K1+700现浇箱梁满堂支架方案计算Word格式.docx

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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。

立杆顶设二层方木，立杆顶托上纵向设10×

15cm方木；

纵向方木上设10×

10cm的横向方木，其中在墩顶端横梁和跨中横隔梁下间距不大于0.25m（净间距0.15m）、在跨中其他部位间距不大于0.3m（净间距0.2m）。

模板宜用厚15mm的优质竹胶合板，横板边角宜用4cm厚木板进行加强，防止转角漏浆或出现波浪形，影响外观。

底板腹板位置处采用立杆横桥向间距×

纵桥向间距×

横杆步距为60cm×

60cm×

90cm支架结构体系；

翼缘板位置处采用立杆横桥向间距×

90cm支架结构体系。

支架纵横均设置剪刀撑，其中横桥向斜撑每1.8m设一道，纵桥向斜撑沿横桥每1.8m设一道。

门洞采用C30基础，基础形式为50cm×

50cm×

950cm，基础顶预埋1cm厚钢板与钢管连接；

基础用426×

8mm钢管作为立柱，钢管间距为1.5米，钢管柱顶焊接1cm后50cm×

50cm钢板，钢板上焊接双拼I40b工字钢作为横梁；

横梁上采用I40b工字钢作为纵梁，纵梁间距为60cm。

4现浇箱梁支架验算

本计算书分别以跨中和跨端处为例，对荷载进行计算，并对其支架和门洞体系进行检算。

4.1荷载计算

4.1.1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：

⑴q1——箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。

⑵q2——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q2＝1.0kPa（偏于安全）。

⑶q3——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。

⑷q4——振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。

⑸q5——新浇混凝土对侧模的压力。

⑹q6——倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。

⑺q7——支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：

满堂钢管支架自重

立杆横桥向间距×

立杆纵桥向间距×

横杆步距

支架自重q7的计算值（kPa）

90cm

3.38

4.1.2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

⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺

⑴＋⑵＋⑺

侧模计算

⑸＋⑹

⑸

4.1.3荷载计算

⑴箱梁自重——q1计算

根据设计图纸取跨中和跨端两个代表截面进行箱梁自重计算，并对两个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。

1跨中截面处q1计算

根据横断面图，用CAD算得该处梁体截面积A=4.299m2则：

q1＝

=

＝

取1.2的安全系数，则q1＝25.12×

1.2＝30.14kPa

注：

B——箱梁底宽，取4.45m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。

2跨端截面处q1计算

根据横断面图，用CAD算得梁体截面积A=8.098m2则：

q1＝

取1.2的安全系数，则q1＝47.31×

1.2＝56.77kPa

4.2结构检算

4.2.1扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算

碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。

本工程现浇箱梁支架按φ48×

3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也使用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。

⑴梁底截面处

在中支点横隔板，钢管扣件式支架体系采用60×

60×

90cm的布置结构，如图：

因为跨中处荷载小于跨端处，因此只需对跨端处进行验算。

①、立杆强度验算

根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为90cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］=35kN（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载［N］=35kN、路桥施工计算手册中表13－5钢管支架容许荷载［N］=35.7kN）。

立杆实际承受的荷载为：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×

1.4ΣNQK（组合风荷载时）

NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力

ΣNQK—施工荷载标准值；

于是，有：

NG1K=0.6×

0.6×

q1=0.6×

56.77=20.44KN

NG2K=0.6×

q2=0.6×

1.0=0.36KN

ΣNQK=0.6×

0.6（q3+q4+q7）=0.36×

（1.0+2.0+3.38）=2.296KN

则：

1.4ΣNQK=1.2×

（20.44+0.36）+0.85×

1.4×

2.296=27.69KN＜［N］＝35kN，强度满足要求。

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》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：

N/ΦA+MW/W≤f

N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×

1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；

f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。

A—φ48mm×

3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。

Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。

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i＝15.8㎜。

长细比λ＝L/i。

L—水平步距，L＝0.9m。

于是，λ＝L/i＝57，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.829。

MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；

MW=0.85×

WK×

La×

h2/10

WK=0.7uz×

us×

w0

uz—风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=1.38

us—风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得：

us=1.2

w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2

故：

w0=0.7×

1.38×

1.2×

0.8=0.927KN

La—立杆纵距0.6m；

h—立杆步距0.9m，

h2/10=0.0536KN

W—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：

W=5.08×

103mm3

则，N/ΦA+MW/W＝27.69×

103/（0.829×

489）+0.0536×

106/（5.08×

103）＝78.857KN/mm2≤f＝205KN/mm2

计算结果说明支架是安全稳定的。

4.2.2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，方木横桥向跨端截面处按L＝60cm进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述两值。

如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。

按跨端处3米范围内进行受力分析，按方木横桥向跨度L＝60cm进行验算。

①方木间距计算

q＝（q1+q2+q3+q4）＝（47.31+1.0+2.5+2）×

3=158.43kN/m

M＝（1/8）qL2=（1/8）×

158.43×

0.62＝7.1kN·

m

W=（bh2）/6=（0.1×

0.12）/6=0.000167m3

n=M/（W×

［δw］）=7.1/（0.000167×

11000×

0.9）=4.3（取整数n＝5根）

d＝B/（n-1）=3/4=0.75m

0.9为方木的不均匀折减系数。

经计算，方木间距小于0.75m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0.3m，则n＝3/0.3＝10。

②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）×

［（158.43×

0.64）/（12×

9×

106×

8.33×

10-6×

0.9）］=3.3×

10-4m＜l/400=0.6/400=1.5×

10-3m（挠度满足要求）

③每根方木抗剪计算

τ=

MPa＜［τ］=1.7MPa

符合要求。

4.2.3扣件式钢管支架立杆顶托上顺桥向方木验算

本施工方案中WDJ多功能碗扣架顶托上顺桥向采用10×

15cm方木，方木在顺桥向的跨距在箱梁跨中按L＝60cm（横向间隔l＝60cm布置）进行验算，横桥向方木顺桥向布置间距在中支点桥墩两侧均按0.25m（中对中间距）布设，在箱梁跨中部位均按30cm布设，如下图布置，将方木简化为如图的简支结构（偏于安全）。

木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。

①方木抗弯计算

q=（56.77+1.4×

5.5）×

0.6=38.68kN/m

Mmax＝38.68×

0.62/8=1.7kN·

0.152）/6=3.75×

10-4m3

δ=Mmax/W=1.7/（3.75×

10-4）=4.53MPa＜0.9［δw］＝9.9MPa（符合要求）

注：

②方木抗剪计算

跨端最大剪力：

τmax＝（qL/2）/A＝（38.68*0.6/2）/（0.1*0.15）KN/m2＝0.73N/mm2

远小于木料最大横纹剪切应力[τ]=3.2-3.5N/mm2的要求，故剪应力合格。

③每根方木挠度计算

截面惯性矩：

I=bh3/12=0.1x3.375x10-3/12=2.81x10-5m4；

挠度验算：

f＝5qL4/（384EI）＝（5*38.68*0.64/（384*9*103*2.81x10-5））mm＝0.3mm＜[f0]＝600/400＝1.5mm挠度验算合格

4.2.4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：

通过前面计算，横桥向方木布置间距分别为0.3m和0.25m时最不利位置，则有：

竹胶板弹性模量E＝5000MPa

方木的惯性矩I=（bh3）/12=（1.0×

0.0153）/12=2.8125×

10-7m4

⑴5－5截面处底模板计算

①模板厚度计算

q=（q1+q2+q3+q4）l=（56.77+1.0+2.5+2）×

0.25=15.57kN/m

Mmax=

模板需要的截面模量：

W=

m2

模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为：

h=

因此模板采用1220×

2440×

15mm规格的竹胶板。

②模板刚度验算

fmax=

＜0.6×

0.25/400m=3.75×

10-4m

故，挠度满足要求

4.2.5跨中工字钢平台支架体系验算

门洞搭设在34米的跨中位置，门洞形式为4.5×

5米。

8mm钢管作为立柱长度4.1米，钢管间距为2米，钢管柱顶焊接1cm厚50cm×

（1）工字钢纵梁计算

根据设计图纸，门洞处现浇箱梁每延米混凝土方量为4.299m3，钢筋混凝土重度取26KN/m3，模板、施工人员设备及混凝土振捣产生的荷载值每延米取45KN,因此门洞支架上方每延米荷载值为4.299×

26×

1.2+45×

1.4=197.1（kN）,门洞纵梁长为4.5m,门洞上方荷载总值为197.1×

4.5=886.95（kN）

纵梁受力验算

门洞纵梁整体受力的有15根，梁自重为0.738KN/m,纵梁跨径为4.5m.

纵梁单位长度上的荷载值为q=886.95/（15×

4.5）+0.738=13.9KN/m

受力简图如下:

梁跨中最大弯矩为:

Mmax=1/8qL2=1/8×

13.9×

4.5²

=35.2（kN·

m）

支座处最大剪力值为:

Qmax=1/2qL=1/2×

4.5=31.3（kN）

I40b型工字钢:

截面惯性矩Ix=22781cm4,截面地抗拒Wx=1139cm3,半截面面积Sx=671.2cm3,腹板厚度d=12.5mm.纵梁所受的弯曲应力为:

σmax=Mmax/Wx=（35.2/1139）×

10³

=30.9（Mpa）〈[σw]=145Mpa

抗弯强度满足要求。

纵梁所受的剪应力为:

τmax=Qmax·

Sx/Ix·

d=31.3×

671.2×

10²

/22781×

12.5=7.4（Mpa）〈[τ]=85Mpa

抗剪强度满足要求。

跨中挠度验算:

fmax=

＜4500/400m=11.25m容许值

刚度满足要求

（2）钢结构门架横梁I40b工字钢计算

①受力简图

计算跨径取2m，因横梁为I40b工字钢,为简化计算将工字钢上的荷载化为均布线荷载，按简支梁计算。

②荷载计算

P1=（886.95+4.5×

15×

0.738）/2=468.38KN

则每排工字钢集中力为:

P2=468.38/15=31.3KN

跨中最大弯矩：

Qmax=31.3×

1.286=40.2KN〈[Fw]

查工具书,得到厚度大于16-40的抗剪强度fv=120N/mm2

抗拉、抗压和抗弯f=205N/mm2

破坏时荷载[Fw]=fv（抗剪强度）×

A（截面积）=205N/mm2×

94.07cm2=1928.4KN

③刚度验算

按四等跨连续梁挠度系数计算：

在均布荷载作用下：

M=系数×

ql2，Q=系数×

ql，f=系数×

ql4/100EI

在集中荷载作用下：

ql，Q=系数×

P，f=系数×

ql3/100EI

只考虑集中荷载作用下挠度：

f=1.079·

PL³

/（100×

EI）=

〈L/400=5mm容许值）单根40b满足要求!

未考虑连续对力和弯矩的分配,计算时取最不利情况验算.

（3）立柱受力验算

门洞两侧由10根（实际承重的6根）直径426mm的钢管桩组成，立柱的荷载为1/2（门洞上方荷载+纵梁重量）,纵梁重量为15×

4.5×

0.738KN/m=49.8KN,因此立柱所受的荷载为:

886.95+49.8+18×

0.738=950.03KN,每根立柱所承受的荷载值可近似地取N=950.03/6=158.4KN,

立柱高度为:

4.1m

钢管柱壁厚8mm。

钢管净截面积为：

A=

=42001mm²

立柱所受压力为：

立柱抗压强度满足要求

回旋半径i=147.8

长细比

=L/i=4100/147.8=27.7，查表得系数为0.9

稳定性：

=

158.4×

/（0.9×

42001）=4.2MPa<

140MPa

因此钢管稳定性满足要求