连续箱梁支护计算书.docx

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连续箱梁支护计算书

预应力连续箱梁

本标段南村1#主线桥、南村2#主线桥与南村匝道桥采用箱梁作为上部结构，采用碗扣支架满堂支撑体系，竹胶板现场拼装，泵车浇筑，人工振捣施工方式施工。

1、施工顺序

基底处理→搭设支架→测量放线→调整高程→安装底模板→模板顶高程复核→安装钢筋→监理验收→安装侧模→混凝土浇筑→养护拆侧模→预应力张拉（达到设计强度）

2、支架施工

支架施工前先进行地基处理，承载力不满足时浇筑一层混凝土垫层，支撑体系采用碗扣式支架，满堂支架施工。

为了检查支架的承载力，减少和清除支架的非弹性变形及地基的沉降量。

在铺设完箱梁底模后，对全桥支架、模板进行预压，预压荷载按设计荷载的1.2倍考虑。

3、箱梁施工方法

（1）钢筋工程：

钢筋下料、弯曲均在钢筋加工场严格按图纸、技术交底及规范进行，运至现场后进行绑扎。

绑扎中因钢筋密度较大要确保每根钢筋的准确位置，钢筋安装严格按规范及图纸进行施工，且注意管道、预埋件的设置。

波纹管的安装要在钢筋的绑扎过程中完成，用钢筋卡子以铁丝绑扎固定好其位置，波纹管接头要用胶带缠好（波纹管安装前要对波纹管进行质量检查）。

预应力筋预留孔道的位置及尺寸准确，孔道平顺，端部的预埋钢垫板垂直于孔道中心线。

在进行箱梁腹板及底板钢筋安装时，将底板钢筋与腹板钢筋焊接牢固。

底板上下两层钢筋网形成整体。

（2）模板、预留孔道安装

箱梁底模采用竹胶板，对缝纵向平铺，并用3cm的圆钉将模板与大板钉牢，模板接缝垫密封条，防止露浆。

侧模采用竹胶板，模板的安装要保证梁体的各项设计尺寸，接缝严密，不漏浆，模板内不能有碎屑，模板表面涂刷脱模剂。

波纹管的铺设，一定要严格按设计给定孔道坐标位置固定。

固定管道的钢筋支架要与梁体钢筋焊牢，防止管道上下左右移动，其位移偏差小于相应质量标准。

防止套管接口松散﹑脱落。

在其连接处用胶带缠紧，防止进入水泥灰浆。

混凝土浇筑过程中，要注意保护波纹管。

施工人员不能随意踩塌，不能用振捣棒碰撞捌﹑撬波纹管，防止波纹管发生位移或被砸扁及孔道漏浆造成堵孔。

（3）箱梁混凝土浇筑

A、浇筑前对支架、模板、钢筋、波纹管再次进行检查，并清理干净模板内杂物，报经监理工程师检查批准。

B、箱梁底板与腹板沿纵向分层浇筑，第一步先浇筑底板，紧跟着第二步，浇筑腹板，然后浇筑顶板及翼板。

底板混凝土采用低流动性混凝土，箱内设专人清理流淌出的混凝土，并保证底板混凝土振捣密实不超厚。

C、施工中用混凝土泵车浇筑，同时准备备用泵车保证混凝土浇筑的连续性。

D、混凝土浇筑前，对操作人员进行交底、指导、组织学习规范，振捣使用插入式振捣器，振捣工要分工负责，切不可漏振，注意避免振动预埋件。

E、混凝土浇筑保持连续性，一次浇筑，严禁中途停止浇筑，出现浇筑中断。

F、混凝土养护：

混凝土养护设专人负责，对浇筑完毕的混凝土，及时用土工布覆盖湿养，养生期最少保持7天。

（4）预应力施工

预应力张拉由富有经验的技术人员及经过正式培训且持有张拉上岗证的操作人员进行。

砼强度达到100%后，进行预应力张拉，张拉采用双控法，以张拉应力为主，伸长值进行校核。

张拉前对预应力钢材、锚具、夹具和张拉设备按设计及规范要求进行检验。

低松弛钢筋张拉程序：

0→初应力→σcon（持荷2分钟锚固）。

量测钢绞线伸长值时，停止千斤顶操作；在高压油管接头加防护套，防止高压喷油伤人；千斤顶支架必须与梁端垫板接触良好，位置对称顺直，严禁多加垫块，防止支架不稳或受力不均造成倾倒伤人；张拉时千斤顶两端放钢挡板，防止断丝伤人；两端油泵操作保持一致；操作人员在千斤顶两侧，顶后严禁站人。

后张法实测项目

项次

检查项目

规定值或允许偏差

检查方法和频率

权值

1

管道坐标（mm）

梁长方向

±30

尺量：

抽查30佩每根查10个点

2

梁高方向

±10

2

管道间距（mm）

同排

10

尺量：

抽查30%，每根查5个点

1

上下层

10

3

张拉应力值

符合设计要求

查油压表读数：

全部

4

4

张拉伸长率

符合设计规定，无设计规定时±6%

尺量：

全部

3

5

断丝滑丝数

钢束

每束1根，且每断面不超过钢丝总数的1%

目测：

每根（束）

3

钢筋

不允许

（4）孔道压浆

压浆前，对孔道进行清洁处理，并使孔壁完全湿润，必要时冲洗以清除有害材料；冲洗后，使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。

压浆采用真空压浆。

压浆的最大压力为0.5-0.7MPa，压浆达到孔道另一端饱满和出浆，并达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。

为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，保持不小于0.5MPa的一个稳压期。

压浆完成后，及时对力筋、锚具进行处理，其中包括对锚具和力筋做防锈、防腐处理。

需要封锚的，对梁端混凝土凿毛并将其周围冲洗干净。

（5）封锚

待压浆结束，封锚前先将锚具周围冲洗干净并凿毛，然后按图纸要求布置钢筋网浇筑封锚混凝土。

（6）支架和底模的卸落 

当梁体预应力孔道压浆强度达到规范要求，并得到监理指示后，进行支架卸落和拆除底模。

拆除时，先拆除箱梁外侧模板，借助于手拉葫芦将底模板抽出，再拆除模板系统的小横杆和大横杆，卸除活动顶托，按照搭建支架相反的程序将支架拆除。

拆除过程中注意不能向下抛掷杆件和扣件等，操作人员必须系好安全带进行操作。

后张法预应力连续箱梁施工工艺流程图

4、支架计算书

本标段主线桥、匝道桥上部均采用现浇预应力砼连续箱梁结构。

根据结构特点和现场条件，上部主梁采用满堂支架现场浇注施工。

下图为主梁外形图：

（1）地基加固处理

为保证现浇支架地基稳定性,施工前对地基承载力进行检测，对地基进行承载力验算，对不符合地基承载力要求的并进行地基加固处理。

挖出原地表耕植土层，浇注30cmC15混凝土垫层，对有淤泥、坑塘、沙质土等不良地基进行换填石渣，以满足地基承载力要求。

换填施工完毕，将石渣表面整平，表面空隙用砂粒等材料填充，浇注混凝土垫层。

浇注前由测量人员放样确定混凝土垫层浇注范围和标高，混凝土浇注宽度为支架安装宽度+每侧1.5米。

为保证混凝土垫层表面平整和横坡度要求，纵、横向每隔5米设置标高控制点，采用挂线方法控制垫层标高。

混凝土拌和采用拌和站集中拌和，混凝土搅拌车运送混凝土；采用插入式振捣器配合平板式振捣器振捣，以保证混凝土振捣密实。

混凝土浇注完毕后收浆整平，塑料薄膜洒水保湿养生7天。

设置排水系统

为保证将雨水及时排出支架施工范围，换填施工前在换填宽度外开挖排水沟，排水沟根据地质条件确定，底宽不小于0.5米，深度不小于0.5米。

结合地形条件，将雨水排至适当位置。

排水系统设置合理，避免造成环境污染和影响当地居民生活。

（2）支架设计与安装

支架系统立杆纵横间距统一为60×60cm，立杆步距1.2m。

立杆采用普通Φ48×3.5mm（结构计算时钢管壁厚取3.0mm）钢管作为箱梁的支撑，钢管顶安置可调顶托，顶托上面铺设横向建筑双钢管Φ48×3.5mm（结构计算时钢管壁厚取3.0mm），然后纵向布置10cm×10cm木方（材质统一为杉木），方木间距20cm；木方上面铺设1.5cm厚竹胶板；立杆底部铺设10cm×10cm木方（材质统一为杉木）。

其搭设形式如下：

1）支架计算参数

支架钢管：

按设计要求，施工时采用满堂式碗扣支架，采用规格为φ48×3.5mm碗扣式钢管。

箱梁底模：

箱梁底模采用高强度竹胶板，木方上面铺设高强度竹胶板,厚均为1.5cm。

模板楞木：

主楞为Φ48×3.5mm双钢管，次楞为10×10cm木方（杉木）。

支架基础：

C30混凝土20cm，10cm×10cm木方（材质统一为杉木）。

2）荷载计算

A荷载分析

根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：

①q1——箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。

②q2——箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算。

③q3——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；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。

④q4——振捣混凝土产生的荷载。

⑤q5——新浇混凝土对侧模的压力。

⑥q6——倾倒混凝土产生的水平荷载。

⑦q7——支架自重。

B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

①＋②＋③＋④＋⑦

①＋②＋⑦

侧模计算

⑤＋⑥

⑤

C荷载计算

a箱梁自重——q1计算

根据南村1#主线桥和2#主线桥的结构特点，我们取跨中截面进行箱梁自重计算，并对截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。

该箱梁钢筋混凝土容重按γ=26kN/m³计算，本项目中支架纵横间距统一为60×60cm，取截面最不利处进行计算，横梁处梁高1.6m。

Q1＝26×1.6＝41.6kN/m2

b模板、支架等自重

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011），主梁、次梁及支撑模板自重取0.85kN/m2；

根据JGJ130-2011，h×la×lb＝1.2×0.6×0.6m时，支模架立杆每米结构自重为0.1384kN/m，支架最大高度为13.5m。

Q2＝0.85＋0.1384×5/（0.6×0.6）＝2.77kN/m2

c施工荷载

施工人员及设备荷载标准值（Q3）按均布活荷载取1.0kN/m2；

浇筑和振捣混凝土时产生的荷载标准值（Q4）可采用1.0kN/m2。

d风荷载

作用于模板支撑架上的水平风荷载标准值，应按下式计算：

ωK=0.7×μz×μS×ω0

式中：

ωk---风荷载标准值（kN/m2）；

ω0---基本风压（kN/m2），根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012），按50年一遇的风压采用取0.35kN/m2；

μz---风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）规定采用1.00；

μS---风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）规定的竖直面取0.8。

故Q5=ωK=0.7×1.00×0.8×0.35=0.196kN/m2

e荷载计算

不组合风荷载时

Q=1.2×（Q1+Q2）+1.4×（Q3+Q4）＝56.044kN/m2

组合风荷载时

Q=1.2×（Q1+Q2）+0.9×1.4×（Q3+Q4+Q5）＝56.011kN/m2

3）结构设计计算（不组合风荷载）

根据规范《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》JGJ166-2008J，支架系统中受压杆件长细比不大于230，其他各参数见下表。

表1.2钢材的强度设计值和弹性模量﹙N/mm2﹚

Q235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值f

205

弹性模量E

2.05×105

表1.3受弯杆件的允许变形（挠度）值

构件类别

允许变形（挠度）值V

脚手板、纵向、横向水平杆

l/150，≤10mm

悬挑受弯杆件

l/400

A立杆验算

本项目立杆为Φ48×3.5mm（计算取现场实测最小壁厚3.0mm）碗扣钢管，有关设计参数如下：

表1.4钢管截面特性

外径

D（mm）

壁厚

t（mm）

截面积

A（cm2）

截面惯性矩

I（cm4）

截面模量

（cm3）

回转半径

i（cm）

48

3.0

4.24

10.78

4.49

1.59

根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》JGJ166-2008，当外侧四周及中间设置了纵、横向剪刀撑是，立杆的计算长度按l0=h+2a计算，h为立杆步距，a为立杆伸出顶层水平杆长度。

故l0=h+2a=1.2+2×0.3m=1.8m

长细比λ=l0/i=113.2<[λ]=230

经查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》JGJ166-2008附录E中Q235A级钢管轴心受压构件的稳定系数表，得ψ=0.496则：

a、强度验算

横梁处立杆受轴力最大，其立杆间距为：

60cm×60cm

N=56.044×0.6×0.6=20.18kN

σ=N/（ψA）=20.18×103/（0.496×424）=95.96N/mm2<[σ]=205N/mm2

满足要求

b、挠度验算

N=20.18kN

υ=NL/EA=20.18×11.62×106/（2.05×105×424）=2.7mm<10mm

满足要求

底模验算

底模采用δ＝15mm厚的优质竹胶板（抗弯强度设计值fjm=15N/mm2，弹性模量E=9×103N/mm2），直接搁置在100×100mm横向方木上，方木中到中间距为20cm。

a、强度计算

简支梁在均布荷载作用下的受力简图及弯矩图如下：

受力模型图

弯矩图

中支点横梁处（纵向方木间距200mm），受力模式按照简支梁在均布荷载作用下的受力，取1m单位宽度进行计算，

Mmax＝1ql2/8＝0.125×56.044×1×0.2×0.2＝0.28kN·m

W＝bh2/6＝1000×152/6＝37500mm3

fmax＝Mmax/W＝0.28×106/37500＝7.47N/mm2＜[fjm]=15N/mm2

由验算可知横梁处底模强度满足要求

b、挠度计算

根据《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50－2011）规定在刚度计算中不计入施工人员及设备荷载以及浇筑混凝土时对水平模板产生的荷载，结构表面外露的模板其挠度不超过模板构件跨度的1/400，横梁处（横向方木间距200mm），最大挠度计算公式如下：

υ=5qL4/（384EI）

=5×56.044×0.6×2004/（384×9×103×1000×153/12）

=0.277mm<200/400=0.5mm

满足要求（按简支梁计算）

C次楞方木验算

次楞方木平卧放置于主楞上，次楞规格为100mm×100mm（抗弯强度设计值fm为17N/mm2，顺纹抗剪设计值fv为1.7N/mm2），方木跨径（立杆纵距）在横梁处（横向方木间距200mm）跨度均为600mm，按三跨连续梁计算其受力。

考虑现场实际施工时方木的尺寸差异，方木的力学性能乘0.9的折减系数取值，则：

[fm]＝17×0.9＝15.3N/mm2

E=9×103×0.9=8.1×103N/mm2

[fv]=1.7×0.9=1.53N/mm2

a、强度计算（横向方木间距200mm）

Mmax＝ql2/8＝0.2×56.044×0.62/8＝0.5kN·m

σmax＝Mmax/W＝0.5×1000/（10×102/6）＝3.02N/mm2＜[fm]=15.3N/mm2

满足要求

木材在其顺纹方向抗剪强度较差，在横力弯曲时可能因中性层上剪应力过大而使方木沿中性层发生剪切破坏，需按顺纹方向的许用剪力对方木进行强度校核。

均布荷载作用下简支梁受力图及剪力图如下：

方木顺纹方向所受最大剪力为：

Vmax＝ql/2=0.2×56.044×0.6/2=3.36kN

方木顺纹方向承受的最大剪应力为:

τmax=1.5Vmax/A=1.5×4.09×1000/（100×100）=0.50N/mm2＜[fv]=1.53N/mm2

满足要求

b、挠度计算（按三跨连续梁计算）

υ=0.677qL4/（100EI）

=0.677×0.2×68.188×6004/（100×8.1×103×100×1003/12）

=0.15mm

满足要求

D主楞双钢管验算

每个可调托座上放置横向普通Φ48×3.5mm双钢管，由于主楞上的纵向方木间距为20cm，所以次楞传递给横向主楞的荷载，近似按均布荷载计算，纵向双钢管下立杆间距为60cm，钢管计算壁厚按现场实测最不利取值3.0mm。

钢管的截面模量W为4.49×103mm，抗压强度设计值为205N/mm2。

a、强度计算

受力模式采用均布荷载作用下三跨连续梁计算

q=56.044×0.6=33.62kN/m

Mmax＝ql2/10＝33.62×0.62/10＝1.21kN·m

σmax＝Mmax/W＝1.21×106/（2×4.49×103）＝135N/mm2＜[σ]=205N/mm2

满足要求

b、挠度计算（按三跨连续梁计算）

υ=0.677qL4/100EI

=0.677×56.044×0.6×6004/（2×100×2.05×105×12.19×104）=0.6mm

满足要求

E满堂支架整体抗倾覆验算

依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不小于1.3。

K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/ΣMw

采用30m验算支架抗倾覆能力：

跨中支架宽14.6m，长30m；

支架横向25排；

支架纵向腹板下51排；

高度取5；

顶托TC60共需要25×51=1275个；

立杆需要（25×51）×5=6375m;

纵向横杆需要25×30×5=3750m；

横向横杆需要（14.6×51）×5=3723m；

故：

钢管总重（6375+3750+3723）×3.84=52622kg;

顶托TC60总重为：

1275×7.2=9180kg；

故q=52622×9.8+9180×9.8=605.66KN；

稳定力矩=y×Ni=9.6×605.66=5814.336KN.m

依据以上对风荷载计算WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2

30跨m共受力为：

q=0.927×5×30=139.05KN；

倾覆力矩=q×（3.5＋1.6）=139.05×5.1=709.155KN.m

K0=稳定力矩/倾覆力矩=5814.336/709.155=8.2>1.3

计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求。