现浇箱梁支架方案计算书贝雷片+顶托03980.docx
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现浇箱梁支架方案计算书贝雷片+顶托03980
福清项目现浇箱梁支架方案计算书
钢管桩+贝雷梁+顶托支架方案
1、方案概况
1.1编制依据
（1）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）。
（2）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）。
（3）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）。
（4）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）。
（5）《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）。
（6）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）。
（7）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）。
（8）《木结构设计规范》（GB50005-2003）。
（9）《桩基工程手册》（第二版）。
（10）《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）。
（11）《钢结构设计规范》（GB50017-2014）。
（12）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）。
1.2工程概况
（35m+60m+35m）变截面连续箱梁采用单箱双室预应力混凝土连续箱梁，单幅箱梁顶板宽20m，底板宽14.5m，悬臂长度2.75m，横桥向箱梁顶底板保持水平，桥面横坡通过箱梁绕设计高位置整体旋转形成；跨中梁高1.8m，支点梁高3.5m，悬浇部分梁高按2次抛物线规律变化；箱梁顶板厚度28cm；跨中腹板厚度50cm，支点腹板厚度70cm，腹板厚度按分段等厚规律变化，渐变段通过2个现浇块实现；跨中底板厚度30cm，支点底板厚度60cm，悬浇部分底板厚度按2次抛物线规律变化；箱梁分别在中支点、梁端设置横隔梁，中支点处横梁厚200cm，梁端横梁厚145cm。
2、方案计算
2.1支架计算荷载的取用原则
2.1.1设计荷载
根据《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011第5.2.6条：
计算模板、支架和拱架时，应考虑下列荷载并按表4.1.1进行荷载组合。
（1）箱梁砼自重；
⑵模板、支架自重；
⑶施工人员和施工材料、施工设备等荷载；
⑷风荷载；
荷载组合：
（1）不组合风荷载：
（2）组合
2.1.2普通模板荷载计算见《桥梁施工工程师手册》7-1-1、7-1-2
⑴新浇筑混凝土和钢筋混凝土的容重：
混凝土26kN/m3。
⑵模板、支架和拱架的容重按设计图纸计算确定。
⑶施工人员和施工材料、机具行走运输或堆放荷载标准值：
①计算模板及直接支承模板的小棱时，均布荷载可取2.5kPa，另外以集中荷载2.5kN进行验算；
②计算直接支承小棱的梁时，均布荷载可取1.5kPa；
③计算支架立柱时，均布荷载可取1.0kPa；
④有实际资料时按实际取值。
⑷振捣混凝土时产生的荷载（作用范围在有效压头高度之内）：
对水平模板为2.0kPa；对垂直面模板为4.0kPa。
⑸新浇筑混凝土对模板侧面的压力：
采用内部振捣器，当混凝土的浇筑速度在6m/h以下时，新浇筑的普通混凝土作用于模板的最大侧压力可按式（2—1）和（2—2）计算：
Pmax=0.22γtok1k2v1/2（2—1）
Pmax=γh（2—2）
式中：
Pmax—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kPa）
h—为有效压头高度（m）
V—混凝土的浇筑速度（m/h）
t0—新浇筑混凝土的初凝时间（h）。
可按实测确定：
γ—混凝土的容重（kN/m3）
k1—外加剂影响正系数，不掺外加剂时取1.0，掺缓凝作用的外加剂时取1.2；
k2—混凝土塌落度影响正系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50至90mm时，取1.0；110至150mm时取1.15。
本设计检算按（2-2）计算。
⑹倾倒混凝土时产生的水平荷载：
倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载表2-1-2采用。
本计算取2.0kPa。
表2-1-2倾倒混凝土时产生的水平荷载
向模板中供料方法
水平荷载（kPa）
用溜槽、串筒或导管输出
2.0
用容量0.2及小于0.2m3的运输器具倾倒
2.0
用容量大于0.2至0.8m3的运输器具倾倒
4.0
用容量大于0.8m3的运输器具倾倒
6.0
⑺其他可能产生的荷载：
如雪荷载、冬季保温设施荷载等，按实际情况考虑。
（本计算按荷载为0考虑）。
2.2使用材料
混凝土：
γ砼=26.0kN/m3。
竹胶板:
γ竹胶板=9.0kN/m3；[σw]=11.45Mpa；E=6.0×103Mpa（优质品）；δ=0.015m；长×宽=2.44×1.22m。
方木：
γ木=5.0kN/m3；[σw]=12.0Mpa；E=9.0×103Mpa（马尾松）。
（路桥施工计算手册表8-6）
Φ28mm顶托，长70cm（暂定），托盘大小100×150mm；[σ]=140.0Mpa；E=2.1×105Mpa；A=6.2×10-4m2。
顶托、槽钢、螺栓每个总质量为5kg。
I16a：
q=0.205kN/m；[σ]=145.0Mpa；E=2.1×105Mpa；I=1.127×10-5m4；Wx=1.409×10-4m3；A=2.611×10-3m2。
（路桥施工计算手册附表3-31）
2.3荷载分析计算
2.3.1横断面荷载分布如下：
图2.3.1横断面荷载分布图
其中：
S1=0.9094m2，L1=2.572m,q1-1=S1/L1×γ砼=9.19kN/m;
S2=1.6692m2，L2=1.375m,q1-2=S2/L2×γ砼=31.56kN/m;
S3=2.0132m2，L3=3.813m,q1-3=S3/L3×γ砼=13.73kN/m;
S4=1.1704m2，L4=0.532m,q1-4=S4/L4×γ砼=57.2kN/m;
S5=2.0788m2，L5=3.902m,q1-5=S5/L5×γ砼=13.85kN/m;
2.4模板计算
箱梁梁端实体部位腹板位置处底模的受力最大，作为控制计算部位。
2.4.1荷载
本计算书偏安全计算以一次浇筑荷载进行计算。
根据设计图纸可查，混凝土容重取r=26kN/m3,支架设计荷载计算如下：
按纵向每1m宽度计：
⑴钢筋混凝土自重：
q1-4=2.2×1.0×26.0=57.2kN/m。
⑵模板自重：
q2=0.015×1.0×9.0=0.135kN/m。
⑶施工荷载：
均布荷载2.5kN/m2；集中荷载2.5kN（验算荷载）
q3=2.5×1.0=2.5kN/m；p=2.5kN（验算荷载）。
⑷振捣混凝土时产生的荷载：
2.0kN/m2
q4=2.0×1.0=2.0kN/m。
荷载组合：
组合Ⅰ：
q=q1-4+q2+q3+q4=0.135+57.2+2.5+2.0=61.835kN/m
P=0
组合Ⅱ：
q=q1-4+q2+q4=0.135+57.2+2.0=59.335kN/m
P=2.5kN
组合Ⅲ：
q=q1-4+q2=0.135+57.2=57.335kN/m
2.4.2模板（底模）强度验算
（1）计算模式：
由于竹胶板底模下布置木横梁（10×10×400cm），中对中间距25cm,净间距15cm。
本计算按五跨连续梁计算：
图2-4-2受力简图
（2）截面特性：
A=b×h=1.0×0.015=0.015m2
W=bh2/6=1.0×0.0152/6=3.75×10-5m3
I=bh3/12=1.0×0.0153/12=2.8125×10-7m4
（3）强度验算
采用荷载组合Ⅰ，施工荷载按均布荷载时：
Mmax=0.105ql2+0.158pl（路桥施工计算手册附表2-11）
=0.105×61.835×0.152+0
=0.146kN·m
则：
σmax=Mmax/W
=0.146/（3.75×10-5）×10-3
=3.89Mpa＜[σw]=11.45Mpa
满足正截面承载力要求！
采用荷载组合Ⅱ进行验算
图2-4-2受力简图
M=0.105ql2+0.158pl
=0.105×59.335×0.152+0.158×2.5×0.15=0.2kN·m
则：
σ=M/W
=0.2/（3.75×10-5）×10-3
=5.3Mpa＜[σw]=11.45Mpa满足要求！
2.4.3刚度验算
采用荷载组合Ⅲ进行计算：
q=q1+q2=0.135+57.2=57.335kN/m
F=（0.664ql4+1.097pl3）/100EI（路桥施工计算手册附表2-11）
=（0.664×57.335×0.154+0）/（100×6.0×106×2.8125×10-7）
=0.12mm＜[f]=0.15/400=0.0025m=0.375mm满足要求！
当验算模板及其支架的刚度时，其最大变形不得超过下列允许值（路桥施工计算手册表8-11）：
（1）、结构表面外露的模板，为模板构件计算跨度的1/400；
（2）、结构表面隐藏的模板，为模板构件计算跨度的1/250；
（3）、支架的压缩变形值或弹性挠度，为相应构件计算跨度的1/1000。
结论：
竹胶板其正截面弯曲强度、刚度满足其容许承载力要求！
2.510×10木横梁计算
墩顶梁下的横木受力最大,梁高2.2m的实体梁，该部分横木作为控制计算部位。
木横梁为10×10×400cm的方木，方木横桥向布设，横木中对中间距为25cm。
2.5.1荷载
横木中对中间距25cm，故每根承受0.25m宽度范围荷载，按纵向每0.25m计算。
⑴模板、横木自重：
q1=0.015×0.25×9.0+0.1×0.1×5.0=0.084kN/m。
⑵混凝土自重：
q2=2.2×0.25×26.0=14.3kN/m。
⑶施工荷载：
均布荷载2.5kN/m2集中荷载2.5kN（验算荷载）
q3=2.5×0.25=0.63kN/mp=2.5kN（验算荷载）。
⑷振捣混凝土时产生的荷载：
2.0kN/m2
q4=2.0×0.25=0.5kN/m。
荷载组合：
组合Ⅰ：
q=q1+q2+q3+q4=0.084+14.3+0.63+0.5=15.514kN/m
P=0kN
组合Ⅱ：
q=q1+q2+q4=0.084+14.3+0.5=14.884kN/m
P=2.5kN
组合Ⅲ:
q=q1+q2=0.084+14.3=14.384kN/m
2.5.2强度验算
⑴计算模式：
按两跨连续梁计算
图2-5-1受力简图
⑵截面特性：
A=b×h=0.10×0.10=0.01m2
W=bh2/6=0.10×0.102/6=1.67×10-4m3
I=bh3/12=0.10×0.103/12=8.33×10-6m4
强度验算
采用荷载组合Ⅰ进行强度验算时：
Mmax=MB=0.125ql2+0.188pl（路桥施工计算手册附表2-8）
=0.125×15.514×0.62
=0.7kN·m
则：
σmax=Mmax/W
=0.7/（1.67×10-4）×10-3
=4.2Mpa＜[σw]=12.0Mpa满足要求！
采用荷载组合Ⅱ验算
图2-5-2受力简图
M=0.125ql2+0.188pl
=0.125×14.884×0.62+0.188×2.5×0.6=0.95kN·m
则：
σ=MB/W=0.95/（1.67×10-4）×10-3
=5.7Mpa＜[σw]=12.0Mpa满足要求！
2.5.3刚度验算
⑴采用荷载组合Ⅲ：
q=q1+q2=0.084+14.3=14.384kN/m
⑵刚度验算
fmax=（0.521ql4+0.911pl3）/100EI（路桥施工计算手册附表2-8）
=（0.521×14.384×0.64+0）×103/（100×9.0×109×8.33×10-6）
=0.13mm＜[f]=0.6/400=1.5mm。
满足要求！
方木横梁承载力验算结论：
根据以上验算的结果，现浇梁底板处横向设置10×10×400cm的方木横梁，纵向中对中间距25cm，跨径为60、90cm。
其正截面弯曲强度、刚度满足其容许承载力要求！
2.6I10纵梁计算
纵梁布设腹板部位下其横向间距为45cm，纵向顶托间距90cm；箱室部位和翼缘板部位横向间距为90cm，纵向顶托间距90cm；在梁端实体部分纵向顶托间距60cm。
因此计算工况腹板横向间距为45cm，纵向间距90cm时纵梁受力和工况梁端实体部分横向间距为90cm，纵向间距60cm时纵梁受力。
I10：
q=0.112kN/m；[σ]=145.0Mpa；E=2.1×105Mpa；I=0.245×10-5m4；Wx=0.49×10-4m3；A=1.433×10-3m2。
（路桥施工计算手册附表3-31）
2.6.1工况腹板横向间距为45cm，纵向间距90cm时纵梁受力
2.6.1.1荷载
纵梁上木横梁按纵向间距0.25m均匀排列。
拟定纵梁以上荷载在纵向0.25m范围内为集中荷载，则：
⑴模板、木横梁:
P1=0.015×0.45×0.25×9+0.1×0.1×0.45×5=0.038kN
纵梁自重:
q1=0.112kN/m
⑵混凝土自重:
P2=2.2×0.45×0.25×26.0=6.435kN。
⑶施工荷载：
均布荷载2.5kN/m2集中荷载2.5kN（验算荷载）
q3=2.5×0.45=1.125kN/mp=2.5kN（验算荷载）
⑷振捣混凝土时产生的荷载：
2.0kN/m2
q4=2.0×0.45=0.9kN/m。
2.6.1.2强度验算
⑴计算模式：
按简支梁计算。
图2-6-1受力简图
⑵荷载组合I：
q=q1+q3+q4=0.112+1.125+0.9=2.14kN/m
P横=P1+P2=0.038+6.435=6.47kN
荷载组合Ⅱ：
q=q1+q4=0.112+0.9=1.012kN/m
P横=P1+P2=0.038+6.435=6.47kN
P中=2.5kN
荷载组合Ⅲ:
q=q1=0.112kN/m
P横=P1+P2=0.038+6.435=6.47kN
⑷强度验算：
用荷载组合I进行验算：
M=1/8ql2+2P横×0.45-P横×0.125-P横×0.375
=1/8×2.14×0.92+6.47×（2×0.45-0.125-0.375）
=2.81kN·m
则：
σ=M/W=2.81/（0.49×10-4）×10-3=57.3Mpa＜[σw]=145Mpa满足要求！
用荷载组合
进行验算：
M=1/8ql2+（4横+P中）/2×0.45-P横×0.125-P横×0.375
=1/8×1.012×0.92+（4×6.47+2.5）/2×0.45-6.47×（0.125+0.375）
=3.25kN·m
则：
σ=M/W=3.25/（0.49×10-4）×10-3=66.4Mpa＜[σw]=145Mpa满足要求！
2.6.1.3刚度验算
⑴荷载组合Ⅲ
q=q1=0.112kN/m
P横=P1+P2=0.038+6.435=6.47kN
⑵刚度验算
（施工结构计算方法与设计手册表10-16）
=[（5×0.112×0.94/384+6.47×0.075（3×0.92-4×0.052）/24+6.47×0.325（3×0.92-4×0.3252）/24]/（2.1×105×0.245×10-5）
=0.44mm＜[f]=0.9/400=2.25mm满足要求！
2.6.2工况梁端实体部分横向间距为90cm，纵向间距60cm时纵梁受力
2.6.2.1荷载
纵梁上木横梁按纵向间距0.25m均匀排列。
拟定纵梁以上荷载在纵向0.25m范围内为集中荷载，则：
⑴模板、木横梁:
P1=0.015×0.9×0.25×9.0+0.1×0.1×0.9×5.0=0.075kN
纵梁自重:
q1=0.112kN/m
⑵混凝土自重:
P2=2.2×0.9×0.25×26.0=12.87kN。
⑶施工荷载：
均布荷载2.5kN/m2集中荷载2.5kN（验算荷载）
q3=2.5×0.9=2.25kN/mp=2.5kN（验算荷载）
⑷振捣混凝土时产生的荷载：
2.0kN/m2
q4=2.0×0.9=1.8kN/m。
2.6.2.2强度验算
⑴计算模式：
按简支梁计算。
图2-6-2受力简图
⑵荷载组合I：
q=q1+q3+q4=0.112+2.25+1.8=4.162kN/m
P横=P1+P2=0.075+12.87=12.95kN
荷载组合Ⅱ：
q=q1+q4=0.112+1.8=1.29kN/m
P横=P1+P2=0.075+12.87=12.95kN
P中=2.5kN
荷载组合Ⅲ:
q=q1=0.112kN/m
P横=P1+P2=0.075+12.87=12.95kN
⑶强度验算:
用荷载组合I进行验算：
M=1/8ql2+（3P横）/2×0.3-P横×0.25
=1/8×4.162×0.62+3×12.95/2×0.3-12.95×0.25
=2.78kN·m
则：
σ=M/W=2.78/（0.49×10-4）×10-3=56.7Mpa＜[σw]=145Mpa满足要求！
用荷载组合
进行验算：
M=1/8ql2+（3P横+P中）/2×0.3-P横×0.25
=1/8×1.29×0.62+（3×12.95+2.5）/2×0.3-12.95×0.25
=3.023kN·m
则：
σ=M/W=3.023/（0.49×10-4）×10-3=61.7Mpa＜[σw]=145Mpa满足要求！
2.6.2.3刚度验算
⑴荷载组合Ⅲ
q=q1=0.112kN/m
P横=P1+P2=0.075+12.87=12.95kN
⑵刚度验算
=[（5×0.112×0.64/384+12.95×0.63/48+12.95×0.052×（3×0.6-4×0.05）/6）]/（2.1×105×0.245×10-5）
=0.13mm＜[f]=0.6/400=1.5mm满足要求！
工字钢纵梁承载力验算结论：
根据以上验算的结果，现浇梁底腹板部位下设置60×90cm纵梁，箱室和翼缘板部位下设置90×90cm纵梁，梁端实体部分顶托间距设置为60cm。
经过验算其正截面弯曲强度、刚度满足其容许承载力要求！
2.7顶托计算
本方案采用贝雷片弦杆上反扣[6.3槽钢，槽钢打孔，然后插入顶托，采用直径Φ28mm顶托，长70cm（暂定），托盘大小100×150mm,顶托插入贝雷片用上下螺栓进行固定。
Φ28mm顶托，长50cm（暂定），托盘大小100×150mm,：
q=0.05kN/m；[σ]=140.0Mpa；E=2.1×105Mpa；A=6.15×10-4m2。
顶托立杆布置分为三种：
在梁端实体部位的间距90×60cm和45×60cm；在箱梁腹板等实体部位的间距45×90cm；箱室、悬臂板部位的间距90×90cm。
为保证横坡坡度，高的一端顶托高度调节为15cm,以此来控制贝雷片标高。
具体布置图见详细设计图纸。
以梁端实体部位杆间距90×60cm进行计算：
荷载分析：
顶托以上模板体系荷载：
q1=0.015×0.6×9.0+0.1×0.1×0.6×5×4（平均根数）+0.112=0.313kN/m。
钢筋混凝土荷载：
q2=2.2×0.6×26=34.32kN/m。
施工荷载：
q3=2.5×0.9=2.25kN/m。
振捣混凝土时产生的荷载：
q4=2.0×0.9=1.8kN/m。
最不利荷载位置计算：
箱梁实体端顶托间距为60×90cm处：
恒载：
支架以上模板体系荷载：
p1=0.313×0.9=0.28kN；
混凝土梁高2.2m：
p2=34.32×0.9=30.8kN；
施工荷载：
p3=2.25×0.6=1.35kN；
振捣混凝土时产生的荷载取p4=1.8×0.6=1.08kN。
P=P1+P2+P3+P4
=0.28+30.8+1.35+1.08=33.5kN。
σ=P/A=33.5/6.15×10-4=54.5Mpa＜[σw]=140Mpa
满足要求。
2.8贝雷片受力检算
单片贝雷：
每片贝雷重300kg（含支撑架、销子等），I=250497.2cm4，E=2×105Mpa，W=3570cm3，[M]=975kN·m。
贝雷架采用材料的容许应力按基本应力提高30%（查《公路施工手册》.桥涵1043页）。
贝雷片具体参数如下：
材料：
16Mn，弦杆2[10a槽钢（C100×48×5.3/8.5，间距8cm），腹杆I8（h=80mm，b=50mm，tf=4.5mm，tw=6.5mm），贝雷片的连接为销接。
两片贝雷片为一组，受力图示如下：
若对贝雷片进行受力分析则4区每片贝雷片受力最大，作为控制计算部位。
此部位布置两组贝雷片，纵向最大跨径9.0m，其横向受力范围2.25m。
则：
⑴混凝土、模板、木横梁、纵梁自重:
q1=24.21×2.25/4+0.015×0.45×9.0+0.1×0.1×0.45×5.0×4+0.112+0.03=13.9kN/m
⑵贝雷片自重:
q2=1kN/m。
⑶施工荷载：
施工荷载：
均布荷载2.5kN/m2集中荷载2.5kN（验算荷载）
q3=2.5×0.45=1.125kN/mp=2.5kN（验算荷载）
⑷振捣混凝土时产生的荷载：
2.0kN/m2q4=2×0.45=0.9kN/m
2.9.2强度验算
⑴计算模式：
按简支梁计算。
图2-9-2受力简图
⑵荷载组合：
q=q1+q2+q3+q4=13.9+1+1.125+0.9=16.925kN/m
⑶强度验算：
用荷载组合进行验算：
M=1/8ql2
=1/8×16.925×92=171.4kN·m＜[M]=975kN·m
2.9.3刚度验算
⑴荷载组合
q=q1+q2=13.9+1=14.9kN/m
⑵刚度验算
（施工结构计算方法与设计手册表10-16）
=（5×14.9×94/384）/（2×105×2.5×10-3）
=2.55mm＜[f]=9/400=22.5mm满足要求！
2.9.4贝雷片立杆稳定性计算
Fmax＝16.925×9/2＝76.2kN；
=472kN；
临界压力与实际最大压力之比，为压杆的工作安全因数，即
立杆稳定性满足要求。
压应力：
＜[δ]=260MPa（16锰钢）；
则，立杆压应力满足要求。
2.9桩顶横梁检算
I40b：
q=0.7384kN/m；[σ]=145.0Mpa；E=2.1×105Mpa；I=2.278×10-4m4；Wx=1.139×10-3m3；A=9.407×10-3m2。
（路桥施工计算手册附表3-31）
工况一：
在混凝土浇筑时按集中荷载进行计算
（一）根据管桩平面布置图，桩顶横梁bc段受力最大进行计算。
则：
1）对荷载进行分析
⑴模板、木横梁、纵梁、贝雷片自重:
q1=6×0.015×9+[0.1×0.1×20×5×6/0.25（根数）+0.112×6×28+9.8+1×6×28]/19.25=11.55kN/m
⑵双拼I40b自重:
q2=1.477kN/m
⑶施工荷载：
均布荷载1.5kN/m2
q3=1.
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