现浇箱梁满堂支架方案计算汇总共11页.docx

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现浇箱梁满堂支架方案计算汇总共11页

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边跨现浇段堂支架计算书

一、工程概况

郁江二桥位于桂平市城东南部长安工业园区内，距现有的郁江大桥和桂平航运枢纽对外交通桥郁江约4.9公里处，是南宁至梧州、玉林至桂平和梧贵高速这三条公路的连接纽带。

郁江二桥桥梁的起点桩号为K1+146.5，终点桩号为K2+504.5，主桥为90+165+165+90米预应力混凝土矮塔斜拉桥，主桥采用90+165+165+90m单索面三塔预应力混凝土矮塔斜拉桥，主跨布置双孔单向通航设计，桥宽30.5m，梁高3.2~6.2m，主塔为弧线形花瓶式塔，塔高22.0m，全桥共计144根斜拉索，斜拉索梁上间距4m,塔上理论索距0.8m，主梁采用单箱三室大悬臂等截面预应力混凝土箱梁，顶部为机动车道，下部在箱梁两侧顺底板悬挑出去设人行通道。

箱梁梁高6.2m—3.2m,梁体全宽30.5m，采用单箱三室加悬臂的形式，悬臂端部厚度为0.28m。

斜拉索锚固点布设在箱梁的中室，张拉端位于梁体内。

箱梁纵向划分为中墩顶托架现浇0号、1号梁段、19个悬臂浇筑梁段、边跨支架现浇段、边跨合拢段、中跨合拢段。

中墩顶0号、1号梁段同时浇筑，梁段共长11m，悬臂浇筑梁段数及梁段长度从中墩至跨中布置为：

19×4.0m，边跨现浇段长度6.37m，边跨合拢段、中跨合拢段长度均为2.0m。

边跨现浇段为2.5m实心段及3.87m渐变段，实心段受力全部在过渡墩盖梁上，故此次计算取23A-23A断面向中垮方向0.6m范围段。

边跨现浇段采用满堂支架施工，支架采用WDJ碗扣式多功能钢管脚手架，基底进行填土碾压后，浇筑混凝土搭设碗扣支架，碗扣支架经过预压合格后，铺设模板。

内、外模板采用大面积的竹胶板制作，内支撑立杆采用φ48×3.0mm钢管。

二、编制依据

（1）《公路桥涵施工手册》

（2）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》

（3）《建筑结构荷载规范》

（4）《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》

（6）《建筑施工计算手册》

（7）《公路桥涵施工技术规范》

（8）、桂平郁江二桥工程设计文件及招标文件等。

（9）、我公司拥有的技术管理水平、机械设备状况、工法及科技成果以及我公司在以往工程积累的施工经验。

三、支架计算

3.1边跨现浇端满堂支架布置及搭设要求

满堂支架架管使用Φ48×3.0的钢管碗扣支梁，纵桥向间距支点0.6米范围采用0.3m，其余部分采用0.9m；横桥向采用0.9m，腹板处1.8米范围采用0.6m进行加密；水平步距都为1.2米。

纵向、横向和水平向都需要设剪刀撑，横桥向共计均布设置四道剪刀撑，水平上下都设置水平剪刀撑；纵桥向共计均布设置九道剪刀撑，使支架成为整体。

为充分利用钢管的轴心受压能力，使用调节螺杆与钢管轴心连接。

支模的大龙骨用10×10cm的方木立向搁置在立杆的调节螺杆上，调节螺杆插入立杆保持轴心受力；大龙骨上放10×5cm的方木作小龙骨，间距25cm作为横肋，小龙骨上铺18mm的竹胶合板。

3.2现浇箱梁支架验算

本计算书以支点0.6米范围为例（23A-23A截面往中垮方向0.6m范围），对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。

3.2.1荷载计算

3.2.1.1荷载分析

根据本桥现浇段的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：

⑴q1—箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。

⑵q2—箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q2＝1.0kPa（偏于安全）。

⑶q3—施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及其他承载构件时取1.0kPa。

⑷q4—振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。

⑸q5—新浇混凝土对侧模的压力。

⑹q6—倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。

⑺q7—支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：

满堂钢管支架自重

立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距

支架自重q7的计算值（kPa）

60cm×90cm×120cm

0.04

3.2.1.2荷载组合

模板、支架设计计算荷载组合

模板结构名称

荷载组合

强度计算

刚度检算

底模及支架系统计算

⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺

⑴＋⑵＋⑺

侧模计算

⑸＋⑹

⑸

3.2.2.3荷载计算

⑴箱梁自重——q1计算

根据现浇箱梁结构特点，我们取跨中横截面进行箱梁自重计算，并对截面下的支架体系进行检算，首先进行自重计算。

130m箱梁中点处q1计算

根据横断面图，用CAD算得该处梁体截面积A=45.26m2则：

q1＝

=

＝

kpa

取1.2的安全系数，则q1＝54.73×1.2＝65.68kPa

注：

B——箱梁底宽，取21.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。

⑵新浇混凝土对侧模的压力——q5计算

因现浇箱梁采取水平分层以每层50cm高度浇筑，在竖向上以V=0.3m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=25℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力

q5=

K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.0

当V/t=0.3/25=0.012〈0.035

h=0.5+3.8V/t=2.78m

q5=

3.2.2结构检算

3.2.2.1碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算

碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。

本工程现浇箱梁支架按φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也使用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。

⑴支点0.6米范围

钢管碗扣式支架体系采用30×90×120cm的布置结构（腹板位置1.8m加密为60cm间距），如图：

横向布置

纵向布置

①、立杆强度验算

根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］=29.2（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载［N］=29.2，路桥施工计算手册中表13－5钢管支架容许荷载［N］=29.2）。

立杆实际承受的荷载为：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）

NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力；

ΣNQK—施工荷载标准值；

于是，有：

NG1K=0.9×0.3×q1=0.9×0.3×65.68=17.73KN

NG2K=0.9×0.3×q2=0.9×0.3×1.0=0.27KN

ΣNQK=0.9×0.3×（q3+q4+q7）=0.27×（1.0+2.0+0.41）=0.92KN

则：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（17.73+0.27）+0.85×1.4×0.27=21.92KN＜［N］＝29.2kN，强度满足要求。

②、立杆稳定性验算

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：

N/ΦA+MW/W≤f

N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；

f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。

A—φ48mm×3.0㎜钢管的截面积A＝424mm2。

Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。

i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.95mm。

长细比λ＝L/i

L—水平步距，L＝1.2m。

于是，λ＝L/i＝75.24，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.75。

MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10

WK=0.7uz×us×w0

uz—风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=1.38

us—风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得：

us=1.2

w0—基本风压，查《建筑结构荷载规范》附表D.4w0=0.8KN/m2

故：

WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN

La—立杆纵距0.3m；

h—立杆步距1.2m，

故：

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.85×1.4×0.927×0.3×1.2²/10=0.048KN

W—截面模量查表《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》附表B得：

W=4.49×103mm3。

则，N/ΦA+MW/W＝21.92×103/（0.75×424）+0.048×106/（4.49×103）=100.78KN/mm2≤f＝205KN/mm2。

计算结果说明支架是安全稳定的。

3.2.3满堂支架整体抗倾覆验算

依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。

K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/ΣMw

采用整体支架验算支架抗倾覆能力：

跨中支架宽5.4m，长30m采用60×90×120cm跨中支架来验算全桥：

支架自重经计算得：

54.7T

故q=54.7×9.8=536.05KN；

稳定力矩=y×Ni=39×536.05=20905.95KN.m

依据以上对风荷载计算WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2

共受力为：

q=0.927×12.7×4.2=49.45KN；

倾覆力矩=q×5=49.45×5=247.25KN.m

K0=稳定力矩/倾覆力矩=20905.95/247.25=84.5>1.3

计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求。

3.2.4箱梁底模下横桥向方木验算

本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用10×10cm方木，方木横桥向跨度在箱梁支点0.6米范围按L＝50cm进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述值。

如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全），木材选用松木计算。

方木最低抗弯强度值[σ]=9MP，方木弹性模量E=9×103MP。

按支点0.6米范围进行受力分析，按方木横桥向跨度L＝90cm进行验算。

方木间距计算

q＝（q1+q2+q3+q4）×B＝（65.68+1.0+2.5+2）×0.6=42.71kN/m

M＝（1/8）qL2=（1/8）×42.71×0.92＝4.32kN·m

W=（bh2）/6=（0.1×0.12）/6=0.000333m3

则：

n=M/（W×[δw］）=4.32/（0.000333×9000×0.9）=1.6（取整数n＝2根）

d＝B/（n-1）=0.6/1=0.6m

注：

0.9为方木的不均匀折减系数。

经计算，方木间距小于0.6m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.3m，则n＝0.6/0.3＝2。

②每根方木挠度计算

方木的惯性矩I=（bh3）/12=（0.1×0.13）/12=8.33×10-6m4

则方木最大挠度：

fmax=（5/384）×［（qL4）/（EI）］=（5/384）×［（42.71×0.64）/（150×9×106×8.33×10-6×0.9）］=5.47×10-4m＜l/400=0.6/400=1.5×10-3m（