一份详细的跨线桥满堂支架施工方案Word格式.docx

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《结构力学》、《材料力学》、

《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

《路桥施工计算手册》

三、支架、模板分析

3.1支架、模板方案

3.1.1模板

箱梁底模、侧模和内膜均采用δ＝15mm的竹胶板。

竹胶板容许应力 

[σ0]=80MPa,弹性模量E=6*103MPa。

3.1.2纵横向方木

纵向方木采用A-1东北落叶松，截面尺寸为10*15cm。

截面参数和材料力学性能指标：

W=bh2/6=100*1502/6=3.75*105mm3

I=bh3/12=100*1503/12=2.81*107mm3

横向方木采用A-1东北落叶松，截面尺寸为10*10cm。

W=bh2/6=100*1002/6=1.67*105mm3

I=bh3/12=100*1003/12=8.33*106mm3

方木的力学性能指标按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则：

，容重6KN/m3。

纵横向方木布置：

纵向方木间距一般为90cm,在腹板和端、中横隔梁下为60cm。

横向方木间距一般为30cm，在腹板和端中横隔梁下为20cm。

3.1.3支架

采用碗扣支架，碗扣支架钢管为φ48、t=3.5mm，材质为A3钢，轴向容许应力[σ0]=140MPa。

详细数据可查表1。

表1 

碗扣支架钢管截面特性

外径

d（mm）

壁厚

t（mm）

截面积

A（mm2）

惯性矩

I（mm4）

抵抗矩

W（mm3）

回转半径

i（mm）

每米长自重

（N）

48

3.5

4.89*102

1.219*105

5.08*103

15.78

38.4

碗扣支架立、横杆布置：

立杆纵、横向间距为90cm，在腹板、端、中横隔梁下为60cm。

横杆除顶、底部步距为60cm外，其余横杆步距为120cm。

支架顶口和底口分别设置顶调和底调，水平和高度方向分别采用钢管加设水平连接杆和竖向剪刀撑。

见后附“箱梁支架纵向布置图和箱梁支架平面布置图”

3.2标准段支架计算

3.2.1荷载分析

①碗口式支架钢管自重，可按表1查取。

②钢筋砼容重按25kN/m3计算则：

腹板和端、中横隔梁：

25×

1.65=41.25KPa

箱梁底板厚度为22cm:

（0.22+0.22）=11KPa

箱梁底板厚度为40cm:

（0.4+0.22）=15.5KPa

③模板自重（含内模、侧模及支架）以砼自重的5%计,则:

41.25×

0.05=2.06KPa

11×

0.05=0.55KPa

15.5×

0.05=0.78KPa

④施工人员、施工料具堆放、运输荷载:

2.0kPa

⑤倾倒混凝土时产生的冲击荷载：

⑥振捣混凝土产生的荷载:

2.5kPa

荷载组合

计算强度:

q=1.2×

（②+③）+1.4×

（④+⑤+⑥）

计算刚度:

（②+③）

3.2.2腹板和端、中横隔梁下方支架检算

（1）、底模检算

底模采用δ＝15mm的竹胶板,直接搁置于间距L=20cm的5×

8cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度（1.0米）板宽进行计算。

荷载组合:

（41.25+2.06）+1.4×

（2.0+2.0+2.5）=61.07kN/m

竹胶板（δ＝15mm）截面参数及材料力学性能指标:

承载力检算：

强度：

Mmax 

=ql2/10=61.07×

0.2×

0.2/10=0.244KN.M 

σmax 

=Mmax/W=0.244×

106/3.75×

104=6.5MPa<

[σ0]=80MPa合格

刚度：

荷载:

q=1.2×

（41.25+2.06）=51.97kN/m

f=ql4/150EI=51.97×

2004/150×

6×

103×

2.81×

105=0.33mm

[f0]=200/400=0.50mm

f 

<

[f0]合格

（2）、横向方木检算

横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100mm×

100mm,横向方木亦按连续梁考虑。

q1=[1.2×

（2.0+2.0+2.5）]×

0.2+6×

0.10×

0.10=12.27KN/M

承载力计算:

强度:

=q1l2/10=12.27×

0.63/10=0.265KN.m 

=Mmax/W=0.265×

106/1.67*105=1.58MPa<

[σ0]=10.8MPa合格

刚度:

（41.25+2.06）×

0.2=10.39kN/m

f=ql4/150EI=10.39×

6004/150×

9.9×

8.33*106=0.11mm

[f0]=600/400=1.5mm

（3）纵向方木检算

纵向方木规格为10×

15cm，腹板和端、中横隔梁下立杆纵向间距为60cm。

纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为60cm。

荷载组合：

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

箱底:

P=12.24×

0.6=7.34kN

纵向方木自重：

g＝6×

0.1×

0.15＝0.09kN/m

承载力计算：

力学模式：

按最大正应力布载模式计算：

支座反力 

R＝（7.34×

3+0.09×

0.6）/2=11.04KN

最大跨中弯距 

Mmax＝11.04×

0.3-0.06×

0.32/2-7.34×

0.2＝1.84KN.m

σmax＝Mmax/W＝1.84*106/3.75*105＝4.91MPa＜[σ0]=10.8MPa 

合格

按最大支座反力布载模式计算：

集中荷载:

P=7.34*4-1.4*（2.0+2.0+2.5）*0.6=23.9kN

f＝Pl3/（48EI）+5ql4/（384EI）＝

23.9*1000*6003/（48*9.9*103*2.81*107）+5*0.09*6004/（384*9.9*103*2.81*107）＝0.39mm＜[f0]＝600/400＝1.5mm 

（4）支架立杆计算

每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，忽略横向方木自重不计，则纵向方木传递的集中力（均以跨度0.6米计算）：

P1=（1.2*（41.25+2.06）+1.4*（2.0+2.0+2.5））*0.6*0.6+0.09*0.6

=22.04kN

安全起见满堂式碗扣支架按10米高计，其自重为：

g=10*0.235=2.25KN

单根立杆所承受的最大竖向力为：

N=22.04+2.25=24.29kN

立杆稳定性：

横杆步距按1.2m计算，故立杆计算长度为1.2m。

长细比λ=L/i=1200/15.78=76<

80,

故φ=1.02-0.55（（λ＋20）/100）2=0.513，则：

[N]=φA[σ]=0.513×

489×

215=53.93kN

N<

[N] 

强度验算：

σa＝N/Aji=24.29×

1000/489=49.67MPa＜[σa]=140MPa 

（5）地基承载力计算

因支架底部通过底托（底调钢板为7cm×

7cm）坐在原有沥青砼路面上或硬化后的水泥混凝土路面上,另外承台基坑和原有绿化带范围内严格按规范和标准分层夯填,顶部浇筑15cmC15砼,因此基底承载力至少可以达到15MPa。

因此σmax=N/A=24.29×

103/0.072=4.96MPa＜15MPa 

可以

3.2.3箱梁底板下支架检算

3.2.3.1箱梁底板厚度40cm情况下支架检算

底模采用δ＝15mm的竹胶板,直接搁置于间距L=30cm的5*8cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度（1.0米）板宽进行计算。

（15.5+0.78）+1.4×

（2.0+2.0+2.5）=28.64kN/m

W=bh2/6=1000*152/6=3.75×

104mm3

I=bh3/12=1000*153/12=2.81×

105mm3

竹胶板容许应力[σ]=80MPa,E=6×

103MPa。

承载力检算:

Mmax＝ql2/10＝28.64*0.3*0.3/10＝0.258KN*m

σmax＝Mmax/W＝0.258*106/3.75*104＝6.9MPa＜[σ0]=80MPa 

q=1.2*（15.5+0.78）=19.54kN/m

f＝ql4/（150EI）＝19.54*3004/（150*6*103*2.81*105）＝0.63mm＜[f0]＝300/400＝0.75mm 

横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100mm*100mm,横向方木亦按连续梁考虑。

0.1=5.79KN/M

=q1l2/10=5.79×

0.62/10=0.208KN.m 

=Mmax/W=0.208×

106/8.33×

104=2.5MPa<

[σ0]合格

（15.5+0.78）×

0.3=5.86kN/m

f=ql4/150EI=5.86×

8.33×

106=0.61mm

15cm，立杆纵向间距为60cm。

P=5.75×

0.6=3.45kN

R＝（3.45×

0.6）/2=5.20KN

Mmax＝5.20×

0.32/2-3.45×

0.2＝0.87KN.m

σmax＝Mmax/W＝0.87*106/3.75*105＝2.32MPa＜[σ0]=10.8MPa 

P=（5.75×

4-1.4×

（2.0+2.0+2.5））×

0.6=8.34kN/m

8.34*1000*6003/（48*9.9*103*2.81*107）+5*0.09*6004/（384*9.9*103*2.81*107）＝0.13mm＜[f0]＝600/400＝1.5mm 

每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，忽略横向方木自重不计，则纵向方木传递的集中力（以跨度0.9米计算）：

P1=（1.2*（15.5+0.78）+1.4*（2.0+2.0+2.5））*0.62+0.09*0.6=10.36kN

g=10*0.235=2.35KN

N=10.36+2.35=12.71kN

横杆步距为按1.2m计算，故立杆计算长度为1.2m。

[N]=φA[σ]=0.513*489*215=53.93kN

σa＝N/Aji=21.3*1000/489=43.6MPa＜[σa]=140MPa 

（5）地基承载力不需再进行验算。

3.2.3.2箱梁底板厚度22cm情况下支架检算

q=1.2*（11+0.55）+1.4*（2.0+2.0+2.5）=22.96kN/m

W=bh2/6=1000*152/6=3.75*104mm3

I=bh3/12=1000*153/12=2.81*105mm3

Mmax＝ql2/10＝22.96*0.3*0.3/10＝0.207KN*m

σmax＝Mmax/W＝0.207*106/3.75*104＝5.52MPa＜[σ0]=80MPa 

q=1.2*（11+0.55）=13.86kN/m

f＝ql4/（150EI）＝13.86*3004/（150*6*103*2.81*105）＝0.44mm＜[f0]＝300/400＝0.75mm 

横向方木搁置于间距90cm的纵向方木上,横向方木规格为100mm*100mm,横向方木亦按连续梁考虑。

q1=（1.2*（11+0.55）+1.4*（2.0+2.0+2.5））*0.3+6*0.1*0.1=6.95kN/m

Mmax＝q1l2/10＝6.95*0.62/10＝0.252KN*m

σmax＝Mmax/W＝0.252*106/8.33*104＝3.0MPa＜[σ0]=10.8MPa 

q=1.2*（11+0.55）*0.3=4.16kN/m

f＝ql4/（150EI）＝4.16*9004/（150*9.9*103*8.33*106）＝0.34mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm 

纵向方木规格为10*15cm，立杆纵向间距为90cm。

纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为90cm。

P=6.9*0.9=6.21kN

g＝6*0.1*0.15＝0.09kN/m

R＝（6.21*3+0.09*0.9）/2=9.36KN

Mmax＝9.36*0.45-0.09*0.452/2-6.21*0.3＝2.34KN.m

σmax＝Mmax/W＝2.34*106/3.75*105＝6.24MPa＜[σ0]=10.8MPa 

P=（6.9*4-1.4*（2.0+2.0+2.5））*0.9=16.65kN/m

16.65*1000*9003/（48*9.9*103*2.81*107）+5*0.09*9004/（384*9.9*103*2.81*107）＝0.9mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm 

P1=（1.2*（11+0.55）+1.4*（2.0+2.0+2.5））*0.92+0.09*0.9=21.31kN

N=21.31+2.35=23.66kN

σa＝N/Aji=23.66*1000/489=48.38MPa＜[σa]=140MPa 

3.2.4翼缘板下支架检算

由前面计算可知，翼缘板下方支架同箱梁底板（厚度为22cm）下支架，因此不再进行检算。

3.2.5侧模检算

侧模采用δ＝15mm的竹胶板,横向背带采用间距0.2米的5*8cm方木,坚带采用间距0.6米的10*15cm方木。

混凝土侧压力：

PM=0.22γt0β1β2v1/2

式中：

γ—混凝土的自重密度，取25KN/m3；

t0—新浇混凝土的初凝时间，可采用t0＝200/（T+15）,T为砼是温度℃，取5.7；

β1—外加剂影响修正系数取1.2；

β2—砼坍落度影响修正系数取1.15；

v—混凝土浇注速度（m/h）,取0.4

PM=0.22*25*5.7*1.2*1.15*0.41/2=27.36KN/m2

有效压头高度：

h=PM/γ=27.36/25=1.09

振捣砼对侧面模板的压力：

4.0KPa

水平荷载：

q=1.2*27.36*1.09/2+1.4*4.0=23.49kN/m

此水平力较底板竖向力少得多，侧模和纵横向背带以及斜撑钢管均可以满足要求不需再进行检算。

另外为防止立柱钢管（弯压构件）失稳，需用通向箱梁中心方向的斜钢管（与多数立柱钢管连接以减少立柱钢管承受的水平荷载）与立柱钢管连接平衡其反力，从而保证支架水平方向稳定。

3.3大明路跨线桥支架计算

3.3.1荷载分析

2.7=67.5KPa

箱梁底板厚度为50cm:

（0.25+0.5）=18.75KPa

67.5×

0.05=3.375KPa

18.75×

0.05=0.938KPa

3.3.2腹板和端、中横隔梁下方支架检算

底模采用δ＝15mm的竹胶板,直接搁置于间距L=20cm的10×

10cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度（1.0米）板宽进行计算。

（67.5+3.375）+1.4×

（2.0+2.0+2.5）=94.15kN/m

=ql2/10=94.15×

0.2/10=0.376KN.M 

=Mmax/W=0.376×

104=10.02MPa<

（67.5+3.375）=85.05kN/m

f=ql4/150EI=85.05×

105=0.43mm

0.1=18.89KN/M

=q1l2/10=18.89×

0.63/10=0.408KN.m 

=Mmax/W=0.408×

106=4.9MPa<

（67.5+3.375）×

0.2=17.01kN/m

f=ql4/150EI=17.01×

106=0.27mm

P=18.85×

0.6=11.31kN

R＝（11.31×

0.6）/2=16.99KN

Mmax＝16.99×

0.2＝3.62KN.m

σmax＝Mmax/