定性以及 模板的强度进行验算 施工过程中支架立杆的纵距 横距及水平杆的步距要严格按照验算结果进行 施作 施工 验算 钢筋混凝土连续箱梁需支架进行现场浇筑 支架的支设是其中一项最重要 也是最为复杂的工作 支架的支设质量直接影响着现浇连续箱梁的质量 所以在支架的支设过程中要严格按照验算结果进 行 且单根立杆的垂直度要求不大于 1 c m 控制 以提高满堂支架的抗倾覆性能 现以西合高速公 路 S D N 6 合同段棣花互通式立交桥 E 匝道现浇箱梁的施工计算为例 介绍一下我们的施工应用 该桥梁总长 146m 上部构造为 20 4 25 20 箱梁顶宽 15 50m 底宽 10 5m 一箱两室 在桥梁两端向跨中方向 3 9 m 处设置 O V M 1 9 联接器 该箱梁分为三段进行施工 为确保大体 积混凝土的表面平整度 考虑到施工安装 搬运 拆卸方便 模板一般采用大面积刚度较好的竹胶 板 一 满膛支架设计及计算 1 支架及模板的设计 支架设计采用满堂碗扣支架 支架主要包括立杆 横杆 可调底 顶托梁 剪力撑 横向分配方 木 顺桥向分配方木和底模板 基底为丹江河道天然砂砾填筑路基 压实度达到 9 5 以上 地基 承载力 4 0 0 K p a 考虑到砂砾表层的板结性能较差 引起支架整体的局部受力不均匀 产生 沉降 在其上浇注 20cm 厚 C20 混凝土的补强调平层 以确保现浇连续箱梁的整体浇注质量 考虑 到高空作业危险性 支架在支设时两侧各留出 50cm 的工作平台 外侧采用防护网进行防护 支架采用碗扣式支架 距桥墩中心 3 米范围内 顺桥方向立杆步距 0 6 m 其它位置顺桥向立杆 步距 0 9 m 横桥向立杆步距均为 0 9 m 层高为 1 2 m 支架平均高度 8m 大横杆采用 12 12cm 小横杆采用 1 0 1 0 c m 的落叶松方木 大横杆间距为 0 9m 小横杆间距为 0 3m 2 支架上部荷载组合 荷载主要考虑模板 方木及碗扣支架自重 新浇筑砼自重 钢筋自重 施工人员及施工设备荷载 振捣砼时产生的荷载 倾倒砼时产生的荷载等 3 支架受力分析 A 正常段受力计算 1 计算荷载 模板 方木 碗扣支架自重 模板由现场实际秤得 0 12 KN m 全桥共用大横杆方木 2940 米 小横杆方木 1 0 1 3 6 米 由建筑施工手册上查的东北落叶松为 6 5 KN m 大横杆方木自重为 2940 0 12 0 12 6 5 140 16 5 0 119 KN m 小横杆方木自重为 10136 0 1 0 1 6 5 140 16 5 0 285 KN m 支架长 140 米 平均高度 8 平均宽度 1 6 5 米 由建筑施工手册查得碗扣式钢管脚手架计算重 量 8 0 122 0 976 KN m 合计模板 方木 碗扣支架自重为 0 12 0 119 0 285 0 976 1 5 KN m 钢筋砼梁体自重 在计算时 小横杆传力给大横杆 大横杆按均布荷载传递给支架 所以支架 按均布荷载计算 均布荷载受力具体计算如下 10 5 1 3 0 15 0 6 2 5 2 2 4 65 0 85 2 100 0 2 0 2 0 2 25 10 5 1 18 714 KN m 最不利情况考虑钢筋砼按 2 5 K N m 3 计算 人工及料材 机具行走堆放荷载 2 0 K N m 2 由路桥施工计算手册查得 施工砼时的施工荷载及振岛砼时产生的荷载均按 2 0 KN m 由路桥施工计算手册查得 2 受力计算 大横杆验算 大横杆受力计算 计算跨径 L 0 9 m 顺桥向作用在大横杆上的均布荷载 q 0 285 0 12 18 714 2 2 0 9 20 807 KN m 跨中弯距 Mmax qL2 8 20 807 0 92 8 2 107 KN m 验算抗弯强度 10 10 厘米方木截面模量 W 0 123 6 2 88 10 4m Mmax W 2 107 1000 2 88 10 4 7 32MPa 由建筑施工手册查得落叶松容许弯应力 w 17Mpa 7 32MPa w 17Mpa 安全系数为 17 7 32 2 32 所以 12 12 厘米方木大横杆满足抗弯要求 验算刚度 Ix 0 124 12 17 28 10 6m4 E 1 104 Mpa L 0 9 m f 5 ql4 384EI 5 20 807 103 0 94 384 1 104 17 28 1 03mm L 400 2 25mm 所以刚度符合要求 3 支架立杆计算 按 48 3 5 计算 立杆承受由大横杆传递来的荷载 N 0 119 0 285 0 12 18 714 2 2 0 9 0 9 18 82KN 立杆截面特性 由路桥施工计算手册查得 3 5 D 48 i 15 78mm A 489mm 210Mpa 支架横杆步距为 1 2 m 长细比 1200 15 78 76 承载力检算 N A 查表知 0 6758 则 N 0 6758 489 210 69 KN 从而得 N 18 82KN N 69KN 满足要求 B 端部加密段受力计算 在距桥墩中心线两侧各 3 米处 支架顺桥向步距 0 6 米 横桥向步距为 0 9 米 层高为 1 2 米 大横杆 小横杆均采用 1 0 10 厘米的落叶松方木 大横杆间距为 60 厘米 小横杆间距为 2 5 厘 米 1 计算荷载 模板 方木 碗扣支架自重 模板由现场实际秤得 0 1 2 K N m 2 全桥共用大横杆方木 2940 米 小横杆方木 1 0 1 3 6 米 由建筑施工手册上查的东北落叶松为 6 5 KN m 大横杆方木自重为 2940 0 12 0 12 6 5 140 16 5 0 119 KN m 小横杆方木自重为 10136 0 1 0 1 6 5 140 16 5 0 285 KN m 支架长 140 米 平均高度 8 平均宽度 1 6 5 米 由建筑施工手册查得碗扣式钢管脚手架计算重 量 8 0 122 0 976 KN m 合计模板 方木 碗扣支架自重为 0 12 0 119 0 285 0 976 1 50K N m 2 钢筋砼梁体自重 在计算时 小横杆传力给大横杆 大横杆按均布荷载传递给支架 所以支架 按均布荷载计算 均布荷载受力具体计算如下 10 5 1 3 0 15 0 6 2 5 2 2 4 35 0 85 2 100 0 2 0 2 0 2 25 10 5 1 19 928 KN m 最不利情况考虑钢筋砼按 2 5 K N m 3 计算 人工及料材 机具行走堆放荷载 2 0 KN m 由路桥施工计算手册查得 施工砼时的施工荷载及振岛砼时产生的荷载均按 2 0 KN m 由路桥施工计算手册查得 2 大横杆验算 大横杆受力计算 计算跨径 L 0 6 m 顺桥向作用在大横杆上的均布荷载 q 0 285 0 12 19 928 2 2 0 6 14 60 KN 跨中弯距 M m a x q L 2 8 1 4 6 0 0 62 8 0 657KN m 验算抗弯强度 10 10 厘米方木截面模量 W 0 123 6 2 88 10 4m Mmax W 0 657 1000 2 88 10 4 2 28MPa 由建筑施工手册查得落叶松容许弯应力 w 17Mpa 2 28MPa w 17Mpa 安全系数为 17 2 28 7 46 1 2 1 2 厘米方木大横杆满足抗弯要求 验算刚度 I x 0 1 2 4 1 2 1 7 2 8 1 0 6m 4 E 1 104 Mpa L 0 6 m f 5 ql4 384EI 5 14 6 103 0 64 384 1 104 17 28 0 143mm 0 6 400 1 5 所以刚度符合要求 3 支架立杆计算 按 48 3 5 计算 立杆承受由大横杆传递来的荷载 N q l 0 1 1 9 0 2 8 5 0 1 2 19 928 2 2 0 6 0 9 13 204 KN 立杆截面特性 由路桥施工计算手册查得 3 5 m m D 4 8 m m i 15 78mm A 489mm 210M p a 支架横杆步距为 1 2 m 长细比 1200 15 78 76 承载力检算 N A 查表知 0 6758