滿堂支架設(shè)計計算實例詳解

滿堂支架設(shè)計計算（-）（0#臺一1#墩）出京線目錄TOC\o"1-5"\h\z一、 設(shè)計依據(jù) 1二、 地基容許承載力 1三、 箱梁磴自重荷載分布 1四、 模板、支架、枕木等自重及施工荷載 2五、 支架受力計算1、 立桿穩(wěn)定計算 52、 立桿扣件式鋼管強度計算 63、 縱橫向水平鋼管承載力 64、 地基承載力的檢算 65、 底模、分配梁計算 76、 預(yù)拱度計算 12一、設(shè)計依據(jù)《京承高速公路一陡子峪大橋工程施工圖》《公路鋼筋磴及預(yù)應(yīng)力磴橋涵設(shè)計規(guī)范》JTJ023-85《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000《扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-2001《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》JTJ025-86《簡明施工計算手冊》二、 地基容許承載力根據(jù)本橋?qū)嶋H施工地質(zhì)柱狀圖，地表覆蓋層主要以亞粘素填土為主，地基承載力較好。為了保證地基承載力不小于12t/m2,需要進行地基處理。地基表皮層進行土層換填，換填如下：開挖標(biāo)高見圖紙，底層填0.5m中砂，經(jīng)過三次澆水、分層碾壓(平板震動器)夯實，地基面應(yīng)平整，夯實后鋪設(shè)5cm石子，繼續(xù)壓實，并進行承載力檢測。整平地基時應(yīng)注意做好排水設(shè)施系統(tǒng)，防止雨水浸泡地基，導(dǎo)致地基承載力下降、基礎(chǔ)發(fā)生沉降。鋼管支架和模板鋪設(shè)好后，按120%設(shè)計荷載進行預(yù)壓，避免不均勻沉降。三、 箱梁碇自重荷載分布根據(jù)設(shè)計圖紙，箱梁單重為819t。墩頂實心段磴由設(shè)于墩頂?shù)牡啄Ｖ苯觽鬟f給墩身，此部分不予檢算。對于空心段箱梁，根據(jù)《0#臺」#墩出京線30米跨箱梁滿堂支架施工總體布置圖》，綜合考慮箱梁橫截面面積和鋼管支架立桿縱向間距，空心段箱梁腹板等厚段下方，縱橋向間距最大的立桿受力最不利。根據(jù)立桿縱橋向布置，受力最不利立桿縱向間距取為d=(+)/2=o本計算書主要檢算該范圍箱梁和支架受力。鋼管支架立桿縱向間距為30cm、60cm、90cm、120cm四種形式，橫向間距為120cm+3X60cm+3X90cm+60cm+3X90cm+3X60cm+120cm。根據(jù)鋼管支架立桿所處的位置分為四個受力區(qū)，詳見《0#臺」#墩出京線30米跨箱梁滿堂支架施工總體布置圖（二）》。各受力區(qū)鋼管支架立桿所承受鋼筋磴自重荷載詳見下表：分區(qū)號IIIIIIIV鋼管間距（cm）120609060截面面枳（m2）立桿鋼管數(shù)（根）4462單根鋼管承重（t）根據(jù)上表，位于中腹板處間距60cm的立桿受力最大，單根鋼管承受最大鋼筋磴荷載為。四、模板、支架、枕木等自重及施工荷載本橋箱梁底模、外模均采用S=12mm厚竹膠板，內(nèi)模采用6=30mm厚木板。底模通過縱橫向帶木支撐在鋼管支架頂托上，支架采用①48mmX鋼管，通過頂托調(diào)整高度，支架底部通過墊塊1或墊塊2分配傳力于地基。墊塊1：45cmX45cmX7cm新制磴塊。墊塊2：當(dāng)立桿縱橋向間距W60cm時，在立桿下方縱橋向布設(shè)25cm寬方木；當(dāng)立桿縱橋向間距N90cm時，在立桿下方縱橋向布設(shè)20cm寬方木。采用方木墊塊時，方木應(yīng)沿縱橋向連續(xù)布設(shè)，方木斷開位置應(yīng)加設(shè)一層方木墊塊，以保證立桿荷載均勻傳至地基。1、底模、外模面積共：X30=454.80m2共重：Xx=2、 內(nèi)模面積共：X=337.68m2共重：XX=3、 模板底層橫向帶木采用100mmX100mm方木（間距按0.3m布置）共重：（30/）XXXX=4、 模板底層縱向帶木采用150mmX100mm方木共重：30X20XXX=5、 外模木肋采用100mmX100mm方木（間距按0.3m布置）共重：（30/）XXXX=6、 內(nèi)模木肋采用100mmX100mm方木（間距按0.3m布置）共重：（）XXXX=7、 鋼管支架鋼管支架采用①48mmX規(guī)格，單重為m。立桿縱橫向布置為16X33排，立桿長度有4m、、7m三種，數(shù)量分別為176根、192根、160根。共重：（176X4+192X+160X7）X1000=水平桿步距為2X+3X,共5步6層?？v向水平桿：長度有、、三種，數(shù)量分別為72根、16根、16根。共重：（72X+16X+16X）X1000=橫向水平桿：長度有、兩種，數(shù)量分別為164根、132根。共重：（164X+132X）X1000=③縱橫向剪刀撐：按每4檔布置一道，長度有、、三種，數(shù)量分別為54根、54根、44根。共重：(54X+54X+44X)X1000=鋼官支架共重：++=8、施工荷載按m2考慮以上荷載共計:4.64+6.58+5.92+5.85+4.434.64+6.58+5.92+5.85+4.43+7.32+22.26q=0.25+4五、13x30八__ 57.00八“.=0.25+ =0.40t/m213x30支架受力計算1、立桿穩(wěn)定計算根據(jù)各受力區(qū)鋼管支架立桿所承受鋼筋磴自重荷載表，位于箱梁中腹板處間距60cm的立桿受力最大，單根鋼管承受最大荷載為。單根鋼管所承受的模板、支架自重以及施工荷載為m2,N2=XX=o單根鋼管實際最大受力(考慮受力不均勻系數(shù))：N=(+)X=max巾48X鋼管支架截面特性為：A=4.89cm2,E=XlOsKPa,i=1.58cm,u=1,L=1.5mo『些=Im=95,查表得巾=i1.58x10-2故[N]二巾A[。]=XX10-4X215X102=Nmax=<[N]=,滿足立桿穩(wěn)定要求。2、 立桿扣件式鋼管強度計算扣件式鋼管立桿容許荷載，查《簡明施工計算手冊》表8-18(P440),當(dāng)橫桿間距(步距)為150cm時，巾48*對接鋼管容許荷載[N]=oNmax=<[N]=，滿足鋼管強度要求。3、 縱橫向水平鋼管承載力根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范，磴傾倒所產(chǎn)生的水平荷載按t/m2考慮縱橫向水平鋼管由于立桿間距<X2m,橫向水平桿間距Wlm。滿足不需計算的條件，故可不對縱向、橫向水平桿進行抗彎強度、抗彎剛度及扣件抗滑移計算。4、 地基承載力的檢算(1)采用墊塊1,即45cmX45cmX7cm新制磴塊。檢算中腹板處地基承載力(《0#臺-1#墩出京線30米跨箱梁滿堂支架施工總體布置圖(二)》中2-2截面IV區(qū))每個墊塊支撐一根鋼管，鋼管傳力為。由于磴塊的高寬比h/b=7/45=<,故其應(yīng)力擴散角9=0o磴塊與地面接觸面積為：X=地基應(yīng)力為：=m2>12t/m2,不滿足要求o將中腹板處墊塊尺寸換為55cmX55cmX7cm,則磴塊與地面接觸面積為：X=地基應(yīng)力為：=m2<12t/m2,滿足要求。其它范圍地基應(yīng)力均滿足要求。(2)采用墊塊2當(dāng)立桿縱橋向間距W60cm時，在立桿下方縱橋向布設(shè)25cm寬方木。根據(jù)上表，位于中腹板處間距60cm的立桿受力最大，單根鋼管承受磴最大荷載為,N2=XX=oN=(+)X=max方木與地面接觸面積為：x=地基頂面應(yīng)力為：=m2>12t/m2,不滿足要求o將II區(qū)、IV區(qū)鋼管支架底方木寬度改為45cm,則方木與地面接觸面積為：X=地基頂面應(yīng)力為：=m2<12t/m2,滿足要求。當(dāng)立桿縱橋向間距N90cm時，在立桿下方縱橋向布設(shè)20cm寬方木。N=max方木與地面接觸面積為：x=地基頂面應(yīng)力為：=m2>12t/m2,不滿足要求o將II區(qū)、IV區(qū)鋼管支架底方木寬度改為30cm,則方木與地面接觸面積為：X=地基頂面應(yīng)力為：=m2V12t/m2,滿足要求。其它范圍地基應(yīng)力均滿足要求。5、底模、分配梁計算⑴面板計算底模采用8=12mm厚竹膠板，按單向板計算,箱梁橫隔板處的模板受力最不利，按兩跨等跨連續(xù)梁計算。取板寬lcm進行計算，過程如下:自重，上方模板、木肋，施工荷載為:13x30…11.2x30x0.012x0.85+4.64+7.32…,q=0.25+ =0.29〃心13x301上方磴荷載為：q2=X=m2q=(q^q2)b=(+)X10X=mo其截面特性為：…bh^0.01x0.0122…小W=——= =2.4x10-7m366A=bh=0.01x0.012=1.2x10-4m2bh31= 120.01x0.012312—1.44x10-6m4受力簡圖如下，圖中尺寸以mm計:

0.445tN/m0.445tN/m參照《簡明施工計算手冊》江正榮編著P54中表2-13“兩跨等跨連續(xù)梁”查表得Km=,Kv=,Kf=最大彎矩Mmax=KMql2=XX=X10-3KN?m0.445x0.34最大剪力V=Kql=XX=?m111dXV0.445x0.34最大撓度f=K=0.521x ' =1.45x10-6mM5.01x10-6(J= =maxM5.01x10-6(J= =maxW2.4x10-7=20.9MPa<\o]=90MPa,滿足要求t=x =1.5x0,083X10-3=1.04MPa<[t]=13MPa滿足要求max2A 1.2x10-4變形滿足要求。⑵橫橋向100mmX100mm帶木計算橫橋向帶木按間距布置，箱梁橫隔板處帶木受力最不利。自重，上方模板、木肋，施工荷載共：=025+lL2x30x0.012x0.85+6.58+(30/0.3)xll.31x0.1x0.1+7.32=032〃m2上方磴荷載為：1 . 30x13q2=X=m2計算原理：取縱橋向1米范圍箱梁內(nèi)作為計算對象，q=(qjq?)1二(+)X10Xl=mo磴梁的重量根據(jù)截面重度進行加載，荷載分布見下圖，圖中尺寸以cm計。計算采用sap2000軟件。電算結(jié)果為:M=?m,V=,f/L=0.478mm/600mm=l/1255max maxmax按lm布置3根橫向帶木計算，其截面特性為:W=3x—=3x°，lx0,12=5xl0-4m3x6 6A=3bh=3x0.lx0.1=0.03m2，滿足要求。M3.21X10-3，滿足要求。o'=——= =6AMPa<[c]=12MPamaxW 5X10-4t= =1.5x21,35x10-3=l.Q7MPa<[t]=13MPa滿足要求。max2A 0.03<—,滿足要求。I1255250⑶縱橋向150mmX100mm帶木計算空心段箱梁腹板等厚段縱向帶木受力最不利，對此段范圍內(nèi)縱木進行計算，其所受集中力為上方橫向帶木對應(yīng)的支點反力。

先計算上方橫向帶木支點反力，取縱橋向lm箱梁進行計算。自重，上方模板、帶木，施工荷載共計：=025|1L2x30x0.012x0.85+6.58+(30/0.3)x11.31x0.1x0.1+7.32—032〃計,q=q|=X10XTOC\o"1-5"\h\z% ? 30x13 1l=mo磴梁的重量根據(jù)截面重度進行加載，荷載分布見下圖，圖中尺寸以cm計。計算采用sap2000軟件。電算結(jié)果為:Fl= F2= F3=F4= F5= F6=由電算結(jié)果可知：邊腹板下方的支反力最大，按縱橋向lm布置3根橫向帶木計算，故縱木所受最大集中力Fmax=3=o縱木按三跨連續(xù)梁計算，荷載分布見下圖，圖中尺寸以cm計。計算采用sap2000軟件。7.99KN電算結(jié)果為：電算結(jié)果為：M=?m,V=,f/L=3.708mm/1200mm=l/324max maxmax縱橋向帶木的截面特性為：bh2_0.1x0.152bh2_0.1x0.152~6 6=3.75x10-4m3A=bh=A=bh=0.1x0.15=0.015m2b= =3,32x10-3=S.9MPa<[a]=12MPa，滿足要求。maxW3.75x10-4t=iX=1.5X17,51x10-3=1,15MPa>[t]=13MPa，不滿足要求。max2A 0.0154^=—<—,滿足要求。I324250將邊腹板處縱向帶木換為150mmX100mm方木，則電算結(jié)果為：M=?m,V=,f/L=1.100mm/1200mm=l/1091max maxmax縱橋向帶木的截面特性為：bh2_0.15x0.152bh2_0.15x0.152~6 6=5.63x10-4m3A=新=0.15x0.15=0.0225m2b= =3,32x10-3=5.9MPa<[c]=12MPa，滿足要求。maxW5.63x10-4t=1X=1.5X17,51x10-3=!AlMPa<[t]=1.3MPa滿足要求。max2A 0.02254^=—<A,滿足要求。l1091250(4)內(nèi)模和外模計算從略6、預(yù)拱度計算⑴預(yù)拱度設(shè)置考慮以下因素a、 卸架后上部構(gòu)造本身及活載所產(chǎn)生的豎向撓度入]入]=(應(yīng)由設(shè)計提供)b、 卵石墊層沉陷入2X=2C、滿堂支架接縫下沉入3X=3d、美觀預(yù)拱度入4X=4合計入二入+入+入+入=+++=1總12 3 4⑵預(yù)拱度設(shè)置入、為預(yù)拱度的最高值，應(yīng)設(shè)置在梁的跨徑中點，其它各點的預(yù)拱度應(yīng)以中間點為最總高值，以梁的兩端為零，按二次拋物線進行分配。y=4人(l-x)/Z^總x一離墩中心距離；y—x點處的預(yù)拱度；L—跨長。⑶預(yù)拱度的實際設(shè)置以上預(yù)拱度的設(shè)置為理論值，最終的設(shè)置以預(yù)壓力的結(jié)構(gòu)作為參照，結(jié)合理論值作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。滿堂支架設(shè)計計算（二）（0#臺一1#墩）進京線一、 設(shè)計依據(jù)《京承高速公路陡子峪大橋工程施工圖》《公路鋼筋磴及預(yù)應(yīng)力磴橋涵設(shè)計規(guī)范》JTJ023-85《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000《扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-2001《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》JTJ025-86《簡明施工計算手冊》二、 地基容許承載力：根據(jù)本橋?qū)嶋H施工地質(zhì)柱狀圖，根據(jù)本橋地質(zhì)報告查得，處理后地基容許承載力為12t/m2o為了提高地基承載力，應(yīng)對松軟土層進行換填。天然地基須由震動壓路機碾壓3?4次，鋪墊5cm碎石墊層后再用震動壓路機碾壓2次。震動壓路機碾壓過程中，大量用水澆灌，以提高基礎(chǔ)承載力。整平地基時應(yīng)注意設(shè)置％橫向排水坡，兩側(cè)設(shè)排水溝。鋼管支架和模板鋪設(shè)好后，按120%設(shè)計荷載進行預(yù)壓，避免不均勻沉降。三、 箱梁磴自重荷載分布：（均按單幅計）根據(jù)設(shè)計圖紙，箱梁單重為。墩頂實心段磴由設(shè)于墩頂?shù)牡啄Ｖ苯觽鬟f給墩身，此部分不予檢算。對于空心段箱梁，根據(jù)《0#臺-1#墩進京線30米跨箱梁滿堂支架施工總體布置圖》，綜合考慮箱梁橫截面面積和鋼管支架立桿縱向間距，腹板厚度為680mm的箱梁空心段下方，縱橋向間距最大的立桿受力最不利。根據(jù)立桿縱橋向布置，受力最不利立桿縱向間距取為心（+）/2=1.05mo本計算書主要檢算該范圍箱梁和支架受力。鋼管支架立桿縱向間距為30cm、60cm、90cm、120cm四種形式，橫向間距為120cm+3X60cm+3X90cm+60cm+3X90cm+3X60cm+120cm。根據(jù)鋼管支架立桿所處的位置分為四個受力區(qū)，詳見《0#臺-1#墩進京線30米跨箱梁滿堂支架施工總體布置圖（二）》。各受力區(qū)鋼管支架立桿所承受鋼筋磴自重荷載詳見下表：分區(qū)號J區(qū)II區(qū)[DZIV區(qū)制倬問距網(wǎng)CDD12Oca:一加:2.62rr.；2.-I2H11.51：時強:根.1446.里相鑰噌承重u.82t1.79r：.11；I,051根據(jù)上表，位于中腹板處間距60cm的立桿受力最大，單根鋼管承受最大荷載為。四、模板、支架、枕木等自重及施工荷載本橋箱梁底模、外模均采用S=12mm厚竹膠板，內(nèi)模采用6=30mm厚木板。底模通過縱橫向帶木支撐在鋼管支架頂托上，支架采用巾48mmX鋼管，通過頂托調(diào)整高度，支架底部通過墊塊1或墊塊2分配傳力于地基。墊塊1：45cmX45cmX7cm新制磴塊。墊塊2：當(dāng)立桿縱橋向間距W60cm時，在立桿下方縱橋向布設(shè)25cm寬方木；當(dāng)立桿縱橋向間距N90cm時，在立桿下方縱橋向布設(shè)20cm寬方木。采用方木墊塊時，方木應(yīng)沿縱橋向連續(xù)布設(shè)，方木斷開位置應(yīng)加設(shè)一層方木墊塊，以保證立桿荷載均勻傳至地基。底模、外模面積共：X30=465m2共重：465XX=內(nèi)模面積共：X=324m2共重：324XX=3、 模板底層橫向帶木采用100mmX100mm方木，（間距按0.3m布置）共重：（30/）XXXX=4、 模板底層縱向帶木采用150mmX100mm方木共重：30X20XXX=5、 外模木肋采用100mmX100mm方木（間距按0.3m布置）共重：（30/）XXXX=6、 內(nèi)模木肋采用100mmX100mm方木（間距按0.3m布置）共重：（）XXXX=7、 鋼管支架鋼管支架采用e48mmX規(guī)格，單重為m。立桿縱橫向布置為16X33排，立桿長度有、、三種，數(shù)量分別為176根、192根、160根。共重：（176X+192X+160X）X1000=水平桿步距為，共3步4層?？v向水平桿：長度有28m、、三種，數(shù)量分別為40根、16根、16根。共重：（40X28+16X+16X）X1000=橫向水平桿：長度有、兩種，數(shù)量分別為98根、136根。共重：（98X+136X）X1000=縱橫向剪刀撐：按每4檔布置一道，長度有、3m、4m、5m三種，數(shù)量分別為67根、36根、111根、15根。共重：(67X+36X3+111X4+15X5)X1000=鋼管支架共重：++=8、施工荷載按m2考慮48.78=48.78=0.25+ =0.38t/m213x3013x304.74+6.32+5.92+5.85+4.43+6.95+14.57q=0.25+ 13x304五、支架受力計算1、計算立桿扣件式鋼管強度扣件式鋼管立桿容許荷載，查《簡明施工計算手冊》表（＞440）,當(dāng)橫桿間距（步距）為150cm時，O48X對接鋼管容許荷載[N]=o根據(jù)各受力區(qū)鋼管支架立桿所承受鋼筋磴自重荷載表，位于箱梁中腹板處間距60cm的立桿受力最大，單根鋼管承受最大荷載為。單根鋼管所承受的模板、支架自重以及施工荷載為m2,P2=XX=o單根鋼管實際最大受力（考慮受力不均勻系數(shù)）：PMax=（+）X*[N]=滿足鋼管強度要求。2、縱橫向水平鋼管承載力滿足鋼管強度要求。2、縱橫向水平鋼管承載力5、底模、分配梁計算⑴橫橋向100X100木肋計算地基應(yīng)力為:2.75/0.27=10.2Mpa<D]=12Mpa⑵在鋼管傳力不大于的翼緣板和空箱下面，可以只采用一中墊塊。根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范，砼傾倒所產(chǎn)生的水平荷載按t/m2考慮，縱橫向水平鋼管由于立桿間距<X2m，橫向水平桿間距W1m。滿足不需計算的條件，故可不對縱向、橫向水平桿進行抗彎強度、抗彎剛度及扣件抗滑移計算?？障涮幾畲罂缇嗵帣M木計算，按實際受力加載簡圖如下:q1=X26X+X=mq1=X26X+X=m3、立桿穩(wěn)定（腳手架整體穩(wěn)定）計算A=4.89cm2,E=X10sKPa,i=1.58cm,u=1,L=0.8m，安全系數(shù)k=X=絲=2X’0.8=102>人=100，屬細(xì)長壓桿，可用歐拉公式計算，其臨