现浇箱梁贝雷支架计算书.docx
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现浇箱梁贝雷支架计算书
某河桥现浇箱梁贝雷支架计算书
一、计算依据
《路桥施工计算手册》、《建筑施工脚手架实用手册》、《装配式公路钢桥多用途使用手册》、《公路桥涵施工技术规范》、《混凝土工程模板与支架技术》、《预应力混凝土桥梁施工技术要点》、《建筑荷载设计规范》、《实用五金手册》。
二、模板及支架材料的选用
（1）箱梁底模和侧模均采用厚为15mm的竹胶合板，底模下纵桥向铺10cm×10cm方木，横桥向铺15cm×15cm方木；侧模立柱和横档均采用10cm×10cm方木。
整桥采用钢管柱上接工字钢，工字钢上架设单排单层贝雷片支架，支架基础采用C15混凝土条形基础，钢管柱与混凝土基础采用预埋法兰盘连接。
（2）在端横梁薄壁墩外侧部位底模和侧模也采用厚为15mm的竹胶合板，底模下横桥向铺10cm×10cm方木，纵桥向铺15cm×15cm方木，支撑采用钢管柱上架设工字钢的支架方式，钢管柱与承台采用预埋法兰盘连接，钢管柱与工字钢采用焊接。
侧模立柱和横档均采用10cm×10cm方木。
方木材质为松木。
三、支架初步设计
（1）支架基础采用C15混凝土条形基础，结构尺寸为4000cm×200cm×50cm；基础上采用直径Φ=325mm，厚δ=10mm的钢管柱，钢管柱与混凝土基础采用预埋法兰盘连接。
在钢管柱上横桥方向铺设双排I28b工字钢，钢管柱与工字钢连接处设卸落箱，卸落箱采用直径Φ=377mm，厚δ=15mm，高350mm的圆形钢管，砂箱顶心采用直径Φ=325mm，厚δ=12mm，高300mm的钢管，顶心的卸落高度为150mm，放入砂箱的深度为150mm。
顶心与工字钢采用焊接。
工字钢上纵桥向架设单排单层200型贝雷片。
贝雷片上铺设方木作为箱梁模板的纵、横肋，净间距由计算推算。
侧模立柱和横档净间距也由计算推算。
（2）在端横梁薄壁墩外侧部位支架采用双排直径Φ=146mm，厚δ=6mm的钢管柱，钢管柱中心距为1.1m，钢管柱与承台用预埋法兰盘连接，与工字钢采用焊接。
柱上横桥向铺设I36b工字钢，工字钢上铺设方木作为模板的纵横肋，净间距由计算推算。
侧模立柱和横档净间距也由计算推算。
四、地基处理
由于地基承载力低，需将地基进行处理，基础处理采用：
将河道内软土全部挖除后用机械碾压密实，然后按基础设计高程用粘性土进行回填，回填时应分层压实，分层厚度不得大于30cm，密实度应大于90%。
在回填土上铺30cm厚的级配碎石垫层，级配碎石宽240cm，长4400cm。
（见图1钢柱基础图）
四、模板、支架受力分析
1.梁端部分箱室处顶板混凝土厚0.25m，底板厚0.35；翼板部分混凝土最大厚度为0.5m；跨中部分箱室处顶板混凝土厚0.25m，底板混凝土厚0.2m。
计算时按梁端部分箱室处混凝土厚度计算，控制箱梁各箱室处、翼板处的底模、楞木的设计。
2.梁端部分腹板厚2.98m，计算时按此厚度控制梁端和中跨腹板处底模、小肋、大肋、贝雷梁、工字钢的设计。
3.梁端薄壁墩外侧部位，混凝土最厚部分为2.98m，以此厚度计算控制梁端薄壁墩外侧部位处的底模、小肋、大肋、工字钢的设计。
4.
施工时，箱梁分2次浇注，第1次先浇注底板和腹板混凝土，第二次浇注顶板及翼板混凝土（见图2）。
在箱梁整体浇注完成后，再浇注拱脚混凝土。
待箱梁整体张拉完成后，才进行钢管拱的施工。
故在计算模板、支架时，不考虑拱脚混凝土和钢管拱。
为简化计算，确保安全，计算时假定箱梁2次混凝土同时施工，并且第一次浇注不分担第二次浇注部分的荷载。
五、施工荷载的取值
1.恒载
（1）梁体自重：
箱梁混凝土标号为C50，混凝土自重取26KN/m3，冲击系数取1.1。
（2）竹胶合板自重取8.5KN/m3。
（3）方木自重取7.5KN/m3。
（4）贝雷片每片每延米自重取1KN/m（包括连接器等附属物）。
2.活载
（1）施工人员、机具、材料及其它临时荷载，在计算模板及其下面的楞木时，按均布荷载2.5KN/m2计算，并以集中荷载2.5KN进行比较，取二者产生的弯矩最大者。
计算支架时，按均布荷载1.5KN/m2计算。
（2）混凝土振捣荷载：
计算底模时取2.0KN/m2，计算侧模时取4.0KN/m2。
（3）荷载组合
根据《建筑荷载设计规范》，均布荷载＝结构重要性系数×（恒载分项系数×恒载设计值＋活载分项系数×活载设计值）。
结构重要性系数取1.0，恒载分项系数取1.2，活载分项系数取1.4。
六、模板计算
1.底模计算
（1）强度条件：
σ<[σm]
qL2
M10
σ＝ ＝
Wbh2
6
式中：
L──底模下小肋净间距；
b──模板宽度，取b=1.0m；
h──模板厚，取h=0.015m；
[σm]── 木材的抗弯拉强度，取[σm]＝13Mpa；
q── 作用在模板上的均布荷载
q＝1.0×｛[（26×H×1.1）+（8.5×0.015×1×1）]×1.2+（2+2.5）×1.4｝＝34.32H+6.453
其中：
H为混凝土的高度。
将上式代入强度条件则有：
L<｛4.875/（34.32H+6.453）｝1/2
当H＝2.98m时，L=0.212m；
H＝0.6m时，L＝0.425m。
（2）刚度条件：
f<[fm]
qL4L128EI
f= <即：
qL3<
128EI400400
其中：
E──木材取E＝9×103KN/m3；
I＝bh3/12
取模板宽b＝1.0m；q不计入振动荷载，则：
q＝1.0×｛[（26×H×1.1）+（8.5×0.015×1×1）]×1.2+2.5×1.4｝＝34.32H+3.653
将上式代入刚度条件，则：
L<{（128/×9×106×1×0.0153/400×（34.32H+3.653）×12）1/3
=（0.81/（34.32H+3.653）1/3
当H＝2.98m时，L＝0.197m；
H＝0.6m时，L＝0.322m。
因此，在梁端及跨中腹板处，小肋净间距采用0.15m；在翼板及箱室处，小肋净间距采用0.30m，能够满足模板强度及刚度要求。
2.侧模计算
（1）新浇混凝土对模板侧压力计算：
按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000），当采用泵送混凝土时，新浇混凝土对侧模板压力采用下式计算：
P＝4.6×v1/4
其中：
P── 新浇筑混凝土对侧面模板的最大压力 （KN/m2）
v── 混凝土浇注速度，本计算取2m/h
则：
P＝4.6×21/4＝5.47Kpa
（1）模板验算
取1m宽模板：
q＝1.0×（5.47×1.2+4×1.4）×1＝12.164KN/m
立柱初步设计净间距采用0.4m，横档初步设计中心间距采用0.60m
强度验算：
木材：
[σm]＝13Mpa；
E──木材取E＝9×103KN/m3。
M＝qL2/10=12.164×0.402/10=0.195KN.m=1.95×105N.mm
Wn=bh2/6=1000×152/6=3.75×104mm3
σ＝M/Wn＝1.95×105/3.75×104＝5.2Mpa<[σm]＝13Mpa；
满足要求
刚度验算：
取1m宽模板，q不计混凝土振动荷载，则：
q＝1.0×（5.47×1.2）×1＝6.564KN/m=6.564N/mm
f=qL4/（128EI）=6.564×4004/（128×9×103×1000×153/12）=0.52mm<[f]=L/400=400/400=1mm
满足要求
（2）立柱验算：
侧模立柱采用10cm×10cm方木，净间距40cm，横档中心间距60cm。
荷载化为线荷载：
q=12.164×0.6=7.2984KN/m
为简化计算，采用连续梁进行验算。
强度验算：
M＝qL2/10=7.2984×0.62/10=0.263KN.m=2.63×105N.mm
Wn=bh2/6=100×1002/6=1.67×105mm3
σ=M/Wn=2.63×105/1.67×105=1.575Mpa<[σm]＝13Mpa；
满足要求
挠度验算：
荷载化为线荷载：
q=6.564×0.6=3.9384KN/m＝3.9384N/mm
f=qL4/（128EI）=3.9384×6004/（128×9×103×100×1003/12）=0.05mm
<[f]=L/400=600/400=1.5mm
满足要求
（3）侧模横档验算：
侧模横档采用10cm×10cm方木，中心间距60cm，立柱支撑中心间距采用0.8m，即跨径L=80cm。
荷载化为线荷载：
q=12.164×0.8=9.7312KN/m
为简化计算，采用连续梁进行验算。
强度验算：
M＝qL2/10=9.7312×0.82/10=0.623KN.m=6.23×105N.mm
Wn=bh2/6=100×1002/6=1.67×105mm3
σ=M/Wn=6.23×105/1.67×105=3.73Mpa<[σm]＝13Mpa；
满足要求
挠度验算：
荷载化为线荷载：
q=6.546×0.8=5.2512KN/m＝5.2512N/mm
f=qL4/（128EI）=5.2512×8004/（128×9×103×100×1003/12）=0.224mm
<[f]=L/400=800/400=2mm
满足要求
因此，侧模板立柱净间距采用40cm，横档中心间距采用60cm，横档支撑中心间距为0.80m，满足侧模板强度和刚度要求，也满足立柱和立柱的强度及刚度要求。
七、支架验算
（一）小肋强度验算
1.翼板及箱室处：
混凝土厚0.6m，底板下纵桥向采用0.1×0.1m的小方木，小肋下为0.15×0.15m大方木（横桥向）。
小肋净间距0.3m，大肋净间距为1m。
模板及小肋每平方米自重：
0.015×1×8.5+0.1×0.1×7.5/0.3＝0.3775KN/m2
q＝1.0×｛[（26×0.6×0.3×1.0）×1.1+0.3775×0.3×1.0）]×1.2+（2+2.5）×0.3×1.0×1.4｝＝8.2035KN/m＝8.2035N/mm
M＝qL2/10＝（8.2035×10002）/10＝820350N.mm
Wn＝bh2/6＝（100×1002）/6＝166666.7mm3
σm＝M/Wn＝820350/166666.67＝4.922Mpa<[σm]＝13Mpa
满足要求
2.梁端腹板处：
混凝土厚2.98m，底板下纵桥向采用0.1×0.1m的小方木，小肋下为0.15×0.15m大方木（横桥向）。
小肋净间距0.15m，大肋净间距为0.6m。
模板及楞木每平方米自重：
0.015×1×8.5+0.1×0.1×7.5/0.15＝0.6275KN/m2
q＝1.0×｛[（26×2.98×0.15×0.6）×1.1+0.6275×0.15×0.6）]×1.2+（2+2.5）×0.15×0.60×1.4｝＝9.839m＝9.839N/mm
M＝qL2/10＝（9.839×6002）/10＝354204N.mm
Wn＝bh2/6＝（100×1002）/6＝166666.67mm3
σm＝M/Wn＝354204/166666.67＝2.125Mpa<[σm]＝13Mpa
满足要求
3.梁端薄壁墩外侧部位：
混凝土厚2.98m，底板下横桥向采用0.1×0.1m的小方木，小肋下为0.15×0.15m大方木（纵桥向）。
小肋净间距0.15m，大肋净间距为0.2m。
模板及楞木每平方米自重：
0.015×1×8.5+0.1×0.1×7.5/0.15＝0.6275KN/m2
q＝1.0×｛[（26×2.98×0.15×0.2）×1.1+0.6275×0.15×0.2）]×1.2+（2+2.5）×0.15×0.20×1.4｝＝3.280m＝3.280N/mm
M＝qL2/10＝（3.280×2002）/10＝13120N.mm
Wn＝bh2/6＝（100×1002）/6＝166666.67mm3
σm＝M/Wn＝13120/166666.67＝0.079Mpa<[σm]＝13Mpa
满足要求
（二）小肋挠度验算
1.翼板及箱室处：
混凝土厚0.6m，底板下纵桥向采用0.1×0.1m的小方木，小肋下为0.15×0.15m大方木（横桥向）。
小肋净间距0.3m，大肋净间距为1m。
木材E＝9×103MpaI=（bh3）/12=（100×1003）/12=8333333.333mm4
模板及小肋每平方米自重：
0.015×1×8.5+0.1×0.1×7.5/0.3＝0.3775KN/m2
q不计混凝土振动荷载，则
q＝1.0×｛[（26×0.6×0.3×1）×1.1+0.3775×0.3×1）]×1.2+2.5×0.30×1×1.4｝＝7.3635KN/m＝7.3635N/mm
f＝（qL4）/128EI）=（7.3635×10004）/（128×9×103×8333333.333=0.767mm<[fm]＝L/400＝1000/400＝2.5mm
满足要求
2.梁端腹板处：
混凝土厚2.98m，底板下纵桥向采用0.1×0.1m的小方木，小肋下为0.15×0.15m大方木（横桥向）。
小肋净间距0.15m，大肋净间距为0.6m。
木材E＝9×103MpaI=（bh3）/12=（100×1003）/12=8333333.333mm4
模板及楞木每平方米自重：
0.015×1×8.5+0.1×0.1×7.5/0.15＝0.6275KN/m2
q不计混凝土振动荷载，则
q＝1.0×｛[（26×2.98×0.15×0.6）×1.1+0.6275×0.15×0.6）]×1.2+2.5×0.15×0.6×1.4｝＝9.587KN/m＝9.587N/mm
f＝（qL4）/128EI）=（9.587×6004）/（128×9×103×8333333.333）=0.129mm<[fm]＝L/400＝600/400＝1.5mm
满足要求
3.梁端薄壁墩外侧部位：
混凝土厚2.98m，底板下横桥向采用0.1×0.1m的小方木，小肋下为0.15×0.15m大方木（纵桥向）。
小肋净间距0.15m，大肋净间距为0.2m。
木材E＝9×103MpaI=（bh3）/12=（100×1003）/12=8333333.333mm4
模板及楞木每平方米自重：
0.015×1×8.5+0.1×0.1×7.5/0.15＝0.6275KN/m2
q不计混凝土振动荷载，则
q＝1.0×｛[（26×2.98×0.15×0.2）×1.1+0.6275×0.15×0.2）]×1.2+2.5×0.15×0.2×1.4｝＝3.196KN/m＝3.196N/mm
f＝（qL4）/128EI）=（3.196×2004）/（128×9×103×8333333.333）=0.0005mm<[fm]＝L/400＝200/400＝0.5mm
满足要求
（三）大肋强度验算
1.翼板及箱室处：
混凝土厚0.6m，底板下纵桥向采用0.1×0.1m的小方木，小肋下为0.15×0.15m大方木（横桥向）。
小肋净间距0.3m，大肋净间距1m，跨径L=1m。
模板方木每平方米自重：
0.015×1×8.5+0.1×0.1×7.5/3+0.15×0.15×7.5＝0.54265KN/m2
q＝1.0×｛[（26×0.6×1.0×1.0）×1.1+0.54265×1.0×1.0）]×1.2+（2+2.5）×1.0×1.0×1.4｝＝26.957KN/m＝26.957N/mm
M＝qL2/10＝（26.957×10002）/10＝2695700N.mm
Wn＝bh2/6＝（150×1502）/6＝562500mm3
σm＝M/Wn＝2695700/562500＝4.792Mpa<[σm]＝13Mpa
满足要求
2.梁端腹板处：
混凝土厚2.98m，底板下纵桥向采用0.1×0.1m的小方木，小肋下为0.15×0.15m大方木（横桥向）。
小肋净间距0.15m，大肋净间距0.6m，跨径L=1m。
模板方木每平方米自重：
0.015×1×8.5+0.1×0.1×7.5/0.15+0.15×0.15×7.5/0.6＝0.90875KN/m2
q＝1.0×｛[（26×2.98×0.6×1）×1.1+0.90875×0.6×1）]×1.2+（2+2.5）×0.6×1×1.4｝＝65.798KN/m＝65.798N/mm
M＝qL2/10＝（65.798×10002）/10＝6579800N.mm
Wn＝bh2/6＝（150×1502）/6＝562500mm3
σm＝M/Wn＝6579800/562500＝11.697Mpa<[σm]＝13Mpa
满足要求
3.梁端薄壁墩外侧部位：
混凝土厚2.98m，底板下横桥向采用0.1×0.1m的小方木，小肋下为0.15×0.15m大方木（纵桥向）。
小肋净间距0.15m，大肋净间距0.20m，跨径L=1.4m。
模板方木每平方米自重：
0.015×1×8.5+0.1×0.1×7.5/0.15+0.15×0.15×7.5/0.20＝1.47125KN/m2
q＝1.0×｛[（26×2.98×0.20×1.4）×1.1+1.47125×0.20×1.4）]×1.2+（2+2.5）×0.20×1.4×1.4｝＝30.895KN/m＝30.895N/mm
M＝qL2/10＝（30.895×14002）/10＝6055420N.mm
Wn＝bh2/6＝（150×1502）/6＝562500mm3
σm＝M/Wn＝6055420/562500＝10.765Mpa<[σm]＝13Mpa
满足要求
（四）大肋挠度验算
1.翼板及箱室处：
混凝土厚0.6m，底板下纵桥向采用0.1×0.1m的小方木，小肋下为0.15×0.15m大方木（横桥向）。
小肋净间距0.3m，大肋净间距1m，跨径L=1m。
木材E＝9×103MpaI=（bh3）/12=（150×1503）/12=42187500mm4
模板及方木每平方米自重：
0.015×1×8.5+0.1×0.1×7.5/0.3+0.15×0.15×7.5＝0.54625KN/m2
q不计混凝土振动荷载，则
q＝1.0×｛[（26×0.6×1×1）×1.1+0.54625×1×1）]×1.2+2.5×1×1×1.4｝＝24.7475KN/m＝24.7475N/mm
f＝（qL4）/128EI）=（24.7475×10004）/（128×9×103×42187500）=0.509mm<[fm]＝L/400＝1000/400＝2.5mm
满足要求
2.梁端腹板处：
混凝土厚2.98m，底板下纵桥向采用0.1×0.1m的小方木，小肋下为0.15×0.15m大方木（横桥向）。
小肋净间距0.15m，大肋净间距为0.6m，跨径L=1m。
木材E＝9×103MpaI=（bh3）/12=（150×1503）/12=42187500mm4
模板及方木每平方米自重：
0.015×1×8.5+0.1×0.1×7.5/0.15+0.15×0.15×7.5/0.6＝0.90875KN/m2
q不计混凝土振动荷载，则
q＝1.0×｛[（26×2.98×0.60×1）×1.1+0.90875×0.60×1）]×1.2+2.5×0.60×1×1.4｝＝64.118KN/m＝64.118N/mm
f＝（qL4）/128EI）=（64.118×10004）/（128×9×103×42187500）=1.319mm<[fm]＝L/400＝1000/400＝2.5mm
满足要求
3.梁端薄壁墩外侧部位：
混凝土厚2.98m，底板下横桥向采用0.1×0.1m的小方木，小肋下为0.15×0.15m大方木（纵桥向）。
小肋净间距0.15m，大肋净间距为0.2m，跨径L=1.4m。
木材E＝9×103MpaI=（bh3）/12=（150×1503）/12=42187500mm4
模板及方木每平方米自重：
0.015×1×8.5+0.1×0.1×7.5/0.15+0.15×0.15×7.5/0.2＝1.47125KN/m2
q不计混凝土振动荷载，则
q＝1.0×｛[（26×2.98×0.20×1.4）×1.1+1.47125×0.20×1.4）]×1.2+2.5×0.20×1.4×1.4｝＝30.111KN/m＝30.111N/mm
f＝（qL4）/128EI）=（30.111×14004）/（128×9×103×42187500）=2.380mm<[fm]＝L/400＝1400/400＝3.5mm
满足要求
因此，全桥在底模下纵桥向采用0.1×0.1m的方木作为模板小肋，在腹板处净间距为0.15m，在箱室处净间距为0.30m；在小肋下横桥向采用0.15×0.15m的方木作为模板的大肋，在腹板处净间距为0.6m，在箱室处净间距为1.0m；薄壁墩外侧部位横桥向采用0.1×0.1m的方木作为模板小肋，净间距为0.15m，在小肋下纵桥向采用0.15×0.15m的方木作为模板的大肋，净间距为0.2m，其强度和刚度满足要求。
八、贝雷片计算
全桥采用单排单片，横桥向每1m一片，纵桥向在梁端变截面部分跨径8m，其余部分跨径为9m和6m。
查《装配式公路钢桥多用途使用手册》，钢材E＝2.1×105Mpa；I＝250497.2cm4；[M]＝788.2KN.m；[Q]＝245.2KN
本计算按最不利因素考虑，取腹板下一纵梁进行验算，则：
1.梁端部分：
跨径L＝8m
腹板混凝土厚2.98m，顶板及底板混凝土总厚0.6m，模板及方木重0.90875KN/m2。
贝雷片自重1KN/m。
q＝1.0×｛[（26×2.98×0.35+26×0.6）+0.90875+1）]×1.2+（2+1.5）×1.4｝＝58.452KN/m
M＝（qL2）/8＝（58.452×82）/8＝467.616KN.m<[M]＝788.2N.m
Q＝qL/2＝（58.452×8）/2＝233.808KN<[Q]＝245.2KN
f＝（5qL4）/（384EI）＝（5×58.452×84）/（384×2.1×108×250497.2×10-8）=0.0059m＝5.9mm<[f]=L/400=8000/400=20mm
满足要求
2.跨中部分：
跨径L＝9m
腹板混凝土厚2.0m，顶板及底板混凝土总厚0.45m，模板及方木重0.90875KN/m2。
贝雷片自重1KN/m。
q＝1.0×｛[（26×2.0×0.35+26×0.45）+0.90875+1]×1.2+（2+1.5）×1.4｝
＝43.071KN/m
M＝（qL2）/8＝（43.071×92）/8＝436.094KN.m<[M]＝788.2KN.m
Q＝qL/2＝（43.071×9）/2＝193.820KN<[Q]＝245.2KN
f＝（5qL4）/（384EI）＝（5×43.071×94）/（384×2.1×108×250497.2×10-8）=0.007m＝7mm<[f]=L/400=9000/400=22.5mm
满足要求
九、柱顶工字钢计算
1.全桥工字钢验算：
在贝雷片下横桥方向支设双排I28b工字钢，在翼板处跨径L=4.0m，其余部分跨径L=3.0m。
查《实用
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