现浇箱梁满堂支架方案计算11392801

1、引言本文针对XXX现浇桥采用碗扣式满堂支架搭设方法进行支架搭设验算、方木验算、模板验算、地基承载力验算等进行计算分析。为后续现浇桥支架搭设施工提供关建指导作用。1 工程概况XXX桥采用（26+37+26）m现浇预应力砼连续箱梁，桥梁全长96m；上构按部分预应混凝土A类构件设计，箱梁横断面采用等高度单箱双室断面，主梁高190cm,顶板厚25cm,底板厚22cm悃缘悬臂长200cm;上部结构采用满堂支架现浇，其刚度、强度、稳定性、平整度等均应满足公路桥涵技术规范（JTG F80/1-2004）的要求；预应力混凝土容重取26KN/m3。2 满堂支架上现浇桥设计要点2.1 地基与基础处理在墩身施工完毕

2、后，首先测量放出线路中线和边线，检查现有基底宽度是否满足搭设支架要求，如现有地基宽度不足，需进行补填并夯实；基底处理范围为桥宽每侧边各增加2m，同时根据地形条件做好排水沟、截水沟。对于软弱地基必须采取石渣或者三七灰土等材料进行换填，换填厚度不小于30cm。换填后的地表用推土机推平，场地平整后用压路机分层压实，使其压实度达到95%以上，试验室检测地基承载力是否达到支架设计计算中最低250Kpa的要求，如果承载力不足，则加强压实工作或重新换填直至达到规定的承载力。本工程所在地区为湿陷性黄土地区，黄土受水浸泡后承载力急剧下降，为防止雨水及施工用水进入基础，在已达到支架设计承载力要求的地基上铺10cm

3、厚的混凝土防水层；混凝土设计强度为C20，确保地表水不渗入地基。在处理好的地基上铺设枕木或型钢做为支架下承托的基础。在地形条件受限制时，满堂支架采用C25混凝土条形基础，条形基础设计尺寸30cm（宽）×25（高）。2.2 现浇箱梁底满堂支架布置及搭设要求采用WDJ碗扣式多功能脚手杆搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。立杆顶托上纵向设15×15cm方木；纵向方木上设10×10cm的横向方木，其中纵木在墩顶处实心段不大于0.25m、在跨中处间距不大于0.3m。模板宜用厚1.5cm的优质竹胶合板做底模，横板边角宜用4cm厚木板进行加强，防止转角漏浆或

4、出现波浪形，影响外观。支架纵横均按图示设置剪刀撑，其中横桥向斜撑每2.0m设一道，纵桥向斜撑沿横桥向共设45道。满堂支架纵、横向间距及横杆步距形式跨中顶板底板厚度相等处长度取其30m、墩顶实心段两端长度各取其3.5m，采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×90cm×120cm、60cm×60cm×120cm两种布置形式的支架结构体系。3 满堂支架验算对箱梁现浇混凝土分块，分别就最不利位置墩顶实心段和跨中段进行检算，确定支架立杆受力最大部位为实心段下立杆。对荷载进行计算及对其支架体系进行验算3.1 荷载计算 根据本桥现浇箱

5、梁的以下特点，对最不利位置跨中处、实心段荷载形式进行验算 q1 箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。 跨中处截面1-1根据截面图1-1：q1=26*7.715/5.74=34.95kpa注：B-箱梁底宽，取5.74将梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。 实心处截面2-2根据截面图2-2：q1=26*12.12/5.74=54.90kpa q2 箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q21.0kPa（偏于安全）。 q3 施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及

6、替他承载构件时取1.0kPa。 q4 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。 q5 新浇混凝土对侧模的压力。 q6 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。 q7 支架自重，取4.0kpa3.1.2 荷载组合模板、支架设计计算荷载组合模板结构名称荷载组合强度计算刚度检算底模及支架系统计算3.2 结构检算本工程支架采用48×3.5mm碗扣式钢管支架，支架以立杆承受荷载作用为主，根据建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范对立杆支架强度及稳定性计算公式进行分析计算 腹板区1-1截面处在腹板处支架体系采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60c

7、m×90cm×120cm的布置结构.1 立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N30kN。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4Ni（组合风荷载时）NG1支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2构配件自重标准值产生的轴向力Qi施工荷载标准值；有：NG1=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×34.95=18.87KNNG2=0.6×0.9×q7=0.6×0.9×4.0=2.16KNNi=0.6×0

8、.9×(q2+q3+q4)=0.54×(1.0+1.0+2.0)=2.16KN则：N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4Qi=1.2×（18.87+2.16）+0.9×1.4×2.16=27.96KNN30KN ，强度满足要求。注：该计算公式参见建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范“组合风荷载时单肢立杆承载力计算”.2 立杆稳定性验算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范有关支架立杆的稳定性计算公式：NW/A+0.9MW/W(1-0.8NW/NE)fN钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4Qi

9、f钢材的抗压强度设计值，f205N/mm2参考建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范。A48mm×3.5钢管的截面积A4.89cm2。轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比查表即可求得。i截面的回转半径，查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录B得i1.58cm。长细比L/i。L水平步距，L1.2m。于是，L/i76，参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范查附录C得0.744。MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=1.4×WK×a×lo2/10WK=0.7uz×us×w0uz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范uz=1.0us

10、风荷载脚手架体型系数，查建筑结构荷载规范us=0.8w0基本风压，查建筑结构荷载规范附表D.4 “陕西.榆林n=50”w0=0.4KN/m2故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1×0.8×0.4=0.224KNa立杆纵距0.9m；lo立杆步距1.2m，故：MW=1.4×WK×a×lo2/10=0.041KN有效弯距系数，采用1.0截面塑性发展系数，钢管截面为1.15W 立杆截面模量 建筑施工扣件式脚手架安全技术规范附表B得W=5.08cm3NE欧拉临界力，NE2EA/2E为材料弹性模量E2.05*105则N/

11、A+MW/W27.96*103/（0.744*489）+0.9*1*0.041*106/1.15*（5.08*103）*(1-0.8*27.96*103/(3.142*2.05*105*489/762)84.11KN/mm2f205KN/mm2稳定性满足要求 实心区22横截面处在梁板实心区支架体系采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×60cm×120cm的布置结构.1 立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N30kN。立杆实际承受的荷载为：有：NG1=0.6×0.6×

12、q1=0.6×0.6×54.9=19.764KNNG2=0.6×0.6×q7=0.6×0.6×4.0=1.44KNNi=0.6×0.6×(q2+q3+q4)=0.36×(1.0+1.0+2.0)=1.44KN则：N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4Qi=1.2×（19.76+1.44）+0.9×1.4×1.44=27.25KNN30KN ，强度满足要求。注：该计算公式参见建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范“组合风荷载时单肢立杆承载力计算”.2 立杆稳定性验算根

13、据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范有关支架立杆的稳定性计算公式：NW/A+0.9MW/W(1-0.8NW/NE)fMW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=1.4×WK×a×lo2/10=1.4*.224*0.6*1.22/10=0.027KN有效弯距系数，采用1.0截面塑性发展系数，钢管截面为1.15W 立杆截面模量 建筑施工扣件式脚手架安全技术规范附表B得W=5.08cm3NE欧拉临界力，NE2EA/2E为材料弹性模量E2.05*105则N/A+MW/W27.25*103/（0.744*489）+0.9*1*0.027*106/1.15*（5.08*1

14、03）*(1-0.8*27.25*103/(3.142*2.05*105*489/762)79.67KN/mm2f205KN/mm2稳定性满足要求4 箱梁底模下横桥向方木验算本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用10×10cm方木，方木横桥向跨度在箱梁跨中截面处按L90cm进行受力计算,在墩顶横梁截面及横隔板梁处按L60cm进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述两值。将方木简化为简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值容许弯应力w=11MPa，容许剪应力=1.7MPa，弹性模量取值 E=9000MPa4.1 截面1-1按主桥跨中截面1-1处进行计算，按30.0m范围内进行受力

15、分析，按方木横桥向跨度L90cm进行验算。 方木间距计算q(1.2*q1+q2+q3+q4)×B(1.2*34.95+1.0+2.5+2)×30=1393.2kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×1393.2×0.92141.06kN·mW=(bh2)/6=(0.1×0.12)/6=0.000167m3则： n= M/( W×w)=141.06/(0.000167×11000×0.9)=85.32(取整数n86根)dB/(n-1)=30/85=0.35m注：0.9为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间

16、距小于0.35m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.30m，则n30/0.3100。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×(1393.2×0.94)/(100×9×106×8.33×10-6×0.9) =1.8×10-3m1/400=0.9/400=2.25×10-3m (挠度满足要求) 每根方木抗剪计算(1

17、/2)(qL)/(nA)=(1/2)×(1393.2×0.9)/(100×0.1×0.1×0.9)/1000=0.712 MPa=1.7MPa满足要求。4.2 截面2-2（墩顶及横隔梁）按主桥墩顶截面处3.5m范围内进行受力分析，按方木横桥向跨度L60cm进行验算。 方木间距计算q(1.2*q1+ q2+ q3+ q4)×B(1.2*54.90+1.0+2.5+2)×3.5=246.33kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×246.33×0.6211.1kN·mW=(bh2)/6=(0.1&

18、#215;0.12)/6=0.000167m3则： n= M/( W×w)=11.1/(0.000167×11000×0.9)=6.7(取整数n7根)dB/(n-1)=3.5/6=0.58m注：0.9为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间距小于0.58m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.25m，则n3.5/0.2514。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×

19、;(246.33×0.64)/(14×9×106×8.33×10-6×0.9) =4.4×10-4m1/400=0.6/400=1.5×10-3m 满足要求 每根方木抗剪计算(1/2)(qL)/(nA)=(1/2)×(246.3×0.6)/(14×0.1×0.1×0.9)/1000=0.586 MPa=1.7MPa满足要求。由以上计算所得：1-1桥梁跨中截面处横桥向方木布置间距是30cm;2-2桥梁实心段截面处横桥向方木布置间距是20cm。经验算方木弯距、挠度、抗剪

20、均符合规范要求，可以按此间距布置方木。5 立杆顺桥向方木验算本施工方案中在支架顶顺桥向采用15×15cm方木，方木横桥向跨度在箱梁跨中截面处按L90cm进行受力计算,在墩顶横梁截面及横隔板梁处按L60cm进行受力计算，横向间距均为L60cm,桥梁跨中1-1截面部位均按30cm布置，桥墩、实心段2-2截面处均按0.25cm布置。将方木简化为简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值容许弯应力w=11MPa，容许剪应力=1.7MPa，弹性模量取值 E=9000MPa 5.1 截面1-1按主桥跨中截面1-1处进行计算，支架体系采用立杆横桥向间距×纵桥向间距为60cm&#

21、215;90cm的布置结构，横桥向方木顺桥向布置间距为30cm，见上图间距为30cm示意，支架布设按跨中30.0m范围内进行受力分析 方木抗弯计算p=lq/nL(1.2*q1+ q2+ q3+ q4)×B/n0.6×(41.9+1.0+2.5+2)×30/100=8.35kN Mmaxp a1+ p a20.45*8.35+0.15*8.35=5.01kN·mW=(bh2)/6=(0.15×0.152)/6=5.63×10-4m3= Mmax/ W=5.01/(5.63×10-4)=8.9MPa0.9w9.9MPa（符合要求

22、）注：0.9为方木的不均匀折减系数。5.1.2 方木抗剪计算Vmax=3p/2=(3×8.35)/2= 12.53kN(3/2)Vmax /A=(3/2)×12.53/(0.15×0.15)=0.278MPa<×0.9=1.7×0.9=1.53 MPa满足要求。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.15×0.153)/12=4.2×10-5m4则方木最大挠度：fmax=4.74×10-4l/400=0.9/400m=2.25×10-3m 故，挠度满足要求5.2 截面2-2按主桥跨

23、中截面1-1处进行计算，支架体系采用立杆横桥向间距×纵桥向间距为60cm×60cm的布置结构，横桥向方木顺桥向布置间距为25cm，见上图间距为25cm示意，支架布设按跨中3.5m范围内进行受力分析 方木抗弯计算p=lq/nl(q1+q2+q3+q4)×B/n0.6×(65.9+1.0+2.5+2)×3.5/14=10.56kNMmaxp a1 +pa2(0.3+0.05)×10.56=3.22kN·mW=(bh2)/6=(0.15×0.152)/6=5.63×10-4m3= Mmax/ W=3.22/(5

24、.63×10-4)=5.72MPa0.9w9.9MPa（符合要求）注：0.9为方木的不均匀折减系数。 方木抗剪计算Vmax=3p/2=(3×10.56)/2= 15.84kN1.5Vmax /A=1.5×15.84/(0.15×0.15)=1.06MPa×0.9=1.7×0.9=1.53 MPa符合要求。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.15×0.153)/12=4.2×10-5m4fmax=2.766×10-4m0.9×L/400=0.6/400m=1.5×1

25、0-3m 故，挠度满足要求6 梁板底模验算本方案中箱梁底模采用1.5cm竹胶板，铺设在桥梁跨中纵向间距0.3m的横桥向方木上，以及在桥墩旁实心段纵向间距0.25m的横桥向方木上，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，满足要求即可。6.1 截面2-2板下方木间距采用10×10cm方木，中到中25cm间距布置，则板上每米长的荷载为：q(1.2*q1+ q2+ q3+ q4)×B(1.2*54.90+1.0+2.5+2) *0.25=17.6kN/m模板跨中弯距按下式计算M(1/10) qL2=(1/10)×17.6×121.76N·m按集中力P1

26、.5KN计算 M1/2=PL/6=1.5*1/6=0.25 <1.76 kN·m模板面板采用竹胶板，其容许应力0=90MPa，由于为临时工程，并可提高1.2。W= M1/2/1.2*w=1.76/(1.2*90*103)=1.63*10-5m2根据W、b求得h为：h=(6*W)/b)= (6*1.63*10-5)/1)=0.099m=1cm因此，竹胶板厚度采用1.5cm。核算其挠度，则有：竹胶板弹性模量：E7.5*106 I=(bh3)/12（1*0.0153）/12=2.81*10-7fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=17.6*0.254/(7.5*106*2.81*10-7) =4.2*10-4<L/400=0.25/400=6.25*10-46.2 截面2-2板下方木间距采用10×10cm方木，中到中30cm间距布置，则板上每米长的荷载为：q(1.2*