完整word版支撑体系设计及计算书.docx
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完整word版支撑体系设计及计算书
桥梁模板与支撑体系设计及计算书
支撑体系设计说明：
面板采用18mm厚的胶合模板，面板背楞用枋木支撑，采用ø48×3.5水平钢管作为背楞（木枋）的支撑。
满堂支架的搭设规格为：
立杆间距0.6m×0.6m，横杆步距1.2m。
立杆顶端采用可调节的顶托作为集中荷载的传递构件。
支撑体系搭设的构造应满足以下要求：
1、扫地杆：
离地高度不超过0.2m。
2、剪刀撑：
每隔四排立杆或3.0m设置一道垂直剪撑，垂直剪刀撑钢管与地面成45-60度角，水平剪刀撑按照其两端与中间每隔四排立杆从顶部开始向下每隔3步设置一道水平剪刀撑，每道剪刀撑宽度不小于4跨，且最大不大于6m。
3、立杆顶端的顶托伸出上部第一根水平杆的长度不得超过20cm（自由端长度。
注：
自由端长度为模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线支撑点的长度）。
由于本桥梁结构模板支撑成型下是规划5#路,架空高度在23.5~3.9m,空间面积远大于桥梁截面面积，可以不考虑风荷载。
一、现浇箱梁模板支撑体系计算
（一）、参数信息
1、立杆参数：
立杆的纵距b=0.6m
立杆的横距1=0.6m
立杆的步距h=1.20m
伸出长度：
0.2m
2、荷载参数：
箱梁端部厚：
1.2m
①砼自重选用25KN／m3
②模板自重采用0.3KN／m2
③施工均布荷载选用2.5KN／m2
④振捣砼荷载2KN／m2（水平模板）
4KN／m2（垂直模板）
⑤钢筋自重1.43KN／m3（每立方钢筋砼钢筋自重）
3、地基参数
地基承载力标准值取400KN／m2
基础底面面积取50mm×50mm
4、木方参数：
木方的宽度80mm
木方的高度50mm
木方的弹性模量为E=7650N／mm2
木方自重0.3KN／m2
木方的顺纹抗剪强度取ft=1.87N／mm2
木方的抗弯强度取fw=17.9N／mm2
木方的截面惯性矩I：
I=bh3/12=803×50／12=2.13×106mm4
木方的截面抵抗矩W：
W=bh2/6=802×50／6=5.33×104mm3
5、面板参数：
面板厚为18mm
面板的顺纹抗剪强度取ft=1.87N／mm2
面板的抗弯强度取fw=17.9N／mm2
面板的弹性模量为E=4680N／mm2
面板的截面惯性矩I：
I=bh3/12=1000×183／12=4.86×105mm4
面板的截面抵抗矩w
W=bh2/6=1000×182／6=5.4×104mm3
6、其他参数：
搭设高度取23.5m
伸出长度取0.45m
钢管规格：
Φ48mm×3.5mm
钢管立杆净截面面积（cm2）：
A＝1930mm2，受力面积489mm2；
钢管截面抵抗矩W
W＝20042mm3，
钢管截面惯性矩I：
I＝1.22×107mm4，
钢管的弹性模量
E＝2.1×105N/mm2，
钢管的抗弯强度取f
f＝215N/mm2
钢管抗剪强度取ft=120N／mm2
（二）、模板面板计算
规格1830×915×18mm。
受力验算取单块板验算，按三跨连续梁计算，其计算简图如下所示：
荷载计算：
序号
荷载种类
单位荷载
荷载计算
备注
1
模板自重
0.3KN/m2
1.2×0.3=0.36KN/m2
2
新浇筑
砼自重
25KN/m3
1.2×25×0.95=28.5KN/m2
3
钢筋自重
1.5KN/m3
1.2×1.5×1.05=1.89KN/m2
4
施工人员
及设备
2.5KN/m2
1.4×2.5=3.5KN/m2
5
振捣时产生的荷载
水平荷载
2KN/m2
1.4×2=2.8KN/m2
垂直荷载
4KN/m2
1.4×4=5.6KN/m2
恒荷载设计值：
g=0.36+28.5+1.89=30.75KN／m2
活荷载设计值：
q=3.5+2.8+5.6=11.9KN／m2
荷载总设计值：
g+q=30.75+11.9=42.65KN／m2
内力计算：
按三等跨连续梁计算内力（为简化起见，凡超过三跨的模板均按三跨连续计算），本结构为受弯结构，需要验算其抗弯强度、抗剪强度和刚度，根据荷载组合要求。
将面荷载转为线荷载模板面板取0.915m板宽带计算。
当在满载作用下时，三等跨连续梁的最大弯矩在B、C支座，最大剪力发生在B支座左侧及C支座右侧。
即支座弯矩MB=0.1×（g+q）×12
支座剪力QB左=-0.6×（g+q）×1
1、抗弯强度计算：
M=0.1×42.65×1×0.32=0.38KNm
截面抗剪强度计算值：
σ=M／W≤fw=17.9N／mm2
W=bh2/6=1000×182／6=5.4×104mm3
σ=0.33×106／（5.4×104）=6.1N／mm2（满足要求）
2、抗剪计算：
QB左=-0.6×（g+q）×1=-0.6×37.05×1×0.3=-6.669KN
截面抗剪强度计算值：
τ=3Q／2bh≤ft=1.87N／mm2
τ=3×6669／（2×1000×18）=0.56N／mm2≤ft=1.87N／mm2
（满足要求）
3、刚度验算。
即验算在荷载（g+q）作用下挠度是否满足要求。
施工规范规定：
结构表面不隐蔽时模板容许最大挠度[w]=l/300,最大挠度发生在第1、3跨的跨中。
挠度计算：
ω1=ω3=0.677（g+q）l4／100EI≤[w]
面板最大挠度计算：
w=0.677×37.05×l×3004／（100×4680×4.86×105）=0.90mm
w=0.90mm<[ω]=300／250=1.2mm
满足要求。
（三）、背楞钢管受力验算
规格48mm×3.5mm的钢管。
受力验算取单块板长度183mm验算，按三跨连续梁计算，平均跨长600mm，其计算简图如下所示：
荷载计算：
序号
荷载种类
单位荷载
荷载计算
备注
1
板及板上部结构、施工荷载传来的恒荷载
30.75KN/m2
30.75×0.3=9.225KN/m
2
钢管自重
0.0384KN/m
1.2×0.0384=0.0461KN/m
恒荷载设计值：
g=9.225+0.0461=9.27KN／m
活荷载设计值：
q=6.3×0.3=1.89KN／m
荷载总设计值：
g+q=9.27+1.89=11.16KN／m
内力计算：
按三等跨连续梁计算内力（为简化起见，凡超过三跨的模板均按三跨连续计算），本结构为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。
根据荷载组合要求，
当在满载作用下时，三等跨连续梁的最大弯矩在B、C支座，最大剪力发生在B支座左侧及C支座右侧。
即支座弯矩MB=0.1×（g+q）×l2
支座剪力QB左=-0.6×（g+q）×l
1、抗弯强度计算：
M=0.1×11.16×0.62=0.40KNm
截面抗剪强度计算值：
σ=M／W≤fw=215MPa
W＝5078mm3
σ=0.40×106／（5.078×103）=78MPa2、抗剪计算：
QB左=-0.6×（g+q）×l=-0.6×11.16×0.6=-4.018KN
截面抗剪强度计算值：
τ=3Q／2bh≤[f]=120N／mm2
τ=3×4018／（2×489）=12.3N／mm2≤ft=120N／mm2（满足要求）
3、刚度验算。
即验算在荷载（g+q）作用下挠度是否满足要求。
施工规范规定：
结构表面隐藏时模板容许最大挠度[w]=l/300,最大挠度发生在第1、3跨的跨中。
挠度计算：
ω1=ω3=0.677（g+q）l4／100EI≤[w]
钢管最大挠度计算w=0.677×11.16×6004／（100×2.1×105×1.22×105）=0.36mm<[ω]=600／300=2mm（满足要求）。
（四）、主楞水平横向钢管受力计算
规格48mm×3.5mm的钢管。
受力验算取单块板长度183mm验算，按三跨连续梁计算，平均跨长600mm，其计算简图如下所示：
荷载计算
序号
荷载种类
单位荷载
荷载计算
备注
1
背楞钢管及钢管上部荷载、施工荷载传来的恒荷载
9.27KN／m
9.27×0.6=5.562KN
2
钢管自重
0.0384KN/m
1.2×0.0384×0.6=0.03KN
恒荷载设计值：
G=5.562+0.03=5.592KN
活荷载设计值：
Q=1.89×0.6=1.134KN
总荷载设计值：
G+Q=5.592+1.134=6.726KN
内力计算：
按三等跨连续梁计算内力（为简化起见，凡超过三跨的模板均按三跨连续计算），本结构为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。
根据荷载组合要求，
当在集中荷载作用下时，三等跨连续梁的最大弯矩在B、C支座，最大剪力发生在B支座左侧及C支座右侧。
即第1跨跨中弯矩M=κ1Gι+κ2Qι
支座剪力V=κ3G+κ4Q
1、抗弯强度计算：
M=0.175×5.592×0.6+0.213×1.134×0.6=0.732KNm
截面抗剪强度计算值：
σ=M／W≤fw=215MPa
W＝5078mm3
σ=0.79×106／（5.078×103）=144.1MPa满足要求。
2、抗剪计算：
VA，max=κ3G+κ4Q=0.35×5.592+0.425×1.134=2.63KN
VBl，max=κ3G+κ4Q=-0.65×5.592-0.575×1.134=-4.64KN
VBr，max=κ3G+κ4Q=0.5×5.592+0×1.134=3.066KN
故在B支座右侧剪力最大VBr，max=3.066KN
截面抗剪强度计算值：
τ=3Q／2bh≤[f]=120N／mm2
τ=3×3066／（2×489）=9.41N／mm2≤[f]=120N／mm2（满足要求）
3、刚度验算。
即验算在荷载（g+q）作用下挠度是否满足要求。
施工规范规定：
结构表面隐蔽时模板容许最大挠度[w]=l/300,最大挠度发生在第1、3跨的跨中。
挠度计算：
ω1=ω3=pl3/（48EI）≤[w]
钢管最大挠度计算
w=6.726×1000×6003／（48×2.1×105×1.22×105）=1.18mm
w=1.18mm<[ω]=600／300=2mm（满足要求）。
（五）、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）：
R≤RC
其中RC-扣件抗滑承载力设计值，当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时，试验表明：
单扣件在12KN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取8KN；双扣件在20KN的荷载下会滑动，其抗滑承载力取12KN。
采用单扣件进行验算，其在12KN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取8.0KN。
按照最不利的中间跨进行验算，受力影响范围为600mm×600mm，受力大小为水平横杆传递的荷载+扣件自重：
6726N+1.2×13.2N×2=6.758KN≤8KN
满足要求，但考虑到顶板厚度较大，局部施工过程可能出现较大的集中荷载，为保证支撑体系的稳定和安全，本工程采用顶托作为荷载承重支撑点，通过顶托将上部荷载直接传递至立杆的轴心。
（六）、立杆受力验算
1、钢管脚手架的自重（KN）
立杆纵距查表值1=0.75m步距查表值h=1.20m
按照最不利的中间跨进行验算，其受力范围为750mm×750mm。
荷载计算
序号
荷载种类
荷载计算
1
扣件传来的荷载
6758N
2
水平横杆重量
按7.5m计：
1.2×7.5×38.4=345.6N
3
扣件
按10个计：
1.2×13.2×10=158.4N
4
立杆重量
1.2×38.4×5.27=242.8N
荷载组合
7504.8N
②稳定性验算
立杆为ø48×3.5钢管：
A＝1930mm2，W＝20042mm3，I＝1.22×107mm4，i=（I/A）1/2=15.8mm，fm＝205MPa。
按照扣件式钢管脚手架安全技术规范要求，满堂支架稳定性验算须进行顶部立杆段和非顶部立杆段的稳定性验算。
非顶部立杆段取竖向荷载最大的底部立杆段进行验算。
<1>顶部立杆段验算
计算长度L0=kμ1（h+2a）=1.155*1.719*（1.2+2*0.2）=3.177m
k-满堂支撑架立杆计算长度附件系数，H<8m，取k=1.155；
μ1-考虑满堂支架整体稳定因素的单杆计算长度系数,查表取1.719；
h-立杆步距，h=1.2m；
a-立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度,取a=0.2m。
L0=3177mm，长细比λ=L0/i=3177/15.8=201，查表得稳定系数ψ=0.179
σ=N/（ψA）=6758/（0.179×489）=77.2N/mm2顶部立杆段满足稳定性要求。
<2>底部立杆段验算
计算长度L0=kμ2h=1.155*2.225*1.2=3.084m
k-满堂支撑架立杆计算长度附件系数，H<8m，取k=1.155；
μ2-考虑满堂支架整体稳定因素的单杆计算长度系数，
查表取2.225；
h-立杆步距，h=1.2m；
L0=3084mm，长细比λ=L0/i=3084/15.8=195.2，查表得稳定系数ψ=0.189
σ=N/（ψA）=7504.8/（0.189×489）=81.2N/mm2底部立杆段满足要求。
二、现浇箱涵墙身板模支撑体系计算书
（一）、墙模板基本参数
1、面板参数：
面板的厚度h=15.00mm
面板的弹性模量E=4680N／mm2
面板的抗弯强度fw=17.9N／mm2
面板的抗剪强度ft=1.87N／mm2
2、木方和刚楞的参数
方木抗弯设计值fw=17.9N／mm2
方木的弹性模量E=7650N／mm2
方木的抗剪设计值ft=1.87N／mm2
刚楞的弹性模量E=2.1×105N／mm2
刚楞抗弯强度fc=205N／mm2
3、构造参数：
次楞（内龙骨）间距：
300mm
主楞（外龙骨）间距：
400mm
穿墙螺栓水平间距：
600mm
穿墙螺栓竖向间距：
400mm
4、主楞（外龙骨）参数
龙骨材料钢楞
截面类型圆钢管48mm×3.5mm
截面惯性矩Iz
Iz=3.14D4/64-3.14d4/64=6.81cm4
截面抵抗矩W
W=3.14D3/32-3.14d3/32=2.21cm4
5、次楞（内龙骨）参数
龙骨材料：
木楞
宽度（mm）：
50mm
高度（mm）：
80mm
截面惯性矩I=213.33cm4
截面抵抗矩w=53.33cm3
6、穿墙螺栓力学参数
8.8级螺栓强Φ14抗拉强度值f=800Mpa
7、简图（如图所示）
侧墙模板支撑正立面图
侧墙模板支撑断面图
（二）、墙模板荷载标准值计算
强度验算要考虑新浇砼侧压力和倾倒砼时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇砼侧压力。
新浇砼侧压力计算公式为下式中的较小值;
F=0.22γctβ1β2V1/2
F=γH
其中：
γ---砼的重力密度，取24.00KN／m3
t0---新浇砼的初凝时间，取200／（T+15）=5.714（h）
T为砼入模温度取20.000C
V---砼的浇筑速度，取2.50m／h
H---砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面总高度，取4.9m
β1---外加剂影响修正系数，取1.00。
β2---砼坍落度影响修正系数，取1.00。
P=0.22γctβ1β2V1/2=0.22×24×5.714×1×1×2.51/2=47.7KN／m2
P=γH=24×4.9=117.6KN／m2
取小值：
P=47.7KN／m2
有效压头h=P/24=1.99（m），侧墙高度4.9M，H>h，则侧压力分布图如下图所示,故墙侧模板所受荷载为:
47.7×1.2=57.24KN／m2
面板恒荷载设计值:
57.24KN／m2
面板活荷载设计值:
4×1.4=5.6KN／m2
面板荷载总设计值:
57.24+4×1.4=62.84KN／m2
（三）、墙模板面板抗弯承载力计算
1、计算线荷载
计算宽度取bmm
q=62.84×b（kN/m）
2、按面板抗弯承载力要求验算
M≤M抗=f×W=17.9N／mm2×b×182／6
0.1qι2=0.1×62.84×b×ι2=17.9N／mm2×b×182／6
ι=[17.9×182×1000／（6×0.1×62.84）]1/2=392mm
3、按面板刚度要求验算
q=47.7×b
0.677×47.7×b×ι4／（100×4680×b×183／12）=ι/250
ι=[100×4680×183×1000／（250×12×0.677×47.7）]1/3=304mm
取最小值，模板竖楞间距300mm
（四）、次楞方木强度计算
1、计算线荷载
计算宽度取0.3m
q=62.84×0.3=18.852kN/m
2、按次楞方木抗弯承载力要求验算
M≤M抗=f×W=17.9N／mm2×50×803／6
0.1qι2=0.1×18.852×ι2=17.9N／mm2×50×803／6
ι=[17.9×50×802／（6×0.1×18.852）]1/2=636mm
3、按次楞方木刚度要求验算
q=47.7×0.3=14.31kN/m
0.677×14.31×ι4／（100×4680×50×803／12）=ι/250
ι=[100×4680×50×803／（250×12×0.677×14.31）]1/3=744mm
取最小值，水平钢管外楞间距600mm，放安全系数1:
1.5，则水平钢管外楞间距取400mm。
（五）、穿墙螺栓的计算
计算公式：
N<[N]=σA
其中：
N—穿墙螺栓所受的拉力
A---穿墙螺栓有效面积（mm2）
穿墙螺栓有效面积（mm2）:
A=154mm2
[σ]---穿墙螺栓的抗拉强度设计值，取120.00N／mm2
穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=120×154=18.48KN
螺栓所受影响面积为：
0.6m×0.4m
对拉螺栓轴向抗拉强度：
σ=N/A=62.84×0.4×0.6/154=97N／mm2
即σ<[σ]（满足设计要求）
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