高速连接线主线满堂支架计算书

1、目 录一、概况2二、计算依据2三、基础资料2四、计算荷载：44.1、荷载分析44.1.1、箱梁自重荷载 - q144.1.2、箱梁模板及模板支撑荷载 - q244.1.3、施工人员、施工材料和机具荷载 - q354.1.4、砼振捣荷载 - q454.1.5、砼对模板侧压荷载 - q554.1.6、支架自重荷载 - q654.1.7、风荷载 - q764.2、荷载组合94.2.1、底模、方木计算荷载104.2.1、侧模计算荷载11五、结构计算115.1、底模竹胶板计算115.2、侧模竹胶板计算125.3、顶层横桥向方木分配梁计算135.3.1、横隔梁及腹板断面135.3.2、底板及翼板断面145

2、.4、底层纵桥向方木分配梁计算165.4.1、横隔梁及腹板断面165.4.2、底板及翼板断面175.5、立杆稳定性验算185.5.1、横隔梁断面185.5.2、翼板、底板断面195.5.3、腹板断面（90cm）215.6、纵横向水平杆及斜杆扣件抗滑验算225.7、架体抗倾覆验算225.8、地基承载力验算23六、验算结果24主线箱梁满堂支架计算书一、概况满堂式碗扣支架体系由支架基础、483 mm碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调节顶托、1010 cm方木做纵向分配梁、用88 cm方木做横向分配梁，15 mm竹胶板做底板；模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。二、计算依据1、建筑施工碗扣式脚手架安全技

3、术规范（jgj166-2008）2、钢结构设计规范（gb50017-2003）3、公路桥涵地基与基础设计规范（jtg d63-2007）4、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（jtj025-86）5、公路桥涵施工技术规范(jtg/t f50-2011)6、济广高速济南连接线工程施工设计图（山东省交通公路设计院）7、竹胶合板模板jgt 156-20048、竹胶合板模板、方木根据容许应力法计算，碗扣支架根据概率极限状态设计法计算。三、基础资料1、碗扣支架为483 mm钢管；根据建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（jgj166-2008）5.1.6知钢管的强度设计值为205 n/mm2。2、采用15mm厚

4、竹胶合板作为底模、侧模，根据竹胶合板模板jgt 156-2004其弹性模量取板宽方向为5.5103 mpa，其容许应力 50mpa。采用1010 cm方木作为纵梁，88 cm方木作为底模横肋，除横隔梁及腹板处横向间距为20cm外，其余位置横桥向间距为30 cm，；根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范(jtj025-86)方木采用木材材料为a3类，其容许应力，弹性模量按a3类计，即：12mpa，e9103 mpa，=1.9 mpa3、横杆的步距除去顶托底托位置处为0.6 m，其余位置横杆步距均为1.2 m；4、墩柱附近横隔梁段立杆间距0.6 m（顺桥向）0.6 m（横桥向）布置；5、空心段、翼板及

5、过渡段底板按照0.9 m（顺桥向）0.9 m（横桥向）布置支架立杆；6、腹板下立杆横向纵向间距为：0.6 m0.9 m。7、大于40 m跨径连续梁，根据腹板厚度变化，腹板位置支架布置予以适当加强。（具体见：支架布置图）图3.1：支架横断面布置图四、计算荷载：4.1、荷载分析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：4.1.1、箱梁自重荷载 - q1新浇混凝土密度取26k n/m3。对于横隔梁处，自重荷载为26 kn/m32.3m=59.8 kn/m2;对于翼板处，按翼板根部最厚处计算，自重荷载为26kn/m30.65m=16.9 kn/m2；对于一般底板处，自重荷载为26k

6、n/m30.48m=12.48 kn/m2；对于跨中腹板处，可按平均厚度进行计算，按最厚腹板90cm宽度计算，其下布置4排间距60cm立杆，则其平均厚度为1.61 m（平均高度以断面积除以底宽度），故腹板处自重荷载可按26kn/m3 1.61m=41.86 kn/m2计算。具体如下表所示：箱梁自重荷载 - q1符号位 置砼密度（kn/m3)厚度(m)荷载（kn/m2)备注q1横隔板262.359.8翼板260.6516.9翼板根部最厚处计底板260.4812.48腹板261.6141.86以90cm厚腹板计表4.1.1：箱梁自重荷载q14.1.2、箱梁模板及模板支撑荷载 - q2箱梁内模、底模

7、、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，根据建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（jgj166-2008）4.2.4节取q20.3 kn/ m2；4.1.3、施工人员、施工材料和机具荷载 - q3施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算q31 kn/m2；4.1.4、砼振捣荷载 - q4振捣混凝土产生的荷载，q41 kn/m2；4.1.5、砼对模板侧压荷载 - q5因现浇箱梁采取水平分层以每层30cm高度浇筑，在竖向上以v=1.2 m/h浇筑速度控制，新浇混凝土对侧模的最大压力q5=0.22t0k1k2v0.5式中：k1 -外加剂修正系数，取掺缓凝外加剂k=1.2；k2 -坍落度修正系数，当

8、坍落度为11-15cm时，取1.15；v -混凝土浇筑速度，取v=1.2 m/h；-混凝土密度，取26 kn/ m3；t0 -混凝土初凝时间，取2小时。可得：q5=0.222261.21.151.20.5 = 17 kn/m24.1.6、支架自重荷载 - q6根据拟定的支架布置图，支架自重计算如下：立杆: 188（90/0.6）+178（90/0.9）=35200 m 横向横杆：2070.9（90/0.9）+1480.6（90/0.6）=22680 m 纵向横杆：1770.9（90/0.9）+1880.6（90/0.6）=23670 m 根据规范，立杆按5.5 kg/m,横杆按4 kg/m计算

9、，则： g=352005.5+（22680+23670）4=379 t栏杆、挡脚板、安全网自重为0.14 kn/m，则两侧栏杆、挡脚板、安全网重量为0.14 kn/m290=25.2 kn支架、栏杆、挡脚板、安全网平均为：q6=（25.2+3790）/(26.890)=1.58 kn/m24.1.7、风荷载 - q7对支架结构分析可知，风荷载最不利状态为模板安装完毕，钢筋安装前，此时风荷载最大，自重荷载较小。根据建筑施工碗扣钢管脚手架安全技术规程第4.3.1条，作用于双排脚手架及模板支撑架上的水平缝荷载标准值应按下式计算:k=0.7zs0式中：k 风荷载标准值（kn/m2）；z风压高度变化系数

10、，按规范附录d查的z=0.74； s风荷载体型系数；0基本风压（kn/m2），按现行国家标准建筑结构荷载规范gb5009规定查得济南地区基本风压0 =0.5 kn/m2。 根据建筑施工碗扣钢管脚手架安全技术规程第4.3.2条，双排脚手架及模板支撑架的风荷载体型系数（s）应按下列规定采用： 1.悬挂密目式安全网的双排脚手架和支撑架体型系数为s =1.30，0为密目式安全网挡风系数，取0.8。 2.单排架无遮拦体型系数：st =1.2，挡风系数：0=a1/a0 =(0.9+1.2)0.048/(0.91.2)=0.093式中：a1杆件挡风面积；a0迎风全面积. 3.无遮拦多排模板支撑架的体型系数：

11、s=st式中：st单排架体型系数，st=1.20.093=0.011； n-支撑架相连立杆数，根据支架布置形式取值n=8；-按现行国家标准建筑结构荷载规范gb5009有关规定修正计算，当0小于或等于0.1时，应取=0.97。可得：s=st=7.210.011=0.079作用于多排支架及支撑架上的水平风荷载标准值：k=0.7zs0 =0.70.740.0790.5=0.021 kn/m2模=0.7zs0=0.70.741.20.5=0.311 kn/m24.1.7.1、模板、支撑架风荷载 当模板支撑架有风荷载作用时，应进行内力计算，对支架横断面最不利分析简化，横向0.9m7=6.3m，竖向1.2

12、7=8.4m，受力简图如右图所示： 图4.1.7：风荷载计算简图1.支架风荷载化解为每一节点集中荷载：w = kak=0.0351.20.9=0.023 kn；w1 = 模a模=0.3112.30.9=0.644 kn。式中：ak-取值根据支架步距，ak=1.20.9=1.08 m2； a模取值根据支架步距和梁高，a模=2.30.9=2.07 m2。2.节点集中荷载在立杆及斜杆中产生的内力wv、ws为：wv(1.2/0.9) 0.0378 = 0.031 knws0.038 knwv1 1 = (1.2/0.9) 0.644 = 0.859 knws11 1.073 kn式中：h-横杆间距；立

13、杆横向步距。4.1.7.2、自上而下叠加在斜杆最下端处的最大内力：s1+(n-1)s式中：-自上而下叠加在斜杆最下端处的最大内力；s1 -顶端风荷载1产生的斜杆内力；n-支撑架步数，根据受力简图取值，n=8。可得：s1+(n-1)s =1.073+（8-1）0.038 = 1.339 kn4.1.7.3、自上而下叠加在立杆产生的最大内力：v1+(n-1)v式中：-自上而下叠加在立杆产生的最大内力；wv1 -顶端风荷载w1产生的立杆内力；n-支撑架步数，根据受力简图取值，n=8。可得：v1+(n-1)v =0.859+（8-1）0.031 = 1.076 kn对风荷载汇总可得：风荷载 - q7符

14、号荷载名称数 值备 注k风荷载标准值0.021 kn/m2支架模风荷载标准值0.311 kn/m2模板w风荷载节点水平力0.023 kn支架产生w1顶端风荷载水平力0.644 kn模板产生斜杆叠加最大内力1.339 kn斜杆轴力立杆叠加最大内力1.076 kn立杆轴力表4.1.7： 风荷载q74.2、荷载组合公路桥涵施工技术规范(jtg/t f50-2011)5.2.6，计算荷载组合为：模板结构名称荷载组合强度计算刚度验算底模及支架系统计算侧模计算(4)表4.2.1：模板、支架设计计算荷载组合对4.1荷载分析中各荷载汇总可得：荷载分析汇总表符号名称及位置数值备注q1箱梁自重横隔板59.8 kn

15、/m2翼板16.9 kn/m2翼板根部最厚处计底板12.48 kn/m2腹板41.86 kn/m2以90cm厚腹板计q2箱梁模板及模板支撑荷载0.3 kn/m2q3施工人员、施工材料和机具荷载1 kn/m2q4砼振捣荷载1 kn/m2q5砼对模板侧压荷载17 kn/m2q6支架自重荷载1.58 kn/m2q7风荷载k风荷载标准值0.021 kn/m2支架模风荷载标准值0.311 kn/m2模板w风荷载节点水平力0.023 kn支架产生w1.顶端风荷载水平力0.644 kn模板产生斜杆叠加最大内力1.339 kn斜杆轴力立杆叠加最大内力1.076 kn立杆轴力表4.2.2：荷载分析汇总表4.2.

16、1、底模、方木计算荷载1横隔梁处：q横=q1+q2+q3+q4 =59.8+0.3+1.0+1.0=62.1 kn/m22. 翼板处q翼=q1+q2+q3+q4 =16.9+0.3+1.0+1.0=19.2 kn/m23.底板处q底=q1+q2+q3+q4 =12.48+0.3+1.0+1.0=14.78 kn/m24.腹板处q腹=q1+q2+q3+q4 =41.86+0.3+1.0+1.0=44.16 kn/m24.2.1、侧模计算荷载1.侧模计算荷载q侧= q5+q4=18 kn/m2五、结构计算5.1、底模竹胶板计算箱梁底模采用竹胶板，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

17、进行简化如下图：图5.1：横隔梁处底模布置及竹胶板简化示意图本方案底模横肋统一为88cm方木，除横隔梁及腹板处横向间距为20cm外，其余位置横桥向间距为30 cm，由于横隔梁处荷载最大，因此仅对横隔梁处进行底模计算。底模可简化为跨径20 cm的多跨梁计算，此处按四跨连续梁计算，荷载取板宽1米计算。线荷载：q=(q1+q2+q3+q4)1 =(59.8+0.3+1.0+1.0)1=62.1 kn/m1.模板强度计算mmax=0.077ql2=0.07762.10.20.2=0.191 kn*m板宽1米，厚度为0.015米其惯性矩为： i=(ah3)/12=(10.0153)/12=0.28110

18、-6 m4 =hmmax/2i=(0.1910.015103)/（0.28110-62）=5.098 mpa 50 mpa（符合规范要求）2.模板刚度验算fmax=0.632(q1+q2)l4/(100ei)=(0.63260.11030.24)/(1000.28110-65.5103106)=0.393 mm l/400=200/400=0.5 mm（符合规范要求）5.2、侧模竹胶板计算侧模可简化为跨径30 cm的多跨梁计算，此处按四跨连续梁计算。荷载取板宽1米计算，计算简图与底模相同。线荷载：q=(q5 +q4)1 =18 kn/m1模板强度计算mmax=0.077ql2=0.077180

19、.30.3=0.125 kn*m板宽1米，厚度为0.015米其惯性矩为： i=(ah3)/12=(10.0153)/12=0.28110-6m4 =hmmax/2i=(0.11780.015103)/ 0.28110-62=3.14 mpa 50 mpa（符合规范要求）2.模板刚度验算fmax=0.632 ql4/(100ei)=(0.632171030.34)/(1000.28110-65.5103106)=0.56 mml/400=300/400=0.75 mm（符合规范要求）5.3、顶层横桥向方木分配梁计算5.3.1、横隔梁及腹板断面箱梁顶层采用88 cm分配梁，取各种布置情况下最不利位

20、置进行受力分析，比较横隔梁与腹板断面，取最不利横隔梁位置进行验算。荷载：q=（q1+q2+q3+q4）=59.8+0.3+1.0+1.0=62.1 kn/m2计算模式：因分配梁为横桥向布置，墩柱附近及腹板处跨径为600 mm连续梁，可以简化为600 mm简支梁进行计算： 图5.3.1.1：横隔梁分配梁布置图横向方木间距为200 mm，故其均布荷载可简化为：q=62.10.2=12.42 kn/m横向方木简化为承受均布荷载的简支梁，计算简图如下：图5.3.1.2：横隔梁顶层分配梁受力简图强度验算：弯矩m和应力：mmaxql2/8=12.420.62/8=0.559 knm= mmax /w=0.

21、559103/(0.080.082/6)=6.55 mpa=12 mpa （符合规范要求） 刚度验算：max=5ql4/(384ei )=512.421030.64/3849109(0.080.083/12)=0.703 mml/400=0.6/400=0.0015m=1.5 mm（符合规范要求） 抗剪验算： = (ql/2)/a=(12.42/2)1030.6/(0.080.08)=0.582 mpa =1.9 mpa（符合规范要求）5.3.2、底板及翼板断面箱梁顶层采用88 cm分配梁，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，比较底板与翼板断面，取最不利翼板位置进行验算。荷载：底板q=(q

22、1+q2+q3+q4)=12.48+0.3+1.0+1.0=14.78 kn/m2翼板q=(q1+q2+q3+q4)=16.9+0.3+1.0+1.0=19.2 kn/m2计算模式：因分配梁为横桥向布置，底板及翼板处跨径为900mm连续梁，可以简化为跨径为900mm简支梁进行计算:横向方木间距为300mm，以翼板为不利位置，其均布荷载可简化为：q=19.20.3=5.76 kn/m横向方木简化为承受均布荷载的简支梁，计算简图如下：图5.3.1.2：翼板顶层分配梁受力简图强度验算:弯矩m和应力：mmax =ql2/8=5.760.92/8=0.58 kn*m= mmax /w=0.58103/(

23、0.080.082/6)=6.79 mpa=12 mpa （符合规范要求） 刚度验算:max=5ql4/(384ei )=55.161030.94/3849109(0.080.083/12)=1.37 mml/400=0.9/400=2.25 mm （符合规范要求） 抗剪验算=(ql/2)/a=5.761030.9/(20.080.08)=0.41 mpa =1.9 mpa（符合规范要求）5.4、底层纵桥向方木分配梁计算底层顺桥向布置，采用1010 cm方木作为分配梁，相邻间距与支架对应，分别为600 mm、900 mm。按照单跨简支梁进行计算。对于下层方木，可视为受集中力的简支梁，其集中力为

24、上层方木的支座反力。10 cm10 cm方木的截面特性：w=1001002/6=166666.7 mm3i=1001003/12=8333333.3 mm45.4.1、横隔梁及腹板断面箱梁底层采用1010 cm分配梁，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，比较横隔梁与腹板断面，取最不利横隔梁位置仅对方木强度进行验算。横梁部位的荷载q=12.42 kn/m,立杆纵向间距为60 cm，横向间距为60cm图5.4.1：横隔梁底层分配梁受力简图荷载：88 cm纵向分配梁间距为200 mm,其分配情况如上图，简化为受集中力的简支梁：p12.420.6(1/2)=3.726 kn强度计算：mmax=5p

25、l/12=53.7260.6/12=0.932 kn/m=mmax/w=0.932106/166666.7=5.59 mpa=12 mpa （符合规范要求）5.4.2、底板及翼板断面箱梁底层采用1010 cm分配梁，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，比较横底板与翼板断面，取最不利翼板位置仅对方木强度进行验算。翼板部位的荷载q=5.76 kn/m,立杆纵向间距为90cm，横向间距为90cm图5.4.2：横隔梁底层分配梁受力简图荷载：88cm纵向分配梁间距为300mm,其分配情况如上图，简化为受集中力的简支梁：p5.760.9(1/2)=2.59 kn强度计算：mmax=pl/3=2.590

26、.9/3=0.78 kn/m=mmax/w=0.816106/166666.7=4.68 mpa=12 mpa （符合规范要求）5.5、立杆稳定性验算按照建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术标规范（jgj166-2008），支架验算考虑风荷载组合，按照以下公式进行验算：n=1.2（q1+q2）+0.91.4(q3+q4)lxly+q5afk支架验算不考虑风荷载组合，按照以下公式进行验算：n=1.2（q1+q2）+1.4(q3+q4)lxly21.641 kn （符合规范要求）对于顶端顶托以及底部底托部分，其计算长度l0=h+2a计算，h为横杆步距，a为立杆伸出顶层水平杆长度（含顶托不大于60cm）

27、l0=h+2a=60+120=180cm, 长细比为= l0/i=1.8/0.0159=113，查建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范附录e，轴心受压立杆的稳定系数=0.496。旧支架应力折减系数0.85afk =0.4964.24121022050.85=36.65 kn21.641 kn（符合规范要求）2.立杆竖向变形验算5.5.3、腹板断面（90cm）在腹板断面支架规格为600900 mm，此工况下单根立杆荷载：（荷载根据表4.2.2取值）n=1.2（q1+q2）+0.91.4(q3+q4)lxly+q5 （考虑风荷载）=1.2（1.580.90.6+0.30.90.6+41.860.90.

28、6）+0.91.4（1+1）0.90.6+1.076=28.33+2.717=31.047 knn=1.2（q1+q2）+1.4(q3+q4)lxly （不考虑风荷载）=1.2（1.580.90.6+0.30.90.6+41.860.90.6）+1.4（1+1）0.90.6=28.33+1.512=29.842 kn1.立杆稳定性验算在腹板顶托与底托之间处立杆步距h=1.2m，立杆回转半径i=1.59cm，长细比为=h/i=1.2/0.0159=75，查建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范附录e，轴心受压立杆的稳定系数=0.75。旧支架应力折减系数0.85afk =0.754.2412102205

29、0.85=55.43 k31.047 kn（符合规范要求）对于顶端顶托以及底部底托部分，其计算长度l0=h+2a计算，h为横杆步距，a为立杆伸出顶层水平杆长度（含顶托不大于60cm）l0=h+2a=60+120=180cm, 长细比为= l0/i=1.8/0.0159=113，查建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范附录e，轴心受压立杆的稳定系数=0.496。旧支架应力折减系数0.85afk =0.4964.24121022050.85=36.65 kn31.047 kn（符合规范要求）2.立杆竖向变形验算5.6、纵横向水平杆及斜杆扣件抗滑验算支架按照其设计标准规格进行搭设，纵横向水平杆间距均在设计

30、范围之内，且横杆仅起到连接作用，不直接承受荷载，故不再进行单独验算；支架中斜杆主要为连接作用，按照支架构造要求进行设置，故也不再进行验算。根据建筑施工碗扣钢管脚手架安全技术规程5.6.4进行斜杆扣件抗滑验算。s1+(n-1)s qc=8 kn式中: -自上而下叠加在斜杆最下端处的最大内力；qc-为扣件抗滑承载力，取8 kn根据4.1.7风荷载取值可知1.339 kn。则有：1.339 kn qc=8 kn（符合规范要求） 5.7、架体抗倾覆验算最不利状态为模板安装完毕，钢筋安装前。此时风荷载最大，自重荷载较小，支架抗倾覆为最不利状态。对支架抗倾覆采用整体式验算。1.风荷载产生弯矩：（根据风荷载

31、4.1.7取值） m风= ka立支h支+1a立模h模 =0.0219084+0.3112.3908 =60.48+515.0=575.48 kn*m2.支架及模板自重产生的抵抗弯矩（根据风荷载4.1.2、4.1.6取值）m自= q2a平模l横模/2+ q6a平支l横支/2 =0.39024.812.4+1.57902713.5 =8303.04+51503.85=59806 kn*m则有：m风=575.48 kn*m m自=59806 kn*m（符合规范要求）5.8、地基承载力验算（1）路面未施工路段清除原地基表面杂土，将软弱夹层全部清除，并碾压密实，然后回填素土，上部用灰土回填20cm并用震动压路机压实，压实度标准按道路结构层控制，并且地基承载力不小于200kpa作为支架地基。在处理好的地基上设置厚度为20cm，标号为c20混凝土垫层，支架底设置120150mm方木。（2）泥浆池、沉渣池的回填处理方案。开挖的泥浆池及沉渣池先挖出泥浆至原土，保证泥浆处理干净，经监理工程师验收合格后再进行回填，下部采用素土回填人工电动夯夯实，上部用灰土回填20cm,