天橋箱梁施工現(xiàn)澆支架計(jì)算詳細(xì)步驟

1、 天橋箱梁施工現(xiàn)澆支架計(jì)算1.工程簡(jiǎn)介：LK0+170匝道橋：設(shè)計(jì)為單箱三室結(jié)構(gòu)，共一聯(lián)5跨，箱梁寬15.5m，其中箱體底寬11.5m，采用滿堂碗扣式鋼管支架。 XK0+677連接線橋：設(shè)計(jì)為單箱單室結(jié)構(gòu)，共一聯(lián)3跨，箱梁寬8.5m，其中箱體底寬4.5m，由于該橋在K223+766.4上跨主線，在該處采用工字鋼門式支架外，其余均采用碗扣式鋼管滿堂支架。門式支架結(jié)構(gòu)型式如下：工字鋼支架體系由擴(kuò)大基礎(chǔ)、50010mm鋼管、砂筒、橫橋向雙拼I32a工字鋼、I32b工字鋼縱梁、10cm10cm木方(間距0.3m)橫向分配梁、12cm12cm木方(間距0.3m)縱向分配梁組成。K216+700天橋設(shè)計(jì)為

2、單箱單室結(jié)構(gòu)，共一聯(lián)2跨，箱梁寬6.5m，其中箱體底寬4.0m，由于該橋在K216+700上跨主線，在該處采用工字鋼門式支架外，其余均采用碗扣式鋼管滿堂支架。門式支架結(jié)構(gòu)型式如下：工字鋼支架體系由擴(kuò)大基礎(chǔ)、50010mm鋼管、砂筒、橫橋向雙拼I32a工字鋼、I32b工字鋼縱梁、10cm10cm木方(間距0.3m)橫向分配梁、12cm12cm木方(間距0.3m)縱向分配梁組成。K217+060天橋設(shè)計(jì)為單箱單室結(jié)構(gòu)，共一聯(lián)2跨，箱梁寬6.5m，其中箱體底寬3.5m，由于該橋在K217+060上跨主線，在該處采用工字鋼門式支架外，其余均采用碗扣式鋼管滿堂支架。門式支架結(jié)構(gòu)型式如下：工字鋼支架體系由

3、擴(kuò)大基礎(chǔ)、50010mm鋼管、砂筒、橫橋向雙拼I32a工字鋼、I32b工字鋼縱梁、10cm10cm木方(間距0.3m)橫向分配梁、12cm12cm木方(間距0.3m)縱向分配梁組成。 箱梁模板系統(tǒng)由側(cè)模、底模、芯模、端模等組成。箱梁底模板采用定型大塊膠合板模板(厚15mm)，然后直接鋪裝在10cm10cmm木方上；側(cè)模、翼緣板模板為沿橋梁走向的專用橋梁竹膠模板。本項(xiàng)目現(xiàn)澆箱梁分兩次澆筑混凝土。第一次澆筑翼緣板以下的混凝土，第二次澆筑頂板和翼緣板。LK0+170橋現(xiàn)澆箱梁第一次澆筑LK0+170橋現(xiàn)澆箱梁第二次澆筑XK0+677橋在K223+766.4上跨主線，在該處采用工字鋼門式支架外，其余均

4、采用碗扣式鋼管滿堂支架。門式支架凈高不小于5m，凈寬不小于5m。滿堂支架搭設(shè)示意圖如下圖所示。滿堂支架搭設(shè)示意圖本方案中，安全系數(shù)取1.2。2.支架計(jì)算依據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG_TF50-2011)木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50005-2003)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2010) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50017-2011) 建筑工程大模板技術(shù)規(guī)程(JGJ74-2003)建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ 166-2008)建筑施工門式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)程(JGJ128-2000)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2011)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB500092001

5、)扣件式鋼管腳手架計(jì)算手冊(cè)，王玉龍，2008年建筑施工計(jì)算手冊(cè)，江正榮，2001年7月3.施工荷載計(jì)算及其傳遞支架選型完成后，其計(jì)算的思路和原則應(yīng)從上至下進(jìn)行。3.1.底模荷載施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.5KN/m2。傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的豎向荷載經(jīng)驗(yàn)值2.04.0KN/m2。振搗混凝土?xí)r對(duì)水平模板產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0KN/m2。模板自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值木模為0.50-0.55KN/m2。鋼筋混凝土密度取26 KN/m3，根據(jù)箱梁斷面荷載作如下劃分： K216+700橋現(xiàn)澆箱梁斷面示意模板荷載效應(yīng)組合：恒載1.2+活載1.4。（活載主要包括：施工人員荷載、施工機(jī)具荷載、傾倒混凝土荷載、振搗混凝土荷載

6、。恒載主要包括：混凝土荷載、模板自重荷載）3.2.橫向分配梁梁底橫向分配梁（模板次楞）荷載取值與底模荷載相同。3.3.縱梁縱梁（模板主楞）荷載為橫向分配梁（模板次楞）傳遞的集中荷載。3.4.立桿（臨時(shí)墩）立桿（臨時(shí)墩）荷載為縱梁（模板主楞）下傳集中荷載。由于在模板計(jì)算荷載時(shí)已考慮了恒載和活載的組合效應(yīng)，故模板主楞下傳至立桿的荷載可直接計(jì)算立桿穩(wěn)定性。3.5.地基荷載為立桿（臨時(shí)墩）下傳集中荷載。落地支架計(jì)算順序：模板橫梁（分配梁）縱梁立桿（臨時(shí)墩）地基。4.碗扣式滿堂支架計(jì)算滿堂式碗扣支架體系由支架基礎(chǔ)（15cmC20砼墊層）、鋼墊板、483.5mm碗扣立桿、橫桿、斜撐桿、可調(diào)節(jié)頂托、12cm

7、12cm木方做橫向分配梁(該分配梁在腹板下間距為0.6m，在其余地方間距為0.9m)、間距為30cm的10cm10cm木方做縱向分配梁；模板系統(tǒng)由側(cè)模、底模、芯模、端模等組成。12cm12cm木方分配梁沿橫橋向布置，直接鋪設(shè)在支架頂部的可調(diào)節(jié)頂托上，箱梁底模板采用定型大塊竹膠模板，直接鋪裝在10cm10cm木方分配梁上進(jìn)行連接固定；側(cè)模、翼緣板模板為沿橋梁走向的竹膠模板。根據(jù)箱梁施工技術(shù)要求、荷載重量、荷載分布狀況、地基承載力情況等技術(shù)指標(biāo)，現(xiàn)澆箱梁立桿布置，縱橋向所有立桿步距為60cm，橫橋向立桿步距為：箱體處為60cm，其余地方為90cm；支架橫桿步距為在支架頂下120cm、支架底部沿高度

8、方向120cm范圍步距為60cm（各三層），其余為120cm。支架在橋縱向每360cm間距設(shè)置剪刀撐；支架兩端的縱、橫桿系通過墊木牢固支撐在橋墩上；立桿頂部安裝可調(diào)節(jié)頂托，立桿底部支立在可調(diào)節(jié)底托上，以確保地基均衡受力。4.1.支架材料參數(shù).材料選擇.WJ碗扣為483.5 mm鋼管；.立桿、橫桿承載性能如下表所示： 立桿、橫桿承載性能表立 桿橫 桿步距（m）允許載荷（KN）橫桿長(zhǎng)度（m）允許集中荷載（KN）允許均布荷載（KN）0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.04.2.荷載分析計(jì)算梁底木模實(shí)際是支架體系的一部分。對(duì)于小鋼管滿

9、堂支架來說，木模面板的強(qiáng)度決定了橫向分配梁（模板次楞）的間距，橫向分配梁的強(qiáng)度又決定了縱梁（模板主楞）的間距和立桿的橫距，縱梁的強(qiáng)度又決定了立桿的縱距。計(jì)算中取值：施工人員及設(shè)備荷載為1.5KN/m2，傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的豎向荷載為4.0KN/m2，振搗混凝土?xí)r對(duì)水平模板產(chǎn)生的荷載為2.0KN/m2，木模自重荷載為0.50Kg/m2?；炷撩芏热?6KN/m3，底板和頂板混凝土脹模系數(shù)為1.05。計(jì)算底板時(shí)，施工人員荷載、設(shè)備荷載、木模自重荷載需要考慮箱內(nèi)的影響。由于腹板下底模受力最大，以其作為控制計(jì)算。箱梁腹板計(jì)算高度取1.7m，其混凝土自重荷載為1.726=44.2KN/m2。 q1=（44

10、.2+0.5）1.2+（1.5+4+2）1.4=64.14KN/m2（適應(yīng)計(jì)算模板承載能力） q2=（44.2+0.5）1.2=53.64KN/m2（適應(yīng)計(jì)算模板抗變形能力）翼緣板處底板混凝土(后面簡(jiǎn)稱為底板混凝土)自重荷載0.451.0526=12.29KN/m2。 q3=（12.29+0.52）1.2+（1.52+4+2）1.4=28.55KN/m2（適應(yīng)計(jì)算模板承載能力） q4=（12.29+0.52）1.2=15.95KN/m2（適應(yīng)計(jì)算模板抗變形能力）4.3.底模面板計(jì)算以腹板下底模面板做控制計(jì)算。 面板采用15mm厚竹膠板，模板次楞（縱向分配梁）間距為0.3m。參照路橋施工計(jì)算手冊(cè)

11、表13-1,取模板寬d=0.2m，模板跨徑L1=0.25m；則模板每米長(zhǎng)上的荷載為q=q10.2=64.140.2=12.83kN/m（適應(yīng)計(jì)算模板承載能力）q=q20.2=53.640.2=10.73kN/m（適應(yīng)計(jì)算模板抗變形能力）跨中彎矩M=qL12/10=12.830.2210=0.051kNm底模模板采用高強(qiáng)度竹膠板，其允許彎應(yīng)力取w=9.5MPa，模板需要的截面模量W=M/(1.2w)=0.051(1.29.5103)=4.4710-6 m2根據(jù)W、b得h為：h=(6w/b)0.5=(64.4710-60.2)0.5=0.016m模板截面尺寸采用0.015m0.2m核算其撓度，則有

12、取木材彈性模量 E=9.0106kN/m2 I=bh3/12=0.20.015312=5.6310-8 m4則撓度 f=5qL14/(384EI)=510.730.24(3849.01065.6310-8)=4.4110-4m f/L1=4.4110-40.2=0.00221/400=0.0025滿足要求。4.4.底模次楞（縱向分配梁，忽略次楞自重，按簡(jiǎn)支梁）計(jì)算縱梁跨度L2=0.6m，橫橋向間距為0.3m。箱體下面次楞荷載為q縱1=64.140.3=19.24kN/m。底板下面次楞荷載為q縱2=28.550.3=8.57kN/m?？缰袕澗豈= q縱1L22/8=19.240.62/8 =0.

13、866KNm需要的截面模量 W=M/(1.2w)=0.866(1.29.5103)=0.7610-4 m2縱梁寬度b預(yù)設(shè)為0.1m，則有縱梁高度h=(6w/b)0.5=(60.7610-40.1)0.5=0.068m初步取截面為0.1m0.10m，根據(jù)選定的截面尺寸核算其撓度，有 I=bh3/12=0.10.1312=8.3310-6 m4f=5q縱1L14/(384EI)=519.240.64(3849.01068.3310-6)=3.9210-4m f/L1=3.9210-40.6=0.000721/400=0.0025故選用截面尺寸為0.1m0.1m，間距為0.3m，跨距為0.6m的木方

14、能滿足要求。4.5.底模主楞（橫梁）計(jì)算橫梁荷載為縱向分配梁傳遞的集中力11.54kN（腹板下，荷載間距30cm；19.240.6=11.54kN）、7.71KN（底板下，荷載間距30cm；8.570.9=7.71kN），以腹板下橫梁作為控制計(jì)算。橫梁選用1212cm方木.腹板下立桿縱向步距60cm，橫向步距60cm；翼緣板下立桿縱向步距60cm，橫向步距90cm；按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。 主楞： 主楞截面面積A=0.120.12m2=0.0144m2主楞截面抵抗矩W=bh2/6=12122/6cm3=288cm3主楞截面慣性矩I=bh3/12=12123/12cm3=1728cm4腹板下縱梁計(jì)算結(jié)果：

15、 箱體下橫梁(方木)受力計(jì)算模式單位:mm跨中彎矩Mmax=11.540.3-11.540.15=1.731KNmw=Mmax/w=1731106/2886.01MPaw=9.5MPa 滿足要求跨中剪力Q剪切力= 11.5420.0144103=1.60106Pa=1.60MPa =1.7 MPa,滿足要求撓度計(jì)算根據(jù)n=2,n為偶數(shù)，l=60cmWmax=(5n2+2)pl3/384nEI=(522+2)11.541036003/38428.510317281040.49mmf=600/400=1.5mm 滿足要求。滿足施工要求。翼緣板下面縱梁計(jì)算結(jié)果：翼緣板橫梁(方木)受力計(jì)算模式單位:m

16、m跨中彎矩Mmax=7.710.3-7.710.15=1.157KNmw=Mmax/w=1157106/2884.02MPaw=9.5MPa 滿足要求跨中剪力Q剪切力= 7.7120.0144103=1.07106Pa=1.07MPa =1.7 MPa 滿足要求撓度計(jì)算根據(jù)n=2,n為偶數(shù)，l=600mmWmax=(5n2+2)pl3/384nEI=(522+2)7.711036003/38428.510317281040.32mmf=600/400=1.5mm 滿足要求。滿足施工要求。4.6.立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性（通過模板下傳荷載）腹板下單根立桿（橫向步距600mm，縱向步距600mm）在最不利

17、荷載作用下最大軸力F=11.54+11.5=23.08KN；翼緣板下單根立桿（橫向步距900mm，縱向步距600mm）在最不利荷載作用下最大軸力F=7.71+7.71=15.24KN，在模板計(jì)算荷載時(shí)已考慮了恒載和活載的組合效應(yīng)（未計(jì)入風(fēng)壓，風(fēng)壓力較小可不予考慮）。采用此值直接計(jì)算立桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。碗扣件采用外徑48mm，壁厚3.5mm，A489mm2,A3鋼，I10.78104mm4則，回轉(zhuǎn)半徑=（I/A）1/2=1.58cm, 橫桿步距h=120cm，長(zhǎng)細(xì)比L/=120/1.58=75.9=150取76；此類鋼管為b類，軸心受壓桿件，查表0.744 =205MPa N=0.7444892

18、05=74.6KN按舊碗扣鋼管折算系數(shù)0.8計(jì),則74.6KN0.8=59.7KN支架立桿步距60cm中腹板下受最大荷載的立桿其N為23.08KN；翼緣板下最大荷載的立桿其N為15.24KN（見前碗扣件受力驗(yàn)算）由上可知：腹板處：23.08KNN=59.7KN底板處：15.24KNN=59.7KN腹板處：n N/N59.7/23.082.62底板處：n =N/N59.7/15.243.92結(jié)論：支架立桿的穩(wěn)定承載力滿足穩(wěn)定要求。4.7.底托檢算當(dāng)立桿最大軸力超過40KN時(shí)，則大于標(biāo)準(zhǔn)底托的承載能力，需要另行設(shè)計(jì)底托或?qū)ΜF(xiàn)有底托采用加強(qiáng)措施（扣件式鋼管腳手架計(jì)算手冊(cè)90頁，王玉龍編著）。N=23

19、.08KN40KN，故滿足底托承載力要求。無需采取加強(qiáng)措施。4.8.地基承載力模板下傳最不利荷載作用下最大軸力23.08KN，以23.08KN作為控制計(jì)算。底托下應(yīng)力按45角擴(kuò)散，底托寬度0.15m，則立桿軸力傳遞到地基表面的面積為（0.150.15）2=0.0225m2。 則地基承載力最小值需要滿足23080/0.0225=1.03KPa。C15混凝土的容許抗壓強(qiáng)度 15.0 MPa，安全起見按10Mpa考慮，所以可以確定地基滿足安全施工要求。4.9.上跨主線門架受力計(jì)算500鋼管間距240cm，鋼管頂設(shè)鋼墊板、砂箱，砂箱頂設(shè)I32b工字鋼橫梁，在其上設(shè)置I32b工字鋼縱梁，縱梁間距與支架一

20、致。.工字鋼縱梁工字鋼縱梁選用I32b，腹板下間距為0.6m，底板下間距為0.6m。工字鋼梁跨度按5m計(jì)算。查建筑施工計(jì)算手冊(cè)有： I32b力學(xué)參數(shù)：E=210GPa, I=11626cm4,W=725.7cm3，A=73.52cm2單位重57.71Kg/m其最不利荷載布置如下圖所示(單位：mm)。圖中，F(xiàn)2=11.54kN;跨中彎矩Mmax1=11.545.02.5-11.54(0.1+0.7+2.5)=69.24KNm自重產(chǎn)生的跨中彎矩為Mmax2=0.5775.028=1.80KNm則Mmax=69.24+1.8=71.04KNmw=Mmax/w=71.04103/(725.72)48.

21、95MPa=181 MPa ，滿足要求荷載產(chǎn)生的剪力Q剪力max1= 11.545=57.7kN自重產(chǎn)生的剪力Q剪力max2=0.0577102.5=1.44kN滿足要求撓度計(jì)算工字鋼彈性模量取E=210103MPa 、慣性矩I=11.62610-5m4 ，橫梁的最大撓度為跨中截面：按最大正應(yīng)力布載模式計(jì)算：集中荷載：P=64.40.60.6+2.886kN=25.97kNf=PL3/48EI+2P (2500) L2/16EI+5qL4/384EI=25.97100050003/(48210103116262104)+225.971000250050002/(1621010311626210

22、4)+50.57750004/(384210103116262104)=1.39+4.16+0.1=5.65mm= =5000/400=12.5mm剛度滿足要求。.工字鋼頂托梁計(jì)算樁頂托梁采用雙拼I32a工字鋼，鋼管間距2.1m；查建筑施工計(jì)算手冊(cè)有： I32a力學(xué)參數(shù)：E=210GPa, I=11080cm4,W=692.5cm3，A=67.12cm2單位重52.69Kg/m則雙拼I32a力學(xué)參數(shù)：E=210GPa, I=22160cm4,W=1385cm3，A=134.24cm2單位重105.38Kg/m縱梁兩端的支撐力為(911.54+1.055)/2=54.56kN 縱梁受力計(jì)算模式

23、單位：mm圖中，F(xiàn)3=54.56kN;跨中彎矩Mmax1=54.563.51.05-54.56(0.1+0.7)=156.86kNm自重產(chǎn)生的跨中彎矩為Mmax2=1.052.128=0.58KNm則Mmax=156.86+0.58=157.44KNmw=Mmax/w=157.44103/1385113.68MPa=181 MPa ，滿足要求荷載產(chǎn)生的剪力Q剪力max1= 54.563.5=190.96kN自重產(chǎn)生的剪力可忽略不計(jì)滿足要求撓度計(jì)算工字鋼彈性模量取E=210103MPa 、慣性矩I=11.62610-5m4 ，橫梁的最大撓度為跨中截面：按最大正應(yīng)力布載模式計(jì)算：集中荷載：P=64.140.60.6+2.205kN=25.3kNf=PL3/48EI+2P (2500) L2/16EI+5qL4/384EI=25.3100021003/(4821010324052104)+225.31000140021002/(1621010324052104)+51.0521004/(38421010324052104)=0.1+0.39+0.005=0.495mm=