K47005車行天橋現(xiàn)澆箱梁滿堂支架計算書解析

1、現(xiàn)澆箱梁滿堂支架計算書我標段K38+590、K39+500、K45+290、K47+005車行天橋為20m+32m+20m后張法現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋，梁高1.45m，橋面寬5.5m，箱梁采用C50混凝土，均采用滿堂碗扣式支架施工。滿堂支架的基礎均在挖方段上，現(xiàn)場采用鋪10cmC20混凝土墊層，然后上部鋪設10cm10cm木方承托支架。支架最高6m，采用48mm，壁厚3.5mm鋼管搭設，使用與立桿配套的橫桿及立桿可調(diào)底座、立桿可調(diào)頂托，現(xiàn)澆箱梁腹板及底板中心位置縱距、橫距采用60cm90cm的布置形式，現(xiàn)澆箱梁跨中位置支架步距采用100cm的布置形式，現(xiàn)澆板梁墩頂位置支架步距采用60cm的布置形式，立

2、桿頂設二層12cm12cm方木，間距為90cm。門洞臨時墩采用483.5(Q235)碗扣式腳手架搭設立桿，縱向間距45cm、橫向間距均為45cm，橫桿步距按照60cm進行布置。門洞橫梁采用12根I40a工字鋼，其中墩柱兩側(cè)采用雙排工字鋼，其余按間距70cm平均布置。1荷載計算根據(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 q1 箱梁自重荷載，新澆混凝土密度取2500kg/m3,2600kg/m3。根據(jù)現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)特點，我們?nèi)-E截面、CC截面兩個代表截面進行箱梁自重計算，并對兩個代表截面下的支架體系進行檢算，首先分別進行自重計算。 c-c截面處q1計算（尺寸見后附圖）根據(jù)橫

3、斷面圖，則：q1 =25*(2.5+3)*1.169/2+(2.5+5.5)*0.322/2)/2.5=45.03Kpa 26*5.19/3=44.98 Kpa取1.3的安全系數(shù)，則q144.981.358.474kPa 注：B箱梁底寬，取3m,2.5m，截面積根據(jù)CAD圖計算5.19m2，將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計算偏于安全。 AA截面處q1計算（尺寸見后附圖）根據(jù)橫斷面圖，則：q1 =25*(2.5+3)*1.169/2+(2.5+5.5)*0.322/2)-(1.9+2.25)*1.069/2)/2.5=22.85Kpa26*5.5/3=47.67 Kpa取1.3的安全系數(shù)，則q1

4、47.67*1.3=61.97 Kpa注：B箱梁底寬，取2.5，3m，截面面積通過CAD圖算出5.5m2，將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計算偏于安全。 q2 箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐荷載，按均布荷載計算，經(jīng)計算取q21.0kPa（偏于安全）。 q3 施工人員、施工材料和機具荷載，按均布荷載計算，當計算模板及其下肋條時取2.5kPa；當計算肋條下的梁時取1.5kPa；當計算支架立柱及替他承載構(gòu)件時取1.0kPa。 q4 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，對底板取2.0kPa，對側(cè)板取4.0kPa。 q5 新澆混凝土對側(cè)模的壓力。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，新澆混凝土對模板的側(cè)壓力，當采用內(nèi)部振搗器時按下列兩式計

5、算，并取兩式中較小值。c：新澆混凝土的重力密度（kN/m）,取值25/26 kN/m；H：混凝土側(cè)壓力計算位置至新澆混凝土頂面時的高度（m），取1.45mt0：新澆混凝土的初凝時間（h），可按實測確定。取8h。T：混凝土的溫度（），取28。1：外加劑影響修正系數(shù)，摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2。2：混凝土坍落度影響修正系數(shù)， 5090mm，取1.0。：混凝土的澆筑速度，取1.2m/h。F=25*1.45=36.25Kpa 26*1.5=39 KpaF=0.22*25*8*1.2*1*1.095=57.82Kpa0.22*26*8*1.2*1*1.095=60.12 KpaF：新澆混凝土對模板

6、的最大側(cè)壓力取36.25kPa。39 Kpa q6 傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載，取2.0kPa。 q7 支架自重，取4.0kPa。表1.1模板、支架設計計算荷載組合模板結(jié)構(gòu)名稱荷載組合強度計算剛度檢算底模及支架系統(tǒng)計算側(cè)模計算2結(jié)構(gòu)檢算2.1碗扣式鋼管支架立桿強度及穩(wěn)定性驗算碗扣式鋼管腳手架與支撐和扣件式鋼管腳手架與支架一樣，同屬于桿式結(jié)構(gòu)，以立桿承受豎向荷載作用為主，但碗扣式由于立桿和橫桿間為軸心相接，且橫桿的“”型插頭被立桿的上、下碗扣緊固，對立桿受壓后的側(cè)向變形具有較強的約束能力，因而碗扣式鋼管架穩(wěn)定承載能力顯著高于扣件架。本工程現(xiàn)澆箱梁支架立桿強度及穩(wěn)定性驗算，根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手

7、架安全技術(shù)規(guī)范有關(guān)模板支架立桿的強度及穩(wěn)定性計算公式進行分析計算（碗扣架用鋼管規(guī)格為483.5mm）。EE截面處墩頂4.0m范圍內(nèi)，碗扣式鋼管支架體系采用60cm90cm60cm的布置結(jié)構(gòu)，如下圖2.11。圖2.1-1 腳手架60cm90cm60cm布置圖、立桿強度驗算根據(jù)立桿的設計允許荷載，當橫桿步距為60cm時，立桿可承受的最大允許豎直荷載為N40kN（參見公路施工手冊-橋涵）。立桿實際承受的荷載為：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（組合風荷載時）NG1K支架結(jié)構(gòu)自重標準值產(chǎn)生的軸向力；NG2K構(gòu)配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力NQK施工荷載標準值；于是，有：NG1K=0.

8、60.9q1=0.60.945.0358.47=31.5724.32KNNG2K=0.60.9q7=0.60.94.0=2.16KNNQK=0.60.9(q2+q3+q4)=0.54(1.0+1.0+2.0)=2.16KN則：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（31.5724.32+2.16）+0.851.42.16=34.3529.9KNN43.0440KN ，強度滿足要求。、立桿穩(wěn)定性驗算根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范有關(guān)模板支架立桿的穩(wěn)定性計算公式：N/A+MW/WfN鋼管所受的垂直荷載，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（組合風

9、荷載時），同前計算所得；f鋼材的抗壓強度設計值，f205N/mm2參考建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范表得。A支架立桿的截面積A489mm2(取48mm3.5mm鋼管的截面積)。軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長細比查表即可求得。i截面的回轉(zhuǎn)半徑，查建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范附錄B得i15.8。長細比L/i。 L水平步距，L0.6m。于是，L/i38，參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范查附錄C得0.893。MW計算立桿段有風荷載設計值產(chǎn)生的彎距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz風壓高度變化系數(shù)，參考建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表得uz=1.95us風荷載腳

10、手架體型系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表第36b項得：us=1.3w0基本風壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附表D.4 w0=0.75KN/m2故：WK=0.7uzusw0=0.71.951.30.75=1.33KN/ m2La立桿縱距0.9m；h立桿步距0.6m, MW=0.851.4WKLah2/10=0.051W 截面模量查表建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范附表B得：W=5.08103mm3則，N/A+MW/W34.3529.9103/（0.893489）+0.051106/（5.08103）78.5188.7N/mm2f205N/mm2計算結(jié)果說明支架是安全穩(wěn)定的。CC截面處20m跨中4m12m范圍內(nèi)

11、，碗扣式鋼管支架體系采用60cm90cm120cm的布置結(jié)構(gòu)，如下圖。圖2.1-2 腳手架60cm90cm120cm布置圖、立桿強度驗算根據(jù)立桿的設計允許荷載，當橫桿步距為120cm時，立桿可承受的最大允許豎直荷載為N30kN（參見公路施工手冊-橋涵）。立桿實際承受的荷載為：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（組合風荷載時）NG1K支架結(jié)構(gòu)自重標準值產(chǎn)生的軸向力；NG2K構(gòu)配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力NQK施工荷載標準值；于是，有：NG1K=0.60.9q1=0.60.958.4722.85=31.5712.34KNNG2K=0.60.9q7=0.60.94.0=2.16KN

12、NQK=0.60.9(q2+q3+q4)=0.54(1.0+1.0+2.0)=2.16KN則：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（31.5712.34+2.16）+0.851.42.16=19.97KNN30KN ，強度滿足要求。、立桿穩(wěn)定性驗算根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范有關(guān)模板支架立桿的穩(wěn)定性計算公式：N/A+MW/WfN鋼管所受的垂直荷載，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（組合風荷載時），同前計算所得；f鋼材的抗壓強度設計值，f205N/mm2參考建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范表得。A支架立桿的截面積A489mm2(取4

13、8mm3.5mm鋼管的截面積)軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長細比查表即可求得。i截面的回轉(zhuǎn)半徑，查建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范附錄B得i15.8。長細比L/i。 L水平步距，L1.2m。于是，L/i76，參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范查附錄C得0.744。MW計算立桿段有風荷載設計值產(chǎn)生的彎距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz風壓高度變化系數(shù)，參考建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表得uz=1.95us風荷載腳手架體型系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表7.3.1第36b項得：us=1.3w0基本風壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附表D.4 w0=0.75KN/m2故：WK=0.

14、7uzusw0=0.71.951.30.75=1.33KN/ m2La立桿縱距0.9m；h立桿步距1.2m MW =0.851.4WKLah2/10=0.205W 截面模量查表建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范附表B得：W=5.08103mm3則，N/A+MW/W19.97103/（0.744489）+0.205106/（5.08103）95.24N/mm2f205N/mm2計算結(jié)果說明支架是安全穩(wěn)定的。2.2滿堂支架整體抗傾覆驗算依據(jù)公路橋涵技術(shù)施工技術(shù)規(guī)范實施手冊第要求支架在自重和風荷載作用下時，傾覆穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.3。K0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=yNi/Mw支架抗傾覆能力：橋梁寬度5.5

15、m，長72m采用60cm90cm100cm跨中支架來驗算全橋：支架橫向80排，支架縱向9排，高度6m；頂托TC60共需要809=720個；立桿需要8096=4320m;縱向橫桿需要806/15.5=2640m；橫向橫桿需要96/172=3888m；故：鋼管總重（4320+2640+3888）3.84/1000=41.65t; 頂托TC60總重為：7207.2/1000=5.184t；故q=（41.65+5.184）9.8=459KN；穩(wěn)定力矩= yNi=5.5459=2524KN.m依據(jù)以上對風荷載計算WK=0.7uzusw0=0.71.951.30.75=1.33KN/ m2受力為：q=1.

16、336（0.048680+0.0482.572）=252.8KN；根據(jù)公路橋涵設計通用規(guī)范（JTJ021-89）考慮到箱梁模板橫橋向的風荷載，將該風荷載加載于支架上，安全。梁高1.45m，橫橋向箱梁模板風荷載q1=0.927kPa1.45m72m=96.78KN傾覆力矩=q3+ q1（1.45/2+6）=252.83+96.78（6+1.45/2）=1533.36KN.mK0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=2524/1533.36=1.651.3計算結(jié)果說明本方案滿堂支架滿足抗傾覆要求。2.3箱梁底模下橫橋向方木驗算本施工方案中箱梁底模下橫橋向采用12cm12cm方木，方木橫橋向跨度按L20cm進行受力

17、計算。如下圖將方木簡化為如圖的簡支結(jié)構(gòu)（偏于安全），木材的容許應力和彈性模量的取值參照木方進行計算。q(KN/m)方木材質(zhì)為松木，w=14.5MPa E=11000MPa20尺寸單位：cmq(KN/m)1212圖2.3 箱梁底模下橫橋向方木受力簡圖(1) 強度驗算單位荷載：q=(q1+ q2+ q3+ q4)b(45.03+1.0+2.5+2)0.2=10.11kN/m跨中彎矩：M1/2=ql2/8=10.110.22/8=0.05kNm截面模量為：W=(bh2)/6=(0.123)/6=0.000288m3跨中最大正應力：=M/W=0.05/0.000288=173.6kPa木方容許彎曲應力

18、為：w=14.5MPa，由強度條件173.6kPa w，可知滿足要求。(2) 剛度驗算方木的彈性模量：kN/m2方木的慣性矩：I=(bh3)/12=(0.120.123)/12=1.72810-5m4fmax=(5/384)(ql4)/(EI)=（5/384）（10.110.24)/( 111061.72810-5)= 11.110-7mf/l=11.110-7/0.2=1/180180f/l=1/400計算結(jié)果說明箱梁底模下橫橋向方木，滿足要求。2.4碗扣式支架立桿頂托上順橋向方木驗算本施工方案中支架頂托上順橋向采用1212cm方木作為縱向分配梁。順橋向方木的跨距，根據(jù)立桿布置間距，按L90

19、cm（橫向間隔l90cm）進行驗算。將方木簡化為如圖的簡支結(jié)構(gòu)（偏于安全）。木材的容許應力和彈性模量的取值參照木方進行計算。圖2.4 立桿頂托上順橋向方木受力簡圖(1) 強度驗算作用力：P=ql/210.110.2/2=1.011kNn=0.9/0.2=4（取整數(shù)）最大彎矩：Mmax=（n/8）pl=4/81.0110.9=0.45kNm截面模量為：W=(bh2)/6=(0.123)/6=0.000288m3跨中最大正應力：=M/W=0.45/0.000288=1.56MPa木方容許彎曲應力為：w=14.5MPa，由強度條件1.56MPaw，可知滿足要求。(2) 剛度驗算方木的彈性模量：kN/

20、m2方木的慣性矩：I=(bh3)/12=(0.120.123)/12=1.72810-5m4fmax= (5/384)(ql4)/(EI)=2.310-4mf/l=2.310-4/0.9=1/3913f/l=1/400計算結(jié)果說明碗扣式支架立桿頂托上順橋向方木，滿足要求。2.5箱梁底模板計算箱梁底模采用優(yōu)質(zhì)竹膠板，鋪設在支架立桿頂托上順橋向方木上的橫橋向方木上。按20cm間距布置。取各種布置情況下最不利位置進行受力分析，并對受力結(jié)構(gòu)進行簡化（偏于安全）（為安全起見，計算采用12mm竹膠板）：通過前面分析計算及布置方案，在橋墩旁實心段（取墩頂截面）處，為底模板荷載最不利位置，則有：竹膠板彈性模量

21、E5000MPa.竹膠板慣性矩I=(bh3)/12=(1.220.0123)/12=1.7610-7m42020尺寸單位：cmq(kN/m)底模驗算簡圖底模及支撐系統(tǒng)簡圖q(kN/m)竹膠板1212cm橫橋向方木圖2.5 底模支撐系統(tǒng)及驗算簡圖 模板厚度計算q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(45.03+1.0+2.5+2)0.2=10.11kN/m則：Mmax=10.110.22/8 =0.051kN.m竹膠板容許彎曲應力為：w=45MPa模板需要的截面模量：W=0.051/45000=1.13106 m3模板的寬度為0.2m，根據(jù)W、b得h為：H=（6*W）/b=5.8mm12mm

22、厚竹膠板滿足要求，可以采用1220244012mm規(guī)格的竹膠板。 模板剛度驗算fmax= ql4/128EI=10.11*0.24/（128*5*106*1.76*10-7）=1.431040.2/400m=510-4m 故12mm厚竹膠板撓度滿足要求。2.6立桿底座和地基承載力計算圖2.7 支架下地基處理示意圖 立桿承受荷載計算現(xiàn)澆箱梁腹板及底板中心位置縱距、橫距采用60cm90cm的布置形式，取各種布置情況下最不利位置進行受力分析，并對受力結(jié)構(gòu)進行簡化（偏于安全）每根立桿上荷載為：Nabqab(q1+q2+q3+q4+q7) 0.60.9(45.03+1.0+1.0+2.0+4.0)=28

23、.64kN 立桿底托驗算立桿底托驗算： NRd通過前面立桿承受荷載計算，每根立桿上荷載為28.64kN：底托承載力（抗壓）設計值，一般取Rd =40KN;得：28.64KN40KN 計算結(jié)果說明立桿底托符合要求。 立桿地基承載力驗算跟據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，經(jīng)過壓實處理后，地基承載力大于200kPa。在1平方米面積上地基最大承載力F為:Fabq ab(q1+q2+q3+q4+q7) 1.01.0(45.03+1.0+1.0+2.0+4.0)=53.03kPa則，F(xiàn)53.03KPak=190Kpa經(jīng)過地基處理后，可以滿足要求。2.7支架變形支架變形量值F的計算：Ff1f2f3f1為支架在荷載作用下的彈性

24、變形量由上計算每根鋼管受力為28.64KN，立桿的截面積按489mm2計算。于是f1=L/E28.6448910358.57N/mm2 則f158.5710（2.06105）2.84mm。f2為支架在荷載作用下的非彈性變形量支架在荷載作用下的非彈性變形f2包括桿件接頭的擠壓壓縮1和方木對方木壓縮2兩部分，分別取經(jīng)驗值為2mm、3mm，即f2125mm。f3為支架地基沉降量取經(jīng)驗值5mm故支架變形量值F為:Ff1f2f3=2.84+5+5=12.84mm2.8支架預留門洞計算門洞臨時墩采用483.5(Q235)碗扣式腳手架搭設立桿，縱向間距45cm、橫向間距均為45cm，橫桿步距按照60cm進行

25、布置。門洞橫梁采用12根I40a工字鋼，其中墩柱兩側(cè)采用雙排工字鋼，其余按間距70cm平均布置。立桿分別按軸心受壓和偏心受壓桿件計算，橫桿不予考慮。圖2.8 門洞工字鋼受力簡圖工字鋼延縱向按0.7m布置，門洞寬度為 5.0m。上鋪設1212cm橫向方木，間距90cm。從安全角度考慮按簡支體系進行驗算，擬采用的工字鋼型號為I40a型。荷載計算：I40a自重取0.66kN/m箱梁自重按斷面計算45.03kN/m2，則q1=45.0312.02.5=1350.9kN內(nèi)外模板荷載1.0kPa，12.0m范圍內(nèi)外模板總重q2=1KPa5.5m12.0m=66kN振搗混凝土對底板產(chǎn)生的荷載2.0KPa，1

26、2.0m范圍內(nèi)振搗混凝土q3=2KPa5.5m12.0m=132kN工字鋼荷載q4=12.0m120.66kN/m12=95.04kN總荷載Q=q1+ q2+ q3+ q4=1644 kN單根工字鋼q= Q/12/12=11.42kN/m工字鋼的受力形式為三不等跨連續(xù)梁，n=5/3.5=1.4支點處彎矩為：MB=內(nèi)力系數(shù)ql2=0.15111.423.52 =21.12KN.m（MB的內(nèi)力系數(shù)查表得：0.151）nA=1000 MB/ql2=100021.12/11.4252 =74查得最大應力系數(shù)n=50跨中最大彎矩為：Mmax=nql2/1000=5011.4252/1000=14.28

27、kN.m結(jié)構(gòu)驗算：查I40a型工字鋼的彎曲應力為w= 145 Mpa梁所需要的截面抵抗矩為：W需=MBC/w=14.28kN.m /145MPa=0.101063查材料力學得I40a型工字鋼: Ix=21720cm4 Wx=1090cm3=1.091063 , 滿足 工字鋼跨中撓度驗算： K=4MB/ql2=421.12/11.4252 =0.29查的最大撓度系數(shù)=0.0875=0.087511.42541012/(242.110521720104)=0.57mm5/400m=12.5mm 撓度滿足要求。通過以上計算，I40a型工字鋼剛度滿足要求，可使用70間距I40a型工字鋼。洞門臨時墩處支

28、架，碗扣式鋼管支架體系采用45cm45cm60cm的布置結(jié)構(gòu)。、立桿強度驗算根據(jù)立桿的設計允許荷載，當橫桿步距為60cm時，立桿可承受的最大允許豎直荷載為N40kN（參見公路施工手冊-橋涵）。臨時墩處彎矩為MAB=內(nèi)力系數(shù)ql2=0.066411.423.52 =9.29kN.m（MB的內(nèi)力系數(shù)查表得：0.0664）立桿承受的荷載：N=0.851.4MABb=0.851.49.290.6=6.63kNN40KN強度滿足要求。、立桿穩(wěn)定性驗算根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范有關(guān)模板支架立桿的穩(wěn)定性計算公式：N/A+MW/WfN鋼管所受的垂直荷載，同前計算所得；f鋼材的抗壓強度設計值，f205N/mm2參考建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范表得。A支架立桿的截面積A489mm2(取48mm3.5mm鋼管的截面積)軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長細比查表即可求得。i截面的回轉(zhuǎn)半徑，查建