天府大道南延线桥梁工程现浇支架设计计算书

附件11：天府大道南延线（K1+200～K5+400）桥梁与地道工程K5K3+371.33912桥梁工程K3+912桥梁拱部现浇支架设计计算书编制：复核：审核：中铁二局三公司天府大道南延线2标2012年8月目录TOC\o"1-2"\h\z\u1编制依据 332工程概况 333支架结构构造概况 334支架检算 444.1荷载计算 444.2主要材料参数 764.3模板系统结构件检算 874.4支架立杆及基础检算 11104.5结论 1310天府大道南延线K5K3+371.33912桥梁工程拱部现浇支架设计计算书1编制依据(1)《K5K3+371.3912桥梁施工设计图》；(2)《建筑施工碗扣式脚手架平安技术规范》(JGJ-2008)(3)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(4)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)(5)现行马路桥梁设计及施工技术规范2工程概况K5K3+371912为欧式拱桥,采纳5跨卵圆形钢筋混凝土无铰板拱,跨度组合为（24.15+3×23.9+24.15）m，桥梁结构总长为133m；全桥分为四幅桥，每幅桥宽20m，桥梁总宽80m；拱顶距承台顶最大高度为约10m，拱圈厚75cm。3支架结构构造概况拱圈现浇支架采纳φ48×3.5mmWDJ碗扣型多功能钢管脚手架，搭设为满堂落地支架，支架基础顶标高为483.5m（暨设计湖底标高），支架最高处高度约9.105m支架基础：在开挖至湖底标高以下粘土层后，采纳砂砾石换填并分层碾压整平后浇筑20cm厚C15混凝土垫层作为支架基础。架体结构：支架立杆纵、横桥向间距均采纳90cm，横杆步距为120cm（顶部部分横杆步距为60cm）；拱脚不能搭设竖向立杆的地方采纳扣件式钢管斜支撑加强，斜支撑纵桥向间距约30cm、横向间距仍为90cm。立杆底部配制KTZ-30可调底座，底座下铺设14×12cm底层枋木，枋木大面朝下；立杆顶部配置KTC-50顶托；顶托上设14×12cm横桥向承重枋木；承重枋木上为纵桥向I10工字钢曲线形拱肋，横向间距为90cm；纵向I10工字钢上为10×10cm的横桥向肋木，肋木在护拱段间距20cm、在护拱顶以上间距为30cm。支架四周及中间纵、横向每四排从底到顶连续设置竖向剪刀撑；在支架拱圈侧面模板结构：采纳与拱圈厚度和线形相同的δ15mm竹胶板；竹胶板上设置竖向10×10cm方木作小肋，间距30cm；小肋的顶部、底部各采纳曲线形的双φ48×3.5mm钢管作大肋，用φ16mm光圆钢筋焊接在拱圈箍筋上作拉杆；拉杆竖向间距约护拱段侧面模板结构：采纳与护拱（含相应的主拱）厚度和线形相同的δ15mm竹胶板；竹胶板上设置竖向10×10cm方木作小肋，间距30cm；小肋上设置2[10工字钢作大肋，用φ20mm光圆钢筋焊接在拱圈箍筋和主筋上作拉杆；大肋设置4道，竖向间距约90cm；每道大肋上设置4~5根拉杆拱背压模结构：采纳拱背线形相同的δ15mm竹胶板；竹胶板上设置横桥向10×10cm方木作小肋，间距30cm；小肋上设置纵桥向双φ48×3.5mm钢管作大肋，用φ16mm光圆钢筋焊接在拱圈箍筋上作拉杆；大肋横桥向间距180cm；拉杆横桥向间距180cm拱圈现浇支架设计见附件《拱圈现浇支架布置图》。4支架检算4.1护拱以上荷载拱圈上浮力取模板的最大侧压力沿模板的垂直分力作为检算荷载：侧压力：按公式（来源于《马路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）中附录D）—新浇筑混凝土对侧面模板的最大压力，kPa；—混凝土的容重，25kN/m3；—混凝土的初凝时间,取6h，单位h。—外加剂修正系数。不掺加外加剂时取1.0；掺缓凝外加剂时取1.2；—混凝土坍落度修正系数，当坍落度110～180mm时，取1.15；—混凝土浇筑速度，；（拱脚灌注模板侧压力计算按全高1.6m，护拱以上拱圈一次性浇筑，6小时浇筑完计算，浇筑速度取0.27m/h。）模板与水平方向的夹角为10.70，刚上浮力为：表1拱圈支架荷载表荷载部位计算梁体高度(m)新浇梁体荷载(kPa))①模板支架及人员机具(kPa)②振捣混凝土荷载(kPa)③合计计算荷载(kPa)计算强度q计算刚度q拱圈下竖向荷载0.7518.754.522925.25拱圈上浮力1.64.3926.396.39拱圈侧压力1.623.64225.6425.64表中数据：计算强度荷载①×1.2+②+③，刚度荷载为：①+②，混凝土容重按25KN/m3计。上浮力和侧压力不考虑1.2的平安系数4.1.2水平荷载：按公式（来源于《马路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）中附录D）—新浇筑混凝土对侧面模板的最大压力，kPa；—混凝土的容重，25kN/m3；—混凝土的初凝时间,取6h，单位h。—外加剂修正系数。不掺加外加剂时取1.0；掺缓凝外加剂时取1.2。—混凝土坍落度修正系数，当坍落度110～180mm时，取1.15；—混凝土浇筑速度，；（拱脚灌注模板侧压力计算按全高3.4m，护拱及以下拱圈一次性浇筑，6小时浇筑完计算，浇筑速度取0.57竖向荷载：最大竖向荷载垂直模板方向的荷载为：表2护拱下荷载表荷载部位新浇梁体荷载(kPa))①模板支架及人员机具(kPa)②振捣混凝土荷载(kPa)③合计计算荷载(kPa)计算强度q计算刚度q护拱下模板、肋木、安排梁、承重方木62.624.5275.9864.4背杠、对拉杆侧压力34.38236.3836.38表中数据：计算强度荷载①×1.2+②+③，刚度荷载为：①+②。侧压力不考虑1.2的平安系数。4.2主要材料参数4.2.1本计算采纳容许应力法进行结构计算，对荷载不乘荷载分项系数，支架计算中各种主要材料容许力学指标见表2。表3主要材料容许值材料应力类型容许值（MPa）临时结构提高系数后应力（MPa）Q235轴向应力140182弯曲应力145188.5剪应力85110.5弹性模量2.06×105竹胶板弯曲应力18剪应力2.0弹性模量6×103方木弯曲应力11剪应力1.8弹性模量9×103C15混凝土抗压强度设计值7.24.2.2表4碗扣支架立杆设计容许值横杆步距(m)立杆荷载(kN)0.6401.2304.2.3表5结构刚度容许值表结构部位容许值备注结构表面外露模板挠度≤L/400L为模板构件跨度结构表面隐藏模板挠度≤L/250L为模板构件跨度支架各结构件的变形≤L/400L为模板构件跨度4.2.4表6主要材料特性表结构名称构件名称材料规格(mm)截面面积

A(mm2)惯性矩

I(mm4)反抗矩

W(mm3)抗剪面积AS（mm2）模板模板厚度151528137.511.25横向安排肋木100×100100008.3×1061.67×1059.0×103纵向安排梁I10I101433245000049000450背杠2][102.548×1033.97×1067．93×104支架系统立杆、横杆φ48×3.54891.22×10550804.3模板系统结构件检算4.3.1护拱以上拱圈下缘模板、横向安排肋、纵向安排梁拱下模板均为15mm竹胶板，安排肋木（10×10）cm沿桥横向布置，纵向间距为按三跨连续梁计算，计算公式如下：计算简图(1)弯矩：，则最大弯应力(2)剪力：，则最大剪应力(3)挠度：纵向安排梁I10横向间距为90cm，按简支梁计算,弯矩、剪力、挠度计算公式如下：表7拱圈下模板、横向安排方木、纵向安排梁、承重横向方木检算结果部位计算跨度（m）荷载宽度取值（m）最大弯应力（MPa）最大剪应力（MPa）最大挠度（mm）计算结论模板0.2（按净间距）0.0013.10.310.16满意要求横向安排方木0.90.34.20.630.45满意要求纵向安排梁I100.90.953.9326.10.38满意要求4.3.2拱背压模结构：采纳拱背线形相同的δ15mm竹胶板；竹胶板上设置横桥向10×10cm方木作小肋，间距30cm；小肋上设置纵桥向双φ48×3.5mm钢管作大肋，用φ16mm光圆钢筋焊接在拱圈箍筋上作拉杆；大肋横桥向间距180cm；拉杆横桥向间距压模板为15mm竹胶板，安排肋木（10×10）cm沿桥横向布置，纵向间距为按三跨连续梁计算，计算公式如下：(1)弯矩：，则最大弯应力(2)剪力：，则最大剪应力(3)挠度：纵向安排梁I10横向间距为90cm，按简支梁计算,弯矩、剪力、挠度计算公式如下：（4）拉杆计算——采纳车丝后螺杆的净截面计算表8护拱以上拱圈压模系统检算结果部位计算跨度（m）荷载宽度取值（m）最大弯应力（MPa）最大剪应力（MPa）最大挠度（mm）计算结论模板0.30.0011.50.10.21满意要求横向安排方木0.90.30.90.140.11满意要求纵桥向双φ480.91.8142.41.31.92满意要求拉杆0.91.871.9Mpa满意要求4.3.3拱脚至护拱顶面由于拱脚与护拱一起浇筑，此时水平力较大，检算水平侧压力与混凝土自重对结构的影响。（1）底模及横向安排梁均按三跨连续梁计算，计算公式同拱圈下计算公式计算。（2）背杠、纵向安排按简支梁计算，其弯矩、剪力、挠度计算公式如下：（3）拉杆计算——采纳车丝后螺杆的净截面计算表9护拱下底模板、安排横肋、竖肋、背杠及对拉杆检算结果构件名称计算跨度（m）荷载宽度取值（m）最大弯应力（MPa）最大剪应力（MPa）最大挠度（mm）计算结论底模板0.20.0018.10.810.41满意要求底模肋木0.90.27.41.090.76满意要求底模安排梁I100.60.962.845.60.19满意要求背杠0.90.941.7513.90.34满意要求拉杆0.90.9轴向应力：130.97MPa满意要求4.3.4护拱以下侧模为木模，木模外面采纳间距为30cm的10×10cm竖向安排肋木，安排肋木外面采纳2I0的背杠，背杠竖向间距60cm，拉杆为φ20螺纹钢筋，螺结构件计算（1）侧模及竖向安排梁均按三跨连续梁计算，计算公式同拱圈下计算公式计算。（2）背杠、按简支梁计算，其弯矩、剪力、挠度计算公式如下：（3）拉杆计算表10护拱侧模结构检算结果构件名称计算跨度（m）荷载宽度取值（m）最大弯应力（MPa）最大剪应力（MPa）最大挠度（mm）计算结论侧模板0.20.0013.73.30.20满意要求竖向肋肋0.90.34.50.660.54满意要求背杠1.20.974.2318.51.06满意要求拉杆1.20.9轴向应力：174.6MPa满意要求4.3.5拱圈侧模为木模，木模外面采纳间距为30cm的10×10cm竖向安排肋木，安排肋木外面采纳桥向双φ48×3.5mm钢管背杠，背杠竖向间距65cm，拉杆为φ16螺纹钢筋结构件计算（1）侧模及竖向安排梁均按三跨连续梁计算，计算公式同拱圈下计算公式计算。（2）背杠、按简支梁计算，其弯矩、剪力、挠度计算公式如下：（3）拉杆计算表11拱圈侧模结构检算结果构件名称计算跨度（m）荷载宽度取值（m）最大弯应力（MPa）最大剪应力（MPa）最大挠度（mm）计算结论侧模板0.20.0012.70.270.16满意要求竖向肋肋0.90.35.30.790.65满意要求背杠0.90.355112.691.01.52满意要求拉杆1.80.355轴向应力：28.3MPa满意要求4.4支架立杆及基础检算4.4立杆轴向力应按下式计算::混凝土与立杆自重之和。：为施工荷载产生的轴向力。表11立杆荷载计算结果表部位立杆纵距(m)立杆步距(m)计算荷载(kN)允许荷载(kN)计算结论拱圈下立杆0.9×0.91.224.930满意要求护拱下立杆0.9×0.31.22