碗扣式腳手架滿堂支架設(shè)計(jì)計(jì)算

1、精選現(xiàn)澆箱梁碗扣式腳手架滿堂支架設(shè)計(jì)計(jì)算摘 要 以*高速公路*互通立交主線K135+525橋左幅第7聯(lián)為例，詳細(xì)論述了碗 扣式腳手架滿堂支架現(xiàn)澆箱梁施工支架的設(shè)計(jì)及計(jì)算。關(guān)鍵詞碗扣式腳手架滿堂支架現(xiàn)澆梁施工設(shè)計(jì)計(jì)算碗扣式腳手架運(yùn)用于現(xiàn)澆橋梁已是相當(dāng)成熟的技術(shù)，具施工工藝簡單、操作方便， * 高速公路*立交工程中現(xiàn)澆箱梁施工中大量采用該體系支架。1工程概況1.1 總概況*高速*互通立交位于宜賓市以北約10 km處*鎮(zhèn)，為連接己通車內(nèi)*速公路和擬建 的*瀘高速公路而設(shè)，互通區(qū)起點(diǎn)里程為K135+260，終點(diǎn)里程為K137+950，互通區(qū)內(nèi)共 設(shè)主線橋4橋，匝道橋6座，橋梁的形式主要為3跨或4跨為一

2、聯(lián)現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。施工方案確定中對于地基承載力高、墩柱高度小于15m的橋跨考慮采用碗扣式腳手架搭 設(shè)滿堂紅作為支架體系，整個*互通工程共計(jì)有22聯(lián)現(xiàn)澆箱梁采用該體系。1.2 主線K135+135橋左幅第7聯(lián)本聯(lián)跨上部結(jié)構(gòu)為19+19+15m 鋼筋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，箱梁高度為1.4m ,底板、 頂板厚度均為0.25m ,橋面寬為12m ,底板寬為7.5m ,共有408.9m 3c40混凝土。下部為 1.6X1.6m和1.4X1.4m鋼筋混凝土方墩，墩柱倒角為0.2 X0.2m ,墩柱平均高度為7m。2支架初步設(shè)計(jì)2.1 立桿及橫桿的初步設(shè)計(jì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及初略計(jì)算，來選定立桿間距。腹板重 Q1=36.

3、4kn/ m 2,空心段重 Q2=13kn/m 2,底板寬b=7.5m ,箱梁長s=53m ,單根立桿允許承載力保守取N=40kn 。腹板處每平方米需要立桿根數(shù)：1.2Q1/N=1.1 ;取安全系數(shù)1.3,則為1.43。空心段每平方米需要立桿根數(shù)：1.2Q2/N=0.4 ;取安全系數(shù)1.3,則為0.52.所以選定空心段底板立桿縱橫向間距為：0.9X0.9=0.81m 2< 1/0.52=1.92 m 2,滿足要 求。腹板及中、端橫梁等實(shí)心處立桿間距為：0.6 X0.9=0.54m 2< 1/1.43=0.70 m 2,滿足要由于箱梁高僅為1.4m ,立桿間距一般取1.2m。2.2

4、底模、縱橫梁的初步確定底模采用竹膠板。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，由于箱梁高度僅為1.4m , 一般選用1.5cm厚的高強(qiáng)度竹膠板。縱橫梁均采用方木，寬度均為0.1m ,方木允許受彎強(qiáng)度為o=12Mpa ,縱梁高為h1 , 橫梁高為h2。據(jù)經(jīng)驗(yàn)及初略計(jì)算，來選定縱梁的高度、橫梁的高度及橫梁間距。橫梁間距一般選擇0.3m 0,取0.1m 。由公式 h= J3ql/4b得，h1=0.13m ,故取 0.15m ; h2=0.09m2.3 碗扣式滿堂支架搭設(shè)布置圖|<1,3X48門已男刀撐aA um.F+1J*奮r eOflw 1r卜ds* <»> *9a *1» *q 0口。i

5、v，F(xiàn)«f1*dviti«- «kSS0q«4a-9*«V1»1-3-»8fe q一 -,平11K1adi« «卜>ai ! a>1o-a可編輯« 1«ia«1«'3NX 60NX 90NX 60,NX 90NX 60ml中橫墻空心段中隔墻空心段端橫墻區(qū)板緣翼域區(qū)板底 區(qū)板緣翼 -3支架檢算碗扣式腳手架滿堂支架豎向力傳遞過程：箱梁鋼筋混凝土和內(nèi)模系統(tǒng)的自重及施工臨時荷(活載)通過底模傳遞到橫梁上，橫梁以集中荷載再傳遞給縱梁，縱梁以支座反力傳遞到每

6、 根立桿，立桿通過底托及方木傳遞至鋼筋混凝土基礎(chǔ)、地基。下面以這種力的傳遞方式依次 對支架的底模、橫梁、縱梁、立桿、地基承載力進(jìn)行檢算。3.1 荷載計(jì)算1 "I一3.1.1 豎向荷載計(jì)算本橋鋼筋混凝土配筋率2% ,所以鋼筋混凝土自重取26Kn/m 3,以K135+525橋左 幅第7聯(lián)為例，箱梁混凝土體積為408.9m3,所以按照最不利工況，將翼緣板部分的混凝土 重量折算到地板上，混凝土的自重如下計(jì)算：F1=VXyV' =32.24kn/m 3式中：V為整聯(lián)箱梁混凝土體積；丫為鋼筋混凝土的容重，取26KN/m 3;v'為除去翼緣板箱梁混凝土體積。對于腹板、橫梁等實(shí)心段，

7、混凝土高度 h1=1.4m ,空心段混凝土高度為h2=0.5m。故，實(shí)心段混凝土自重：F1a=F1 Xh1=45.14kPa ,空心段混凝土自重：F1b= F1 Xh2=16.12kPa 。模板自重，一塊1.22m X2.44m竹膠板的質(zhì)量為32kg :F2=32kg X9.8N/kg -(1.22m X2.44m)=105.35Pa縱橫梁方木荷載：10cm 10cm方木：g1=0.1m X0.1m X7.5m 義(1/0.25+1 )義 丫 ".5m X1m)=0.375kpa10cm 15cm方木：g2=0.1m X0.15m X11 x 丫 7.5m=0.165kpa3式中：T

8、 取7.5KN/m內(nèi)模及支撐荷載，取3kpa : F3=3kpa臨時荷載可編輯精選施工人員及機(jī)具：G1=2.5kPa振搗荷載：G2=2.0 kPa則臨時荷載為：G=4.5kpa3.1.2水平荷載計(jì)算混凝土振搗時對側(cè)模的荷載?。?KPa新澆混凝土對側(cè)模的最大側(cè)壓力：P1 kh 26 1.4 36.4kpaP2 k ch 1.2 26 1.05 32.76kpa式中：k -外加劑影響修正系數(shù)，取1.2v-混凝土澆注速度，取0.5 m/hh有效壓頭高度，h 0.22 24.9v/T 0.22 24.9 0.5/15 1.05mT-混凝土入模溫度，取15 c則有：Pmax36.4KPa一般應(yīng)計(jì)算風(fēng)載，

9、但是由于宜賓地區(qū)常年均為微風(fēng)，可以不考慮風(fēng)載。3.2 底模驗(yàn)算A、模板的力學(xué)性能（取10cm寬度模板進(jìn)行計(jì)算）彈性模量（廠家提供數(shù)據(jù)）E=948Mpa截面慣性矩I=bh 3/12=0.1 X0.015 3/12=2.813 X10-8m截面抵抗矩W= bh 2/6=0.1 X0.015 2/6=3.75 X10-6m3B、模板受力計(jì)算可編輯I I底模下的橫梁間距30cm ,可以把底模簡化為三跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。按照最不利工況, 對腹板、橫梁等實(shí)心段進(jìn)行驗(yàn)算，空心段荷載較實(shí)心段小，故不進(jìn)行驗(yàn)算。強(qiáng)度檢算荷載組 合為：+；剛度檢算荷載組合為：+底模強(qiáng)度檢算q' =F1a X1.2+F2 X1

10、.2+F3 X1.2+G X1.4=64.2 kPaq=q ' X0.1m=64.2 X0.1=6.42kN/mMmax=1/10 Xql 2=0.040 kN m產(chǎn)Mmax/W=15.4MPa q oW=47MPa滿足要求。本支架各部件（除去立桿）均為受彎構(gòu)件，僅需要檢算彎矩，下同不再贅述。底模剛度驗(yàn)算q' =F1a X1.2+F2 X1.2+F3 X1.2=57.87 kPaq=q ' X0.1m=57.87 X0.1=5.79kN/mf=0.689 Xql4/100EI=0.19mm <f =0.3m/400=0.75mm滿足要求。3.3 橫梁檢算A.橫梁力

11、學(xué)性能彈性模量E=10 X103Mpa截面慣性矩I=bh 3/12=0.1 X0.13/12=8.33 X10-6m4截面抵抗矩W= bh 2/6=0.1 X0.12/6=0.167 Xl0-3m3B、橫梁受力計(jì)算橫梁間距0.3cm ,可以把橫梁簡化為三跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。按照最不利工況，對腹板、 橫梁等實(shí)心段進(jìn)行驗(yàn)算，空心段荷載較實(shí)心段小，故不進(jìn)行驗(yàn)算。按照最不利工況，對腹板、 橫梁等實(shí)心段和空心段分別進(jìn)行驗(yàn)算。強(qiáng)度檢算荷載組合為：+；剛度檢算荷載組合為：+橫梁強(qiáng)度驗(yàn)算q' =F1a X1.2+F2 X1.2+F3 X1.2+G X1.4=64.2 kPaq=q ' X0.3m

12、+g=19.34kN/m式中g(shù)為方木自重，g=7.5kn/m 3x0.1m X0.1m=0.075kn/mMmax=1/10 Xql2=0.7 kN m滿足要求產(chǎn)Mmax/W=4.2MPa < W =12MPa最大支座反力 R=11ql/10=11X19.34 X0.6/10=12.76kn橫梁剛度驗(yàn)算q' =F1a X1.2+F2 X1.2+F3 X1.2=57.87 kPaq=q ' X0.25m+g=57.87 X0.25+0.075 =17.44kN/m式中g(shù)為方木自重，g=7.5kn/m 3x0.1m X0.1m=0.075kn/mf=0.689ql 4/100

13、EI=0.9mm < f =0.6m/400=1.5mm滿足要求。3.4 縱梁驗(yàn)算A.縱梁的力學(xué)性能彈性模量E=10 xi03Mpa截面慣性矩I=bh 3/12=0.1 X0.153/12=2.81 Xl0-5m4截面抵抗矩W= bh 2/6=0.1 X0.152/6=3.75 Xl0-4m3B、縱梁驗(yàn)算對腹板等實(shí)心段縱梁進(jìn)行驗(yàn)算，因?yàn)榭缍纫恢拢匀绻麑?shí)心段縱梁滿足要求，空心段 也能滿足要求，故不對空心段的縱梁進(jìn)行驗(yàn)算。實(shí)心段簡化為三跨連續(xù)梁進(jìn)行驗(yàn)算，并且集 中荷載對稱布置。P P P P. P| P P pi p p%【i 而i t i i 1 1411111rnrnTfV?/A?/

14、mimni-精選縱梁受到10個橫梁集中荷載和自重均布荷載的作用，計(jì)算彎矩和撓度的時候，可以按照集中荷載和均布荷載兩種形式進(jìn)行疊加。集中荷載P=R=12.76KN均布荷載 q=11.261X9.8=0.110kN/M, 縱梁自重為 11.261kg/mMmax=0.244Pl+0.1ql2=3.12 kN m產(chǎn)Mmax/W=8.32MPa < W =12MPa滿足要求。f=1.883Pl 3/100EI+0.689ql 4/100EI=0.6mm < f =0.9m/400=2.25mm 滿足要 求。支座最大反力：R=2.267P+P+1.1ql=41.8KN3.5 立桿檢算立桿的檢

15、算，很多資料采用單根立桿所承受的投影面積荷載這種簡單的方法進(jìn)行計(jì)算， 而在理論上應(yīng)該采用縱梁對立桿的支座反力進(jìn)行計(jì)算。下面按這兩種方式分別進(jìn)行計(jì)算。3.5.1 立桿計(jì)算模型口1"1立桿選用4.8X3.5鋼管，計(jì)算模型為兩端錢支。彈性模量E=2.1 X105Mpa截面慣性矩I=10.78 X10-8m4截面抵抗矩W= 4.40 X10-6m3慣性積i=1.59 x10-2m柔度X=ul/i=1.0 X1.2/1.59 X10-2m=75.47 ,腹板實(shí)心段單根立桿受力平面示意圖空心段單根立桿受力平面示意圖A、腹板處單根立桿豎向荷載荷載組合為：F'=+，圖式如下F' =

16、F1a X1.2+F2 X1.2+ (g1+g2) X1.2+F3 X1.2+G X1.4=64.84kpa每個立桿上荷載：F=F' X0.6m X0.9m=64.84 X0.6 X0.9=35.01knB、空心段單根立桿豎向荷載荷載組合為：F'=+，圖式如下F' = F1a X1.2+F2 X1.2+ (g1+g2) X1.2+F3 X1.2+G X1.4=30kpa每個立桿上荷載：F=F' X0.6m X0.9m=30 X0.9 X0.9=24.3kn投影法所得單根立桿最大承受豎向荷載為 35.01kn，小于支座反力法所得的41.8kn。所 以以下檢算以支座

17、反力法進(jìn)行計(jì)算。3.5.3 立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定驗(yàn)算A、單根立桿強(qiáng)度計(jì)算產(chǎn)F/A=41.8kn/478mm2=87MPa< o-=170MPaK=Af/F=170/87=2>1.3滿足要求。式中：安全系數(shù)k上3；支架鋼管設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度日170MPa ; 2 鋼管有效截面積A 478mm 0B、立桿穩(wěn)定性檢算入 =75.47 ,查規(guī)范得穩(wěn)定系數(shù)為小=0.76產(chǎn)F/A <(K o =41.8/478=87MPa滿足要求<0.76 X170=129.2MPa3.6地基承載力檢算可編輯精選地基處理應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的地基情況確定，對于地基為巖石的，可以考慮直接將底托支撐在混凝土墊層上，承載力及

18、沉降量均能滿足要求。而對于表面軟土的淺軟基則考慮換填處理，保證壓實(shí)度地分層碾壓,這樣處理承載力及沉降量完全能滿足施工要求。*高速*立交采用滿堂支架施工的地基情況基本上就是以上兩種。3.6.1 荷載計(jì)算支架通過方木或底托、混凝土基層、碎石基層、地基層層施加荷載，其中，底托長寬為 I410cm ,方木為10 x10cm ,混凝土基層采用15cm厚C15素混凝土，碎石基層厚30cm ,基 底為碎石土。單根立桿傳遞上部荷載為41.8kn，腳手架自重為2.20Kn（按照最高24米墩柱計(jì)算，橫桿布距0.6m）,地基承載力檢算按支墊方式分別進(jìn)行檢算。3.6.2 地基承載力檢算底托直接支撐在混凝土墊層上底托下墊方木A、底托直接支撐在混凝土硬化面上地基承載力檢算：底托長和寬為0.1m ,混凝土厚0.15m ,按45 °角擴(kuò)散應(yīng)力近似計(jì)算，則路基基底承壓面積為0.4m X0.4m=0.16m 2,故地基承載力為：產(chǎn)F/A=275 MPa< M=400kpa滿足要求。式中4為弱風(fēng)化泥巖容許承載力400500kpa，取400kpa。B、底托設(shè)10X10cm方木上，混凝土厚0.15cm ,按45 °角擴(kuò)散應(yīng)力近似計(jì)算，則路基基底承壓面積為0.4m X0.6m=0.24m 2,故地基承載力為：產(chǎn)F/A=183 MPa<（r=200kpa滿足要求。式