高速公路满堂支架书设计书

1、预应力混凝土箱梁现浇支架设计说明一、 设计范围XX高速公路工程第X合同段高架桥现浇预应力箱梁施工支架设计。二、 工程概况本合同段高架桥30#33#跨布置为1×25m+1×35m+1×25m，54#60#跨布置为3×25m+1×35m+2×25m，均为钢筋混凝土单箱三室现浇预应力连续箱梁，箱梁底板宽度12.5m，顶板宽度16.26m，翼缘板宽1.88m，梁高1.8m，箱室高1.4m，箱梁底板至地面高度为6.48.8m不等。均采用满堂支架现浇施工。其中30#33#跨跨越双东路，54#60#跨跨越火炬路，在跨线处均利用型钢设置通车道。三、

2、设计依据及相关规范和手册1、 津港高速公路一期工程施工图设计第五标（k15+493.268k18+213.268）2、 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）3、 公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）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(JTJ041-2000)6、 木结构设计规范规范（GB50005-2003）7、 建筑施工脚手架实用手册8、 路桥施工计算手册四、 设计荷载1、竖向荷载模板、支架、脚手架等自重，模板按1.0kN/m2进行计算，分项系数：i=1.2；新浇混凝土、钢筋混凝土等自重，箱梁自重：按26kN/m3进行

3、计算,分项系数：i=1.2；施工人员及施工机具运输或堆放的荷载,按1.0kPa进行计算，分项系数：i=1.4;振捣混凝土时产生的竖向荷载，按2.0kPa进行计算,分项系数：i=1.4；倾倒混凝土时产生的竖向荷载，按2.0kPa进行计算,分项系数：i=1.4；其它可能产生的竖向荷载；2、水平荷载新浇混凝土时对侧面模板产生的压力, 分项系数：i=1.2；倾倒混凝土时产生的水平荷载，分项系数：i=1.4；振捣混凝土时产生的水平荷载4kPa，分项系数：i=1.4；3、 其它荷载风荷载0.5kPa；五、 设计工况支架的施工荷载按混凝土全断面一次浇注成形来确定，主要结构受力依此为依据。实际施工时根据实际情

4、况分两次浇注。每个施工阶段的浇注箱梁的荷载相同，选取支架高度最大的施工阶段进行计算，既选择54#60#跨中支架高9m的一跨现浇施工阶段为计算工况。六、现浇支架结构设计在30#墩33#墩之间，里程桩号为：K16+393.268K16+478.268，为一联(1×25m+1×35m+1×25m 6*30）等截面连续箱梁。采用满堂支架法，从30#墩向33#号墩方向逐孔现浇施工。在54#墩60#墩之间，里程桩号为：K17+108.268K17+268.268，为一联(3×25m+1×35m+2×25m 1×25m+1×35

5、m+1×25m ）等截面连续箱梁。采用满堂支架法施工。箱梁采用直腹板式等高箱梁，为双幅分离式单箱三室截面，梁底横向设2横坡。梁高均为1.8米。跨中顶板、底板厚20cm，腹板厚40cm，梁端腹板渐变加厚为60cm。采用扣件式钢管支架设计方案，一榀门架由立杆、立杆加强杆、横杆和横杆加强杆组成，其配件有剪刀撑、水平架、可调底座、托座和可调杆组成。主力杆采用48×3.5mm钢管，高为1900mm（1700mm，1500m），纵桥向布置为800mm，横桥向布置为600mm。立杆加强杆采用26.8×2.5mm钢管，高为1550mm，其可调托座为600mm，可调底座为600mm

6、，底座尺寸为140mm×140mmm。支架布置如图1所示：图1 现浇箱梁支架示意图在梁端及箱梁肋板处适当加密。见图2。 图2 支架局部加强布置图预应力混凝土箱梁现浇支架设计计算书一、 结构计算分析1、 立杆的允许承载力计算由于在对支架进行计算时，水平荷载可不考虑，因此力的组合考虑为。模板自重：1.0kN/m2,则N1=1.0×0.8×0.6=0.48kN 施工人员、施工料具运输、堆放荷载：1.0kN/m2,N2=1.0×0.8×0.6=0.48kN振捣砼产生的荷载：2.0kN/m2,N3=2.0×0.8×0.6=0.96kN

7、立柱支架的自重：0.0384KN/m，支架高度最大为9m,N4=0.0384×9=0.35kN倾倒砼产生的冲击荷载：2.0kN/m2,N5=2.0×0.8×0.6=0.96kN， 箱梁截面面积为A=10.52m2，箱梁自重(纵向每延米)：g=10.52×26=273.52kN/m；箱梁投影面宽度：16.26 m；因此箱梁平均荷载为：p=273.52/16.26 =16.82 kN/m2,N6=16.82×0.8×0.6=8.07kN， 支架高度大于6m，考虑凤荷载：N7=0.5×9×0.048=0.216则荷载为：

8、N=1.2×(N1+N4+N6)+1.4×(N2+N3+N5)+ N7 =1.2×(0.48+0.35+8.07)+1.4×(0.48+0.96+0.96)+0.216 =14.04KN立柱选用直径为48mm,壁厚3.5mm的钢管,其截面面积为A=4.89cm2,其容许轴力为N=4.89×140=68.46kN>N=14.04kN,故强度满足要求。立杆的稳定性计算公式: 其中 N- 立杆的轴心压力设计值(KN) ：N=14.04KN； - 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比=h/i ,大横杆竖向间距（步距）为1.2m,其截面回转半径为i=1

9、.578cm，计算得其长细比为=h/i=1.2/0.01578=76,查轴心受压钢构件的纵向弯曲系数表得到=0.9； - 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i=1.578cm； A- 立杆净截面面积(cm2)： A=4.89cm2； -钢管立杆抗压强度计算值； f - 钢管立杆抗压强度设计值 ：f=140MPa；钢管立杆受压强度计算值： kN/cm2=31.9MPaf =140MPa立杆稳定性满足施工要求。2、 横向水平杆（顶端小横杆）的允许承载力计算按所有荷载均由小横杆承受并传给立杆，按三跨连续梁验算其抗弯强度和挠度，也可按近似公式计算。钢管立柱的纵向间距为0.8m，横向间距0.6m，因此小

10、横杆的计算跨径L1=0.6m。 各项荷载为：模板自重：1.0kN/m2,则P1=1.0×0.8=0.8kN/m，施工人员、施工料具运输、堆放荷载：1.0kN/m2, P2=1.0×0.8=0.8kN/m，振捣砼产生的荷载：2.0kN/m2, P3=2.0×0.8=1.6kN/m，倾倒砼产生的冲击荷载：2.0kN/m2, P4=2.0×0.8=1.6kN/m， 箱梁截面面积为A=10.52m2，箱梁自重(纵向每延米)：g=10.52×26=273.52kN/m；箱梁投影面宽度：16.26 m；因此箱梁平均荷载为：p=273.52/16.26 =1

11、6.82kN/m2, P5=16.82×0.8=13.456KN/m则荷载为：N=1.2×(P1+ P5)+1.4×(P2+ P3+ P4) =1.2×(0.8+13.456)+1.4×(0.8+1.6+1.6) =22.71KN/m（1）利用sap2000计算将小横杆简化为多跨连续梁，为了计算方便按三跨简支连续梁计算，计算模型见图1：图1 小横杆计算模型利用SAP2000程序计算得结果如下：图2 弯矩图图3 剪力图图4 变形图通过以上计算得到，最大弯矩为M=0.82kNm，最大剪力为V=8.18kN，最大变形为7.83×10-4m，

12、最大支座反力为15.0kN。小横杆为48×3.5mm钢管，其截面面积为A=4.89cm2，截面模量为W=5.078cm3，则计算得型钢弯应力为=M/W=0.82 /5.078=161.4MPa<215MPa（钢材强度极限值） 满足要求。计算得型钢剪应力为=V/A=8.18/4.89=16.72MPa<85MPa 满足要求。（2）按近似公式进行验算： 弯曲强度： 抗弯刚度： 利用sap2000计算挠度为7.83×10-4m< 利用近似公式计算挠度为7.8×10-4m<3、 纵向水平杆（大横杆）的允许承载力计算大横杆按三跨连续梁计算，梁的跨度立

13、杆纵向间距0.8m。用小横杆传来的最大反力值计算，其计算模型如下：图1 大横杆计算模型图2 弯矩图图7 剪力图图4 变形图通过以上计算得到，最大弯矩为M=0.96kNm，最大剪力为V=7.22kN，最大变形为0.3m。大横杆为48×3.5mm钢管，其截面面积为A=4.89cm2，截面模量为W=5.078cm3，则计算得型钢弯应力为=M/W=0.96/5.078=189.1MPa<215MPa（钢材强度极限值） 满足要求。计算大横杆剪应力为=V/A=7.22/4.89=14.8MPa<85MPa 满足要求。4、 一次木分配梁受力分析 一次分配梁按三跨连续梁计算，相邻分配梁间

14、距，梁的跨径。 各项荷载为：模板自重：1.0kN/m2,则P1=1.0×0.6=0.6kN/m，施工人员、施工料具运输、堆放荷载：1.0kN/m2, P2=1.0×0.6 =0.6 kN/m，振捣砼产生的荷载：2.0kN/m2, P3=2.0×0.6 =1.2kN/m，倾倒砼产生的冲击荷载：2.0kN/m2, P4=2.0×0.6=1.2kN/m， 箱梁截面面积为A=10.52m2，箱梁自重(纵向每延米)：g=10.52×26=273.52kN/m；箱梁投影面宽度：16.26 m；因此箱梁平均荷载为：p=273.52/16.26 =16.82k

15、N/m2, P5=16.82×0.6=10.1KN/m则荷载为：N=1.2×(P1+ P5)+1.4×(P2+ P3+ P4) =1.2×(0.6+10.1)+1.4×(0.6+1.2+1.2) =17.04KN/m 利用结构力学求解器建立分析模型：图1 一次木分配梁计算模型图2 一次木分配梁弯矩图图三 一次木分配梁剪力图图四 一次木分配梁变形图通过以上计算得到，最大弯矩为M=1.09kNm，最大剪力为V=8.18kN。抗弯承载能力验算： 横梁净截面抵抗矩： 满足要求。 受弯侧向稳定性验算： 满足要求。抗剪承载能力验算： 满足要求。 挠度验算：

16、 满足要求。5、 二次木分配梁受力分析 二次木分配梁采用10×10方木，按简支梁计算应力，两相临分配梁间距，跨度。各项荷载为：模板自重：1.0kN/m2,则P1=1.0×0.3=0.3kN/m，施工人员、施工料具运输、堆放荷载：1.0kN/m2, P2=1.0×0.3 =0.3kN/m，振捣砼产生的荷载：2.0kN/m2, P3=2.0×0.3=0.6kN/m，倾倒砼产生的冲击荷载：2.0kN/m2, P4=2.0×0.3=0.6kN/m， 箱梁截面面积为A=10.52m2，箱梁自重(纵向每延米)：g=10.52×26=273.52k

17、N/m；箱梁投影面宽度：16.26 m；因此箱梁平均荷载为：p=273.52/16.26 =16.82kN/m2, P5=16.82×0.3=5.046KN/m则荷载为：N=1.2×(P1+ P5)+1.4×(P2+ P3+ P4) =1.2×(0.3+5.046)+1.4×(0.3+0.6+0.6)=8.52KN/m 按简支梁计算弯矩： 抗弯承载能力计算： 强度满足要求。受弯侧向稳定性验算： 满足要求。挠度验算： 挠度满足要求。二、 地基承载力分析现浇梁处地基表面为亚粘土，其容许承载力最小为80kpa。清除原地基表面杂土，进行挖土换填，换填深度不小于50cm。堆填碎石土，并分层碾压密实，作为支架基础。在处理好的地基上设置厚度不小于50mm，宽20cm的木板或厚度为2