橋梁專項(xiàng)設(shè)計(jì)-模板的設(shè)計(jì)計(jì)算（橋梁施工）

任務(wù)導(dǎo)入在橋梁設(shè)計(jì)與施工過程中，由于客觀條件的需要，不可避免的需要在施工現(xiàn)場搭設(shè)支架，立模板進(jìn)行混凝土現(xiàn)場澆筑工作，本教學(xué)項(xiàng)目就是研究如何進(jìn)行支架設(shè)計(jì)計(jì)算，從而確保支架受力合理可靠，使得整個(gè)施工過程安全穩(wěn)定。

掌握支架設(shè)計(jì)要求、荷載、荷載組合及簡明計(jì)算方法任務(wù)3

理解鋼管支架的專業(yè)術(shù)語的涵義任務(wù)1

熟悉工程中常用的鋼管支架類型任務(wù)2能力目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)立桿——支架垂直于水平面的豎向桿件。立桿縱向間距——立桿沿橋梁縱軸線方向的間距，用符號a表示。立桿橫向間距——立桿沿橋梁橫向的間距，用符號b表示。縱向水平桿——桿軸方向沿橋梁縱軸線方向并垂直于立桿的水平桿件，簡稱“大橫桿”。橫向水平桿——桿軸方向沿橋梁橫向并垂直于立桿的水平桿件，簡稱“小橫桿”。鋼管支架專業(yè)術(shù)語立桿

立桿縱向間距立桿橫向間距縱向水平桿

橫向水平桿

鋼管支架專業(yè)術(shù)語縱向掃地桿——靠近地面布置的縱向水平桿。橫向掃地桿——靠近地面布置的橫向水平桿。封頂桿——離立桿頂部最近的水平桿件?？v向剪刀撐——在橋梁縱向豎平面內(nèi)布置的、水平傾角為45°~60°的斜向桿件。橫向剪刀撐——在橋梁橫向豎平面內(nèi)布置的、水平傾角為45°~60°的斜向桿件。立桿步距——沿立桿軸線方向水平桿件的間距，用符號h表示，簡稱“步距”。鋼管支架專業(yè)術(shù)語縱向掃地桿橫向掃地桿縱向剪刀撐橫向剪刀撐立桿步距鋼管支架專業(yè)術(shù)語主節(jié)點(diǎn)——立桿、縱向水平桿、橫向水平桿三桿緊靠的扣件連接或碗扣連接的節(jié)點(diǎn)，三向桿件在主節(jié)點(diǎn)處可以相互傳力。扣件——采用螺栓緊固的扣接連接件。直角扣件——用于垂直交叉桿件間連接的扣件。旋轉(zhuǎn)扣件——用于平行或斜交桿件間連接的扣件。對接扣件——用于桿件對接連接的扣件。對接時(shí)相互對接桿件的軸線為同一軸線。鋼管支架專業(yè)術(shù)語(a)直角扣件；(b)旋轉(zhuǎn)扣件；(c)對接扣件

鋼管支架專業(yè)術(shù)語防滑扣件——根據(jù)抗滑要求增設(shè)的非連接用途扣件。連墻桿——水平桿件與橋梁墩臺直接連接時(shí)，稱為連墻桿。底座——設(shè)于立桿底部的墊座。固定底座——不能調(diào)節(jié)支墊高度的底座?？烧{(diào)底座——能夠調(diào)節(jié)支墊高度的底座。墊板——設(shè)于底座下的支承板。頂托——立桿頂部用以支承水平桿的墊座。鋼管支架專業(yè)術(shù)語底座固定底座可調(diào)底座墊板頂托立桿的垂直度

扣件式鋼管支架掃地桿扣件式鋼管支架對接扣件扣件式鋼管支架剪刀撐扣件式鋼管支架剪刀撐扣件式鋼管支架碗扣式支架的立桿接長用套管及連接銷孔。鋼管采用Φ48×3.5mm，鋼管壁厚度不得小于3.5mm。由上碗扣、可調(diào)底座、可調(diào)托撐螺母、下碗扣、橫桿接頭以及斜桿接頭組成。碗扣式鋼管支架立桿連接外套限位銷上碗扣下碗扣橫桿接頭碗扣式鋼管支架可調(diào)底座可調(diào)底座碗扣式鋼管支架可調(diào)托撐碗扣式鋼管支架輪扣式鋼管支架輪扣立桿插頭橫桿輪扣式鋼管支架輪扣式鋼管支架具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性;1充分保證結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)形狀、尺寸及各部分相對位置的正確性;2構(gòu)造和制造力求簡單，裝拼方便，以提高裝、拆速度和增加周轉(zhuǎn)次數(shù)；3模板支架設(shè)計(jì)的基本要求接縫嚴(yán)實(shí)、緊密，保證不漏漿，靠結(jié)構(gòu)外露面的模板應(yīng)平整、光滑。4支架的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)形式、荷載情況、地基土類別、施工設(shè)備和材料性能等條件進(jìn)行。1支架的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JτGD63)的規(guī)定，并應(yīng)對地基承載力進(jìn)行計(jì)算。2采用定型鋼管腳手架作為支架材料時(shí)，支架的設(shè)計(jì)應(yīng)分別符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范~(JGJ66)、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范~(JGJ130)的規(guī)定。3支架設(shè)計(jì)要求補(bǔ)充作用于腳手架和模板支架上的荷載，可分為永久荷載（恒荷載）和可變荷載（活荷載）兩類。腳手架的永久荷載：組成腳手架結(jié)構(gòu)的桿系自重；配件重量；腳手架的可變荷載：

腳手架的施工荷載。風(fēng)荷載。支架的設(shè)計(jì)荷載模板支架的永久荷載:

作用在模板支架上的結(jié)構(gòu)荷載

組成模板支架結(jié)構(gòu)的桿系自重

配件自重，根據(jù)工程情況定。模板支架的可變荷載：施工人員及施工設(shè)備荷載。振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載。風(fēng)荷載。模板支架的設(shè)計(jì)荷載1.模板腳手架結(jié)構(gòu)桿系自重標(biāo)準(zhǔn)值，可按規(guī)范采用;2.作用腳手架配件重量標(biāo)準(zhǔn)值，可按下列規(guī)定采用:腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值統(tǒng)一按0.35kN/m2取值。操作層的欄桿與擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值按0.14kN/m2取值。腳手架上滿掛密目安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值按0.01kN/m2

取值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值3.模板支撐架荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

模板支撐架的自重標(biāo)準(zhǔn)值Q1：應(yīng)根據(jù)模板設(shè)計(jì)圖紙確定。新澆筑混凝土自重（包括鋼筋）標(biāo)準(zhǔn)值Q2：對普通鋼筋混凝土可采用25kN/m3，對特殊鋼筋混凝土應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。

振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q3：取2kN/m2。荷載標(biāo)準(zhǔn)值4.腳手架的施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

操作層均布施工荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)根據(jù)腳手架的用途，結(jié)構(gòu)腳手架取3kN/m2；裝修腳手架取2kN/m2。

2腳手架的操作層層數(shù)按實(shí)際計(jì)算。5模板支撐架的施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值

施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值按均布活荷載取1kN/m2。振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值可采用2.0kN/m2

。荷載標(biāo)準(zhǔn)值6作用于腳手架及模板支撐架上的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下式計(jì)算：

Wk

=0.7μz·μs·Wo

（4.2.6）式中：Wk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）；μz——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）規(guī)定采用；μs——風(fēng)荷載體型系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）規(guī)定的豎直面取0.8；Wo——基本風(fēng)壓（kN/m2），按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）規(guī)定采用。荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載類別分項(xiàng)系數(shù)

模板支架自重標(biāo)準(zhǔn)值（G1K）永久荷載分項(xiàng)系數(shù)：（1）當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時(shí)：由可變荷載效應(yīng)控制組合取1.2；由永久荷載效應(yīng)控制組合取1.35。（2）當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時(shí)：一般情況取1；對傾覆、滑移驗(yàn)算取0.9。新澆硂向自重標(biāo)準(zhǔn)值(G2K)鋼筋硂自重標(biāo)準(zhǔn)值(G3K)新澆硂對模板側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值(G4K)施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值(Q1K)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)：一般情況下取1.4；對標(biāo)準(zhǔn)值＞4KN/m2的活荷載取1.3

振搗砼產(chǎn)生荷載標(biāo)準(zhǔn)值(Q2K)傾倒砼產(chǎn)生荷載標(biāo)準(zhǔn)值(Q3K)風(fēng)荷載（Wk）1.4支架設(shè)計(jì)荷載分項(xiàng)系數(shù)支架設(shè)計(jì)荷載組合效應(yīng)序號計(jì)算項(xiàng)目荷載組合1立桿穩(wěn)定計(jì)算①永久荷載+可變荷載②永久荷載+0.9（可變荷載+風(fēng)荷載）2連墻件承載力計(jì)算風(fēng)荷載+3.0kN3斜桿強(qiáng)度和連接扣件（抗滑）強(qiáng)度計(jì)算風(fēng)荷載立桿承載力的簡便計(jì)算方法鋼筋砼容重γ=26KN/m3單根鋼管承受的荷載計(jì)算：G=26KN/m3×1m3×1.3=33.8KN單根鋼管承力計(jì)算：[N]=φ×A×[σ]=0.618×489×205=61.9KN其中[N]：單根鋼管承力Φ：鋼管的穩(wěn)定系數(shù)A：鋼管的截面面積[σ]：普通鋼材的拉壓應(yīng)力本講小結(jié)理解支架的專業(yè)術(shù)語熟悉工程實(shí)踐中常見支架類型掌握模板支架設(shè)計(jì)要求、荷載、荷載組合及簡明計(jì)算方法作業(yè)上網(wǎng)或者到圖書館查找JGJ166-2008建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范，搞清楚支架設(shè)計(jì)中涉及的荷載標(biāo)準(zhǔn)值如何計(jì)算的問題。任務(wù)導(dǎo)入在橋梁設(shè)計(jì)與施工過程中，由于客觀條件的需要，不可避免的需要在施工現(xiàn)場搭設(shè)支架，立模板進(jìn)行混凝土現(xiàn)場澆筑工作，本教學(xué)項(xiàng)目將以碗扣式鋼管支架規(guī)范為例研究如何進(jìn)行雙排腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算，提高學(xué)生的支架設(shè)計(jì)檢算能力。

熟悉支架結(jié)構(gòu)計(jì)算理論與要求任務(wù)1

掌握雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算任務(wù)2能力目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)采用概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，以分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。腳手架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證整體結(jié)構(gòu)形成幾何不變體系，以“結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖”為依據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。腳手架立、橫、斜桿組成的節(jié)點(diǎn)視為“鉸接”。腳手架立、橫桿構(gòu)成網(wǎng)格體系幾何不變條件應(yīng)保證（滿足）網(wǎng)格的每層有一根斜桿。支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算雙排腳手架無風(fēng)荷載時(shí)，立桿一般按承受垂直荷載計(jì)算，當(dāng)有風(fēng)荷載時(shí)按壓彎構(gòu)件計(jì)算。當(dāng)橫桿承受非節(jié)點(diǎn)荷載時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗彎強(qiáng)度計(jì)算，當(dāng)風(fēng)荷載較大時(shí)應(yīng)驗(yàn)算連接斜桿兩端扣件的承載力。所有桿件長細(xì)比不得大于250。當(dāng)桿件變形有控制要求時(shí)，應(yīng)按照正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算其變形。支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算一.無風(fēng)荷載時(shí)，單肢立桿承載力計(jì)算1.立桿軸向力按下式計(jì)算：式中：——腳手架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力（kN/m2）；——腳手板及構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力（kN/m2）；——施工荷載產(chǎn)生的軸向力總和，分雙排腳手架與模板支撐架兩種情況（kN/m2）。

雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算一.無風(fēng)荷載時(shí)，單肢立桿承載力計(jì)算2.單肢立桿穩(wěn)定性按下式計(jì)算：≤式中：A——立桿橫截面積；

——軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)，按細(xì)長比查規(guī)范；f——鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算二.組合風(fēng)荷載時(shí)單肢立桿承載力計(jì)算：1.風(fēng)荷載對立桿產(chǎn)生彎矩按下式計(jì)算：

式中：Mw——單肢立桿彎矩（KN·m）；a——立桿縱矩（m）；Wk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）；

l0——立桿計(jì)算長度（m）。

雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算二.組合風(fēng)荷載時(shí)單肢立桿承載力計(jì)算：2單肢立桿軸向力按下式計(jì)算：

3立桿壓彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：

≤f

雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算二.組合風(fēng)荷載時(shí)單肢立桿承載力計(jì)算：立桿壓彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：≤f

雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算式中：

β——有效彎矩系數(shù)，采用1.0；

γ——截面塑性發(fā)展系數(shù)，鋼管截面為1.15；

W——立桿截面模量；

NE——?dú)W拉臨界力，（E為材料彈性模量，λ為壓桿長細(xì)比）。三.連墻件計(jì)算1在風(fēng)荷載作用下連墻件的軸向力應(yīng)按下式計(jì)算：

雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算式中：

Nc——風(fēng)荷載作用下連墻件軸向力設(shè)計(jì)值（kN）；

L1、H1——連墻件豎向及水平間距（m）。三.連墻件計(jì)算2連墻件強(qiáng)度及穩(wěn)定應(yīng)按下式計(jì)算：≤

雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算式中：N0——連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力，取3kN；

Ac——連墻件的毛截面積（mm2）。

3當(dāng)采用鋼管扣件連接時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其抗滑承載力。

四雙排外腳手架的搭設(shè)高度

1雙排外腳手架的搭設(shè)高度主要受以下因素影響：

最不利立桿的單肢承載力（應(yīng)為立桿最下段）；

施工荷載及層數(shù)及腳手板鋪設(shè)層數(shù)；

立桿的縱向和橫向間距及橫桿的步距；

拉墻件間距；

風(fēng)荷載等的影響。

雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算

2最不利立桿的單肢承載力的計(jì)算，應(yīng)根據(jù)兩種情況確定最不利單肢立桿的計(jì)算長度；

確定單肢立桿承載能力：N≤φAf。3計(jì)算立桿的軸向力，根據(jù)施工條件確定荷載等級和層數(shù)以及腳手板的層數(shù)，計(jì)算立桿的軸向力。

四雙排外腳手架的搭設(shè)高度

雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算

1）腳手板荷載對立桿產(chǎn)生的軸向力：

式中：層數(shù)M；腳手板自重載荷G2。

雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算2）施工荷載：

式中：層數(shù)N；施工荷載Q3

。4計(jì)算每步腳手架自重

式中：H——步距（m）；t1——立桿每m重量（kN）；t2——廊道橫桿單件重量（kN）；t3——縱向橫桿單件重量（kN）；t4——內(nèi)外立桿間斜桿或十字撐重量（kN）。

雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算

四雙排外腳手架的搭設(shè)高度5搭設(shè)高度計(jì)算不組合風(fēng)荷載時(shí)按下式計(jì)算：

式中：Nｓ——單肢立桿承載力；

組合風(fēng)荷載時(shí)的H值應(yīng)按立桿壓彎公式驗(yàn)算。

雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算

四雙排外腳手架的搭設(shè)高度

地基承載力計(jì)算

1立桿最小底面積的計(jì)算

式中：Ag——支撐單肢立桿底座面積（m2）；fg——地基承載力設(shè)計(jì)值（kPa）按地勘報(bào)告選用，當(dāng)?shù)鼗鶠榛靥钔習(xí)r乘以地基承載系數(shù)。

地基承載力計(jì)算2當(dāng)?shù)鼗鶠閹r石或混凝土?xí)r，可不進(jìn)行計(jì)算，但應(yīng)保證立桿底座與基底均勻傳遞荷載。3當(dāng)?shù)鼗鶠榛靥钔習(xí)r，必須分層夯實(shí)，并應(yīng)考慮雨水滲透的影響。地基承載系數(shù)：對碎石土、砂土、回填土應(yīng)取0.4；對粘土應(yīng)取0.5。4當(dāng)腳手架搭設(shè)在結(jié)構(gòu)的樓板、挑臺上時(shí)，立桿底座應(yīng)鋪設(shè)墊板，并應(yīng)對樓板或挑臺等的承載力進(jìn)行驗(yàn)算。

模板支撐架計(jì)算1單肢立桿承載力的計(jì)算

單肢立桿軸向力計(jì)算公式：式中：Lx、Ly——單肢立桿縱向及橫向間距（m）；V——Lx、Ly段的混凝土體積（m3）。單肢立桿承載力計(jì)算公式同前。

模板支撐架計(jì)算2橫桿承載力及撓度計(jì)算當(dāng)橫桿支撐梁時(shí)，橫桿彎矩按下式計(jì)算：應(yīng)對橫桿進(jìn)行抗彎強(qiáng)度計(jì)算，可將作用在橫桿上的均布荷載轉(zhuǎn)化為兩集中荷載P。橫桿彎矩按下式計(jì)算式中：M——橫桿彎矩（KN·m）；Pc——梁砼重量及模板重量的1／2；C——梁邊至立桿之間距離。

模板支撐架計(jì)算2橫桿承載力及撓度計(jì)算橫桿抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：≤f

式中：W——鋼管的截面模量。橫桿的撓度應(yīng)符合下式規(guī)定：≤式中：——橫桿的最大撓度；——容許撓度，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求確定。

模板支撐架計(jì)算

3碗扣節(jié)點(diǎn)承載力按下式驗(yàn)算：

橫桿抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：

Pc≤Qb

式中：Qb——下碗扣抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取60kN。

4當(dāng)模板支撐架高度大于8m并有風(fēng)荷載作用時(shí)，應(yīng)對斜桿內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算，并驗(yàn)算連接扣件的抗滑能力。

模板支撐架計(jì)算當(dāng)對架體內(nèi)力計(jì)算時(shí)將風(fēng)荷載化解為每一結(jié)點(diǎn)的集中荷載W；W在立桿及斜桿中產(chǎn)生的內(nèi)力、按下式計(jì)算：自上而下疊加斜桿最大內(nèi)力為，驗(yàn)算斜桿兩端連接扣件抗滑強(qiáng)度：

≤式中：——扣件抗滑強(qiáng)度，取8kN。當(dāng)下部無密目安全網(wǎng)時(shí)，只需計(jì)算頂端模板的風(fēng)荷載。

模板支撐架計(jì)算5高度大于8m的模板支撐架并有風(fēng)荷載作用時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算迎風(fēng)立桿所產(chǎn)生的拉力，不得超過立桿軸向力荷載，即≥0，否則應(yīng)采取措施保證架體整體穩(wěn)定。相應(yīng)風(fēng)荷載在另一側(cè)立桿中產(chǎn)生的壓力，應(yīng)疊加到立桿軸向力中并驗(yàn)算其強(qiáng)度。6當(dāng)采用纜風(fēng)繩維持架體整體穩(wěn)定時(shí)，纜風(fēng)繩的初始拉力在立桿中的數(shù)值應(yīng)疊加到立桿軸力中；纜風(fēng)繩的拉設(shè)與拆除應(yīng)對稱，否則應(yīng)計(jì)算其偏心作用。作業(yè)上網(wǎng)或者到圖書館查找JGJ166-2008建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范，進(jìn)一步搞清楚支架設(shè)計(jì)中涉及的計(jì)算公式及原理。任務(wù)導(dǎo)入在橋梁設(shè)計(jì)與施工過程中，由于客觀條件的需要，不可避免的需要在施工現(xiàn)場搭設(shè)支架，立模板進(jìn)行混凝土現(xiàn)場澆筑工作，本教學(xué)項(xiàng)目以石閘立交橋的模板支架設(shè)計(jì)計(jì)算工程實(shí)例為授課內(nèi)容，分析研究如何進(jìn)行模板支架設(shè)計(jì)計(jì)算。

掌握案例中支架驗(yàn)算的內(nèi)容及方法任務(wù)3

熟悉本案例工程概況及支架設(shè)計(jì)概況任務(wù)1

理解箱梁支撐體系驗(yàn)算理論及荷載分析任務(wù)2能力目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)石閘立交處于昆明市主城東二環(huán)路中北，南接大樹營立交，北接小壩立交，在二環(huán)路與白龍路相交路口。石閘立交段新建主線2條、匝道7條，累計(jì)總長4327.987m，主線主要有：箱梁32聯(lián)114孔；匝道橋主要有：箱梁15聯(lián)47孔。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁梁高1.8m，主線箱梁頂寬13m～23.015m，翼板寬度3m。一、工程概況

石閘立交效果圖橋跨布置1線路序號段落孔數(shù)×跨徑長度平均高度結(jié)構(gòu)形式（m）（m）Ea線1Ea5-1～Ea5-65×3015012.55預(yù)應(yīng)力箱梁2Ea5-6～Ea5-93×23.2569.7512.44普通鋼筋砼箱梁3Ea5-9～Ea5-123×23.2569.7512.39普通鋼筋砼箱梁4Ea5-12～Ea5-153×309012.7預(yù)應(yīng)力箱梁5Ea5-15～Ea5-183×309012.85預(yù)應(yīng)力箱梁6Ea5-18～Ea5-224×2510013.82普通鋼筋砼箱梁7Ea5-22～Ea5-264×2510015.9普通鋼筋砼箱梁8Ea5-26～Ea5-304×2510018.17普通鋼筋砼箱梁9Ea5-30～Ea5-3335+52+3512220.12預(yù)應(yīng)力箱梁10Ea5-33～Ea5-362×21.45+2567.921.66普通鋼筋砼箱梁11Ea5-36～Ea5-393×257520.38普通鋼筋砼箱梁12Ea5-39～Ea5-423×309018.2預(yù)應(yīng)力箱梁13Ea5-42～Ea5-453×309015.8預(yù)應(yīng)力箱梁14Ea5-45～Ea5-505×23.25116.2512.66普通鋼筋砼箱梁15Ea5-50～Ea5-544×23.25939.94普通鋼筋砼箱梁16Ea5-54～Ea5-5823.25+3×24.797.359.44普通鋼筋砼箱梁Eb線1Eb5-1～Eb5-65×3015011.05預(yù)應(yīng)力箱梁2Eb5-6～Eb5-93×23.2569.7511.23普通鋼筋砼箱梁3Eb5-9～Eb5-123×23.2569.7511.49普通鋼筋砼箱梁4Eb5-12～Eb5-153×309011.8預(yù)應(yīng)力箱梁5Eb5-15～Eb5-183×309012.5預(yù)應(yīng)力箱梁6Eb5-18～Eb5-223×25+24.899.814.24普通鋼筋砼箱梁7Eb5-22～Eb5-264×24.899.216.36普通鋼筋砼箱梁8Eb5-26～Eb5-304×21.5+2185.518.22普通鋼筋砼箱梁9Eb5-30～Eb5-3335+52+3512220.44預(yù)應(yīng)力箱梁10Eb5-33～Eb5-363×257521.14普通鋼筋砼箱梁11Eb5-36～Eb5-393×257519.47普通鋼筋砼箱梁12Eb5-39～Eb5-423×309017.47預(yù)應(yīng)力箱梁13Eb5-42～Eb5-453×309015.27預(yù)應(yīng)力箱梁14Eb5-45～Eb5-505×23.5117.512.41普通鋼筋砼箱梁15Eb5-50～Eb5-544×23.5949.65普通鋼筋砼箱梁16Eb5-54～Eb5-5823.25+3×2598.58.94普通鋼筋砼箱梁橋跨布置2線路序號段落孔數(shù)×跨徑長度平均高度結(jié)構(gòu)形式（m）（m）SZ1線1SZ1-1～SZ1-521.262+21.259+25+24.84692.36717.5普通鋼筋砼箱梁2SZ1-5～SZ1-830.5+46+26102.514.62連續(xù)鋼箱梁3SZ1-8～SZ1-102×357012.57預(yù)應(yīng)力箱梁4SZ1-10～SZ1-1338+46+321168.02連續(xù)鋼箱梁5SZ1-13～SZ1-163×23682.78普通鋼筋砼箱梁SZ2線1SZ2-2～SZ2-53×30907.64預(yù)應(yīng)力箱梁2SZ2-5～SZ2-83×30903.17預(yù)應(yīng)力箱梁SZ3線1SZ3-1～SZ3-43×309012.2預(yù)應(yīng)力箱梁2SZ3-4～SZ3-73×30908.58預(yù)應(yīng)力箱梁3SZ3-7～SZ3-114×251004.07普通鋼筋砼箱梁SZ4線2SZ4-1～SZ4-54×301205預(yù)應(yīng)力箱梁3SZ4-5～SZ4-102×23.25+2×23+22.785115.28510.53普通鋼筋砼箱梁SZ5線2SZ5-1～SZ5-43×24723.12普通鋼筋砼箱梁3SZ5-4～SZ5-84×24967.27普通鋼筋砼箱梁4SZ5-8～SZ5-923.83523.8358.67普通鋼筋砼箱梁橋跨布置3全橋采用Φ48×3.5mm碗扣式鋼管滿堂支架。一般部位立桿步距0.9m（橫橋向）×0.9m（順橋向）；橫梁處排架采用套搭0.9m（橫橋向）×0.9m（順橋向）加密，尺寸為0.45m（橫橋向）×0.45m（順橋向）；全橋橫桿步距1.2m。全橋設(shè)置剪刀撐。13m標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)挾螜M橋向排架共17排，排架外側(cè)立面及中間搭設(shè)3排縱向剪刀撐，順橋向間距為5排；橫向剪刀撐每5排支架搭設(shè)4道；以保證排架結(jié)構(gòu)靜定及排架的整體穩(wěn)定性。箱梁底支架設(shè)計(jì)概況梁底模板采用122cm×244cm×12mm優(yōu)質(zhì)竹膠板，側(cè)面進(jìn)行細(xì)刨，以保證結(jié)合嚴(yán)密；箱梁側(cè)模采用鋼模板。模板底順橋向鋪設(shè)10cm寬×10cm高方木，間距30cm，模板與方木間用釘子釘牢，板頂高程均掛線調(diào)整，復(fù)測核實(shí)，以確保模板高程準(zhǔn)確。方木下為橫橋向10cm寬×15cm高方木支撐，間距同支架立桿排距。滿堂碗扣支架立桿底鋪設(shè)15cm×15cm方木，立桿高程依靠可調(diào)頂托與可調(diào)底托進(jìn)行調(diào)整。

箱梁底支架設(shè)計(jì)概況箱梁支架示意圖

立桿步距0.9m×0.9m橫桿步距1.2m。全橋設(shè)置剪刀撐梁底模板采用竹膠板模板底順橋向鋪10cm×10cm方木，間距30cm方木下為橫橋向10cm寬×15cm高方木支撐滿堂碗扣支架立桿底鋪設(shè)15cm×15cm方木1．基本假定⑴立桿兩端視為鉸接，自由長度取大橫桿的間距。⑵只計(jì)作用在支架體系上的豎直荷載，不考慮水平力和風(fēng)力。⑶按設(shè)計(jì)的立桿橫向（垂直橋向）間距均為0.9m，縱向（順橋向）間距均為0.9m，橫梁處套搭6排0.9m×0.9m支架，橫桿豎向步距為1.2m進(jìn)行驗(yàn)算。二箱梁支撐體系驗(yàn)算理論

鋼管形心主慣性矩—（取121900mm4）鋼管橫截面的面積—（取489mm2）鋼管橫截面的慣性半徑—（取15.8mm）鋼材的屈服極限—（取205Mpa）鋼材的彈性模量—（取205Gpa）鋼管鉸接后的自由長度—柔度或長細(xì)比—細(xì)長桿件的柔度限界值—容許應(yīng)力折減系數(shù)—鋼材的強(qiáng)度容許應(yīng)力—（取166.7Mpa）細(xì)長桿的臨界應(yīng)力—2.基本參數(shù)

因?yàn)?，屬于非?xì)長壓桿；根據(jù)鋼管的長細(xì)比，查有關(guān)資料可知：容許應(yīng)力折減系數(shù)Ψ取0.744。3.鋼管的長細(xì)比三、荷載分析

1．永久荷載（分項(xiàng)系數(shù)取1.2）⑴新灌鋼筋砼的容重鋼筋砼容重—（取26KN/m3）體積—箱梁底寬—⑵模板、墊木及支撐體系重量：⑶支架自重，詳見下表取最大支架高度21.66m進(jìn)行計(jì)算：序號立桿橫橋向間距立桿橫橋向間距橫桿步距支架自重（kg/m3）1909012015.22906012019.63606012024.0二、荷載分析

2．可變荷載（分項(xiàng)系數(shù)取1.4）⑷砼澆灌沖擊荷載：⑸可能荷載：⑹施工荷載（施工人員、施工機(jī)械設(shè)備等）：三、荷載分析

四、支架驗(yàn)算（以Ea線第一聯(lián)為例）

1．荷載計(jì)算以Ea第一聯(lián)為例，橋?qū)?3m，翼板寬3m，梁高1.8m。由于翼板厚度遠(yuǎn)小于梁體，因此只計(jì)算除翼板部分（陰影部分）支架穩(wěn)定性（偏安全）。因橫桿不直接承受豎向荷載，故不驗(yàn)算橫桿承載力及撓度。支架的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算轉(zhuǎn)化為對單肢立桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算?？崭苟谓孛婷娣e：

空腹段荷載總重量：實(shí)腹段截面面積：實(shí)腹段荷載總重量：根據(jù)設(shè)計(jì)的鋼管間距，實(shí)腹段處每根鋼管在上述荷載作用下的應(yīng)力為：根據(jù)設(shè)計(jì)的鋼管間距，空腹段處每根鋼管在上述荷載作用下的應(yīng)力為：應(yīng)力計(jì)算根據(jù)《公路施工手冊·橋涵》橫桿步距1.2m時(shí)，每根立桿的設(shè)計(jì)荷載為30kN。按設(shè)計(jì)的鋼管間距，空腹段處每根鋼管承受的荷載為：實(shí)腹段處每根鋼管承受的荷載為：荷載計(jì)算《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）》第9.2.3條規(guī)定：支架的立柱應(yīng)保持穩(wěn)定，并用撐拉桿固定。當(dāng)驗(yàn)算模板及其支架在自重和風(fēng)荷載等作用下的抗傾倒穩(wěn)定時(shí)，驗(yàn)算傾覆的穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.3。取一跨30m長，13m寬箱梁為例進(jìn)行計(jì)算。支架高度取最大21.66m。支架整體抗傾覆驗(yàn)算長排數(shù)數(shù)量單位重總重立桿211734121385.7770橫桿30171891804.4140.5橫桿15.334189363.64.4141.3頂托117345787.54.3底托117345786.33.6合計(jì)（噸）159.7單跨支架數(shù)量計(jì)算表風(fēng)壓計(jì)算：其中

—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取1.0

—風(fēng)荷載腳手架體型系數(shù)，取1.2

—基本風(fēng)壓，取0.3kN/m2支架整體抗傾覆驗(yàn)算則作用于支架的風(fēng)荷載：作用于箱梁側(cè)模的風(fēng)荷載：由以上計(jì)算得知，按設(shè)計(jì)的支架方案，實(shí)腹段、空腹段支架均滿足施工要求。支架整體抗傾覆驗(yàn)算橫橋向方木（10cm×15cm）驗(yàn)算方木長度4m，實(shí)際為多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，計(jì)算中將其簡化為簡支結(jié)構(gòu)，計(jì)算結(jié)果偏于安全。木方寬度：b=10cm；高度h=15cm；支撐跨度為0.9m或0.45m；空腹段間距：0.9m；實(shí)腹段間距：0.45m。慣性矩：截面矩：彈性模量：橫橋向方木計(jì)算參數(shù)空腹段：橫橋向方木應(yīng)力計(jì)算實(shí)腹段：木材容許抗彎強(qiáng)度為，故空腹段和實(shí)腹段的木方強(qiáng)度均滿足要求。橫橋向方木應(yīng)力計(jì)算空腹段：

，故撓度滿足要求。實(shí)腹段：

，故撓度滿足要求。由以上計(jì)算得知，按設(shè)計(jì)方案，實(shí)腹段、空腹段橫橋向方木均滿足施工要求。橫橋向方木撓度計(jì)算方木長度4m，實(shí)際為多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，計(jì)算中將其簡化為簡支結(jié)構(gòu)，計(jì)算結(jié)果偏于安全。順橋向方木（10cm×10cm）驗(yàn)算木方寬度：b=10cm；高度h=10cm；支撐跨度為0.9m或0.45m；間距：0.3m。慣性矩：截面矩：彈性模量：順橋向方木計(jì)算參數(shù)空腹段：順橋向方木應(yīng)力計(jì)算實(shí)腹段：木材容許抗彎強(qiáng)度為，故空腹段和實(shí)腹段的木方強(qiáng)度均滿足要求。順橋向方木應(yīng)力計(jì)算空腹段：，故撓度滿足要求。實(shí)腹段：，故撓度滿足要求。由以上計(jì)算得知，按設(shè)計(jì)方案，實(shí)腹段、空腹段順橋向方木均滿足施工要求。順橋向方木撓度計(jì)算梁底模板采用122cm×244cm×12mm優(yōu)質(zhì)竹膠板，其下為10cm×10cm方木，凈距20cm。竹膠板按單向板驗(yàn)算，去1mm寬板作為計(jì)算單元，計(jì)算模型為簡支梁。因?qū)τ谙淞旱啄?，大橫梁處為實(shí)腹段，為最不利位置，故只計(jì)算最不利位置。箱梁底模板驗(yàn)算慣性矩：截面矩：彈性模量：箱梁底模板計(jì)算參數(shù)

大橫梁處：木材容許抗彎強(qiáng)度為，故空腹段和實(shí)腹段的木方強(qiáng)度均滿足要求。箱梁底模板驗(yàn)算應(yīng)力計(jì)算

大橫梁處：故撓度滿足要求。由以上計(jì)算得知，按設(shè)計(jì)方案，底模竹膠板滿足施工要求。箱梁底模板撓度計(jì)算根據(jù)上述支架驗(yàn)算，單根立桿承受最大荷載為底托下方木間距90m，方木尺寸為15cm×15cm；地基承載力：綜上所述，支架基礎(chǔ)地基承載力應(yīng)大于140kPa。地基承載力驗(yàn)算本講小結(jié)本案例工程概況及支架設(shè)計(jì)概況箱梁支撐體系驗(yàn)算理論及荷載分析掌握案例中支架驗(yàn)算的內(nèi)容及方法作業(yè)參考獵德大橋土建三標(biāo)（30+45+30）m三跨連續(xù)梁施工圖紙，完成該連續(xù)梁橋梁體模板支架的設(shè)計(jì)檢算工作。

支架設(shè)計(jì)擬用材料：縱向方木(主龍骨)15cm×15cm橫向方木（次龍骨）10cm×10cm竹膠板1.22m×2.44m，厚度：12mm在端橫梁位置采用0.6m×0.6m，步距1.2m其余位置采用0.6m×0.9m，步距1.2m其他相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)及具體要求，可見圖紙。任務(wù)導(dǎo)入

我們在日常生活中所見的各種橋梁結(jié)構(gòu)，其造型千奇百怪，這是因?yàn)榛炷辆哂泻軓?qiáng)的可塑性，它的形狀尺寸完全是由模板所決定的，因此模板的設(shè)計(jì)計(jì)算非常重要。模板設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目的任務(wù)就是拉桿與圍箍設(shè)計(jì)計(jì)算。

模板拉桿計(jì)算1.模板的拉桿用于連接內(nèi)外兩側(cè)模板，保持內(nèi)外模板間距，承受砼的側(cè)壓力和其它荷重，確保模板有足夠的剛度和強(qiáng)度。拉桿一般設(shè)在內(nèi)、外肋交叉點(diǎn)上，其計(jì)算公式如下：模板所承受的拉力：

模板拉桿計(jì)算模板所承受的拉力：式中：

模板外拉箍計(jì)算

面板計(jì)算1.單向板計(jì)算為簡化計(jì)算，面板取單位寬度，按三跨連續(xù)梁計(jì)算，如簡圖

面板的強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩：或式中：式中：

面板的撓度計(jì)算式中：一般模板設(shè)計(jì)為撓度變形控制設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)先擬定板厚計(jì)算出最大容許跨徑。其做法是：當(dāng)容許撓度f/L=1/400時(shí)，模板的允許跨徑為：鋼模板木模板當(dāng)容許撓度f/L=1/250時(shí)，模板的允許跨徑為：鋼模板木模板

雙向板計(jì)算

鋼模板比較薄，縱、橫向均設(shè)肋，當(dāng)其間距之比小于2時(shí)，則成為雙向板。鋼模板大多屬于此類。計(jì)算方法是：將肋間面板作為計(jì)算單元，其四邊的支承情況視肋的剛度及焊接牢固程度而定。當(dāng)縱、橫肋用材剛度較大，焊接牢固時(shí)，四邊按固端計(jì)；當(dāng)剛度不大而且不同，并有一個(gè)方向焊接較弱時(shí)，則弱邊按簡支板，強(qiáng)邊按固端板計(jì)算?？v、橫肋使用剛度不同的很少見！固鋼模多數(shù)應(yīng)為固端板。計(jì)算時(shí)應(yīng)分別對面板、肋條，拉桿等進(jìn)行強(qiáng)度和剛度兩個(gè)方面計(jì)算。任務(wù)導(dǎo)入

本節(jié)課將以大連市甘南路立交橋大模板設(shè)計(jì)實(shí)際工程為教學(xué)案例，分析研究如何進(jìn)行模板設(shè)計(jì)計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生的工程臨時(shí)結(jié)構(gòu)------模板的設(shè)計(jì)與檢算能力。理解混凝土對模板的側(cè)壓力計(jì)算概念及公式目標(biāo)能力目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)混凝土對模板的側(cè)壓力計(jì)算在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)模板設(shè)計(jì)時(shí)，常需要知道新澆混凝土對模板側(cè)面的最大壓力值，以便據(jù)此計(jì)算確定模板厚度和支撐的間距等?；炷磷饔糜谀０宓膫?cè)壓力。根據(jù)測定，隨混凝土的澆筑高度而增加，當(dāng)澆筑高度達(dá)到某一臨界值時(shí)，側(cè)壓力就不再增加，此時(shí)的側(cè)壓力即為新澆筑混凝土的最大側(cè)壓力。側(cè)壓力達(dá)到最大值的澆筑高度稱為混凝土的有效壓頭。采用內(nèi)部振搗器時(shí)，最大側(cè)壓力，可按下列二式計(jì)算：

F—模板的最大側(cè)壓力（kN/m2）；γC—混凝土的重力密度（kN/m3）；tO—新澆混凝土的初凝時(shí)間（h），可按實(shí)測確定。當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料時(shí)，可采用tO=200/（T+15）計(jì)算；T—混凝土的溫度（O）；采用內(nèi)部振搗器時(shí)，最大側(cè)壓力，可按下列二式計(jì)算：V——混凝土的澆注速度（m/h）；H——混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆筑混凝土頂面的總高度（m）；β1——外加劑影響修正系數(shù)，不摻加外加劑時(shí)取1.0；摻加具有緩凝作用的外加劑時(shí)取1.2；β2——外加劑影響修正系數(shù)，當(dāng)坍落度小于30mm時(shí)，取0.85；50～90mm時(shí)，取1.0；110～150mm時(shí)，取1.15。有效壓頭高度h（m）按下式計(jì)算：h=F/γC新澆混凝土對模板側(cè)面的最大壓力計(jì)算表澆筑速度（m/h）混凝土的最大側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m2）在下列溫度條件下5OC10OC15OC20OC25OC30OC35OC0.30.60.91.21.51.82.12.42.73.04.05.06.028.9240.9050.0957.8464.6770.8476.5181.8086.76*91.45*105.60*118.06*129.3323.1432.7240.0746.2751.7356.6761.2165.4459.4173.1674.48*94.45*103.4719.2827.2733.3938.5643.1147.2351.0154.5357.8460.9770.4078.7186.2216.5223.3728.6233.0536.9540.4843.7246.7449.5752.2560.3467.4673.9014.4620.4525.0528.9232.3335.4238.2640.9043.3845.7352.8059.0364.6712.8618.1822.5725.7128.7531.4934.0136.3638.5740.6546.9452.4857.4911.5715.3620.4023.1425.8728.3430.6132.7234.7036.5842.2447.2351.73注：1、普通