P匝道现浇预应力箱梁满堂支架计算书1.docx
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P匝道现浇预应力箱梁满堂支架计算书1
P匝道现浇预应力箱梁盘扣式支架计算书
一、支架搭设
结合PK0+661.000道路施工，第四、五、六、七联均采用盘销脚手架搭设，借助已完成的墩柱/盖梁进行搭设，一联同时到顶，四联平行作业。
盘扣式支架立杆布置间距为顺路方向1500㎜，墩柱处进行加强，实心段腹板位置为横向间距900㎜，实心段其余位置横向间距为1200mm；跨中部分纵、横向步距为1500mm。
架体由底至顶设置斜拉杆，斜拉杆在支撑架两侧对称设置，立杆底部插入可调基座，立杆顶部插入可调托座。
二、编制依据
《建筑施工手册》（第四版）（GB50009-2001）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》（JGJ231—2010）
《盘销式脚手架检测报告》
三、材料特性
主杆
Φ60.2xt：
3.2mmQ345Bfc=310N/mm²E=2.06x105/mm2
横杆Φ48.2xt：
2.5mmQ235fc=215N/mm²E=2.06x105/mm2
斜杆Φ48.2xt：
2.75mmQ235fc=215N/mm²E=2.06x105/mm2
四、现浇箱梁荷载计算及支架验算
1、荷载计算
支架承受的荷载主要有：
箱梁自重、模板及附件重、施工活载、支架自重以及混凝土浇注时的冲击荷载和振动荷载、其他荷载（风荷载）等。
（1）、箱梁自重
根据每一联连续箱梁结构不同，分别计算箱梁自重荷载。
箱梁自重荷载取具有代表性的断面。
横梁与腹（顶）板加厚断面位置的支架搭设方式相同，1.3m现浇箱梁跨中断面面积SA=6.0725m2;端部D-D断面面积SD=10.45m2;1.5m现浇箱梁跨中断面面积SA=6.0625m2;端部D-D断面面积SD=11.55m2;因此荷载计算断面取跨中位置SA=6.0725m2；横梁端部SD=11.55m2分别进行计算。
箱梁混凝土自重取2.67T/m3即（26.7KN/m3）。
横梁端部q1=29.37KN/m2；跨中q1=15.44KN/m2。
（2）、模板自重
箱梁模板加内模重量，按照单位面积重为q2=1.29kN/m2进行计算。
（3）、支架自重
承插型盘扣式支架桥梁一般8—11Kg/m3。
支架高度最高在24m左右，按照11Kg/m3最不利情况进行计算杆件重量。
支架布设间距类型有：
0.9×1.5m、1.5×1.5m。
按每类型空间范围计算重量。
立杆单位面积重量最重为：
q3=11*24*10/1000=2.64kN/m2；
（4）、防护设置及附件自重
按照规范取值q4=0.5kN/m2。
（5）、施工人员和设备荷载
按照规范取值q5=1.0kN/m2。
（6）、混凝土浇筑和振捣时产生荷载
按照规范取值q6=1.0kN/m2。
（7）、风荷载
ωk=0.7μzμsω0式中：
ωk——风荷载标准值（kN/m2）
μz——风压高度变化系数，规范附录D，按照24m高度内，B类，取值1.25。
μs——风荷载体型系数，按悬挂密目式安全网类型计算，μs=1.3ψ0，取0.8，则μs=1.04
ω0——基本风压（kN/m2），按《建筑结构荷载规范》GB50009取值，ω0=0.4kN/m2。
则ωk=0.36kN/m2。
侧模安装完毕后，风对侧模的水平推力为：
0.364*1.5=0.546KN，碗扣步高1.5m，间距按照1.5米计算，则分解风的水平力，风对立杆产生最大向下力为
Qv=0.546*1.0=0.546Kn。
2、承插盘扣支架验算
根据规范说明进行立杆承载力计算时，荷载组合为：
1、永久荷载+可变荷载（不包括风荷载）；2、永久荷载+0.9（可变荷载+风荷载）。
（1）、单肢立杆轴向力计算
组合风荷载
横梁端部断面受力纵横间距150*90cm进行验算：
：
N=[1.2（q1+q2+q3+q4）+0.9×1.4×（q5+q6）]LxLy+0.9×1.4×Qv=[1.2*（29.37+1.29+2.64+0.5）+0.9*（1.0+1.0）]*0.9*1.5+0.9*1.4*0.546
=57.87Kn
式中：
Qv——风荷载产生的轴向力，取值0.546kN。
则各类型现浇箱梁碗扣立杆单肢立杆轴向力计算见表1。
则单肢立杆最大轴向力为：
57.87kN。
跨中断面受力按照纵横间距150*150cm进行验算：
N=[1.2（q1+q2+q3+q4）+0.9×1.4×（q5+q6）]LxLy+0.9×1.4×Qv
=[1.2*（15.44+1.29+2.64+0.5）+0.9*（1.0+1.0）]*1.5*1.5+0.9*1.4*0.546
=58.38Kn
式中：
Qv——风荷载产生的轴向力，取值0.546kN。
则各类型现浇箱梁碗扣立杆单肢立杆轴向力计算见表1。
则单肢立杆最大轴向力为：
58.38kN。
（2）1.5m箱梁基本承受荷载
现浇箱梁基本荷载标准值及单肢立杆轴向力计算表
结构
部位
基本荷载值
立杆
间距
单根立
杆轴力
梁高
砼自重
模板自重
支架自重
附件自重
人员设备荷载
浇筑振捣荷载
风荷载
横向
纵向
有风
荷载
h
q1
q2
q3
q4
q5
q6
Qv
Ly
Lx
N1
m
kN/m2
kN/m2
kN/m2
kN/m2
kN/m2
kN/m2
kN
m
m
kN
横梁及加厚段
1.5
29.37
1.29
4.58
0.5
1
1
0.61
0.9
1.5
57.87
跨中腹板处
1.5
15.44
1.29
1.95
0.5
1
1
0.61
1.5
1.5
58.38
结论：
单杆受力﹤[σ]=208KN；支架符合竖向受压要求。
（3）、立杆稳定性验算
（N/ψA）≤[fc]
ψ—轴心受压构件稳定系数，按照立杆长细比查规范附录E，长细比λ＝l/i，式中i为立杆回转半径，i=√（d12+d22）/4，式中d1为钢管外径，d2为钢管内径。
则经过计算i=20.18，立杆步距高度为1500mm，则λ＝1500÷20.1=74.6，查表得ψ=0.747
A—立杆横截面面积（mm2）。
按照钢管外径60.2mm，壁厚3.2mm计算，A=573mm2。
fc—钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值。
按规范取值f=310N/mm2
则ψAfc=0.747*573*310=132690N=132.69KN
根据上表《现浇箱梁基本荷载标准值及单肢立杆轴向力计算表》，得单肢立杆最大轴向力为58.38kN。
计算安全系数K=132.69/53.38=2.49，满足要求。
结论：
立杆稳定性满足要求。
3、横向[10双只槽钢验算
横向10双槽钢直接安放在立杆的顶托上。
横向[10双槽钢强度检算
抗弯承载力σm=（M/Wn）≤
式中：
—横向10双只槽钢弯矩，Mmax=Ql2/8
端部：
Mmax=Ql2/8=29.37*0.9*1.5^2/8=7.434KN.m2；
跨中：
Mmax=Ql2/8=15.44*1.5*1.5^2/8=6.513KN.m2；
Q2—横向10双只槽钢承受的均布荷载，
端部
—杆距，l=0.9m，L=1.5m；跨中
—杆距，l=1.5m，L=1.5m；
—净截面抵抗矩，Wn＝2W=2*39700mm3=79.4*10-6m3
横梁及加厚段抗弯承载力
σm=（M/Wn）=7.434/（79.4*10-6）=9.36*104Kn/m2跨中段抗弯承载力
σm=（M/Wn）=6.513/（79.4*10-6）=8.202*104Kn/m2—[10双槽钢抗弯强度设计值，fm=2.15*103KN/m2。
因此横桥向[10双只槽钢满足承载力要求。
②横桥向[10双只槽钢刚度检算
端部：
=5*29.37*1500^4/（384*206000*3.966*10^6）
=2.37mm
挠度：
跨中：
=5*15.44*1500^4/（384*206000*3.966*10^6）
=1.25mm
挠度：
式中：
—[10双只槽钢挠度，
—[10双只槽钢挠度的容许值，[ω]=L/400=1500/400=3.75mm
—[10槽钢的弹性模量，E=206000N/mm2
—横向[10双只槽钢惯性矩，I=2×1.983*10^6mm4=3.966*10^6mm4
现浇箱梁横向[10双只槽钢内力计算表
箱梁
类型
结构部位
荷载参数
内力验算
面荷载
线荷载
跨径
抗弯承载力
最大挠度
Q1
Q2
L
σ
ωmax
kN/m2
kN/m
m
MPa
mm
第五联
横梁及加厚段
29.37
26.433
0.9
93.6
2.37
跨中腹板处
15.44
23.16
1.5
82.0
1.25
由上图《现浇箱梁横向[10双只槽钢内力计算表》可知：
σm结论：
横向[10双只槽钢的强度和刚度均满足要求，合格。
4、纵向方木检算
（1）、一般断面纵向方木断面10cm*15cm,取@25cm计算。
①纵向方木强度检算
抗弯承载力
式中：
—纵向方木弯矩，M=Ql2/8
端部：
Mmax=Q2l2/8=29.37*0.25*1.5^2/8=2.065KN.m2；
跨中：
Mmax=Q2l2/8=15.44*0.25*1.5^2/8=1.086KN.m2；
Q2—横向方木承受的均布荷载，
端部
—杆距，l=0.9m，L=0.25m；跨中
—杆距，l=1.5m，L=0.25m；
—净截面抵抗矩，Wn＝bh2/6=100×1502/6=2250000mm3=2.25*10-3m3
横梁及加厚段抗弯承载力
σm=（M/Wn）=2.065/（2.25*10-3）=0.918*103Kn/m2跨中段抗弯承载力
σm=（M/Wn）=1.086/（2.25*10-3）=0.482*103Kn/m2—木材抗弯强度设计值，
=1.3*104KN/m2。
因此纵桥向方木满足承载力要求。
—木材抗弯强度设计值，
②纵向方木刚度检算
端部：
=5*29.37*0.25*1500^4/（384*10000*28125000）
=1.72mm
挠度：
跨中：
=5*15.44*0.25*1500^4/（384*10000*28125000）
=0.9mm
挠度：
式中：
—方木挠度，
—方木挠度的容许值，[ω]=L/400=1500/400=3.75mm
—方木的弹性模量，
—横向方木惯性矩，I=bh3/12=100×1503/12=28125000mm4
现浇箱梁纵向方木内力计算表
结构部位
荷载参数
内力验算
面荷载
线荷载
跨径
抗弯承载力
最大挠度
Q3
Q4
L
σ
ωmax
kN/m2
kN/m
m
MPa
mm
横梁及加厚段
29.37
26.433
0.9
0.918
1.72
跨中腹板处
15.44
23.16
1.5
0.482
0.9
由上图《现浇箱梁横向方木内力计算表》可知：
f<
，ω<[ω]。
结论：
纵向方木的强度和刚度均满足要求，合格。
6、底模板计算
箱梁底模采用竹胶板，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，并对受力结构进行简化（偏于安全）如下图：
纵向方木
间距为25cm
通过前面计算，纵桥向方木布置间距为0.25m时最不利位置梁断进行计算，则有：
竹胶板弹性模量E＝6000N/mm2
竹胶板的惯性矩I=（bh3）/12=（1×0.0183）/12=4.86×10-7m4
6.1面板强度验算
面板fm=13N/mm²E=6000N/mm²
将多层板视为三跨连续梁模型，支座间距为250mm，面板长度取1m为计算单元，面板弯矩最大值为
Mmax=q12/²/10=26.433x250²/8=206507N.mm
W=bh²/6=1000x18²/6=54000mm³
应力δ=Mmax/W=206507/54000=3.824N/mm²<[fm]=13N/mm²
故强度满足要求。
6.2挠度验算
挠度验算采用荷载q11=26.433kN多层板弹性模量E=6000N/mm²
惯性距I=bh³/6=1000x18³/12=486000mm4按三跨连续梁计算，调整系数φ为0.677
W=0.677q11l4/100EI
=0.677x26.433x2504/100x6000x486000
=0.24mm<[w]=0.625=L/400（L=250mm）
故18mm竹胶板刚度满足要求。
7、侧模验算
根据前面计算，按15×15cm方木以30cm的间距布置，以侧模最不利荷载部位进行模板计算，则有：
⑴15×15cm方木以间距30cm布置
模板厚度计算
q=（q4+q1）l=（1.0+29.37）×0.3=9.111kN/m
则：
Mmax=q*l^2/8=9.111*0.3^2/8=0.102KN.m
模板需要的截面模量：
W=M/（0.9*[σW]=0.102/（0.9*6000）=1.889*10^-5m2
模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为：
h=√（6*W/b）=√（6*1.889*10^-5/1）=0.011m=1.1cm
根据施工经验，为了保证箱梁侧面的平整度，因此模板采用厚度18mm规格的竹胶板满足要求。
②模板刚度验算
fmax=0.632×Q×L4/100EI=0.632×9.111×0.34/100×6×106×4.86×10-7=1.6×10-4m=0.16mm＜L/400mm=0.75mm
8、地基承载力计算
该施工区域地表为粉土，下伏冲洪积卵石土，先对表层土进行清理，填筑砂砾厚度45cm，上部浇筑15cm厚C20砼，fg=1500-2000Kp；砂砾层基础承载力fg=400KPa。
10cm的承托按照混凝土45度角15cm厚扩散进行计算地基承载力：
组合风荷载时每根立杆底部承受的最大压强P=N/A=58.38kN/（0.4*0.4）m²=365KPaP＜fg，所以地基承载力是满足要求。
P匝道现浇箱梁安全施工措施
1、门洞出入口设施工缓行标示及限高标示，并安设5.0ｍ高限高架。
门洞内靠行车道一侧设置交通反光带，门洞顶设警示灯。
2、地基处理
门洞基础混凝土条形基础，直接坐于道路两侧的沥青路面上。
对砼条形基础进行准确放样，确保行车顺畅，顶面预埋钢管支撑连接钢板（厚2cm、0.7m×0.7m）。
基础底部地基要求密实、无返弹，顶面平整，预埋钢板水平放置并加设￠16锚固钢筋，钢板中心线应按设计要求与钢管立柱确保在同一中线上。
3、门洞支架
在吊装和拆除贝雷片时，采用专人防护，最大限度地保证安全。
4、工字钢横梁
工字钢与贝雷片间采用U型螺栓夹紧，防止工字钢倾覆。
5、贝雷梁吊装
贝雷梁在地面上整体拼装完成后进行整体吊装。
考虑到现场吊装场地的限制及公路运营要求，吊装期间尽量安排在夜间或清晨，在车流量较小时段安装，并设专人指挥交通，确保公路正常通行。
吊装作业应按吊装时段进行，施工至凌晨4点后，对已吊装就位的梁片进行临时固定，随后撤离人员机械及设备，确保凌晨5点匝道运营恢复正常。
为防止坠物伤人，门洞出入口上方侧面设防护栏杆，侧立面满布竹胶板进行封闭；支墩基础及钢管上设置反光带，门洞入口设置警示灯；匝道入口设警示标志及限高架。
6、测量控制
因门洞支架搭设范围内匝道设施复杂，本工程在进行基础放样时应控制好基础中线及标高。
测量采用全站仪进行，并严格执行测量复核制度。
7、门洞拆除
门洞支架拆除时严格按照支架技术交底及支架安全技术交底拆除。
拆除遵循从上到下逐一拆除的原则，拆除过程中严禁上下同时作业。
先对门洞各杆件、螺栓进行全面检查，确保连接牢固方可进行拆除工作。
先拆除贝雷梁上方的箱梁翼板钢管脚手架及翼板模板，随后进行箱梁底板模板及盘扣式支架的拆除。
门洞上方支架拆除完毕后，应将贝雷片上的杂物及时清理干净，以防止坠物伤人。
清除贝雷片上方的各类杂物；逐片拆除贝雷梁与其他构件的连接及安全网；卸落贝雷梁采用间接性封闭道路，整体吊离再拆除的方式。
从南、北两侧均匀对称进行卸落。
卸落的贝雷梁在地面进行拆除。
拆除过程中，凡已松开连接的杆、配件应及时拆除运走，并堆码整齐，避免误扶，误靠。
卸落贝雷梁应安排在公路车辆出入较少的时段进行，设专人进行安全防护，以防在拖动贝雷片梁时工字钢横梁翘起或滑落，防止意外事故发生。
卸落工字钢时，应逐根解除工字钢与钢管支墩的联接，并按解除一根拆除一根的原则实施，同时应防止卸落时倾斜滑落伤人。
拆除贝雷片时，采用人工配合吊机进行，以防倾倒伤人。
清除砼基础带，并对破坏路面采用C30砼修补。
8、安全保通防护设施是本门洞的最重要方面，为保证车辆，行人及门洞的本身安全，特要求做以下安全措施：
1、门洞进出口顶部必须搭设好防护栏，防护栏高1.5米，并满挂安全网；同时，在防护栏杆外侧挂醒目警示条幅。
2、为了防止门洞被车辆撞挂，在匝道入口设置限高5米标志，及减速缓行标志，并设置限高架限高。
门洞入口顶部安装红色警示小灯。
门洞行车道一侧布设反光带提醒通行车辆注意安全。
3、门洞开始搭设期间、施工使用期间及拆除期间，在门洞入口限高架处设置专人看守，防止超高车辆驶入门洞。
4、协调交警、路政等相关道路交通部门，全力配合施工期间的道路保通及交通疏导工作。
5、箱梁浇筑施工时，必须设专职安全员指挥交通及防止施工坠落物。
6、为减少匝道桥的浇筑时间，匝道桥每联整体浇筑，采用两端张拉工艺进行实施。
7、搭设前，应对施工人员进行操作规程安全教育。
严禁酒后进入作业范围、严禁穿拖鞋进行作业。
8、搭设门洞支架人员必须持证上岗，属于钢结构工程的部分必须由专业焊工进行施工。
各类上岗人员应定期体检，合格后方可持证上岗。
施工过程中必须按要求佩戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
安全带应固定在牢固的部位，随身工具应挂牢，防止坠落。
9、起吊杆件上运，钢绳必须挂设稳固，每次起吊杆件时，应捆牢并设置专人指挥方可起吊，起吊下方半径15m范围内禁止站人。
10、门架吊装及拆卸时，应划出安全区，临时封闭匝道，设警戒标志，并设专人看护。
11、拆卸材料应在绑扎牢固后，采用吊车进行吊放。
禁止抛掷。
12、在遇到6级及以上大风和雷雨天气时应暂停施工，停止施工前应妥善固定各种架体上的构配件，防止停工期间物体滑落伤人。
再次开工前应对已成形的架体进行验收检查，确认无安全隐患后方可继续施工。
13、作业现场应设安全围护和警示标志，禁止无关人员进入危险区域。
14、在搭设、拆除、使用过程中应设专人负责，并设安全监督检查人员，确保门洞支架的搭设和使用符合设计和有关规定要求，发现异常情况时，架上人员和所有车辆应立即撤离，并封闭道路。
15、在使用过程中，应定期对门架进行检查。
不得在门架上集中堆放模板、钢筋等物料。
混凝土输送管、布料杆等不得固定在门洞支架上。
严禁悬挂起重设备。
16、门洞支架在架设过程及使用期间应严防与带电体接触，夜间施工照明线通过钢架时，电线应与钢架隔离并确保有足够的绝缘保护，必要时应使用低压照明。
17、本工程项目部设安全领导小组，项目经理任组长，项目书记、副经理、总工、安全总监任副组长，各部部长为组员。
施工队设安全生产领导小组，由作业队队长任组长，作业队技术负责人等任副组长，各班组设兼职安全员。
安全组织保障体系详见附图：
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