现浇支梁碗扣式支架计算书.docx

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现浇支梁碗扣式支架计算书

现浇连续刚构梁碗扣式支架计算书

一、工程概况：

桥址处两侧为小山丘，中间为狭小谷地，两侧山坡地势较陡。

桥址于DK118+348.29～DK118+389.35处跨越景北大道。

跨越景北大道处为4跨连续刚构实心板梁。

XXXX路幅为5m人行道—3m非机动车道—2m花坛—11.6m机动车道—6m花坛—11.6m机动车道—2m花坛—3m非机动车道—5m人行道，沥青混凝土路面。

小里程侧为路堑，山丘被削，地势很陡峭。

距线位150m左右。

为景北大道跨昌河大桥，跨昌河为变高度连续箱梁。

XXX大桥为双线，设计速度160km/h；XXXX为单线，设计速度80km/h。

二、结构形式

现浇连续梁为刚构连续实心板梁，梁体为变截面，在桥墩处实心板高为2.05m，跨中实心板高1.35m2号墩为刚臂墩；XXXXXXXXXX为单线桥，桥宽7m，正线桥为双线桥，桥宽11.68m，梁体不加预应力。

三、满堂式碗口支架验算：

1、满堂式碗扣支架方案

首先按照设计要求进行支架地基处理，待满足地基承载力后开始搭设满堂脚手架。

满堂式碗扣支架体系由支架基础、Φ48×3.5mm碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调节顶托、10cm×15cm木方纵向分配梁，10cm×10cm木方做横向分配梁；模板系统由侧模、底模、端模等组成。

10cm×15cm木方分配梁沿纵向布置，直接铺设在支架顶部的可调节顶托上，梁底模板采用定制竹胶板，后背10cm×10cm木方，然后直接铺装在10cm×15cm、木方分配梁上进行连接固定。

根据施工技术要求、荷载重量、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标，通过计算确定，碗口支架形式为：

支座处梁板下立杆布设0.6×0.6；跨中梁板下立杆布设0.6×0.9；翼缘板处支架布设间距为：

1.2m（纵桥向）×1.2m（横桥向）；横杆层距均为1.2m。

支架安装严格按照图纸布置位置安装，碗扣支架为定型支架，安装时先确定起始安装位置，并根据地面标高确定立杆起始高度安装预制块，利用可调底托将标高调平,避免局部不平导致立杆不平悬空或受力不均，安装可采取先测量所安装节段地面标高,根据所测数据计算出立杆底面标高,先用可调底托将四个角标立杆高调平后挂线安装其它底托,后安装立杆。

第一层拼好之后，必须由工程技术人员抄平检查平整度，如高差太大，必须用底托调平。

拼立杆时必须用吊线锤检查其垂直度，防止立杆偏心受力。

接头部位必须连接牢固。

支架搭拼时应挂线以控制调平和线型。

顶托和底托外露部分不超过20cm，自由端超过30cm长的杆件要增加水平杆锁定；方木与地面铺装层之间要密贴，达到面受力，严禁形成点受力。

顶托螺扣伸出长度不大于20cm，纵向方木接头不能有空隙，且不能悬空，若有空隙用扒钉十字交叉连接，方木间用木楔塞紧，且用钉子钉牢。

横向钢管间若有空隙，用粗钢筋焊接或用直扣件将两钢管连成一体。

碗扣支架搭拼完之后，用扣件式钢管在立杆上沿纵横向每隔4排设置一道剪刀撑，剪刀撑设置时从顶到底要连续，搭接头保证不小于60cm，接头卡不少于2个，与水平横杆的夹角为45度～60度，两剪刀撑不允许自相交，要求布置在立杆两侧。

3、荷载分析计算

（1）模板及模板支撑架荷载Q1：

通过计算模板荷载如下：

a、侧模：

取q1－2=0.8KN/m2；

b、底模（包括背带木）：

取q1－3=0.7KN/m2；

c、碗扣脚手架荷载：

按支架搭设高度6.2米计算（含剪刀撑）：

q1-4=2KN/m2。

（2）标准段实心板梁混凝土荷载Q2：

钢筋混凝土容重取：

26KN/m3（铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程，P15）

a、纵桥向根据箱梁断面变化，按分段均布荷载考虑，其布置情况如下：

纵向荷载分布、梁跨横断面分布、支座处横断面分布。

桥梁各断面荷载分布如下：

（3）施工荷载Q3：

施工人员、材料及施工机具取q3-1=1.0KN/m2。

（铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程，P15）

振捣混凝土时产生的荷载（水平面模板）荷载，取q3-2=2KN/m2，（铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程，P15）。

浇筑混凝土时产生的荷载荷载，取q3-3=2KN/m2，（铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程，P15）。

4、碗扣立杆受力计算

全桥范围内立杆步距为120mm，立杆承载力30KN

单肢立杆轴向力计算公式N＝（1.2Q1+1.2Q2+1.4Q3）×Lx×Ly

式中：

Lx、Ly——立杆纵向间距、横向间距。

（1）跨中实心板位置，单根立柱最大分布荷载：

N=（1.2Q1+1.2Q2+1.4Q3）×Lx×Ly=[1.2（q1-3+q1-4）+（1.2×q2-1）+1.4（q3-1+q3-2+q3-3）]×0.6×0.9

=[1.2（q1-3+q1-4）+1.2Q2+1.4（q3-1+q3-2+q3-3）]×0.6×0.9

=[1.2×（0.7+2）+1.2×（26×1.35）+1.4×（1+2+2）]×0.6×0.9

=26.98KN

Lx、Ly——单肢立杆纵向、横向间距。

N=26.98<[N]=30KN

单杆受力满足要求。

（2）支座处底板位置，最大分布荷载

N=（1.2Q1+1.2Q2+1.4Q3）×Lx×Ly=[1.2（q1-3+q1-4）+（1.2×q2-1）+1.4（q3-1+q3-2+q3-3）]×0.6×0.6

=[1.2（q1-3+q1-4）+1.2Q2+1.4（q3-1+q3-2+q3-3）]×0.6×0.6

=[1.2×（0.7+2）+1.2×（26×2.05）+1.4×（1+2+2）]×0.6×0.6

=26.71KN

Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，

N=26.98<[N]=30KN

单杆受力满足要求。

（3）翼缘板位置立杆计算：

N=（1.2Q1+1.2Q2+1.4Q3）×Lx×Ly=[1.2（q1-2+q1-3+q1-4）+（1.2×q2-1）+1.4（q3-1+q3-2+q3-3）]×1.2×1.2

=[1.2（q1-2+q1-3+q1-4）+1.2Q2+1.4（q3-1+q3-2+q3-3）]×1.2×1

=[1.2×（0.7+2+0.8+）+1.2×（26×2.05）+1.4×（1+2+2）]×1.2×1

=24.67KN

Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，

立杆分布纵向1.2m，横向1.0m，横杆层距（即立杆步距）1.2m，则

N=26.98<[N]=30KN

单杆受力满足要求。

5、支架立杆稳定性验算

碗扣式满堂支架是组装构件，单根碗扣在承载力允许范围内就不会失稳，因此此以轴心受压的单根立杆进行验算：

公式：

N≤[N]=ΦA[ó]

碗扣件采用外径48mm，壁厚3.5mm，A＝489mm2，A3钢，I＝10.78*104mm4则，回转半径i=（I/A）1/2=1.58cm,查《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》表B2：

钢管截面特性取值。

跨中底板按横杆步距：

h=120cm计算。

跨中底板钢管长细比λ＝L/i=120/1.58=75.9<[λ]=250取λ＝76；

轴心受压杆件，查《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》附录C：

Q235A钢管轴心受压构件的稳定系数

Φ＝0.744，

[ó]=205MPa

立杆最大承载力：

[N]=0.744×489×205=74582.28N=74.6KN

支架立杆步距120cm中受最大荷载的立杆位于支座处底板，其N＝26.71KN小于[N]=74.6KN（见前碗扣立杆受力验算）

由上可知：

支架稳定性满足要求。

支架风荷载验算，

本方案中涉及的支架最大支架高7.0m,按规定不需要进行风荷载验算。

6、模板方木受力计算

（1）10cm×15cm木方

梁板下10×15纵向方木横向分配间距取30cm。

10×15cm方木采用木材材料为取TC13-B类，查《简明施工计算手册》得其容许应力，弹性模量：

[σw]＝10Mpa，E＝9×103，10cm×15cm方木的截面特性：

W＝10×152/6＝375cm3

I=10×153/12=2812.5cm4

①在支座处梁板部位：

10cm×15cm纵向分配梁验算：

作用在分配梁上荷载混凝土、施工荷载、混凝土振捣产生的荷载底模板荷载，分配梁自身荷载，跨中部位的荷载Q1=q1-1+q1-3,Q2=q2-1及Q3=q3-1+q3-2,立杆纵向间距为90cm，横向间距为60cm.

aP计算：

10×15cm横向分配梁间距为30cm,其分配情况如上图：

P=（Q1+Q2+Q3）×0.6×0.3＝（0.7+2+26×2.05+1+2+2）×0.6×0.3=10.98KN

b强度计算：

Mmax=KMPl

查《简明施工计算手册》表2-14得KM=0.289

Mmax=0.289×7.704×0.6=1.9KNm

σw=Mmax/w=1.8×106/375×103＝5.08MPa<[σw]=10MPa满足要求

c挠度计算：

Wmax=KWPl3/100EI,查《简明施工计算手册》表2-14得KW=2.716

=2.716×7.704×103×6003/100×9×103×2812.5×104

＝0.25mm

②跨中底板位置计算

aP计算：

作用在分配梁上荷载混凝土、施工荷载、混凝土振捣产生的荷载底模板荷载，分配梁自身荷载，底板部位的荷载，腹板部位的荷载Q1=q1-1+q1-3,Q2=q2-1分Q3=q3-1+q3-2,立杆纵向间距为90cm，横向间距为60cm.

10×15cm横向分配梁间距为30cm，其分布情况如下图：

作用在背带上荷载为P=（Q1+Q2+Q3）×0.3×0.6＝（0.7+2+26×1.35+1+2+2）×0.3×0.6=7.704KN

b强度计算：

所以Mmax=0.289×13.6×0.9=2KNm=2×106Nmm

σw=Mmax/w=3.5×106/375×103＝5.3MPa<[σw]=10MPa满足要求

c挠度计算：

Wmax=2.716×13.6×103×6003/100×9×103×2812.5×104

＝0.6mm

（2）10×10cm木方分配梁受力计算

10×10cm方木采用木材材料为TC13-B类，查《简明施工计算手册》得其容许应力，弹性模量：

[σw]＝10MPa，E＝9×103。

10cm×10cm方木的截面特性：

W＝10×102/6＝167cm3

I=10×103/12=833cm4

在全梁范围内横木布置间距为30cm，受力最大处在支座处：

10cm×10cm纵向分配梁验算：

支座底板部位的砼荷载Q1=q竹胶板,Q2=q2-1及Q3=q3-1+q3-2,纵向分布方木横向间距为30cm,横向方木间距30cm

P=（Q1+Q2+Q3）×0.3×0.3＝（0.7+2+26×2.05+1+2+2）×0.3×0.3=5.49KN

a强度计算：

Mmax=3Pl/16=22.7×0.32/8=0.25KNm=0.31×106Nmm

σw=Mmax/w=0.25×106/167×103＝1.85MPa<[σw]=10MPa满足要求

b挠度计算：

Wmax=63Pl3/384n3EI

=63×1.85×103×3003/384×9×103×833×104×8

＝0.014mm

c抗剪验算

[τ]=1.7Mpa

τ=KVqL/A=0.45×5.49×103×0.9/（0.1×0.1）=0.25Mpa＜[τ]=1.7Mpa

方木计算满足要求。

（3）竹胶板模板受力计算

①荷载：

按横梁部位荷载进行计算，作用在竹胶模板荷载有：

混凝土、施工荷载、混凝土振捣产生的荷载，竹胶板自身荷载。

全桥下方木布置形式相同，古支座处模板应力最大，现验算支座下竹胶板。

均布荷载荷载：

q=（Q1+Q2+Q3）×0.3=（0.7+26×2.05+1+2+2）×0.3=17.7KN/m,

②计算模式：

竹胶模板面板宽122cm,其肋（背木）间距为30cm，因此，面板按三跨连续梁进行计算。

③面板验算

面板规格:

2440mm×1220mm×15mm

a强度验算

竹胶面板的静曲强度：

[σ]纵向≥70Mpa，[σ]横向≥50Mpa

跨度/板厚=300/15=12＜100，属小挠度连续板。

查《简明施工计算手册》表2-14得Km=0.101

Mmax=KmqL2=0.101×17.7×0.32=0.16N.m=0.16×106Nmm

面板截面抵抗矩:

W=bh2/6=300×152/6=11250mm3

σ=M/W=0.15×106/11250=14.3N/mm2＜[σ]横向=50Mpa，满足要求。

b挠度验算

查LY/T1574-2000《混凝土模板用竹材胶合板》得

竹胶面板的弹性模量：

[E]纵向≥6×103Mpa，[E]横向≥4×103Mpa

考虑竹胶面板的背带为10cm×10cm木方，面板的实际净跨径为200mm，故

ω=KωqL4/（100EI）=0.99×17.7×10-3×2004/（100×4×103×300×153/12）

=0.08mm＜[ω]=l/500=0.4mm，满足要求。

（4）钢管立杆验算

钢管长细比

=120/1.58=75.9

查表得整体稳定系数

=0.703

单根立杆轴力设计值N：

由跨中板底立杆N=26.98KN

支座处底板立杆N=26.71KN

σ=26980/（0.703×489）=78.48N/mm2<205N/mm2（满足）。

支架底地基属景北大道路基及其附属结构，地基承载力按三级道路考虑取115Kpa

跨中立杆地基承载力验算：

按一块立杆底座所占砼地坪面积计算：

A=0.6×0.9=0.36m2

=49.96Kpa<115Kpa，满足要求。

支座处立杆地基承载力验算：

按一块立杆底座所占砼地坪面积计算：

A=0.6×0.6=0.36m2

=74.19Kpa<115Kpa，满足要求。

四、跨路门洞验算

1、门洞搭设方案

XXXXXXXXX大桥宽11.68m，其中翼缘板2×1.05米，XXXXXXXXX大桥（西南联络线）宽11.68m，其中翼缘板2×1.05米；跨中梁板厚度1.35米。

景北大道采取左右幅分别搭设两车道门洞的方式疏解交通。

单幅门洞宽为8m，（计算荷载时取9m），采用直径φ609壁厚14mm的钢管作支撑柱，钢管柱每根长4.0m，钢管横桥向布置（顺被跨道路），采用双拼30H型钢布设在支撑柱上作横向分配梁，50a型钢顺桥向作纵向分配梁，其上搭设钢管支架调整标高。

钢管支架顺桥向间距60cm，横桥向间距60；钢管支架上布设15*10cm方木顺桥向分配梁，间距30cm10*10cm方木横向分配梁，间距30cm，模板为15mm竹胶板。

1.顺桥向布置形式：

采用50a工字钢。

顺桥向布置间距为0.45m，工字钢每根长9.5m。

2.横桥向布置：

横桥向采用两根30H型钢双拼而成，上方铺设顺桥向50a工字钢。

详见下图：

“单跨式门洞支架示意图”。

3.门洞搭设、拆除及防护措施

门洞搭设施工时，先测量放线砼基础及钢管柱的准确位置。

门洞施工提前7天请示相关管理部门对其一侧道路进行封锁，门洞搭设前对进场的钢管柱、工字钢进行检查，钢管柱、工字钢的质量应符合规范要求，不准使用弯瘪、有裂缝的钢管柱和工字钢。

门洞严格按照设计纵横间距、尺寸进行搭设，严禁随意更改，如确实需要更改的，需经技术人员检查并确认对结构无影响时，方可更改。

每搭完一步以后，应按规定效正布距及垂直度。

安装时应随搭设高度设置“四步一隔离”，保障施工人员安全。

在门洞前后设置充足的照明和标识，确保昼夜车辆、行人安全通行，并派值班人员看护警示标志、器具，防止损坏，引起事故，同时值班人员应提醒行人和车辆注意安全。

拆除门洞时，应设置警戒区和警戒标志，并由专职人员负责警戒。

拆除应在统一指挥下，按后装先拆、先装后拆的顺序及下列安全作业的要求进行，应从一端走向另一端、自上而下逐层进行。

拆除工作中，使用安全防护用品；严禁使用榔头等硬物击打、撬挖，拆除下的下部件放到安全袋中以防坠物伤人。

现浇梁施工期间跨路处设置钢管桩门式门洞，在过路口前方设置警示标志和限高钢架，并派专人负责交通安全。

门洞底部浇筑宽1.0m，高0.5m防撞导向墩，砼标号C30，起到同时引导车辆通过和防止车辆碰装支架的作用。

防撞导向墩涂刷黑黄相间反光漆起到警示作用。

门洞工字钢上方设置防护网及满铺竹胶板，防止高空坠物造成对交通车辆的影响。

2、门洞验算

1）荷载计算

（1）模板及模板支撑架荷载Q1：

通过计算模板荷载如下：

a、侧模：

取q1－2=0.8KN/m2；

b、底模（包括背带木）：

取q1－3=0.7KN/m2；

支撑柱的高度为40m.

跨中砼比重取：

26KN/m3

（2）跨中荷载分布图：

（3）施工荷载Q3：

施工人员及设备荷载取q3-1=1.0KN/m2。

振捣荷载，取q3-2=2KN/m2，

混凝土浇筑荷载q3-3=2KN/m2

2）型钢检算：

顺桥向布置形式：

采用50a工字钢。

顺桥向，布置间距为0.45m，底板位置布置间距为0.9m，每根长12m。

规格：

50a工字钢

惯性矩Ix=46472cm4；截面模量Wx=1858.9cm3；

E=2100000kg/cm2，

单位重量:

93.61Kg/m=0.93KN/m；

顺桥向工字钢受力检算图：

顺桥向线荷载施工荷载为：

XXXXXXXXX大桥（西南联络线）q‘西=26×5×1.35+26×0.3×2+（1+2+2+0.7+2+0.8）×7=250.6KN/m

XXXXXXXXX大桥q‘正=26×9.58×1.35+26×0.3×2.1+（1+2+2+0.7+2+0.8）×11.68=451.92KN/m

考虑1.4的系数：

则总荷载为：

XXXXXXXXX大桥（西南联络线）q西=245*1.4=350.84KN/m

XXXXXXXXX大桥q正=442.57*1.4=632.67KN/m

分别分配到15、27根工字钢上，则每根工字钢钢上的均布荷载+工字钢自重为：

Q西=350.84/15+0.93=24.3KN/m

Q正=632.67/27+0.93=24.36KN/m

最大弯矩

M西=q西l2/8=0.125×24.3×92=246KN.m

M正=q正l2/8=0.125×24.36×92=246.6KN.m

弯曲应力：

σ西=M西/wx=246×103/（1858.9×10-6）×10-6=132.3Mpa<[σ]=205Mpa

σ正=M正/wx=246.6×103/（1858.9×10-6）×10-6=132.7Mpa<[σ]=205Mpa

挠度：

ω西=（5×24.3×94）/（384×2.1×104×4.6472）

=21.27mm<[w]=9/400=22.5mm

ω正=（5×24.36×94）/（384×2.1×104×4.6472）

=21.3mm<[w]=9/400=22.5mm

顺桥向布置满足要求。

横桥向布置：

横桥向采用两根30H型钢双拼而成，按均布荷载考虑间距为2.0m的三等跨连续梁计算,取中间的两根型钢进行计算：

均布荷载计算：

q西=2×0.93+9×350.84/（2×7）=227.4KN/m

q正=2×0.93+9×632.67/（2×11.68）=245.6KN/m

按正线门洞进行核算

最大弯矩M

M正=0.08×ql2=0.08×245.6×3.02=176.832KN.m

弯曲应力：

σ正=M/wx=98*103/（2*450667*10-9）=196.2Mpa<[σ]=215Mpa

挠度：

ω正=0.677*qL4/（100EI）=0.677×136×103×3.04/（100×2.1×105×106×2×67600000×10-12）=3.4mmm

满足要求。

3）钢管柱的验算

钢管柱采用外径609mm,壁厚14mm的钢管，截面积为：

257.736cm2，XXXXXXXXX大桥（西南联络线）横桥向布置4根，间距7/3=2.33，取2.5m检算；XXXXXXXXX大桥横桥向布置6根，间距11.68/5=2.336，取2.5m检算，每根钢管柱承重为：

G西=2071.44/8=258.93KN

G正=3879.675/12=323.3KN

按正线进行检算

钢管惯性半径为：

i=（I/A）1/2=（3.14*（R4-r4）/4*A）1/2

=（3.14*（0.34-0.2864）/（4*257.736*10-4））1/2

=0.207

长细比：

λ=µL/i=1*4.0/0.207=19.3,查表的Ψ为：

0.98

钢管最大轴向压力为：

N=393.26+2.0*4.0=324.1KN

钢管抗弯截面系数

W=3.14*（R4-r4）/（4*R）=3.687*10-3

截面积为：

A=257.736cm2

[σ]=Ψσd=0.98*182=178.4Mpa

σ=323.1/（AΨ）

=401.26*103/（0.98*257.736*10-4）

=12.79Mpaσ<[σ]

钢管柱满足要求。

4）基础验算

按一根609顶撑管底座所占砼条形基础地坪面积计算：

A=1.5×3=4.5m2

=71.8Kpa小于设计提供的地基承载力值115Kpa，满足要求。

综上计算，故本方案门洞支撑体系符合要求。