一份完整的跨线桥满堂支架施工方案.docx
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一份完整的跨线桥满堂支架施工方案
一份完整的跨线桥满堂支架施工方案（力学分析详细）
一、工程概况
纬七路东进Q2标桥梁工程从14号桥墩（不包括14号桥墩）至25号桥台（起止点桩号
K5+163.65～K5+513.4，长348.75米）。
共包括五、六、七三联，其中14～17号墩为3×28m三跨第五联，17～21号墩为（30.5+45+45+30.5）m四跨第六联，21～25号墩为4×28m四跨第七联。
（一）、标准段梁：
采用4×28m、3×28m四跨、三跨一联预应力混凝土等高度连续箱梁。
横桥向为单箱六室箱梁截面，标准段箱梁设计箱梁顶宽24.5m，底板17.5m,梁高1.65m，翼缘板宽度1.25m,顶板厚度22cm，底板厚度22cm或40cm（底板与腹板和横隔梁过渡段），腹板厚度40cm，拟实施施工的第五联为3×28m、第七联为4×28m的预应力混凝土连续箱梁（详见《Q2标施工图设计》）。
箱梁采用纵横向预应力体系，真空压浆工艺。
中间墩与交接墩均采用双柱框架墩，每个墩柱断面尺寸为1.5m×1.5m（横桥向×纵桥向），并设10×10cm倒角。
承台为矩形，平面尺寸为8.0m×6.5m（横桥向×纵桥向），承台厚度2.5m。
基础为4根直径1.5m钻孔摩擦桩，桩长40～50m。
（二）、大明路跨线桥：
采用（30.5+45+45+30.5）=151m四跨一联预应力混凝土变高度连续箱梁。
横桥向为单箱六室箱梁截面，箱梁顶板宽24.5m，箱梁跨中处底板宽17.5m，中支点处底板宽14m。
箱梁跨中梁高1.65m，中支点梁高2.7m，翼缘板宽度1.25m,顶板厚度25cm，底板厚度25cm、40cm或50cm（底板与腹板和横隔梁过渡段），腹板厚度60cm，拟实施施工的第六联为30.5+45+45+30.5m的预应力混凝土连续箱梁（详见《施工图设计Q2标段》第六联箱梁断面图）。
箱梁采用纵横向预应力体系，真空压浆工艺。
主墩采用双柱框架墩，每个墩柱断面尺寸为1.8m×1.8m（横桥向×纵桥向），并设10×10cm倒角。
承台为矩形，平面尺寸为10.5m×9.5m（横桥向×纵桥向），承台厚度3.5m。
基础为8根直径1.5m钻孔摩擦桩，桩长39.1～39.5m。
二、计算依据
《南京市纬七路东进建设工程施工图》
《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。
截面参数和材料力学性能指标：
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）
483.54.89*e21.219*e55.08*e315.7838.4
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:
25×（0.22+0.22）=11KPa
箱梁底板厚度为40cm:
25×（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:
腹板和端、中横隔梁：
41.25×0.05=2.06KPa
箱梁底板厚度为22cm:
11×0.05=0.55KPa
箱梁底板厚度为40cm:
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：
2.0kPa
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:
q=1.2×（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:
q=1.2×（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。
荷载组合:
q1=[1.2×（41.25+2.06）+1.4×（2.0+2.0+2.5）]×0.2+6×0.10×0.10=12.27KN/M
承载力计算:
强度:
Mmax=q1l2/10=12.27×0.63/10=0.265KN.m
σmax=Mmax/W=0.265×106/1.67*105=1.58MPa<[σ0]=10.8MPa合格
刚度:
荷载:
q=1.2×（41.25+2.06）×0.2=10.39kN/m
f=ql4/150EI=10.39×6004/150×9.9×103×8.33*106=0.11mm
[f0]=600/400=1.5mm
f<[f0]合格
（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：
强度：
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
刚度：
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合格
（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]合格
强度验算：
σa＝N/Aji=24.29×1000/489=49.67MPa＜[σa]=140MPa合格
（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
（1）、底模检算
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。
荷载组合:
q=1.2×（15.5+0.78）+1.4×（2.0+2.0+2.5）=28.64kN/m
竹胶板（δ＝15mm）截面参数及材料力学性能指标:
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:
强度：
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合格
刚度：
荷载:
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。
荷载组合：
q1=[1.2×（15.5+0.78）+1.4×（2.0+2.0+2.5）]×0.2+6×0.1×0.1=5.79KN/M
承载力计算：
强度：
Mmax=q1l2/10=5.79×0.62/10=0.208KN.m
σmax=Mmax/W=0.208×106/8.33×104=2.5MPa<[σ0]合格
刚度：
荷载:
q=1.2×（15.5+0.78）×0.3=5.86kN/m
f=ql4/150EI=5.86×6004/150×9.9×103×8.33×106=0.61mm
[f0]=600/400=1.5mm
f<[f0]合格
（3）纵向方木检算
纵向方木规格为10×15cm，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=5.75×0.6=3.45kN
纵向方木自重：
g＝6×0.1×0.15＝0.09kN/m
承载力计算：
力学模式：
强度：
按最大正应力布载模式计算：
支座反力R＝（3.45×3+0.09×0.6）/2=5.20KN
最大跨中弯距Mmax＝5.20×0.3-0.06×0.32/2-3.45×0.2＝0.87KN.m
σmax＝Mmax/W＝0.87*106/3.75*105＝2.32MPa＜[σ0]=10.8MPa合格
刚度：
按最大支座反力布载模式计算：
集中荷载:
P=（5.75×4-1.4×（2.0+2.0+2.5））×0.6=8.34kN/m
f＝Pl3/（48EI）+5ql4/（384EI）＝
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合格
（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（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
安全起见满堂式碗扣支架按10米高计，其自重为：
g=10*0.235=2.35KN
单根立杆所承受的最大竖向力为：
N=10.36+2.35=12.71kN
立杆稳定性：
横杆步距为按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]合格
强度验算：
σa＝N/Aji=21.3*1000/489=43.6MPa＜[σa]=140MPa合格
（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
（1）、底模检算
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。
荷载组合:
q=1.2*（11+0.55）+1.4*（2.0+2.0+2.5）=22.96kN/m
竹胶板（δ＝15mm）截面参数及材料力学性能指标:
W=bh2/6=1000*152/6=3.75*104mm3
I=bh3/12=1000*153/12=2.81*105mm3
承载力检算:
强度：
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合格
刚度：
荷载:
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合格
（2）、横向方木检算
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。
荷载组合：
q1=（1.2*（11+0.55）+1.4*（2.0+2.0+2.5））*0.3+6*0.1*0.1=6.95kN/m
承载力计算：
强度：
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合格
刚度：
荷载:
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合格
（3）纵向方木检算
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。
荷载组合：
横向方木所传递给纵向方木的集中力为：
箱底:
P=6.9*0.9=6.21kN
纵向方木自重：
g＝6*0.1*0.15＝0.09kN/m
承载力计算：
力学模式：
强度：
按最大正应力布载模式计算：
支座反力R＝（6.21*3+0.09*0.9）/2=9.36KN
最大跨中弯距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合格
刚度：
按最大支座反力布载模式计算：
集中荷载:
P=（6.9*4-1.4*（2.0+2.0+2.5））*0.9=16.65kN/m
f＝Pl3/（48EI）+5ql4/（384EI）＝
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合格
（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（以跨度0.9米计算）：
P1=（1.2*（11+0.55）+1.4*（2.0+2.0+2.5））*0.92+0.09*0.9=21.31kN
安全起见满堂式碗扣支架按10米高计，其自重为：
g=10*0.235=2.35KN
单根立杆所承受的最大竖向力为：
N=21.31+2.35=23.66kN
立杆稳定性：
横杆步距为按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]合格
强度验算：
σa＝N/Aji=23.66*1000/489=48.38MPa＜[σa]=140MPa合格
（5）地基承载力不需再进行验算。
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
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：
25×2.7=67.5KPa
箱梁底板厚度为50cm:
25×（0.25+0.5）=18.75KPa
③模板自重（含内模、侧模及支架）以砼自重的5%计,则:
腹板和端、中横隔梁：
67.5×0.05=3.375KPa
箱梁底板厚度为50cm:
18.75×0.05=0.938KPa
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：
2.0kPa
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:
q=1.2×（②+③）
3.3.2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。
荷载组合:
q=1.2×（67.5+3.375）+1.4×（2.0+2.0+2.5）=94.15kN/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=94.15×0.2×0.2/10=0.376KN.M
σmax=Mmax/W=0.376×106/3.75×104=10.02MPa<[σ0]=80MPa合格
刚度：
荷载:
q=1.2×（67.5+3.375）=85.05kN/m
f=ql4/150EI=85.05×2004/150×6×103×2.81×105=0.43mm
[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。
荷载组合:
q1=[1.2×（67.5+3.375）+1.4×（2.0+2.0+2.5）]×0.2+6×0.1×0.1=18.89KN/M
承载力计算:
强度:
Mmax=q1l2/10=18.89×0.63/10=0.408KN.m
σmax=Mmax/W=0.408×106/8.33×106=4.9MPa<[σ0]=10.8MPa合格
刚度:
荷载:
q=1.2×（67.5+3.375）×0.2=17.01kN/m
f=ql4/150EI=17.01×6004/150×9.9×103×8.33×106=0.27mm
[f0]=600/400=1.5mm
f<[f0]合格
（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=18.85×0.6=11.31kN
纵向方木自重：
g＝6×0.1×0.15＝0.09kN/m
承载力计算：
力学模式：
强度：
按最大正应力布载模式计算：
支座反力R＝（11.31×3+0.09×0.6）/2=16.99KN
最大跨中弯距Mmax＝16.99×0.3-0.06×0.32/2-7.34×0.2＝3.62KN.m
σmax＝Mmax/W＝3.62*106/3.75*105＝9.6MPa＜[σ0]=10.8MPa合格
刚度：
按最大支座反力
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