羊燕大桥满堂支架现浇连续箱梁施工检算书

1、羊燕大桥现浇连续箱梁满堂支架施工检算书1 编制依据1）工程建设标准强制性条文（建设部第81号令）2）建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JTJ 166-2008）3）建筑施工模板安全技术规范（JTJ 162-2008）4）建筑施工安全检查标准（JGJ 59-2011）5）路桥施工计算手册6）公路桥涵施工技术规范（JTJ 41-2000）7）公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ05-86）8) 钢管满堂支架预压技术规程（JGJ/T194-2009）9）关于印发危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知（建质200987号）10）建设工程高大模板支撑系统安全监督导则（建质2009254号）11)

2、钢管满堂支架预压技术规程（JGJ/T194-2009）12）贵安新区贵安路道路工程A标段施工图设计13）贵安新区贵安路道路工程A标段实施性施工设计2 工程概况2.1 桥型设计概况羊燕大桥位于贵阳市贵安大道，桥梁起止桩号为K4+759K4+876，总长117m。本桥上跨规划道路。平面位于直线段上，纵断面位于1.6%的纵坡上。桥位范围内中线地面高程1209.8m-1218.3m。详细位置及其对应关系见图一和图二所示： 图一、羊燕大桥桥型立面布置图（单位:cm）图二、羊燕大桥桥型平面布置图（单位:cm）2.2 结构设计概况2.2.1全桥上部结构设计情况1). 总体结构情况：羊燕大桥为30m+45m+

3、30m预应力混凝土连续箱梁，全长117m。2). 梁体构造：根部梁高280cm，跨中梁高170cm，梁底曲线采用圆曲线变化。全桥分为左、右两幅，每幅横断面采用单箱双室直腹板，顶板宽1250cm, 底板宽850cm,悬臂200cm。腹板间距350cm. 顶板单向1.5%横坡，顶板厚22cm，中间段腹板厚50cm，在距横隔梁4m处逐渐增厚至70cm。箱梁顶面设防水层。墩顶各设GPZ（）8.0支座4个，0#、1#桥台设GPZ（）3.0各4个。详见下图：图三、箱梁1/2立面、平面一般构造图图四、箱梁截面一般构造图3 施工计算说明 3. 1支架设计（1）支架具体设计方案如下表所示：1）全桥采用48

4、15;3.5mm(安全检算时按2.7mm)碗扣式钢管满堂支架。桥墩横隔梁实腹段（距支承中心线1.5m内）、桥台实腹段（距支承中心线1.2m内）下支架具体搭设方案：立杆间距采用0.3m（横桥向）×0.6m（顺桥向），竖向步距按120cm搭设，靠近梁底步距为30cm，距支架基础30cm设置扫地杆；腹板下支架具体搭设方案：立杆间距采用0.3m（横桥向）×0.6m（顺桥向），竖向步距按120cm搭设，靠近梁底步距为30cm，距支架基础30cm设置扫地杆；底板下支架具体搭设方案：立杆间距采用0.9m（横桥向）×0.6m（顺桥向），竖向步距按120cm搭设，靠近梁底步距为30

5、cm，距支架基础30cm设置扫地杆；翼缘板下支架具体搭设方案：立杆间距采用0.9m（横桥向）×0.6m（顺桥向），竖向步距按120cm搭设，靠近梁底步距为30cm，距支架基础30cm设置扫地杆；（2） 全桥剪刀撑具体搭设方案： 纵向剪刀撑：全桥排架外侧立面及中间搭设3排，每排50道； 横向剪刀撑：全桥顺桥向间距为5排；横向剪刀撑每5排支架搭设8道； 水平剪刀撑：搭设3排，每一排距支架基础50cm，其他两排竖向间距为2m，每排16道，以保证排架结构静定及排架的整体稳定性。 （3）若横杆靠近梁底时脚手架立杆碗扣节点不是0.6的模数时，用普通钢管紧靠顶托扣牢设置。3.2模板设计1）箱梁底模

6、板、外侧模均采用1.22m×2.44m×1.5cm厚竹胶板，侧面进行细刨，以保证结合严密。内模采用1.22m×2.44m×1.5cm覆膜模板。侧模加劲肋木为10cm×10cm方木，间距20cm，背楞采用210槽钢，背楞间距60cm，拉杆采用20圆钢，间距80cm。2）支架顶部安装可调节顶托，桥墩横隔梁实腹段（距支承中心线1.5m内）、桥台实腹段（距支承中心线1.2m内）下顶托上横向安装14cm×20cm方木，其他部分顶托上横向安装10cm×15cm方木，间距同支架立杆排距。方木上沿纵向再布置一层10cm×10cm方

7、木（间距20cm）以支撑模板系统，横向肋木上铺设底模板。钢管立柱通过地托支承在C20混凝土地面上，立杆高程依靠可调顶托与可调底托进行调整。支架及模板设计计算项目有：竹胶板，横、纵方木，钢管支架等构件的强度、刚度、稳定性验算。箱梁左右幅满堂支架布置形式与钢管架间距等均一致，所以只验算右联满堂支架即可。结构计算时，荷载组合取值范围有：钢筋混凝土荷载、倾倒混凝土荷载、振捣混凝土荷载及施工荷载，并且按照建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）4.2.3条的规定取用各荷载的分项系数。3.3材料参数热轧普通型钢： =170Mpa，=100Mpa，E=2.1×105MPa，10槽钢: A

8、=12.74cm2 ，Wx=39.7cm3，Ix=198.3cm4 ，单位质量：10kg/mC20混凝土：c=5.4Mpa钢管形心主惯性矩I（取9891mm4）钢管横截面的面积A（取384mm2）钢管横截面的惯性半径I（取16.03mm）钢材的屈服极限（取205Mpa）钢材的弹性模量E（取205Gpa）钢管铰接后的自由长度l柔度或长细比细长杆件的柔度限界值容许应力折减系数钢材的强度容许应力（取166.7Mpa）细长杆的临界应力3钢管的长细比 立杆计算长度l0=kh式中： k：计算长度附加系数，其值取1.155。 ：考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，查脚手架立 杆的计算长度系数表取1.3

9、；h：立杆步距，h=1.2m。 l0=1.155×1.3×1.21.802m 因为 ,故立杆属于非细长压杆； 根据查建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范附表C得立杆的稳定系数0.5024 结构验算4.1计算荷载分析计算时所有荷载考虑由箱梁底板下支架承受，翼缘板下支架部分不考虑受力（偏安全），基本假定:立杆两端视为铰接，自由长度取大横杆的间距。只计作用在支架体系上的竖直荷载，不考虑水平力和风力。计算用荷载有： 1、固定荷载（荷载分项系数r1=1.4） A、新灌钢筋砼的容重q1=×砼×V/B 钢筋砼容重砼（取26KN/m3 ） 体积 V 箱梁底宽B B、模板、垫

10、木及支撑体系重量：q2=1.5kN/m2C、支架自重:q3=0.25kN/m2 2、可变荷载（荷载分项系数r2=1.4）D、施工人员及机具荷载：q4=2.5kN/m2E、泵送砼冲击荷载：q5=3.5kN/m2 F、振捣砼产生荷载：q6=2KN/m24.2计算时，以右幅全联为例，桥宽12.5m，翼板宽2m，梁高2.8m；由于翼板厚度远小于梁体，因此只计算除翼板部分（阴影部分）支架稳定性（偏安全）。纵向计算范围选取以下二处计算：1）桥墩横隔梁实腹段（距支承中心线1.5m内）、桥台实腹段（距支承中心线1.2m内）按桥墩中横隔梁支承中心线处(B-B)断面计算,如下图所示： .一、由B-B断面中阴影部分

11、所示计算单根立杆受力计算：阴影部分面积为：2.80.3=0.84m2 1.混凝土荷载设计值：G1=260.84=21.84KN/m 2.模板、垫木及支撑体系重量:G2=1.50.84=1.26KN/m 3.支架自重:G3=0.250.84=0.21KN/m 4.施工人员及机具荷载:G4=2.50.84=2.1KN/m 5.泵送砼冲击荷载：G5=3.50.84=2.94KN/m 6.振捣砼产生荷载：G6=20.84=1.68KN/m此段荷载总重量： 1.35(G1+G2)+1.4(G3+G4+G5+G6)=40.887KN/m2） 其他处按桥墩中横隔梁支承中心线1.5米处(C-C）断面计算,如下

12、图所示： 区域面积（m2） 区域面积（m2） S-1/S-150.56 S-5/S-110.5633 S-2/S-140.84 S-6/S-100.5598 S-3/S-13 0.7890 S-7/S-90.8927 S-4/S-120.5061 S-80.8413 由上表知：S-7和S-9处面积最大为0.9m2。意味着此处立杆受力最大。立杆所受荷载值计算如下： 1.混凝土荷载设计值：G1=260.9=23.4KN/m 2.模板、垫木及支撑体系重量:G2=1.50.9=1.35KN/m 3.支架自重:G3=0.250.9=0.225KN/m 4.施工人员及机具荷载:G4=2.50.9=2.25

13、KN/m 5.泵送砼冲击荷载：G5=3.50.9=3.15KN/m 6.振捣砼产生荷载：G6=20.9=1.8KN/m此段荷载总重量： 1.35(G1+G2)+1.4(G3+G4+G5+G6)=43.808KN/m4.2支架系统验算4.2.1支架强度及稳定性检算1）、立杆强度检算距横隔梁1.5m内、桥台实腹段及距支承中心线1.2m内立杆间距采用0.3m（横桥向）×0.6m（顺桥向），横杆步距1.2m。作用在立杆上的最大竖向压力为 Nmax =40.887×0.6=24.532kN其他段： Nmax =43.808×0.6=26.285kN 考虑无风荷载时支架立杆强

14、度检算：立杆计算长度l0=kh式中： k计算长度附加系数，其值取1.155。考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，查脚手架立杆的计算长度系数表取1.3；h立杆步距，h=1.2m。l0=1.155×1.3×1.21.8018m钢管回转半径 i =16.03mm长细比=l0/i=1801.8/16.03=112根据查建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范附表C得立杆的稳定系数0.502单根钢管的允许承载力NA0.502×3.84×102×20539517N39.5KN由以上知二个区域中立杆的最大荷载力： Gmax=26.285KN（24.532KN，

15、26.285KN）单根支架立柱承受的荷载：N26.285KN<N= 39.5KN，安全系数为39.5/26.285=1.5，满足要求。若根据公路施工手册·桥涵，横杆步距1.2m时，每根立杆的设计荷载为30kN，也满足要求。综上所述：支架强度满足要求。2）、立杆稳定性检算根据实用建筑施工手册轴心受压构件的稳定性计算： N 轴心压力；-轴心受压构件的稳定系数；构件的毛截面面积；钢材的抗压强度设计值，取205 N/ mm2；-材料强度附加分项系数，根据有关规定当支架搭设高度小于25m时取值1.35。回转半径：i=16.03mm距横隔梁1.5m内、桥台实腹段及距支承中心线1.2m内立杆

16、间距采用0.3m（横桥向）×0.6m（顺桥向），横杆步距1.2m。长细比=l0/i=1801.8/16.03=112根据查建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范附表C得立杆的稳定系数0.5020.9×24.532×103/(0.502×384)=114.535N/mm205/1.35=151.852N/mm其他段：0.9×26.285×103/(0.502×384)=122.720N/mm205/1.35=151.852N/mm支架稳定性满足要求。 综上，碗扣支架受力满足要求。3）、横向杆强度及稳定性检算A.横向杆抗弯强度检算因为

17、荷载全部由立杆上部的顶升降杆承担，传给立杆，所以，横向杆基本上不承担外荷载，因横杆两端为铰接，水平推力为零，只在施工时承担部分施工荷载及自身重力，故取最大间距90cm计算。 q=q2+q6=2.5+0.106×6=3.136KN/m2式中q2为施工人群荷载，q6为自身重力（钢管自重q6按最高6米5层钢管考虑）弯矩Mmax=qL2/8=3.136×0.92/8= 0.318KN·m横向杆的容许弯矩 M=fcW式中：fc 钢管设计抗弯强度 fc=205KN/mm2 W 钢管截面抵抗矩 W=3.14×(D4-d4)/32d=3.14×（484-42.

18、64）/(32×42.6)= 4641.502mm3M=205×4641.502=951508N·mm=0.952 KN·m Mmax=0.318KN·m<M=0.952KN·m结论:横向杆抗弯强度满足要求。B.横向杆挠度验算 max = 5qL4/384EI式中：max最大挠度 E钢管弹性模量 E=206×103N/mm2; q均布荷载 q=3.136KN/m2; I钢管截面抵抗矩 I =0.049×（D4-d4）=0.049×（484-42.64）=9.874×104mm4 max =

19、5×0.3136×9004/（384×206×103×9.874×104）=0.132mm 容许挠度 =L/400=2.25mm > max =0.132mm结论:支架刚度满足要求。4） 、支架整体抗倾覆验算 公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）第9.2.3条规定：支架的立柱应保持稳定，并用撑拉杆固定。当验算模板及其支架在自重和风荷载等作用下的抗倾倒稳定时，验算倾覆的稳定系数不得小于1.3。取一跨45m长，12.5m宽箱梁为例进行计算。支架高度取最大6.56m。 单跨（45m）支架数量计算表风压计算：其中：风压高度变化

20、系数，取1.0风荷载脚手架体型系数，取1.2基本风压，取0.3kN/m2则作用于支架的风荷载：作用于箱梁侧模的风荷载：满足要求。4）、地基承载力检算钢管立柱通过地托支承采用C20砼进行硬化处理后的地基上，砼厚10cm。浇筑砼前先对原地面进行整平、夯实，夯实后地基承载力要求达400kPa以上。地托尺寸10cm×10cm，则C20砼面局部应力= P/A=26.285/0.01=2.63Mpa < c=5.4Mpa,符合要求。混凝土应力扩散按450计算，则地基土所受应力为：= P/A=26.285/(0.6×0.1×2)=219.042kPa < =250K

21、pa,符合要求。4.3模板系统受力检算底模验算(15mm竹胶板)全联箱梁底模搭设方式相同，按最大的均布荷载考虑。作用在底模上的最大均布荷载为： qmax=1.35(q1+q2)+1.4(q3+q4+q5+q6) =1.35×(72.8+1.5+0.25)+1.4×(2.5+3.5+2)=111.84kN/m2竹胶板厚1.5cm，板下垫10cm×10cm肋木，肋木间距20cm，则竹胶板净跨距为10cm。取单位宽（1m）竹胶板，按一跨简支梁进行验算，如下图所示：q10cm 图1 模板计算简图荷载：q =111.84kN/m截面抵抗矩：W=bh2/6=1×0.

22、0152/6=0.0000375m3截面惯性矩：I= bh3/12=1×0.0153/12=2.813×10-7 m4跨中弯矩：M=ql2/8=111.84 ×0.12/8=0.14 kN.m故跨中最大应力：= M/W=0.14/0.0000375=3733.333kPa=3.733MPa < =14.84MPa强度满足要求。挠度：f=5ql4/384EI=5×111.84 ×0.14/(384×6.750×106×2.813×10-7)=7.67×10-5m=0.08mm < l/

23、400=0.25mm挠度满足要求。4.3.2底模背肋验算（10cm×10cm方木）竹胶板下采用10cm×10cm肋木，肋木间距20cm，肋木下为14cm×20cm承重方木且间距为lh（cm），故肋木跨度为lh（cm），对其按两跨连续梁进行验算，如下图所示： q Lh Lh 图2 模板肋木计算简图1、 由支架具体搭设方案知：中横隔梁(距横隔梁1.5m内)、桥台实腹段(距支承中心线1.2m内)、距横隔梁1.5m-8.0内腹板下14cm×20cm承重方木间距 lh=0.3 m。作用在肋木上的荷载为：q肋 =111.84×0.2=22.368kN/m截

24、面抵抗矩：W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.7×10-4m3截面惯性矩：I= bh3/12=0.1×0.13/12=8.3×10-6 m4最大弯矩：Mmax=0.125ql2=0.125×22.368×0.3 2= 0.252kN.m故最大弯曲应力：max= Mmax/W=0.252/(1.7×10-4) =1482.353KPa=1.482MPa<=12MPa最大剪力：V=0.625 ql=0.625×22.368×0.3=4.194kNmax=3V/2A=3×4.194

25、5;0.3/(2×0.01) =188.73KPa=0.19MPa<j=1.3MPa最大挠度：fmax=0.521ql4/100EI=0.521×22.368×0.34/(100×9×106×8.3×10-6)=0.0419 mm <l/400=1.5mm2、 由支架具体搭设方案知：全桥底板下及翼缘板下10cm×15cm承重方木间距 lh=0.9m。1)底板下：qmax=1.35(q1+q2)+1.4(q3+q4+q5+q6) =1.35×(2.8*（0.4+0.22）+1.5+0.25)+1

26、.4×(2.5+3.5+2)=35.32kN/m21)底板下：qmax=1.35(q1+q2)+1.4(q3+q4+q5+q6) =1.35×(26*0.42+1.5+0.25)+1.4×(2.5+3.5+2)=28.30kN/m23、 其他部分计算结果如下：位 置q肋木(KN/m2)max(MPa)max(MPa)fmax(mm)结 论全桥底板7.06494.769< 0.536< j0.357< l/400强度和挠度满足要求全桥翼缘板5.6613.821< 0.430< j0.287< l/4004.3.3 承重方木验算承重

27、方木支点间距取lz(cm)。按简支梁对承重方木进行验算，计算简图如下： q Lz Lz 图3 承重方木计算简图 1)由支架具体搭设方案知：桥墩横隔梁实腹段（距支承中心线1.5m内）、桥台实腹段（距支承中心线1.2m内）下14cm×20cm承重方木间距 lz=0.6m。作用在承重方木上的荷载为：q承 =111.84×0.6=67.106kN/m 截面抵抗矩：W=bh2/6=0.14×0.202/6=0.0009333m3截面惯性矩：I= bh3/12=0.14×0.203/12=9.333×10-5 m4最大弯矩：Mmax=0.125ql2=0.

28、125×67.106×0.6 2=3.02kN.m故最大弯曲应力：max= Mmax/W=3.02/0.0009333=2911.95KPa=3.235MPa<=12MPa最大剪力：V=0.625 ql=0.625×67.106×0.6=25.165kNmax=3V/2A=3×67.106×0.6/(2×0.028)=809KPa=0.809MPa<j=1.3MPa最大挠度：fmax=0.521ql4/100EI=0.521×67.106×0.64/(100×9×106&#

29、215;9.333×10-5)=0.0899mm <l/400=1.5mm 2)由支架具体搭设方案知：其他部分10cm×15cm承重方木间距 lz=0.6m。位 置q肋木(KN/m2)max(MPa)max(MPa)fmax(mm)结 论全桥底板21.1952.543< 0.477< j0.0942< l/400强度和挠度满足要求全桥翼缘板16.9882.038< 0.382< j0.0755 l/4004.3.4 侧模板受力检算全联箱梁侧模搭设方式相同，按最大的均布荷载考虑。4.3.4.1侧模验算 取混凝土浇筑速度为v=1m/h，坍落度

30、为18cm，新浇砼的初凝时间t0取12h。外加剂影响系数K1=1，坍落度影响系数K2=1.15。新浇砼对侧模产生的压力：qm=0.22rt0K1K2v1/2=0.22×26×12×1×1.15×11/2=78.9 kN/m2q1 =rH=26×2.8=72.8 kN/m2取二者较大者进行验算。则荷载组合为：q=1.2×qm + 1.4×q4=1.2×78.9+1.4×2=97.48kN/侧模加劲肋木布置与底模一样，也为10cm×10cm方木，肋木间距20cm，净跨距10cm。因其侧向最大压力小于底模压力，故无需再对侧模进行检算。4.3.4.2侧模肋木验算侧模10cm×10cm肋木间距20cm，背楞为210槽钢，背楞间距60cm，故10cm×10cm肋木跨度为60cm，对其按两跨连续梁进行验算，如下图所示：q60cm60cm 图4模板肋木计算简图作用在肋木上的荷载为：q=97.48×0.2=19.496kN/m截面抵抗矩：W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.7×10-4m3 截面惯性矩：I= bh3/12=0