碗扣支架計算書

1、西安至銀川高鐵 DK110+217DK138+干板溝特大橋( 40+64+40) m 連續(xù)梁橋現(xiàn)澆支架計算書中鐵十二局集團有限公司陜西通宇公路研究所有限公司二零一七年四月第一部分 概述一、編制依據(jù)1、現(xiàn)行鐵路工程施工技術(shù)指南、規(guī)程、驗收標(biāo)準(zhǔn)及工程建設(shè)的相關(guān)文件；2、施工單位提供的有關(guān)資料。二、計算及參考依據(jù)計算及參考的依據(jù)主要有：1、鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程( TB10110-2011) 2、鐵路橋涵施工規(guī)范( TB10203-2002)3、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范( GB50009-2012)4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范( GB50017-2014)5、鐵路橋涵鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(

2、)6、鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范( )三、工程概況西安至銀川高鐵 DK110+217DK138干+板溝特大橋( 40+64+40) m連續(xù)梁 橋，采用支架現(xiàn)澆法施工，箱梁為變截面箱梁。本橋采用雙線矩形空心橋臺 基礎(chǔ)，圓端形實體橋墩、 圓端形空心橋墩， 樁基共有 150、125 兩種形式， 全橋均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。第二部分 現(xiàn)澆支架計算一、支架布置干板溝特大橋支架體系自上而下依次為 6mm定制鋼模， I20 工字鋼分配梁， 48碗口腳手架，立桿底托安置在厚 30cm C20混凝土硬化層上，采用 15cm10cm木墊板支墊，縱橋向立桿間距為 60cm，橫橋向立桿間距 60cm，立桿步距 60cm， 1

3、2#， 11#橋墩兩側(cè)梁體腹板區(qū)橫、縱橋向立桿間距加密為 30cm， 10#、13#現(xiàn)澆 直線段橫橋向立桿間距加密為 30cm。支架在橋縱向每 360cm 間距設(shè)置剪力撐， 剪力桿與地面成 45 度，剪力撐按構(gòu)造要求布置。支架布置示意圖如下所示。圖 1 縱橋向支架布置圖（單位： cm）圖 2 中跨現(xiàn)澆支架布置示意圖（單位： cm）二、荷載分析施工期間需要考慮的荷載有： 混凝土自重、 模板及其它支撐體系自重、 支架 自重、施工荷載、混凝土振搗荷載等。各項荷載按照鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆 施工技術(shù)規(guī)程（TB10110-2011）取用。根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱梁的結(jié)構(gòu)特點，在施工過程中將涉及到以下荷載形式：（1

4、）q1 箱梁自重荷載。（2）q2 箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐、分配梁荷載。（3）q3 施工人員、施工材料和機具荷載。（4）q4 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載。（5）q5 新澆混凝土對沖擊壓力。（ 6） q6 風(fēng)荷載其中： q1混凝土容重按 26kN/m3計。q2箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐，分配梁荷載分別為m2、 KN/m2、KN/m2、 KN/m2。q3 施工人員和機具等荷載為 KN/m2；q4 混凝土振搗荷載按 KN/m2 取值；q5 澆筑混凝土?xí)r的沖擊荷載按 KN/m2 取值；q6 風(fēng)荷載按公式 wk 0.7 s zw0 計算強度荷載組合采用倍的（ 1）+（2）恒載與倍的（ 3）+

5、（ 4）+（5）活載。剛 度荷載組合采用（ 1）+（ 2）恒載。穩(wěn)定性計算荷載組合采用倍的（ 1）+（2）恒 載與倍的（ 3）+（4）+（5）+（6）。因為 10 號與 13 號墩周圍支架布置形式以及支架上方梁體結(jié)構(gòu)相同，且 13 號墩身高度大于 10號墩，按照最不利條件驗算， 驗算 13號周圍支架結(jié)構(gòu)。同理， 比較 12號墩與 11號墩，驗算 12號墩周圍支架結(jié)構(gòu)。 13號墩上的梁塊為 9#梁塊， 12 號墩上的梁塊為 1 號梁塊圖 3 13 號墩上的 9# 梁塊圖 4 12 號墩上的 1# 梁塊三、底模板檢算模板面板為 5mm的 q235 鋼板，面板下為 10#槽鋼橫向分布肋，間距為、豎

6、向肋板為 5mm鋼板，間距為、。所有連接孔用 M20螺栓。模板材料的力學(xué)特性1、模板面板、縱肋均采用 q235 鋼板厚 5mm鋼板(取寬計算) 彈性模量： E 2 105MPa截面慣性矩： I (b h3)/12= 300 53/12=3125 mm4 截面抗矩： W (b h2)/6= 300 52/6=1250mm3 容許彎應(yīng)力： 容145MPa容許剪應(yīng)力： 容 85MPa截面積： S300 51500mm22、10#槽鋼豎向肋（橫向分布肋） 彈性模量： E 2 105MPa 截面慣性矩： I 截面抗矩： W 容許彎應(yīng)力：容 145MPa 容許剪應(yīng)力：容 85MPa 截面積： S因為在 9

7、#梁塊腹板下的鋼模板處在最不利條件下， 驗算取本塊模板進行計算9#梁塊腹板下的鋼模板驗算（1）面板選用梁體腹板下 板格進行計算，板格所受面載為m2 本塊模板屬于空間受力板單元結(jié)構(gòu)， 其邊界條件可簡化為 2 面簡支 2 面固定，在 Midas FEA 中建立模型其應(yīng)力云圖結(jié)果如下在模板中心的上頂面出現(xiàn)最大應(yīng)力 215MPa滿足強度要求其變形結(jié)果如下圖所示最大縱向變形為 L/400= 變形滿足要求四、底模下橫向工字鋼檢算9#梁塊底模下的橫向工字鋼驗算橫向分布梁采用 I20 工字鋼，鋼材抗彎強度設(shè)計值 215MPa，彈性模量 206GPa。腹板下工字梁承受的荷載為：強度荷載組合： 26+ =m剛度荷

8、載組合： 26+ =m 底板下的縱向方木承受的荷載為： 強度荷載組合： 26+ =m 剛度荷載組合： 26+ =m 計算時采用腹板下的荷載數(shù)值。1、應(yīng)力驗算荷載 q=m，按連續(xù)梁驗算。截面抵抗矩截面抗彎強度，抗彎強度滿足要 求。截面抗剪強度抗剪強度滿足要求。2、變形驗算截面最大撓度剛度滿足要求綜上，橫向工字鋼安全滿足要求1#梁塊底模下的橫向工字鋼驗算橫向分配梁采用 I20 工字鋼，工字鋼分配梁間距為 , 其均布荷載分布將下圖 計算時采用腹板下的荷載數(shù)值。 腹板下的橫向工字鋼承受的荷載為： 強度荷載組合： 26+ =m剛度荷載組合： 26+ =m，抗彎強度滿足要求 截面抗剪強度抗剪強度滿足要求。

9、2）變形驗算截面最大撓度剛度滿足要求五、支架立桿檢算考慮到碗扣支架的周轉(zhuǎn)使用，給支架一個折舊系數(shù)。9#梁塊下支架立桿檢算1立桿強度驗算圖 5 13# 橋墩支座上梁體截面（ 1）腹板下立桿荷載分析：碗扣式立桿分布 60cm30cm，層距 60cm。 連續(xù)梁單側(cè)腹板面積： a=2；腹板處斷面面積為 2， 26/ m2， 單根立桿的計算恒載： （+） = 單根立桿的計算活載： 5 = 則單根立桿受力為： N += 40kN=32kN（滿足）。（ 2）中底板下立桿 荷載分析：碗扣式立桿分布 60cm60cm，層距 60cm。連續(xù)梁中底板面積： b=2 26/ m2， 單根立桿的計算恒載： （+） =

10、單根立桿的計算活載： 5 =則單根立桿受力為： N += 40kN=32kN（滿足）。 2立桿穩(wěn)定性（1）立桿計算長度 Lo=層距+2a=，其中層距。a- 模板支架立桿伸出頂層水平桿中心線至模板支撐點長度，取。（2）鋼管截面特性外直徑 48mm，壁厚，截面積 A=，慣性矩 I= ，回轉(zhuǎn)半徑 r= ，立桿截面抵抗 矩 W= 3。（3）立桿穩(wěn)定性計算長細比 =Lo/r=190/=120 ，查表知折減系數(shù) =不考慮風(fēng)荷載N_max/A=（ 103 ）/（ 102 ）=考慮風(fēng)荷載：作用于腳手架上的水平 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，按下式計算：k = 0. 7z s 0式中：z風(fēng)壓高度變化系數(shù)；s腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)

11、；0 基本風(fēng)壓； 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009-2012），橋位處地面粗糙程度為 B 類， 風(fēng)壓高度變化系數(shù) z 取，如表所示：風(fēng)壓高度變化系數(shù)離地面高度510152030405060風(fēng)壓高度變化系數(shù)s為腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)，根據(jù)規(guī)范，敞開式腳手架的風(fēng)載體型系數(shù)s stw ，stw值是將腳手架視為桁架， 按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009-2015）單榀桁架的體型系數(shù) s1s0 ，對于圓形截面桿件， s0 =1.2， 為擋風(fēng)系數(shù)：AwAn為桁架構(gòu)件和節(jié)點擋風(fēng)的凈投影面積，Aw 為桁架構(gòu)件和節(jié)點迎風(fēng)的凈投影面積：2Aw 0.6 0.6 0.36m2， Aw(0.6 0.6 0.62

12、 0.62 ) 0.048 0.098m2 ，所以擋風(fēng)系數(shù)：Aw0.0980.360.272 ，所以桁架的體型系數(shù)：s1s0 0.272 1.2 0.326腳手架沿橫橋向有 26 排，所以：0 為基本風(fēng)壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 (GB50009-2012)中全國基本風(fēng)壓 分布，西安地區(qū) 10年一遇基本風(fēng)壓 0 0.25kN / m 2 ，50年一遇基本風(fēng)壓 0 0.35kN/m2，100年一遇基本風(fēng)壓 0 0.40kN / m2 , 對于 100年一遇的風(fēng) 荷載，離地面高度 15m時，得水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為=結(jié)論： 13#墩連續(xù)梁端立桿穩(wěn)定性。3碗口式支架豎向位移計算(中底板)式中 立桿計算恒載；

13、H 立桿總高度；E 鋼材彈性模量；立桿接頭變形；A 立桿截面面積，x=10313103)/ 105 102 )+21=+21=1#梁塊下支架立桿檢算圖 6 14# 橋墩支座上梁體截面1立桿強度驗算（1）腹板下立桿荷載分析：碗扣式立桿分布 30cm 30cm，層距 60cm。 連續(xù)梁單側(cè)最大截面腹板面積： a=； 連續(xù)梁單側(cè)最大截面中板面積： b=； 腹板處斷面面積為 m2， 26/ m2， 單根立桿的計算恒載： （+） = 單根立桿的計算活載： 5 = 則單根立桿受力為： + 40 kN=32kN（滿足） （2）底板下立桿荷載分析碗扣立桿分布 60cm60cm，層距 60cm。 底板處斷面面積

14、為， 26/ 52kN/m2， 單根立桿的計算恒載： （52+） = 單根立桿的計算活載： 5 = 則單根立桿受力為： + 40 kN=32kN（滿足）2、立桿穩(wěn)定性立桿計算長度Lo=層距+2a=，其中層距。a- 模板支架立桿伸出頂層水平桿中心線至模板支撐點長度，取。 鋼管截面特性外直徑 48mm，壁厚，截面積 A=，慣性矩 I= ，回轉(zhuǎn)半徑 r= ，立桿截面抵抗 矩 W= 。立桿穩(wěn)定性計算長細比 =Lo/r=1 20/= ，查表知折減系數(shù) =不考慮風(fēng)荷載Nma/xA=（103 ）/ （ 102 ）=215MPa=172MPa 考慮風(fēng)荷載后，風(fēng)荷載計算方法與 13#墩同理結(jié)論：立桿穩(wěn)定性滿足3

15、碗口式支架豎向位移計算（腹底板）式中 立桿計算恒載；H 立桿總高度；E 鋼材彈性模量；立桿接頭變形；A 立桿截面面積，六臨時鋼管柱驗算1#梁塊下臨時鋼管柱驗算在主墩兩側(cè)的承臺上分別支立 2根 609mm壁厚 16mm的鋼管作為臨時支撐。 兩個鋼管橫向間距為兩米。鋼管頂?shù)撞坑弥睆?800mm厚 16mm的鋼板封口。封 底鋼板預(yù)埋在承臺內(nèi)，封頂鋼板與 0#塊底板混凝土表面接觸，鋼板上設(shè) 25 錨 固鋼筋和鋼板滿焊。每側(cè) 2根鋼管內(nèi)預(yù)埋共 4 根精軋螺紋鋼，一端預(yù)埋在承臺內(nèi)， 深入承臺底部，一端從鋼管中穿至 1#節(jié)段底板頂面以上 50cm。待 0#塊混凝土強 度達到要求后， 每根鋼管內(nèi)精軋螺紋鋼施加

16、 50T預(yù)應(yīng)力，并且在主墩墩頂兩側(cè)分 別預(yù)埋 2 根32精軋螺紋鋼，預(yù)埋深度 1m，深入連續(xù)梁腹板 1m，起抗傾覆作用， 待邊跨合龍后拆除臨時支撐。具體結(jié)構(gòu)尺寸見下圖。鋼管采用 q235 型號鋼材。圖 5 連續(xù)梁臨時支撐體系示意圖1. 臨時鋼管強度驗算 單根鋼管直徑為，按最不利荷載計算其頂部支撐荷載： 立桿處在 1 號塊底板下方單根鋼桿的計算恒載：（226+） =單根鋼桿的計算活載： 5= 則單根立桿受力為： N +=單根鋼管截面面積為 104mm2單根鋼桿所能承受軸力為 235 104= , 鋼管強度驗算合格。2. 臨時鋼管穩(wěn)定性驗算鋼管長細比為 =L0/i=30000/=穩(wěn)定系數(shù) 0.339計入風(fēng)荷載影響七、地基承載力計算