盖梁支架计算书.docx

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盖梁支架计算书

盖梁碗扣式支架计算书

一、工程概况：

宁高城际轨道交通二期TA06标段工程起讫点桩号为DK44+101.52～DK52+389.36，主线全长8.29公里，施工范围包括：

石臼湖特大桥南段、高淳北站、高淳特大桥、高淳站、高淳站折返线及出入段线。

全线共2个车站，桥梁共计长8895.5m。

高淳特大桥里程范围为DK45+946.340-DK52+098.69，桥梁全长6152.35m，1～165#桥墩全部位于南京至高淳新通道的隔离带内，166～175#墩采用门式墩跨越新通道，门式墩左柱位于新通道中间分隔带内，右柱位于新通道坡脚外侧，桥址地势平坦，门式墩上部为盖梁。

盖梁施工里程号：

DK50+757.060-DK50+967.060全长210m，共计9个盖梁，盖梁呈倒置梯形，顶宽2.8m，底宽2.2m，盖梁全长24.4m，盖梁高2.5m，其中墩柱与盖梁材料分界处高3m。

二、结构形式

盖梁

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箱梁支架地基处理，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×10cm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×10cm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，底模板采用定制木模板，后背10cm×10cm木方，然后直接铺装在10cm×10cm、木方分配梁上进行连接固定；

根据盖梁施工技术要求、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：

盖梁支架间距为：

0.6m（横桥向）

0.6m（顺桥向），步距为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底托高度，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8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。

2、碗口式支架特性

（1）WJ碗扣为Φ48×3.5mm钢管；

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q1－1=0.8KN/m2；

b、底模（包括背带木）：

取q1－2=0.7KN/m2；

c、碗扣脚手架荷载：

通过计算得

按支架搭设高度12.2米计算（含剪刀撑）：

q1-3=1.8KN/m2。

砼比重取：

26Kg/m3

（2）新浇筑混凝土自重标准值Q2：

Q2取值25kN/m³

（3）施工荷载Q3：

施工人员及设备荷载取Q3=1.0KN/m2。

查《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》4.2.5条取值

（4）浇筑和振捣混凝土时产生的荷载标准值（Q4）可采用1.0kN/㎡；

（5）风荷载产生的轴向力（kN）Q5；

4、碗扣立杆受力计算

单肢立杆轴向力计算公式N＝1.2（Q1+Q2）+0.9*1.4[（Q3+Q4）LXLY+Q5]

式中：

Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，查《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》5.6.1条取值。

（1）标准段跨中断面，最大分布荷载：

N＝1.2（Q1+Q2）+0.9*1.4[（Q3+Q4）LXLY+Q5]

=1.2*（0.8+0.7+1.8+25）+0.9*1.4[（1+1）*0.6*0.6+0.28]=36.48

Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，

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。

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

[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梁跨中断面处，其N＝36.48KN（见前碗扣立杆受力验算）

由上可知：

36.48KN＝N≤[N]=74.6KN

支架风荷载验算，

本方案中涉及的支架最大支架高9.0m,按规定应进行风荷载验算。

作用于脚手架及模板支撑架上的水平风荷载标准值，按下式计算：

Wk=0.7μz·μs·Wo（4.2.6）

式中：

Wk——风荷载标准值（kN/m2）；

μz——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定采用，见附录A表A，取μz=1.00

μs——风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定的竖直面取0.8；

Wo——基本风压（kN/m2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定采用，见附录A图A。

取0.5KN/m2

Wk=0.7μz·μs·Wo

=0.7*1.00*0.8*0.5

=0.28kN/m2

风荷载转化为节点荷载参考《脚手架结构计算及安全技术》第四节模板支撑架的设计及计算：

W=Wk·S格·γ

=0.28*0.9*1.2*1.4

=0.43KN

分配在立杆上的力为：

=0.42*1.2/0.9=0.56KN

分配在斜杆上的力为：

=

梁体及围挡风荷载计算

Wk=0.7μz·μs·Wo·φ　　　（4.2.6）

式中：

Wk——风荷载标准值（KN/m2）；

　　　μz——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定采用1.0；

　　　μs——风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定的竖直面取0.8；

　　　Wo——基本风压（KN/m2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定采用0.5；

φ——挡风系数，满挂密目网取0.8，实体取1

梁体风荷载Wk梁=0.7μz·μs·Wo

=0.7×1.0×0.8×0.5

=0.28KN/m2

围挡风荷载Wk围=0.7μz·μs·Wo·φ

=0.7×1.0×0.8×0.5×0.8

=0.22KN/m2

风荷载转化为节点荷载参考《脚手架结构计算及安全技术》第四节模板支撑架的设计及计算：

W1=（Wk梁+Wk围）·S格·γ

S格=1.2×0.9㎡，支架步距1.2m，纵向间距0.9m；

γ=1.4，可变荷载安全系数。

W1=（0.22+0.28）×1.2×0.9×1.4=0.76KN

分配在立杆上的力为：

=0.76*1.2/0.9=1.00KN

分配在斜杆上的力为：

=

斜杆强度计算：

斜杆长细比：

λ＝L/λ=150/1.58=94.9<[λ]=250，查表得φ0.626

斜杆承载力：

Nx=φ·A·f=0.626×489×205=62753N>Ws,采用旋转扣件连接斜杆，其承载力为8KN>Ws=1.3+0.7=2.1KN，合格。

立杆结构自重计算：

Nv=7×39.7×2×15+3×140.2×16=15067N>Wv=1.13KN,合格。

结论：

支架立杆的稳定承载力满足稳定要求。

6、模板方木受力计算

（1）10cm×10cm木方

10×10cm方木采用木材材料为TC13-B类（东北落叶松），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

①在梁端腹板部位：

10cm×10cm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，腹板部位的荷载Q1=q1-1+q1-3,Q2=q2-1及Q3=q3-1+q3-2,立杆纵向间距为60cm，横向间距为30cm.

aP计算：

10×10cm横向分配梁间距为30cm,其分配情况如上图：

P=（Q1+Q2+Q3）×l横×0.3＝（75.83+1+0.7+1+2）×0.3×0.3=7.2KN

b强度计算：

Mmax=KMPl

查《简明施工计算手册》表2-14得KM=0.289

Mmax=0.289×7.2×0.9=1.8KNm

σw=Mmax/w=1.8×106/375×103＝4.8MPa<[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

=2.716×7.2×103×9003/100×9×103×2812.5×104

＝0.36mm

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90cm.

10×10cm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（Q1+Q2+Q3）×l横×0.9＝（0.7+1+1+2+12.13）×0.9×0.9=13.6KN

b强度计算：

所以Mmax=0.289×13.6×0.9=3.5KNm=3.5×106Nmm

σw=Mmax/w=3.5×106/375×103＝9.3MPa<[σw]=10MPa满足要求

c挠度计算：

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

＝0.20mm

（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

①在梁端腹板部位：

10cm×10cm纵向分配梁验算：

按荷载分布图取一跨30㎝荷载最大，

腹板位置底板部位的砼荷载Q1=q竹胶板,Q2=q2-1及Q3=q3-1+q3-2,立杆横向间距为30cm,横向方木间距30cm

aq均计算：

10×10cm横向分配梁间距为30cm，

q均=（Q1+Q2+Q3）×0.3＝75.83×0.3=22.7KN/m

b强度计算：

Mmax=q均l2/8

=22.7×0.32/8=0.25KNm=0.25×106Nmm

σw=Mmax/w=0.25×106/167×103＝1.5MPa<[σw]=10MPa满足要求

c挠度计算：

Wmax=5q均L4/384EI

=5×16.7×10-3×3004/384×9×103×833×104

＝0.23mm

②在底板部位：

10cm×10cm横向带木验算：

底板位置部位的砼荷载q=12.13KN/m2,立杆纵向间距为90cm，横向间距为90cm,横向方木间距30cm

aq均计算：

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Q1=q1-1+q竹胶板,Q2=q2-3及Q3=q3-1+q3-2,q=12.13KN/m2,立杆横向间距为90cm,横向方木间距30cm

10×10cm横向分配梁间距为30cm，其分布情况如上图：

q均=（Q1+Q2+Q3）×0.3＝12.13×0.3=3.64KN/m

b强度计算：

Mmax=KMPl

查《简明施工计算手册》表2-14得KM=0.101

Mmax=0.101×3.64×0.92=0.3KNm=0.30×106Nmm

σw=Mmax/w=0.30×106/167×103＝1.8MPa<[σw]=10MPa满足要求

c挠度计算：

Wmax=KWq均l3/100EI,查《简明施工计算手册》表2-14得KW=0.99

Wmax=0.99q均l4/100EI

=0.99×3.64×10-3×9004/100×9×103×833×104

＝0.17mm

d抗剪验算

[τ]=1.7Mpa

τ=KVqL/A=0.45×9.84×103×0.9/（0.1×0.1）=0.44Mpa＜[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。

横梁部位的荷载：

q均=（Q1+Q2+Q3）×0.3=75.83×0.3=22.7KN/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=0.101×22.7×0.32=0.2N.m=0.2×106Nmm

面板截面抵抗矩:

W=bh2/6=300×152/6=11250mm3

σ=M/W=0.15×106/11250=13.3N/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）=0.99×22.7×10-3×2004/（100×4×103×300×153/12）

=0.11mm＜[ω]=0.4mm=l/500，满足要求。

C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：

按一格所占面积

N=28.69KN

σ=28690/（0.703×489）=83.45N/mm2<215N/mm2（满足）。

立杆底地基承载力：

底座承载力（抗压）取40KN

则N=28.69KN＜40KN（满足）

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

=79.7Kpa，满足要求。