连续梁现浇支架计算.docx
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连续梁现浇支架计算
东莞市城市快速轨道交通R2线2312标
（35+49.3+35m）简直箱梁现浇方案
连续箱梁现浇支架方案
编制：
复核：
审核：
中铁二局东莞市城市快速轨道交通R2线
2312项目标经理部
2012年2月
目录
1编制依据4
2工程概况4
3支架设计方案5
4支架施工5
4.1基础处理5
4.2支架搭设6
4.3模板施工6
4.4支架验收7
4.5支架预压7
4.5.1预压目的7
4.5.2预压荷载7
4.5.3预压方案7
4.5.4加载、卸载注意事项8
5支架检算9
5.1荷载计算9
5.1.1竖向荷载9
5.1.2侧模水平荷载9
5.2主要材料参数9
5.2.1主要材料力学指标9
5.2.2碗扣支架立杆设计容许荷载10
5.2.3结构刚度容许值10
5.2.4主要材料特性表10
5.3模板系统结构件计算10
5.3.1翼缘板、腹板、底板下模板检算10
5.3.2侧模板、分配竖肋、背杠及对拉杆检算11
5.3.3底板下纵向分配肋木与横向承重枋木检算11
5.4支架立杆检算12
5.4.1支架立杆荷载检算12
5.4.2基础及地基承载力检算12
5.5风荷载检算12
5.5.1风载标准值计算12
5.5.2风载计算立杆的稳定性12
5.6结论13
6附件13
东莞市城市快速轨道交通R2线2312标
40m简支箱梁现浇支架方案
1编制依据
（1）《东莞市城市快速轨道交通R2线2312标40m箱梁构造图》
（2）《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）
（3）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
（4）现行客运专线铁路桥梁设计及施工技术规范
2工程概况
东莞市城市快速轨道交通R2线工程R2312标高架段起止桩号为YDK34+143.93～YDK37+788.180。
段内共有35+49.3+35m现浇简连续梁两联，分别为95#墩～98#墩一联，98#墩～101#墩一联；桥梁正线位于原莞太路上，地基情况较好。
箱梁梁体为单箱单室、变高度、直腹结构。
标准段箱梁截面顶宽为920cm，底板宽度4.0m。
顶板厚度为30cm，腹板厚度为40cm变化到60cm，梁端箱梁截面顶宽为9.2m，底板宽度4.0m。
顶板厚度为30cm，腹板厚度为50cm,箱梁截面高度210～300cm，梁长度35+49.3+35m。
箱梁截面如图1。
图1：
箱梁断面图
3支架设计方案
东莞市城市快速轨道交通R2线2312标共有35+49.3+35m现浇简连续梁两联，分别为95#墩～98#墩一联，98#墩～101#墩一联,采用满堂式现浇支架进行施工。
现浇支架采用φ48mmWDJ碗扣型多功能钢管脚手架，搭设为满堂落地支架。
支架立杆横桥向布置：
翼缘板下为（90+60）cm、腹板下为（2×30）cm、底板下为（60+2×60+30）cm；立杆顺桥向布置为（44×90）cm，支架横桥向搭设总宽度为11.2m；立杆顶部配置KTC-50顶托，顶托上设14×12cm横向承重枋木，承重枋木沿桥横向间距为90cm，承重枋木上为10×10cm横向肋木，肋木布置为沿顺桥向布置间距30cm；立杆底部配制KTZ-30可调底座；横杆步距为90cm。
立杆顶端和底端距水平横杆距离不超过30cm。
门洞钢管桩支墩采用φ600×12mm钢管支墩，[28槽钢作纵横向连接系，I45工字钢作纵向承重梁，承重梁上布设I16工字钢。
箱梁模板采用18mm竹胶板，内外侧模采用10×10cm肋木，按纵向间距30cm布置，内外模加固用M20螺杆拉杆，拉杆布置间距为0.9×0.9m。
边跨现浇段现浇支架设计见附件1《35+49.3+35m连续梁梁现浇支架布置图》。
4支架施工
4.1基础处理
现浇支架搭设在现有混凝土路面上，因此立杆基础原则上可不处理，但如遇支架搭设地段已被开挖则要对开挖地段的基础进行处理，此时立柱基础应进行回填和换填，换填层为垫层应采用路基B级以上填料分层夯实，并浇筑20cm厚C20垫层混凝土，使地基承载力达到支架设计要求。
支架基础四周应设置排水沟，施工用水及雨水应排至基础5m以外，防止污水浸泡基础。
门洞钢管墩支架的基础需要进行专门处理，其具体基础形式参见附件3《68#～69#箱梁现浇支架布置图》。
4.2支架搭设
基础处理验收合格后，根据设计图纸按支架设计高度，及基础标高对所需要的杆件数量及型号进行配置。
支架搭设施工前应计算出各控制点的标高以指导施工，支架顶标高根据箱梁底板边缘形状放出控制点后，拉线控制。
碗扣式支架搭设之前应按方案设计进行作业交底。
按设计图纸间距在基础上弹线定位，放置可调式底座后按先立杆后横杆的顺序搭设。
支架的搭设须严格按照JGJ166-2008《建筑施工碗扣式钢管脚手架脚安全技术规范》施工，支架应横平竖直，纵、横向对齐，顶、地托支垫平稳，横杆入碗口，碗扣须锁紧，确保支架整体稳定；可调底座及可调托撑丝杆与调节螺母啮合长度不得少于6扣，插入立杆内的长度不得小于15cm，立杆顶端和底端距水平横杆距离不超过30cm；剪刀撑搭设要求为支架四周应从底到顶连续设置竖向剪刀撑，中间纵、横向剪刀撑也应从底到顶连续设置。
纵、横向剪刀撑应按图纸规定道数搭设。
剪刀撑的斜杆与地面夹角应在45～60°之间，斜杆应每步与立杆相扣，当不能与立杆扣接时，应与横杆扣接。
支架在搭设、使用过程中，必须设置脚手板，宽度不低于30cm，厚度不小于5cm，探头板长度不得大于20cm。
4.3模板施工
支架平台搭设完成后，安装底模、侧模，底模、侧模及内箱模板均采用1.8cm竹胶板。
模板应横平竖直，无弯曲、翘角等，模板铺设应尽量保证接缝成一条直线，并用粘胶带封闭接缝。
侧模的加固采用M20的对拉拉杆，并在底板处设置一道M22通长对拉杆。
内模的支架立杆间距按120（横距）×120（纵距）×90cm（步距）布置。
模板所用的分配肋木和承重枋木使用前应仔细检查，有损伤、腐烂及影响结构受力的枋木不能使用。
枋木布设方式以及间距应按施工图设计布置。
12×14cm的承重枋木高边朝上立放。
承重枋木纵、横向接缝一般应放在天托上，若不能放在托上的枋木接缝应用绑条钉牢，并加垫木支垫。
为保证混凝土捣固质量，在腹板内侧模板设置方便捣固的活动模板，捣固时将模板拆下，待混凝土捣固完毕后，再将模板安装就位，并固定牢固。
4.4支架验收
支架施工完成后，应组织相关人员对支架进行检查验收，形成文字记录，确认支架质量合格后才能进行加载预压。
4.5支架预压
4.5.1预压目的
为了保证现浇支架的施工安全，在支架底模铺设完成后，应进行支架预压，以检验支架各部分的承载能力及受力变形情况，对支架的承载安全性进行综合评价。
同时加载可消除支架的非弹性变形，测量支架的弹性变形，为立模标高的设置提供参考依据。
4.5.2预压荷载
预压荷载按梁体混凝土重的1.2倍和施工人员、材料、机具荷载计算。
人员机具模板荷载按4.5kN/m2计算，梁体总重5904KN，其中标准段重3932.5KN、过渡段重1563.3KN、梁端重加厚段重407.94KN。
施工人员机具荷载为1652kN（9.2×39.9×4.5），共计加载重8736.8kN。
加载方式为根据荷载分布进行堆载。
4.5.3预压方案
根据现场施工进度和场地情况选择43、44号墩任一边跨现浇段支架进行预压，加载过程分别按预压设计重量的50%、100%、120%三级进行；加载材料采用钢筋及砂袋，荷载的分布方式与梁体基本一致。
1、加载方法
依据箱梁混凝土重量分布情况进行加载。
腹板处采用钢筋作为压重材料，底板采用砂袋作为压重材料，用吊车吊预压材料就位，按照设计加载部位进行堆载。
加载应对称、分层、均匀、满铺进行。
2、观测点布置
在加载段底模上布设前、中、后三个横断面观测点9个。
3、观测方法
加载前，记录各观测点初始标高。
加载荷载达到50％时观测一次，持荷时间不少于12h；加载至100％观测一次，然后按每4小时测一次，100%荷载持荷时间不少于24h；加载至120％观测一次，然后按每12小时观测一次，支架沉降变形完成后再测量一次（若连续48h观测同一点的高程变化结果均在5mm以内，视为沉降稳定）120%持荷时间不少于24h，该阶段以观察支架各部位的变形为重点，以评价支架的强度、刚度及稳定性。
沉降量的测量采用高精度水准仪或全站仪，预压时设专人进行观测，记录初始前的高程和加载后的高程值，然后计算出沉降量。
4、弹性、非弹性变形测量
在底模安装完成后，在模板顶面每个观测点位置钉铁钉作为基准点，加载前进行初始标高测量，卸载后再进行相对标高测量，两者之间差值△′，即为模型、支架总的非弹性变形值。
对底模观测点进行加载后（卸载前）测量，并与卸载后标高进行比较，差值即为支架弹性变形值。
4.5.4加载、卸载注意事项
1、只有在整个支架全面检查验收合格后方能进行加载工作。
2、对各个压重荷载必须认真称量、计算和记录，由专人负责。
3、所有压重荷载应提前准备至方便起吊运输的地方。
4、加载应从箱梁中间向两边分层对称进行。
5、在加载过程中要求详细记录加载时间、吨位及位置，测量组作现场跟踪观测。
发现异常情况应及时停止加载，及时分析，采取相应措施。
如果实测值与理论值相差太大应分析原因后再确定下一步方案。
6、加载全过程中，要统一组织，统一指挥，要有专业技术人员及负责人在现场协调。
7、根据测量结果在支架变形稳定才能开始卸载，卸架时应从箱梁两边向中间分层卸载。
8、支架卸载后，应对底模表面进行清理，并根据加载后支架沉降量，设置底模预拱度，调整底模标高。
5支架检算
5.1荷载计算
5.1.1竖向荷载
边跨现浇段现浇支架竖向荷载计算见表1。
表1竖向荷载表
荷载部位
计算梁体高度（m）
新浇梁体荷载（kPa）①
模板支架及人员机具（kPa）②
振捣混凝土荷载（kPa）③
合计计算荷载（kPa）
计算强度（q）
计算刚度（q）
跨中
标准
断面
翼板下
0.5
13
4.5
2
22.1
17.5
腹板下
3.5
91
4.5
2
115.7
95.5
底板下
0.9
23.4
4.5
2
34.58
27.9
暗梁
加厚
断面
底板下
3.5
91
4.5
2
115.7
95.5
说明：
表中数据计算强度荷载①×1.2+②+③，刚度荷载为：
①+②，底板下荷载含顶板。
混凝土比重取值为26kN/m3。
5.1.2侧模水平荷载
侧模板水平计算荷载取54kPa（荷载取值依据为新浇混凝土对模板产生的侧压力50kPa加上振捣混凝土对侧面模板的水平压力4.0kPa）。
5.2主要材料参数
5.2.1主要材料力学指标
本计算采用容许应力法进行结构计算，对荷载不乘荷载分项系数，支架计算中各种主要材料容许力学指标见表2。
表2材料主要力学指标
材料
应力类型
容许值（MPa）
临时结构提高系数后应力（MPa）
Q235
轴向应力
140
182
弯曲应力
145
188.5
剪应力
85
110.5
弹性模量
2.06×105
竹胶板
弯曲应力
18
剪应力
1.7
弹性模量
6×103
方木
弯曲应力
11
剪应力
1.8
弹性模量
9×103
5.2.2碗扣支架立杆设计容许荷载
表3碗扣支架立杆容许荷载
横杆步距（m）
立杆荷载（KN）
0.6
40
1.2
30
5.2.3结构刚度容许值
表4结构刚度容许值表
结构部位
容许值
备注
结构表面外露模板挠度
≤L/400
L为模板构件跨度
结构表面隐蔽模板挠度
≤L/250
L为模板构件跨度
支架各结构件的变形
≤L/400
L为模板构件跨度
5.2.4主要材料特性表
表5主要材料特性表
序号
结构名称
构件名称
材料规格（mm）
截面面积
A（mm2）
惯性矩
I（mm4）
抵抗矩
W（mm3）
抗剪面积（mm2）
1
模板
模板
厚度18mm
18
486
54
12
2
分配肋木
100×100
10000
8.33×106
1.67×105
6.67×103
3
承重枋木
140×120
1.68×104
2.74×107
3.92×105
1.12×104
4
背杠
2][10
2.548×103
3.97×106
7.93×104
5
支架系统
立杆、横杆
φ48×3.5
489
1.22×105
5080
门洞支架
分配梁
I32
6712
1.108×108
6．925×105
承重梁
I45
10240
3.224×108
1.433×106
支墩
φ600×12
22167
9.58×108
5.3模板系统结构件计算
5.3.1翼缘板、腹板、底板下模板检算
翼缘板、腹板、底板、顶板下模板均为18mm竹胶板，模板均按三跨连续梁进行计算，模板计算公式如下：
（1）弯矩：
，则最大弯应力
（2）剪力：
，则最大剪应力
（3）挠度：
表6翼缘板、腹板、底板下模板检算结果
梁体
截面
构件位置
计算跨度（m）
强度荷载
（KN）
刚度荷载
（MPa）
最大弯曲应力
（MPa）
最大剪应力
（MPa）
最大挠度（mm）
计算结论
跨中
标准
截面
翼板
0.3
22.1
17.5
3.68
0.33
0.33
满足要求
腹板
0.2
115.7
95.5
8.57
1.16
0.35
满足要求
底板
0.3
34.58
27.9
5.76
0.52
0.52
满足要求
支座
暗梁
0.3
34.58
27.9
5.76
0.52
0.52
满足要求
5.3.2侧模板、分配竖肋、背杠及对拉杆检算
侧模采用全木模结构。
具体结构侧模板为18mm竹胶板，侧模外为100×100mm竖向分配枋木，枋木纵向间距＠=300mm。
横向背杠为2[10a，间距900mm，拉杆为M20螺杆，间距按900mm布置。
（1）侧模及竖向劲加肋均按三跨连续梁计算，计算公式同底模板计算。
（2）背杠按简支梁计算，背杠弯矩、剪力、挠度计算公式如下：
（3）拉杆计算
表7侧模板、分配竖肋、背杠及对拉杆检算结果
构件名称
计算跨度（mm）
强度荷载
（KN）
最大弯曲应力
（MPa）
最大剪应力
（MPa）
最大挠度（mm）
计算结论
侧模板
200
54
4.00
0.54
0.20
满足要求
侧模肋木
900
54
7.86
1.31
0.96
满足要求
侧模背杠
900
54
62.05
24.76
0.26
满足要求
拉杆
0.9
0.9
轴向应力139MPa
满足要求
5.3.3底板下纵向分配肋木与横向承重枋木检算
边跨现浇段现浇支架底板下分配肋木（10×10cm）沿桥纵向布置，横向间距为：
底板下0.6m，腹板下0.3m，肋木下承重枋木（12×14cm）沿桥横向布置，纵桥向间距为60cm。
计算均按三跨连续梁，公式同底模板计算，计算结果见表8。
表8纵向分配肋木与横向承重枋木检算结果
构件名称
计算跨度（m）
强度
荷载
（KN）
刚度荷载
（MPa）
最大弯曲应力
（MPa）
最大剪应力
（MPa）
最大
挠度
（mm）
计算结论
跨中
标准
截面
翼板下肋木
600
22.1
17.5
1.91
0.48
0.08
满足要求
腹板下肋木
600
115.7
95.5
7.48
1.87
0.34
满足要求
底板下肋木
600
34.58
27.9
2.98
0.75
0.10
满足要求
全梁
底板下承重方木
600
34.58
27.9
2.86
1.00
0.09
满足要求
腹板下承重方木
600
115.7
95.5
3.19
1.12
0.10
满足要求
5.4支架立杆检算
5.4.1支架立杆荷载检算
表9立杆荷载计算结果表
部位
立杆纵横距（m）
立杆步距（m）
计算荷载（kN）
允许荷载（kN）
计算结论
翼板下立杆
0.6×0.6
0.6
15.3738
40
满足要求
底板下立杆
0.6×0.6
0.6
28.01
40
满足要求
腹板下立杆
0.6×0.3
0.6
31.239
40
满足要求
5.4.2基础及地基承载力检算
分别对底版及腹板下的立感杆基础进行应力计算
（1）底板下基础承载力计算
底板下单跟立杆的地基计算面积:
底板下单跟立杆的地基应力:
（3）腹板下基础承载力计算
腹板下单跟立杆的地基计算面积:
:
腹板下单跟立杆的地基应力:
由以上计算可知单根立杆下地基应力较大，为保证支架安全在支架立柱底座下垫140
120方木，宽面朝下以扩散应力。
5.5结论
经对满堂支架系统的模板、枋木、立杆进行检算，其强度、刚度均满足施工要求。
6附件
（1）附件1：
《35+49.3+35m连续箱梁现浇支架布置图》。
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