郑西提篮拱桥支架检算课件

1、专项施工方案编制讲义一、总说明规范化、标准化的专项施工方案对于保证工程质量，加强建设工程安全生产管理，指导施工现场的安全文明施工，预防重大安全事故的发生，均具有重要的指导作用。然而，目前许多工程的专项方案，普遍存在编写不规范，内容不齐全，无针对性等问题。二、专项施工方案检算书的编制重点 (1)计算以规范为标准，计算公式、单位等要准确、简洁，思路清晰。(2)承重架重点要验算地基承载力、立杆稳定性、扣件抗滑是否满足要求。施工中要注意扫地杆的设置。(3)门洞、满堂支架应是各自独立的支撑体系，保证其支撑稳定时连成整体。(4)模板专项施工方案中要具备平面布置图、剖面图及节点大样图。三、计算书内容1荷载计

2、算2模板检算3横向支撑肋检算4纵向方木支垫检算5门洞纵梁检算6支架承载力检算7支架下地基检算8抗倾覆检算四、检算实例跨国道提篮拱桥系梁支架检算书工程概况：主桥位于直线及曲线半径3500m的缓和曲线上，线路纵坡3%0，在138#、139#两个墩上布置提篮拱桥。其中138#、139#墩高7m。系梁桥面全长116m ,按整体箱形梁布置，采用单箱三室预应力混凝土箱形截面，桥面箱宽17.4m，梁端8m范围内加宽至18.4m。系梁高2.5m，底板、顶板厚度为30cm，边腹板、中腹板厚度为35cm。底板在3.0m范围内上抬0.5m以减小风阻力。吊点处设横梁，厚度为0.4 m0.6 m，共12道。系梁两端底板

3、上设方形进人孔，每箱室均设检查孔。底板上设截水槽、泄水孔，边腹板与中腹板上设通气孔。系梁采用C50混凝土。本桥采用先梁后拱的施工方式。地基处理后搭设碗扣式满堂支架和门洞。（1）普通碗扣式满堂支架碗扣式满堂支架搭设采用48.5mm，壁厚3.5mm的钢管，横杆层距60cm；系梁端10m以及通车门洞四管柱靠墩身一侧2m范围内立杆纵向间距30cm，此范围外立杆纵向间距60cm。系梁端10m范围内立杆横桥向间距为60 cm32=1920 cm，此范围外5m递减为60 cm31=1860 cm。纵、横扫地杆距地面不大于20cm。纵横分别布置剪刀撑，沿线路方向每5米在横截面上设置一道，横向设置5道剪刀撑与地

4、面成45角。顶托上顺桥向放置1015方木，系梁实心端10米范围内方木上再横向放置间距15cm（净距5cm）1010方木，其余横向放置间距20cm（净距10cm）1010方木作为模板肋板在上面铺设固定系梁底模。支架标高的微调通过顶托和顶托丝杆实现。顶托或底托丝杆调节高度不大于30cm。（2）门洞的搭设G310国道系梁支架门洞施工前，在路面上铺设塑料薄膜后，支立模板，浇筑C20混凝土支墩基础，混凝土达到设计强度后，在基础上紧贴支立四管柱，横桥向门洞单侧布置63组，施工相邻支架，用48.5钢管将四管柱与支架连接牢固后，再吊放903分配梁及3703纵梁。系梁底板下纵梁间距60cm，共计32组。（3）支

5、架顶部纵向和横向位移控制机制支架顶部纵向方木与支架绑扎牢固，横向方木平稳放置在纵向方木上,支架底托采用3mm厚钢板设置加劲板。支架之间用钢管可靠连接，顺、横桥向支架体系将既有桥墩围绕,并用短钢管顶撑牢固,形成支撑体系，防止因地基沉降或其他施工因素产生支架顶部纵向与横向位移。 - 16 -1、荷载计算 (1)钢管及管内砼自重每延米18.1t系梁端10米范围内实心砼每延米总量为：56.25m3（特征横截面）自重（11.4m为底板宽度，混凝土自重据含筋率取值）距梁端10m范围外设置中横梁处系梁每延米砼为：34.8m3自重(2)系梁上拼拱支架自重(3)施工人员及机械设备：（碗扣技规取1）(4)模板自重

6、：(5)振捣砼时产生的荷载：(6)倾倒混凝土时产生的冲击荷载：2、模板检算面板可按单跨均布荷载下的简支梁进行计算，应验算跨中最不利抗弯强度和挠度，依照公式：=Mmax/W，计算，挠度按照公式：模板材料为竹胶板，其静弯曲强度为，弹性模量为：，模板厚度。模板截面抵抗矩模板截面惯性矩(1)底模检算系梁端10米范围内底板下模板受力最大，故检算该部位模板。模板支撑肋净间距为，视支撑肋对模板为简支，计算模式如下：作用在单位长度模板上的均布荷载为： （此时按施工顺序不考虑q1、q3）跨中最大弯矩：（均布荷载简支梁跨中最大弯矩计算公式）弯曲强度计算：（扣件技规5.2.1）安全系数取，弯曲强度满足要求。挠度计算

7、：从竹胶板下方木支撑肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：（桥算P763），挠度满足要求。（桥算P178）以上是采用容许应力法计算的结果，现在再按照极限状态设计计算一下荷载。（此时按施工顺序不考虑q1、q3）跨中最大弯矩：（均布荷载简支梁跨中最大弯矩计算公式）弯曲强度计算：（扣件技规5.2.1），弯曲强度满足要求。挠度计算：从竹胶板下方木支撑肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：（桥算P763），挠度满足要求。（桥算P178）结果比较：用容许应力法和极限状态法计算的结果对比表序号计算指标容许

8、应力法极限状态法1弯矩（KN.m)0.3840.4642弯曲强度(Mpa)10.2412.373挠度(mm)0.280.34从两种不同的荷载计算结果可以看出，用极限状态法计算出来的强度和刚度指标均较用容许应力法计算的结果数值大。虽然两种方法计算的本方案模板的强度和刚度都能满足要求，但建筑施工模板安全技术规范（JGJ 162-2008）规定计算模板及支架结构或构件的强度、稳定性与连接强度时，应采用荷载设计值。永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4。路桥施工计算手册P176规定“模板、拱架、支架和脚手架属于临时结构，其强度设计采用容许应力法。”铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规

9、范(TB100023 99)仍采用容许应力法。(2)侧模检算水平总荷载Pmax由新浇注混凝土侧压力和倾倒砼时因振动产生的水平荷载两部分组成。新浇注混凝土侧压力：（TB10210-2001铁路混凝土与砌体工程施工规范P84） 混凝土浇注速度（m/h）施工时因振动产生的水平荷载取4kPa（TB10210-2001铁路混凝土与砌体工程施工规范P84或桥算P174），本计算v采用0.8 m/h侧模支撑肋净间距为，视支撑肋对模板为简支，作用在单位长度模板上的均布荷载为：跨中最大弯矩：安全系数取，抗弯强度满足要求。挠度计算：从竹胶板支撑肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进

10、行计算，计算公式为：，挠度满足要求。对拉筋设计:模板拉杆用于连接内外两组模板、保持内外模板的间距，承受混凝土侧压力对模板的荷载，使模板具有足够的刚度和强度。其计算公式：（桥算P182）F=P.AF模板拉杆承受的压力，N；P混凝土的侧压力，Pa；A模板拉杆承担的受荷面积，A=拉杆横距拉杆纵距拉筋设置纵向间距为1.2m。竖向间距0.6m，该范围内按1根拉筋考虑计算。N=44.71.20.632.2(kN)， (配筋计算)选用直径16圆钢，截面面积为201mm2。满足要求。3、横向支撑肋检算荷载由模板传递到次龙骨(沿桥横向布置)，再由次龙骨传递到主龙骨(沿桥纵向布置)，主龙骨传递到碗扣支架立杆上。受

11、力模型的建立，尽可能与施工实际相吻合，根据龙骨不同的接头位置组合建立二跨或多跨连续或简支梁模型，得出各组合情况下的强度和变形值，选出最大值作为设计控制的重点。系梁端10米范围内底板下横向支撑肋方木受力最大，故检算该部位。横向支撑肋方木截面10cm10cm，间距15cm（净距5cm），按均布荷载下的单跨简支梁计算，计算跨度。（纵向支撑勒横向距离或横向立杆的间距），系梁端10m范围内作用在单根横支撑上的荷载：（底板宽度11.4m，作用在横撑上的荷载为沿桥向单位面积的均布荷载乘以每根横撑的承力面积，即0.151m。）跨中最大弯矩：，强度满足要求。，小于允许值L/400=0.6/400=1.5mm，挠

12、度满足要求。最大剪力按三跨连续梁计算：Q=0.6ql=0.620.460.6=7.37kN系梁端10米范围内底板下横向支撑肋方木满足要求，则其余位置横向支撑肋方木满足要求。以下再按照三等跨均布荷载下的连续梁模型计算横向支撑肋一遍作以比较：跨中最大弯矩：，强度满足要求。=0.28mm小于允许值L/400=0.6/400=1.5mm，挠度满足要求。支座最大剪力Q=0.6ql=0.620.460.6=7.36kN不难看出，用三等跨均布荷载下的连续梁计算出的结果数值比用单跨简支梁计算的强度、挠度更小一些。因此不难得出结论，横向支撑勒的检算可用单跨或三跨连续梁模型，后者计算的结果更小。4、纵向方木支垫检

13、算纵向方木截面1015，按照均布荷载下的简支梁计算，受力图示如下：系梁端10m范围内实心系梁下方纵向方木检算：计算跨径（纵向立杆间距）,；（荷载重新进行了计算，其实这里计算模型中应该用横向方木的反力计算），强度满足要求。，挠度满足要求。系梁端10m范围内实心系梁下方纵向方木按三跨连续梁检算：计算跨径（纵向立杆间距），由横向方木传递的集中力F=7.37KN(见横杆计算),视为均布荷载，则有：(桥算437)，小于l/400=0.3/400=0.75mm,通过。(桥算437)通过。由此可见，按照横向支撑勒传下来的集中力为均布荷载计算的强度和和挠度比按单跨简支梁计算的强度和挠度值偏大一些。建议顶托上放

14、置的纵向支撑勒的受力以横向支撑勒传下来的最大反力计算比较准确一些。 (3) 系梁端10m范围外中横梁下纵向方木计算跨径；，挠度满足要求。，强度满足要求。 5、门洞纵梁检算（1）通车门洞处纵梁由上面的计算可知系梁通车门洞处中横梁下的纵梁受力最大，故仅检算布置于底、腹板下的纵梁。纵梁按受均布荷载的简支梁检算，计算模型如下：系梁截面取中横梁处，纵梁计算跨度纵梁采用3703构件，自重1.99kN/m，E=206103N/mm2，I=73272.4cm4，=3052cm3。 ，强度满足要求。挠度满足要求。（2）人行门洞处纵梁（略）（3）门洞支墩检算门洞支墩采用四管柱，管柱规格483.5mm，四管中心距2

15、00mm，上下托板300300mm，容许荷载200KN。单个四管柱受力为91.5KN200KN，故满足要求。6、支架承载力检算根据碗扣式支架的技术参数可知，支架钢管外径48mm，壁厚3.5mm，横杆层距0.6m时，单根承载力为4t。 (1) 系梁端10m范围内实心系梁下方支架 由上面的计算知：腹板下纵向方木所受荷载为为51.51KN/m，见纵向支撑勒检算，支架纵向间距0.6m，所以单根立杆上荷载为：即3.091t，满足要求。 (2)稳定性检算由上面的计算可知支架立杆轴向最大受力为N=3.091kN。立杆横截面积，（215为钢材强度极限值），强度满足要求。回转半径（偏于安全考虑按两端铰支取=1.

16、0）长细比，符合要求。查表得：稳定系数，稳定性满足要求。稳定性验算荷载选定计算部位同强度验算荷载一样，当支架搭设采用相同步距时应计算底层立杆段；当支架搭设中采用不同的步距时，除计算底层立杆外，还必须对出现最大步距的立杆进行计算。 钢管稳定性的计算采用细长中心受压直杆失稳的模式。钢管受力后，钢管存在着垂直钢管轴线的变形。当压力在一定的范围内，撤除横向力，钢管的轴线会恢复原来的直线平衡；则压杆原来在直线形态下的平衡为稳定的平衡。当轴向力增大到一定的限值后，撤除横向力，钢管的轴线将保持弯曲的平衡状态，而不再恢复其原有的直线平衡状态，则钢管原来在直线形态下的平衡是不稳定的平衡。7、支架下地基检算立杆最

17、大受力为（此处应为30.09kN，下同），单根立杆承担的支架体系自重最大为1.3KN，立杆与地基接触面积为15cm15cm，C20砼的受力扩散角取45计算模型如下： (1)砼层承载力检算立杆对砼表面的压强为：砼层选用C20砼，强度满足要求。(2)灰土层承载力检算砼容重取2.5t，则砼层对三七灰土层表面的压强为：支架立杆通过砼层对三七灰土层表面的压强为：三七灰土表层受到的压强为：三七灰土层的承载力要求为不小于250kPa，故也满足要求。(3)公路承载力检算通过查阅资料,公路路面沥青混凝土抗压强度按5MPa考虑，同时在支架底加垫15cm宽，8cm厚木板。公路上支架立杆最大受力：，支架对基础压强为：，满足要求。8、四管柱下地基检算(略)9、抗倾覆检算由建筑结构荷载规范知垂直于建筑物表面上的风荷载标准值为：风荷载标准值(kN/m2)；高度z处的风振系数；风荷载体型系数；风压高度变化系数；基本风压(kN/m2)。(1)作用于梁体模板的风荷载河南省郑州市基本风压