Sta.20+536橋現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力鋼筋砼箱梁支架、縱橫梁、模板的方案及檢算

1、Sta.20+536橋現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力鋼筋碎箱梁支架、橫梁、分配梁、模板的方案及檢算一、概況：Sta.20+536橋為麥麥高速鐵路橋之一，本橋為一聯(lián)四跨（20m+25m+25m+20旅應(yīng)力 鋼筋碎箱梁。二、支架方案：本橋現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力鋼筋碎梁采用滿堂支架方案，支架采用 小48.3 X 3.0 mnS扣式鋼管支 架。梁端部支架立桿采用縱向間距 0.6m,底板下橫向間距采用 0.6m,翼緣板下橫向間距 采用0.9m；跨中部立桿采用縱向間距0.9m,底板下橫向間距0.6m,翼緣板下橫向間距0.9m, 步距1.21.5m。檢算時取1.5m。支架頂橫向梁采用雙14a槽鋼，橫梁間距與支架縱向間距一致。縱向梁（即模板

2、背帶）采用 H20工字型木背帶，箱梁腹板下間距為 0.3m,其余底板 0.3m,側(cè)模板處間距0.3m,翼緣板處0.4m。模板采用竹膠合板或者木膠合板，厚度 20mm三、支架檢算：支架檢算高度按照最高處6m檢算。碗扣式支架設(shè)計，縱、橫斷面圖及平面布置圖見附圖：支架小48.3*3.0碗扣式鋼管腳手架搭設(shè)：小48.3*3.0碗扣式腳手架鋼管相應(yīng)參數(shù)d(mm)t(mm)A (mm2)Ix (mm4)Wx (mm3)r(mm)每米長質(zhì)量（kg/m）48.33.042751.1X104554165.85（一）、支架單根立桿穩(wěn)定承載力計算：不組合風(fēng)荷載時：Nd =小 Af = 0.458 X427X 205

3、= 40091N=40.09KNA單根立桿的截面積，A取427mmf鋼材強度設(shè)計值，對Q235鋼取205N/mrm小一一軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，按 入=l0/r查表取值表C穩(wěn)定系數(shù)小表X0I2345673901.0000.9970 9950,P320.9390.987口 9840 9810.9790.976100.9740 371F 0 96310.9d6口9630.5600 3530 5550 952；0.949200 9470 9440 3410.9380.9360.P330.9300 9270.P240.92130Li 9130 5150.3120.9090.90619030 8990

4、393U 3P30.839400,8360 882US7P0,8750.872。評犯0 364o sei0.8580.855500.8520 343F 0 34610.8430.8390.8360 8320.3290 8250.822600.8180 8140 8100.8060.8020.797079307830.7840,779700.7750.7700 7650.7SO0.7550.7500 7440.7390.7330.72SSO0.7220 71$07100,7040.6980.20 6800 6ao0,6730.667500.6610 6540 5430.641U nj；40.62

5、60 6130.6110.603口595X013345e73pU in 5BSQ.5B0II 573 .56fiIl 55ftI I u，I11 544 5T70/53D0,523noII M PiD.509II 5020.495ii 4；-；y 4830.4760 4700 4G4II 4S；"；1 JUU 452U.44 b口 .44U口.434D 42S口 4/m0 417 .4 12iU.4Dtill 4D 113CIn WHn 3910 3Bt5n 3sj。37B0 37 J0 357n 362n 3570.353I n 3*190.3*140 M 口n 3315H 332

6、0 3280如n 32(i(1 3lo0 312ISd 3080 304iD 30 1n 2950 29n 291n 387n a制C 281.0.277產(chǎn)in 2740L271 26B0 2C5n 262n 259n 25fin 253(1 25Lri 2"l/a口*30, "3,0,2370 235口 3兔0.2200.2270.2254 233iso0.2200,2X80 21(50.2140.211o 2090 2070 2050.2030.2010. 1990.1970. 1950.1950 191口E'?DOLD. ISuC i&40.1S220

7、CI0. ISO0.1790 1770 1750 7M0 1720 1710 It59Old7O.ltJt?31.口Id40.1d30. Itil口一 16。0 1590 15700 1540 1530. 152220. 150口，1-1。0. MSCl.1450. 115 14"0.L430. M 10. MOC.13P230口 1330.137D 1360 13S I 330, 1320 LSI0 13?？? 1. W0J2324(J, 1270.126 1250 1240. 1230.1220.1210. 12Ca up0 11 3250Q 1171、立桿中間部分，lo=kph

8、; k取值1.0;以取值1.27； h （步距）取1.5ml0=kp h=1*1.27*1.5=1.905m入 1=1905/16=119,2、處于頂端自由端時，l°=kp h; k取值2.0;以取值1.27; h取自由端高度0.5m3kp h=2*1.27*0.5=1.27m入 2=1270/16=79.4入取1、2式中最大值，所以入=119查表小取0.458;（二）、荷載分析及支架布置：1、梁端和跨中截面碎荷載截面圖混凝土面積：s1=0.892m2、s2=2.355m2、12s3=2.848 m2每平米鋼筋碎荷載:qi=0.892 X 26+ 2.65=8.75KN/m2;q2=

9、2.355 X 26+ 1.8=34.02KN/m2;q3=2.848 X 26+ 3.6=20.57KN/m22、張拉底板加厚段截面碎荷載底板加厚段截面圖混凝土面積：s1=0.892m2、s2=4.737m2、Es3=4.171m2每平米鋼筋碎荷載：qi=0.892 X 26+ 2.65=8.75KN/m2;q2=2.355 X 26+ 1.8=34.02KN/m2;q3=4.171 X26+3.6=30.12KN/m23、施工荷載：按4KN/ m2考慮。4、模板及背帶鋼支架等荷載：按 6KN/n2考慮。5、腳手架及其附件荷載：鋼管 1 米 47.7N水平桿10.6米/根28.2N水平桿20

10、.9米/根39.7N6m高支架單根立桿自重合計：0.6 X 0.6 組合：47.7*6+ (28.2+28.2 ) *6/(1.5*0.36)=0.913kN0.9 X 0.6 組合：47.7*6+ (39.7+28.2 ) *6/(1.5*0.54)=0.786kN0.9X0.9 組合：47.7*6+ (39.7+39.7 ) *6/(1.5*0.81)=0.678kN(三)、組合荷載作用下穩(wěn)定性檢算：由于采用敞開式滿堂支架，風(fēng)荷載對支架結(jié)構(gòu)受力影響非常小，在組合荷載的受力分 析中不予考慮。1、跨中部分：(1)、箱梁跨中懸挑部分(Si):立桿間距設(shè)為0.9X0.9m。每根立桿受力面積為0.9

11、 X0.9=0.81m2;每根立桿的軸向受壓荷載 N=1.2EN3+1.4ENk=1.2 X0.678+1.4 X(8.75+4+6) X0.81=22.08KN <Nd= 40.09KN,穩(wěn)定。(2)、梁跨中梗肋部分(S2)：立桿間距設(shè)為0.6X0.9m。每根立桿受力面積為0.6 X0.9=0.54m2;每根立桿的軸向受壓荷載 N=1.2EN3+1.4ENk=1.2 X0.786+1.4 X (34.02+4+6) X 0.54=34.22KN <M= 40.09KN,穩(wěn)定。(3)、箱梁跨中底板部分(S3):立桿間距設(shè)為0.6 x 0.9m。每根立桿受力面積為0.6 X0.9=0

12、.54m2;每根立桿的軸向受壓荷載 N=1.2EN3+1.4ENk=1.2 X0.786+1.4 X (20.57+4+6) X 0.54=24.05KN <M= 40.09KN,穩(wěn)定。2、箱梁跨中底板加厚段部分:箱梁跨中底板部分(S3)：立桿間距設(shè)為0.6 x 0.9m。每根立桿受力面積為0.6 X0.9=0.54m2;每根立桿架的軸向受壓荷載 N=1.2E N3K+1.4匯NQk=1.2 X0.786+1.4 X (30.12+4+6) X 0.54=31.27KN <M= 40.09KN,穩(wěn)定。(四) 、立桿的受壓變形量計算：1、立桿的受壓變形計算：AL=LN/fEL 為立桿

13、的長度，計算長度6m；NU為立桿受力最大處所承受的組合壓力荷載34.22KN;f 為鋼管抗拉、抗壓、抗彎的強度設(shè)計值205N/mm2；E為鋼管的彈性模量2.06 X 105 N/mm2 ;AL=6X 103X 34.22 X 1000+ (205X2.06 X 105) =4.86mm取5mm乍為彈性變形量。2、整個支架系統(tǒng)的非彈性變形：底托與立桿、立桿與立桿、立桿與頂托、頂托與橫梁、橫梁與縱梁，縱梁與模板，在施工過程中，由于在加荷載前不可能完全密貼，加載以后可能會產(chǎn)生非彈性變形而壓緊密貼，由此產(chǎn)生的非彈性變形，根據(jù)以往施工經(jīng)驗，暫定為 5mm3、總變形量：總變形量二非彈性變形+彈性變形=5+

14、5=10mm。四、上部槽鋼（橫梁）檢算：支架頂采用雙14a槽鋼為橫向支撐梁，上鋪縱向工字型木制背帶，然后鋪設(shè)20mm勺膠板作為模板。檢算時按照單根槽鋼計算，確保安全。14a槽鋼，截面抵抗矩 W=80.5 X 10赤由I x=564X 104mmb按最大受力處簡支均布荷載計算，計算荷載：qmax=（最大處鋼筋碎荷載+施工荷載+模板背帶荷載）x 0.6mqma- （68.42+4+6） X 0.6=47.05KN/mMmax= 1/8qMa42= 1/（8 X 47.05 X 0.6 2）=2.12KN?m1、強度檢算：（T =MUW=2.12 X 106/80.5 X 103 = 26.34 N

15、/mm2<205 N/mm2滿足要求（簡支梁）2、撓度檢算：E=2.06X1011 N/m2 ,f = 5NmaL4/384EI 產(chǎn)5X47.05 乂 103X0.6 4/ （384X2.06 乂 1011 X 564X 10-8）= 6.83 X10-5m<f=L/400=0.6/400=0.0015m ,滿足要求。五、工字型木背帶（縱向梁）檢算：（一）、梁端部位及跨中部位：12500QWKZNKO5 -QS0023N7C9NK7 n9NK9 ?0023006006NK9 2橫斷面碎荷載分布(單位：KN/m2)縱橋向工字型木背帶，底板全部按間距 0.3m布置在橫向槽鋼上，翼緣板處

16、按照間距 0.4米布置。工字木按照簡支梁計算，根據(jù)工字木產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)如下：Ix=4613cn4i; W=461cm； E=1.0X104 N/mm Q=11.0KN; M=5.0 KN.m梁端部位及跨中均按照跨度為0.6m的簡支梁進(jìn)行計算；1、腹板對應(yīng)底板部分檢算：碎荷載按照最大64.24KN/m2;模板荷載按照2.5KN/m2;人和機具活動荷載按照4KN/nm;梁自重 N1=64.24X 0.6 X0.3=11.56(KN)模板的荷載 N2=2.5X0.6 X0.3=0.45(KN)人及機具活載 N6= 4.0 X 0.6 X 0.3=0.72(KN)最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最

17、不利分配的彎矩和，計算公式如下：均布荷載：q=1.2 X ( 11.56+0.45+0.72)/0.9=16.97kN/m ;最大彎距：Mmaql 2/8=16.97 乂 0.9 2/8=1.72kN.m ;最大剪力 QmaF ql/2=16.97 X 0.9/2=7.64kN ;(1)、抗彎承載能力檢算：工字木抗彎允許值M=5.0KN.mML=1.72<M=5.0KN.m,則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。(2)、抗剪承載能力檢算：工字木抗剪力允許值Q=11.0KNQma尸7.64<Q=11.0KN ,則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。(3)、

18、撓度檢算：取撓度 f=L/400 =0.6/400=1.5mmfi=5ql4/384EI x=5X 16.97 X 103X0.94/ (384X 1.0X 1010X 4613X 10-8)=0.00031m=0.31mm< f所以腹板底工字木間距30cm布置完全能滿足要求。2、除對應(yīng)腹板以外的底板部分檢算：工字木間距0.3 米；砼荷載按照最大30.12KN/m2； 模板荷載按照2.5KN/m2； 人和機具活動荷載按照4KN/m2；梁自重 N1=30.12X 0.9 X0.3=8.13(KN)模板的荷載 N2=2.5X0.9 X0.3=6.75(KN)人及機具活載 N6= 4.0 X

19、0.9 X 0.3=1.08(KN)最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的彎矩和，計算公式如下 :均布荷載：q=1.2 X(8.13+6.75+1.08)/0.9=21.3kN/m ;最大彎距：Mnax=ql 2/8=21.3 X 0.9 2/8=2.16kN.m ;最大剪力 Qmax= ql/2=21.3 X 0.9/2=9.59kN ;( 1) 、抗彎承載能力檢算：工字木抗彎允許值M=5.0KN.mMmaX=2.16<M=5.0KN.m,則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。( 2) 、抗剪承載能力檢算：工字木抗剪力允許值Q=11.0KNQnax=9.59&l

20、t;Q=11.0KN ,則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。( 3) 、撓度檢算：取撓度 f=L/400 =0.9/400=2.25mmf i=5ql 4/384EI x=5X 21.3 X 103X 0.6 4/ (384X 1.0X 1010X4613X 10-8)=1.6X10-4 m=0.16mm< f所以除腹板以外的底板工字木按照間距 30cm布置完全能滿足要求。3、翼緣板檢算：翼緣板部分工字型木背帶按照間距0.4 米布置；碎荷載按照最大12.9KN/m2;模板荷載按照2.5KN/m2;人和機具活動荷載按照4KN/m2;梁自重 N1=12.9X0.9 X0.4=

21、4.64(KN)模板的荷載 N2=2.5X0.9 X0.4=0.90(KN)人及機具活載 N6= 4.0 X 0.9 X 0.4=1.44(KN)最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的彎矩和，計算公式如下：均布荷載：q=1.2 X ( 4.64+0.90+1.44)/0.9=9.31kN/m ;最大彎距：Mnaql 2/8=9.31 X0.92/8=0.94kN.m ;最大剪力 Qma尸 ql/2=9.31 X0.9/2=4.19kN ;(1)抗彎承載能力檢算：工字木抗彎允許值M=5.0KN.mMk=0.94KN.m< M=5.0KN.m,則工字型的木背帶間距按照40cm布置完

22、全能滿足要求。(2)抗剪承載能力檢算：工字木抗剪力允許值Q=11.0KNQa戶4.19KN< Q=11.0KN ,則工字型的木背帶間距按照40cm布置完全能滿足要求。(3)撓度檢算：取撓度f=L/400 =0.9/400=2.25mmfi=5ql4/384EI x=5X 9.31 X 103X0.94/ (384X 1.0X 101°X4613X 10-8)=1.7X10-4 m=0.17mm< f則工字型的木背帶間距按照40cm布置完全能滿足要求。(三)、側(cè)模部位工字木背帶檢算：根據(jù)模板側(cè)壓力計算公式 F1=0.22r ct 0 B 1 B 2. kV和F2=rcH兩個

23、公式的計算值，取較小 的一個。rc碎的密度，一般取24 KN /m3;t。碎的初凝時間，一般泵送碎取 8小時；B 1外加劑影響系數(shù)，摻有高效減水劑或緩凝劑的取1.2 ;年碎坍落度影響系數(shù)，取1.15;V硅澆注速度m/h；H側(cè)壓力計算位置到新澆筑碎頂面的高度m；簡化以后梁公式變?yōu)?Fi=0.22r ct 0 B i B 2、/V =58.29 vVF2=rcH=24HV取0.8m/h, H取梁截面高度最大值 3.5米計算，F(xiàn)i=52.14KN/mf; F2=84KN/n2io取其較小者F=F=58.29KN/mf作為計算荷載。側(cè)模板壓力產(chǎn)生的荷載，按照0.9米簡支梁計算，工字型木背帶間距0.3米

24、計算；N=FX0.9 X 0.3=58.29 X 0.9 X0.3=15.74KN機械振搗動荷載 N2=2.5X 0.9 X 0.3=0.675KNq=1.2 義(15.74+0.675)/0.9=21.87KN/m最大彎距：Mnaql 2/8=21.87 乂 0.9 2/8=2.21kN.m ;最大剪力 Qma尸 ql/2=21.87 X 0.9/2=9.84kN ;(1)抗彎承載能力檢算：工字木抗彎允許值M=5.0KN.mML=2.21KN.m< M=5.0KN.m,則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。(2)抗剪承載能力檢算：工字木抗剪力允許值Q=11.0KNQa尸9

25、.84KN< Q=11.0KN ,則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。(3)撓度檢算：取撓度f=L/400 =0.9/400=2.25mmf i=5ql4/384EI x=5X 21.87 X 103X 0.94/ (384X 1.0X 101°X 4613X 10-8)=4.1 X 10-4 m=0.41mm< f則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。六、模板檢算：模板(面板自重忽略不計)面板采用竹膠板，鋪設(shè)在縱向間距 0.3m、0.4m的工字型木 背帶上，按照最不利位置計算。1、當(dāng)工字木間距為0.3米時，模板相當(dāng)于跨度0.3米的簡支梁，最

26、不利荷載位于梁端 腹板底對應(yīng)處，最大荷載為98.6KN/M,假設(shè)模板寬b=1m則最大線荷載為q線=74.24 X 1=64.24KN/m；跨中產(chǎn)生的最大彎矩為： M=ql2/8=64.24 X 0.3 2/8=0.72kN.m木材容許彎應(yīng)力為二w=13Mpa則有模板需要的截面模量：W=M/。w=0.72 X 103/ (13X 106) =5.54 乂 10-5 03=5.54 乂 104mm 根據(jù)W=b2/6 得：h= .6W/b=6 5.54 104/1000 =18.23mnK20mm所以可以采用20mm勺膠板作為模板。2、當(dāng)工字木間距為0.4米時，模板相當(dāng)于跨度0.4米的簡支梁，最不利

27、荷載位于梁翼 緣板根部，最大荷載為12.9KN/mi,假設(shè)模板寬b=1m則最大線荷載為q線=12.9 X1=12.9KN/m；跨中產(chǎn)生的最大彎矩為： M=ql2/8=12.9 X 0.4 2/8=0.258kN.m木材容許彎應(yīng)力為二w=13Mpa則有模板需要的截面模量：W=M/尸 w=0.258 X 103/ (13X 106) =1.98 X 10-5昂=1.98 X 104mrm 根據(jù)W=b2/6 得：h= .6W/b=6 1.98 104/1000=10.90mn< 20mm所以可以采用20mmr勺膠板作為模板。七、腳手架地基處理：橋墩臺施工完成后，應(yīng)對基坑進(jìn)行分層碾壓回填，回填土

28、的密實度不低于95%接近頂層50cm范圍內(nèi)更應(yīng)加強碾壓，并盡量平整，碾壓平整范圍為墩臺中心線兩側(cè)各7.5米范圍，確保地基頂面能夠均勻穩(wěn)定的承受來自支架系統(tǒng)傳來的荷載。為了保證地基承載能力達(dá)到要求，可在地基頂面以下 3050cm范圍內(nèi)換填塊石、片石 或碎石土、石灰土、水泥土等填料對地基進(jìn)行改良，石灰或者水泥含量不小于10%如果不具備換填改良條件，可在碾壓平整后的地基頂面澆筑厚不小于 15cm的C15碎作為持力 層。如果能夠保證連續(xù)梁施工能夠避開雨季，地基兩側(cè)可不設(shè)置排水溝；如果施工周期較 長，可能延續(xù)到雨季施工，則墩臺中心兩側(cè)7.5米以外必須設(shè)置排水溝，排水溝深度不應(yīng)小于30cm,寬度不應(yīng)小于60cm,并與自然排水系統(tǒng)連通。在雨季開始前，排水溝還應(yīng)做 好防止?jié)B漏措施，防止水滲入到地基里，造成地基沉陷，危及支架系統(tǒng)的安全。八、模板支撐系統(tǒng)的預(yù)壓：腳手架及支撐、模板安裝好以后，應(yīng)對整個系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)壓，以校核整個系統(tǒng)的彈性變 形和非彈性變形量，根據(jù)預(yù)壓測量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計、計算和分析，及時調(diào)整預(yù)留變形的值。（一） 、支架系統(tǒng)預(yù)壓的施工程序：1、 支架、 模板安裝到位以后， 沿梁底模板兩側(cè)及翼緣板邊緣每5 米設(shè)置一個測量觀測點（即每個橫斷面設(shè)置4 個點位） ，并做好標(biāo)