高速公路車行天橋現(xiàn)澆箱梁滿堂支架計(jì)算書

1、貴州遵義高速公路建設(shè)投資有限公司遵義北環(huán)（檬梓橋至樂理段）高速公路項(xiàng)目總經(jīng)理部天橋連續(xù)梁 支架計(jì)算書遵義市道路橋梁工程有限責(zé)任公司遵義北環(huán)高速公路項(xiàng)目總經(jīng)理部二一四年七月五日現(xiàn)澆連續(xù)梁滿堂支架計(jì)算書我合同段K43+920、K44+580、K45+540、K48+180、K48+600、K48+875、K59+800車行、人行天橋?yàn)?8m+30m+18m后張法現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋，梁高2.0m，橋面寬8.0m，箱梁采用C50混凝土，均采用滿堂式扣件支架施工。 滿堂支架的基礎(chǔ)均在挖方段上，現(xiàn)場(chǎng)采用鋪10cmC20混凝土墊層，然后上部鋪設(shè)10cm10cm木方承托支架。支架最高10m，采用48mm，壁厚3.

2、5mm鋼管搭設(shè)，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60cm60cm的布置形式，現(xiàn)澆箱梁跨中位置支架步距采用120cm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，立桿頂設(shè)12cm12cm方木或鋼管調(diào)整高度，間距為60cm。門洞臨時(shí)墩采用貝雷片搭設(shè)，門洞橫梁采用7根I40a工字鋼，其中墩柱兩側(cè)采用雙排貝雷片，與鋼管腳手架連接。1、荷載計(jì)算根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在施工過(guò)程中將涉及到以下荷載形式：q1 箱梁自重荷載，新澆混凝土密度取2500kg/m3。根據(jù)現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們?nèi)-E截面、CC截面兩個(gè)代表截面進(jìn)行箱梁自重計(jì)

3、算，并對(duì)兩個(gè)代表截面下的支架體系進(jìn)行檢算，首先分別進(jìn)行自重計(jì)算。 E-E截面處q1計(jì)算（尺寸見后附圖）根據(jù)橫斷面圖，則：q1=25*(5*0.5+1*2*0.5+5*0.5+1.5*(0.35+0.15）/2*2）/5=19.4Kpa注：B箱梁底寬，取5m，將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計(jì)算偏于安全。 CC截面處q1計(jì)算（尺寸見后附圖）根據(jù)橫斷面圖，則：q1=25*(5*0.85+1.5*0.25*2)/5=23.75Kpa注：B箱梁底寬，取5m，將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計(jì)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(jì)算，經(jīng)計(jì)算取q21.0kPa（偏于安全）。

4、q3 施工人員、施工材料和機(jī)具荷載，按均布荷載計(jì)算，當(dāng)計(jì)算模板及其下肋條時(shí)取2.5kPa；當(dāng)計(jì)算肋條下的梁時(shí)取1.5kPa；當(dāng)計(jì)算支架立柱及替他承載構(gòu)件時(shí)取1.0kPa。 q4 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，對(duì)底板取2.0kPa，對(duì)側(cè)板取4.0kPa。 q5 新澆混凝土對(duì)側(cè)模的壓力。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，新澆混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力，當(dāng)采用內(nèi)部振搗器時(shí)按下列兩式計(jì)算，并取兩式中較小值。c：新澆混凝土的重力密度（kN/m）,取值25kN/m；H：混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置至新澆混凝土頂面時(shí)的高度（m），取1.45mt0：新澆混凝土的初凝時(shí)間（h），可按實(shí)測(cè)確定。取8h。T：混凝土的溫度（），取28。1：外加劑影響修正系數(shù)

5、，摻具有緩凝作用的外加劑時(shí)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*2=50KpaF=0.22*25*8*1.2*1*1.095=57.82KpaF：新澆混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力取60kPa。 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(shè)計(jì)計(jì)算荷載組合模板結(jié)構(gòu)名稱荷載組合強(qiáng)度計(jì)算剛度檢算底模及支架系統(tǒng)計(jì)算側(cè)模計(jì)算2結(jié)構(gòu)檢算2.1扣件式鋼管支架立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算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，但扣件式由于立桿和橫桿間為十字扣件相

6、接，對(duì)立桿受壓后的側(cè)向變形具有較強(qiáng)的約束能力。本工程現(xiàn)澆箱梁支架立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)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)模板支架立桿的強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算公式進(jìn)行分析計(jì)算（鋼管規(guī)格為483.5mm）。EE截面處墩頂4.0m范圍內(nèi)，扣件式鋼管支架體系采用60cm60cm60cm的布置結(jié)構(gòu)，如下圖2.11。圖2.1-1 腳手架60cm60cm60cm布置圖、立桿強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)立桿的設(shè)計(jì)允許荷載，當(dāng)橫桿步距為60cm時(shí)，立桿可承受的最大允許豎直荷載為N40kN（參見公路施工手冊(cè)-橋涵）。立桿實(shí)際承受的荷載為：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（組合風(fēng)荷載時(shí)）NG1K支架結(jié)構(gòu)自

7、重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力；NG2K構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力NQK施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值；于是，有：NG1K=0.60.6q1=0.60.630.9=11.12KNNG2K=0.60.6q7=0.60.64.0=1.44KNNQK=0.60.6(q2+q3+q4)=0.36(1.0+1.0+2.0)=1.44KN則：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（11.12+1.44）+0.851.41.44=16.8KNN40KN ，強(qiáng)度滿足要求。、立桿穩(wěn)定性驗(yàn)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(jì)算公式：N/A+MW/WfN鋼管所受的垂直荷載，N=1.2

8、（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（組合風(fēng)荷載時(shí)），同前計(jì)算所得；f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(zhǎng)細(xì)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(zhǎng)細(xì)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(jì)算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz風(fēng)壓高度變化系數(shù)

9、，參考建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表得uz=1.95us風(fēng)荷載腳手架體型系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表第36b項(xiàng)得：us=1.3w0基本風(fēng)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0.6m；h立桿步距0.6m, MW=0.851.4WKLah2/10=0.034W 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/W16.8103/（0.893489）+0.034106/（5.08103）45.2N/mm2f205N/mm2計(jì)算結(jié)果說(shuō)明支架是安全穩(wěn)定的。CC

10、截面處30m跨中4m12m范圍內(nèi)，扣件式鋼管支架體系采用60cm60cm120cm的布置結(jié)構(gòu)，如下圖。圖2.1-2 腳手架60cm60cm120cm布置圖、立桿強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)立桿的設(shè)計(jì)允許荷載，當(dāng)橫桿步距為120cm時(shí)，立桿可承受的最大允許豎直荷載為N30kN（參見公路施工手冊(cè)-橋涵）。立桿實(shí)際承受的荷載為：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（組合風(fēng)荷載時(shí)）NG1K支架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力；NG2K構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力NQK施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值；于是，有：NG1K=0.60.6q1=0.60.622.85=8.26KNNG2K=0.60.6q7=0.60.64.0=1

11、.44KNNQK=0.60.6(q2+q3+q4)=0.36(1.0+1.0+2.0)=1.44KN則：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（8.26+1.44）+0.851.41.44=13.35KNN30KN ，強(qiáng)度滿足要求。、立桿穩(wěn)定性驗(yàn)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(jì)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(fēng)荷載時(shí)），同前計(jì)算所得；f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)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48

12、mm3.5mm鋼管的截面積)軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)細(xì)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(zhǎng)細(xì)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(jì)算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz風(fēng)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(fēng)荷載腳手架體型系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表第36b項(xiàng)得：us=1.3w0基本風(fēng)壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附表D.4 w0=0.75KN/m2故：WK=0.7uzusw

13、0=0.71.951.30.75=1.33KN/ m2La立桿縱距0.6m；h立桿步距1.2m MW =0.851.4WKLah2/10=0.137W 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/W13.35103/（0.744489）+0.137106/（5.08103）39.39N/mm2f205N/mm2計(jì)算結(jié)果說(shuō)明支架是安全穩(wěn)定的。2.2滿堂支架整體抗傾覆驗(yàn)算依據(jù)公路橋涵技術(shù)施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)第要求支架在自重和風(fēng)荷載作用下時(shí)，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5.5m，長(zhǎng)66m

14、采用60cm60cm120cm跨中支架來(lái)驗(yàn)算全橋：支架橫向111排，支架縱向11排，高度8m；頂托TC60共需要11111=1221個(gè)；立桿需要111118=9768m;縱向橫桿需要11668=5808m；橫向橫桿需要11168=5328m；扣件需要111118=9768個(gè)；故：鋼管總重（9768+5808+5328）3.84/1000=80t; 頂托TC60總重為：12217.2/1000=8.79t； 扣件總重量:97682.2/1000=21t；故q=（80+8.79+21）9.8=1120KN；穩(wěn)定力矩= yNi=5.51120=6160KN.m依據(jù)以上對(duì)風(fēng)荷載計(jì)算WK=0.7uzus

15、w0=0.71.951.30.75=1.33KN/ m2受力為：q=1.336（0.048680+0.0482.572）=252.8KN；根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTJ021-89）考慮到箱梁模板橫橋向的風(fēng)荷載，將該風(fēng)荷載加載于支架上，安全。梁高1.45m，橫橋向箱梁模板風(fēng)荷載q1=0.927kPa1.45m72m=96.78KN傾覆力矩=q3+ q1（1.45/2+6）=252.83+96.78K0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=6160/1533.36=4.021.3計(jì)算結(jié)果說(shuō)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(yàn)算本施工方案中箱梁底模下橫橋向采用10cm10cm方木，方木橫

16、橋向跨度按L20cm進(jìn)行受力計(jì)算。如下圖將方木簡(jiǎn)化為如圖的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)（偏于安全），木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值參照木方進(jìn)行計(jì)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(jiǎn)圖(1) 強(qiáng)度驗(yàn)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=(0.103)/6=0.000167m3跨中最大正應(yīng)力：=M/W=0.05/0.000167=29

17、9kPa木方容許彎曲應(yīng)力為：w=14.5MPa，由強(qiáng)度條件299kPa w，可知滿足要求。(2) 剛度驗(yàn)算方木的彈性模量：kN/m2方木的慣性矩：I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.310-6m4fmax=(5/384)(ql4)/(EI)=（5/384）（10.110.24)/( 111068.3310-6)= 2310-7mf/l=2310-7/0.2=1/868561f/l=1/400計(jì)算結(jié)果說(shuō)明箱梁底模下橫橋向方木，滿足要求。2.4扣件式支架立桿頂托上順橋向方木驗(yàn)算本施工方案中支架頂托上順橋向采用1010cm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L6

18、0cm（橫向間隔l60cm）進(jìn)行驗(yàn)算。將方木簡(jiǎn)化為如圖的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)（偏于安全）。木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值參照木方進(jìn)行計(jì)算。圖2.4 立桿頂托上順橋向方木受力簡(jiǎn)圖(1) 強(qiáng)度驗(yàn)算作用力：P=ql/210.110.2/2=1.011kNn=0.6/0.2=3（取整數(shù)）最大彎矩：Mmax=（n/8）pl=3/81.0110.6=0.23kNm截面模量為：W=(bh2)/6=(0.13)/6=0.000167m3跨中最大正應(yīng)力：=M/W=0.23/0.000167=1.38MPa木方容許彎曲應(yīng)力為：w=14.5MPa，由強(qiáng)度條件1.38MPaw，可知滿足要求。(2) 剛度驗(yàn)算方木的彈性模量：kN/

19、m2方木的慣性矩：I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.3310-6m4fmax= (5/384)(ql4)/(EI)=2.310-6mf/l=2.310-6/0.6=1/26102f/l=1/400計(jì)算結(jié)果說(shuō)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(jì)算箱梁底模采用優(yōu)質(zhì)竹膠板，鋪設(shè)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(jìn)行受力分析，并對(duì)受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化（偏于安全）（為安全起見，計(jì)算采用12mm竹膠板）：通過(guò)前面分析計(jì)算及布置方案，在橋墩旁實(shí)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E5

20、000MPa.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(yàn)算簡(jiǎn)圖底模及支撐系統(tǒng)簡(jiǎn)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(yàn)算簡(jiǎn)圖 模板厚度計(jì)算q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(45.03+1.0+2.5+2)0.2=10.11kN/m則：Mmax=10.110.22竹膠板容許彎曲應(yīng)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厚竹膠板滿足要求，可以采用12

21、20244012mm規(guī)格的竹膠板。 模板剛度驗(yàn)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(jì)算圖2.7 支架下地基處理示意圖 立桿承受荷載計(jì)算現(xiàn)澆箱梁腹板及底板中心位置縱距、橫距采用60cm60cm的布置形式，取各種布置情況下最不利位置進(jìn)行受力分析，并對(duì)受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化（偏于安全）每根立桿上荷載為：Nabqab(q1+q2+q3+q4+q7) 0.60.6(45.03+1.0+1.0+2.0+4.0)=19.1kN 立桿底托驗(yàn)算立桿底托

22、驗(yàn)算： NRd通過(guò)前面立桿承受荷載計(jì)算，每根立桿上荷載為22.89kN：底托承載力（抗壓）設(shè)計(jì)值，一般取Rd =40KN;得：22.89KN40KN 計(jì)算結(jié)果說(shuō)明立桿底托符合要求。 立桿地基承載力驗(yàn)算跟據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，經(jīng)過(guò)壓實(shí)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(guò)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(jì)算：Ff1f2f3f1為支架在荷載作用下的彈性變形量由上計(jì)算每根鋼管受力為22

23、.89KN，立桿的截面積按489mm2計(jì)算。于是f1=L/E22.8948910346.81N/mm2則f146.8110（2.06105）2.27mm。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(duì)方木壓縮2兩部分，分別取經(jīng)驗(yàn)值為2mm、3mm，即f2125mm。f3為支架地基沉降量取經(jīng)驗(yàn)值5mm故支架變形量值F為:Ff1f2f3=2.27+5+5=12.27mm2.8支架預(yù)留門洞計(jì)算門洞臨時(shí)墩采用雙排3.01.5m貝雷片搭設(shè)立桿，門洞橫梁采用7根I40a工字鋼，其中貝雷片立桿采用滿堂扣件支架連接，保證貝雷片和支架形成整體，門洞高度采用貝

24、雷片頂墊枕木或方木調(diào)節(jié)工字鋼高度，確保門洞5.55.0m凈空尺寸，本計(jì)算只考慮工字鋼，貝雷片強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性根據(jù)專業(yè)手冊(cè)可查，采用雙貝雷片橫向連接，如下圖2.8示。圖2.8 門洞工字鋼受力簡(jiǎn)圖工字鋼延縱向按1.2m布置，門洞寬度為 5.5m。上鋪設(shè)1010cm橫向方鋼，間距100cm。從安全角度考慮按簡(jiǎn)支體系進(jìn)行驗(yàn)算，擬采用現(xiàn)場(chǎng)蓋梁工字鋼，型號(hào)為I40a型。荷載計(jì)算：I40a自重取0.66kN/m箱梁自重按斷面計(jì)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(duì)底板產(chǎn)生的荷載2.0KPa，12.0m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/12/6=22.84kN/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(diǎn)處彎矩為：MB=內(nèi)力系數(shù)ql2=0.15111.423.52（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(yīng)力系數(shù)n=50跨中最大彎矩