满堂支架计算.docx
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满堂支架计算
东乌-包西铁路联络线工程格德尔盖公路中桥
现浇箱梁模板及满堂支架计算书
、荷载计算1.1荷载分析
根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：
⑴q1——箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。
⑵q2—
箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q
＝1.0kPa（偏于安全）。
⑶q3—
施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条
时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。
⑷q4——振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。
⑸q5——新浇混凝土对侧模的压力。
⑹q6——倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。
⑺q7——支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：
满堂钢管支架自重
立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距
支架自重q7的计算值（kPa）
60cm×60cm×120cm
2.94
60cm×90cm×120cm
2.21
1.2荷载组合
模板、支架设计计算荷载组合
模板结构名称
荷载组合
强度计算
刚度检算
底模及支架系统计算
⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺
⑴＋⑵＋⑺
侧模计算
⑸＋⑹
⑸
1.3荷载计算
1.3.1箱梁自重——q1计算
根据跨G208国道现浇箱梁结构特点，我们取5－5截面（桥墩断面两侧）、6－6截面（
架体系进行检
跨中横隔板梁）两个代表截面进行箱梁自重计算，并对两个代表截面下的支算，首先分别进行自重计算。
根据横断面图，用CAD算得该处梁体截面积A=12.7975m2则：
WγcA=q1＝＝
BB
取1.2的安全系数，则q1＝44.365×1.2＝53.238kPa
注：
B——箱梁底宽，取7.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全
2预应力箱梁跨中断面q1计算
连续梁跨中断面图
1200
40
25
25
1.5%
1.5%
根据横断面图，用CAD算得梁体截面积A=5.342m2则：
WγcA265.342
q1＝=＝18.52kPa
1BB＝7.5
取1.2的安全系数，则q1＝18.52×1.2＝22.224kPa
注：
B——箱梁底宽，取6.7m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。
1.3.2新浇混凝土对侧模的压力——q5计算
因现浇箱梁采取水平分层以每层30cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=28℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力
q5=PmKrh
K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.2
当V/t=1.2/28=0.043>0.035
h=1.53+3.8V/t=1.69m
q5=PmKrh12.251.6950.7KPa
二、结构检算
2.1扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算
碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。
本工程现浇箱梁支架按φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也使用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。
2.1.1桥墩断面处
在预应力箱梁桥墩纵向两侧各4米范围内，钢管扣件式支架体系采用60×60×120cm的布置结构，如图：
0.6
0.6
0.6
0.6
0.60.6
0.6
0.6
0.6
0.60.6
0.6
0.60.6
0.6
0.6
0.6
0.6
×Y?
ò
模板斜撑立杆
1、立杆强度验算
根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为90cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为[N]=35kN（参见WBJ碗扣型多功能支架使用说明）。
立杆实际承受的荷载为：
N=1.2（NG1+NG2）+0.85×1.4ΣNQ（组合风荷载时）
KKK
NG1—支架结构自重标准值产生的轴向力；
K
N—构配件自重标准值产生的轴向力
G2
K
ΣNQK—施工荷载标准值；
于是，有：
N
G1=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×53.238=19.17KNK
NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN
ΣQ=0.6×0.6（q3+4+7）=0.36（×1.0+2.0+2.94）=2.14KN
NKqq
则：
N=1.2G1+NG2）+0.85×1.4ΣNQ=1.2×（19.17+0.36）+0.85×1.4×2.14=25.98KN（NKKK
＜［N］＝35kN，强度满足要求。
2、立杆稳定性验算根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式
：
W/W≤f
N/ΦA+M
N—
钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣQNK（组合风荷载时），同前计算所得；2
钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm参考《建2筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。
A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm。
Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。
i—
截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜。
长细比λ＝L/i。
L—水平步距，L＝1.2m。
于是，λ＝L/i＝76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.744。
2
MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；
MW=0.85×1.4×WK×La×h/10
WK=0.7uz×us×w0
7.2.1得uz=1.38
uz—风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表
us—风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得：
us=1.2
w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2故：
=0.7z×s×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN
WKuu
La—立杆纵距0.9m；
h—立杆步距1.2m，
2
故：
MW=0.85×1.4×WK×La×h/10=0.143KN
W—截面模量3查3表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：
W=5.08×10mm
363
则，W/W＝25.98×10/（0.744×489）+0.143×10/（5.08×10）＝99.56KN/mm2
N/ΦA+M
≤＝f205KN/mm2
计算结果说明支架是安全稳定的
2.1.2跨中断面处
在预应力箱梁跨中20米范围内，钢管扣件式支架体系采用60×90×120cm的布置结构，如图：
0.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.9
×Y?
ò
0.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.6
1、立杆强度验算
根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N]=30kN（参见WBJ碗扣型多功能支架使用说明）。
立杆实际承受的荷载为：
N=1.2（NG1+NG2）+0.85×1.4ΣNQ（组合风荷载时）
KKK
NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；
NG2—构配件自重标准值产生的轴向力
K
ΣQ—施工荷载标准值；
NK
于是，有：
G1=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×22.224=12.0KN
NK
NG2K=0.6×0.9×q2=0.6×0.9×1.0=0.54KN
则：
N=1.2
（N
ΣQ=0.6×0.9（q3+4+7）=0.54（×1.0+2.0+3.38）=2.81KNNKqq
G1+NG2）+0.85×1.4ΣNQ=1.2×（12+0.54）+0.85×1.4×2.81=18.39KN＜［KKK
N]＝35kN，强度满足要求
2、立杆稳定性验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式
：
W/W≤f
N/ΦA+M
N—
2
钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣQNK（组合风荷载时），同前计算所得；
钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。
A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。
Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。
i—
截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜
长细比λ＝L/i。
L—水平步距，L＝1.2m。
于是，λ＝L/i＝76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.744。
MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；
2
MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10
W=0.7z×s×0
Kuuw
uz—风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=1.38us—风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得：
us=1.2w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2故：
=0.7z×s×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN
WKuu
La—立杆纵距0.9m；
h—立杆步距1.2m，
故：
MW=0.85×1.4×WK×La×h/10=0.143KN
B得：
33
W—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表
W=5.08×10mm
则，W/W＝18.39×10/（0.829×489）+0.143×10/（5.08×10）＝73.514KN/mm2
N/ΦA+M
≤＝f205KN/mm2
计算结果说明支架是安全稳定的。
2.2满堂支架整体抗倾覆验算
依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3
K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/ΣMw采用跨中28m验算支架抗倾覆能力：
跨中支架宽12m，长28m采用60×90×120cm跨中支架来验算全桥：
支架横向21排；
支架纵向32排；
高度9.4m；
顶托TC60共需要21×32=672个；
立杆需要21×32×9.4=6317m;
纵向横杆需要21×9.4/1.22×8=4606m；
横向横杆需要32×9.4/1.21×2=3808m；
故：
钢管总重（6317+4606+3808）×3.84=56.6t;
顶托TC60总重为：
672×7.2=4.8t；
故q=56.6×9.8+4.8×9.8=601.7KN；
稳定力矩=y×Ni=6×601.7=3610KN.m
依据以上对风荷载计算=0.7z×s×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2
WKuu
跨中28m共受力为：
q=0.927×9.4×28=244KN；
倾覆力矩=q×5=244×5=1220KN.m
K0=稳定力矩/倾覆力矩=2610/1220=2.96>1.3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求2.3箱梁底模下横桥向方木验算
本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用10×10cm方木，方木横桥向跨度在箱梁跨中截面处按L＝60cm进行受力计算,在中支点截面及跨中横隔板梁处按L＝60cm进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述两值。
如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。
2.3.1桥墩断面处
按中支点截面处4米范围进行受力分析，按方木横桥向跨度L＝60cm进行验算①方木间距计算
q＝（q1+q2+q3+q4）×B＝（53.238+1.0+2.5+2）×4=234.952kN/m
M＝（1/8）qL2=（1/8）×234.952×2＝0.610.57kNm·
W=（bh2）/6=（0.1×02）./16=0.000167m3
则：
n=M/（W×[δw]）=10.57/（0.000167×11000×0.9）=（6取.4整数n＝7根）d＝B/（n-1）=4/6=0.67m
注：
0.9为方木的不均匀折减系数。
经计算，方木间距小于0.67m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.25m，则n＝4/0.25＝16。
②每根方木挠度计算
方木的惯性矩I=（bh3）/12=（0.1×03.）1/12=8.33×1-60m4
则方木最大挠度：
fmax=（5/384）×[（qL4）/（EI）]=（5/384）×[（234.952×04）./6（10×9×61×08.33×1-0
6×0.9]）=5.88×1-04m3每根方木抗剪计算
δ＝τ（1/2）（qL）/（nA）=（1/2）×（234.952×0.6）/（16×0.1×0.1×0.9）=0.489MPa<[δ]τ=1.7MPa符合要求。
2.3.2中跨断面处
按中支点截面处20米范围进行受力分析，按方木横桥向跨度L＝90cm进行验算
×20=554.48kN/m
①方木间距计算
q＝（q1+2+q3+q4）×B＝（22.224+1.0+2.5+2）
M＝（1/8）qL=（1/8）×554.48×＝0.956.14kNm·
22
W=（bh）/6=（0.1×0）./16=0.000167m3
则：
n=M/（W×[δw]）=56.14/（0.000167×11000×0.9）=3（3取.9整数n＝34根）d＝B/（n-1）=20/33=0.6m
注：
0.9为方木的不均匀折减系数。
经计算，方木间距小于0.6m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.4m，则n＝20/0.3＝66.7（66.7取整67）。
②每根方木挠度计算
33-64
方木的惯性矩I=（bh）/12=（0.1×0.）1/12=8.33×10m则方木最大挠度：
446-6
fma=（5/384）×[（qL）/（EI）]=（5/384）×[（554.48×0.）9/（50×9×1×08.33×1×00.9]）=1.4×10--3
x
3m3每根方木抗剪计算
δ＝τ（1/2）（qL）/（nA）=（1/2）×（554.48×0.9）/（67×0.1×0.1×0.9）=0.828MPa<[δ]τ=1.7MPa符合要求。
2.4扣件式钢管支架立杆顶托上顺桥向方木验算
本施工方案中WDJ多功能碗扣架顶托上顺桥向采用15×15cm方木，方木在顺桥向的跨距在箱梁跨中处按L＝90cm（横向间隔l＝60cm布置）进行验算，在箱梁桥墩断面按L＝60cm（横向间隔l＝60cm布置）进行验算，横桥向方木顺桥向布置间距在桥墩4m范围按0.25m（中对中间距）布设，的跨中20m范围按0.3m（中对中间距）布设，将方木简化为如图的简支
实际施工时如油
结构（偏于安全）。
木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，
松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用
2.4.1桥墩断面处
①方木抗弯计算
W=（b2）/6=（0.15×0.21）/56=5.6×-410m3
h
-4
δ=Mmax/W=3.084/（5.6×1）=05.51MPa<0.9[δw]＝9.9MPa（符合要求）注：
0.9为方木的不均匀折减系数。
②方木抗剪计算
Vmax=3p/2=（3×8.81）/2=13.215kN
δ＝τ（3/2）Vmax/A=（3/2）13.215/（0.15×0.15）=0.881MPa<[δ]τ×0.9=1.7×0.9=1.53MPa
符合要求。
故，挠度满足要求
2.4.2桥墩断面处
①方木抗弯计算
注：
0.9为方木的不均匀折减系数。
②方木抗剪计算
Vma=3p/2=（3×4.965）/2=7.448kN
x
33-54
δ＝τ（3/2）Vmax/A=（3/2）7.448/（0.15×0.15）=0.497MPa<[δ]τ×0.9=1.7×0.9
=1.53MPa
3每根方木挠度计算
方木的惯性矩I=（bh）/12=（0.150×.15）/12=4.21×0m
×L/400=0.9×0.9/400m=2.025×m10
故，挠度满足要求
2.5底模板计算
箱梁底模采用竹胶板，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，并对受力结构进行
简化（偏于安全）如下图：
0.25m和0.3m时最不利位置，则有：
-74
通过前面计算，横桥向方木布置间距分别为
竹胶板弹性模量E＝35000MPa3
33
方木的惯性矩I=（bh）/12=（1.0×0.01）5/12=2.8125×10m
2.5.1桥墩断面处底模板计算
模板厚度计算
q=（q1+2+q3+q4）l=（53.238+1.0+2.5+2）×0.25=14.685kN/m
q
则：
Mma=l
xl
8
14.6850.250.115KNm
模板需要的截面模量：
W=M
[W]0.9
0.115
0.96.0
10
32.135
10
m2
模板的宽度为1.0m，
h=6W
b
根据W、b得h为：
6
2.135
10
1
0.0113m
11.3mm
因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。
2.5.2桥墩断面处底模板计算
模板厚度计算
q=（q1+q2+q3+q4）l=（22.224+1.0+2.5+2）×0.3=8.32kN/m
2
则：
Mmax=ql
8
8.320.32
8
0.094KN
模板需要
截面
模量
W=
[W]0.9
0.094
0.96.0
10
31.745
10
m2
模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为：
6W
h=
b
61.745
10
1
0.0102m
10.2mm
因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。
2.6侧模验算
根据前面计算，分别按10×10cm方木以25cm和30cm的间距布置，位进行模板计算，则有：
以侧模最不利荷载部
⑴10×10cm方木以间距30cm布置
①模板厚度计算
q=（q4+q5）l=（4.0+50.7）q216.41
则：
Mmax=l
×0.3=16.41kN/m
0.30.185KNm
模板需要的截面模量：
模板的宽度为1.0m，
W=
[
M0.185
3
W]0.90.96.0310
3.426
10
5m2
根据W、
b得h为：
6W63.426
h=b101
5
0.0143m14.3mm
因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。
②模板刚度验算
⑵10×10cm方木以间距25cm布置
①模板厚度计算
q=（q4+q5）l=（4.0+50.7）×0.25=13.675kN/m
12mm以上，因
根据施工经验，为了保证箱梁底面的平整度，通常竹胶板的厚度均采用此模板采4用1220×2440×15mm规4格的竹胶板。
-3
6
②模板刚度验算6
7＝2.97－4m<0.9×0.25/400m=6.25×m10
10
2.7立杆底座和地基承载力计算
2.7.1立杆承受荷载计算
在桥墩断面立杆的间距为60×60cm，每根立杆上荷载为：
N＝a×b×＝qa×b×（q1+q2+q3+q4+q7）
＝0.6×0.6×（53.238+1.0+1.0+2.0+2.94）=21.66kN
在跨中断面立杆的间距为60×90cm，每根立杆上荷载为：
N＝a×b×＝qa×b×（q1+q2+q3+q4+q7）
＝0.6×0.9×（22.224+1.0+1.0+2.0+2.94）=15.75kN
2.7.2立杆底托验算
立杆底托验算：
N≤d
R
通过前面立杆承受荷载计算，每根立杆上荷载最大值为桥墩断面处间距60×60cm布置的
立杆，即：
N＝a×b×＝qa×b×（q1+q2+q3+q4+q7）
＝0.6×0.6×（53.238+1.0+1.0+2.0+2.94）=21.66kN
底托承载力（抗压）设计值，一般取d=40KN;
R
得：
21.66KN<40KN立杆底托符合要求。
2.7.3立杆地基承载力验算
根据设计图纸地质图得泥质砂岩深度约3-4米，承载力为200Kpa。
将原地面整平（斜坡地段做成台阶）并采用重型压路机碾压密实（压实度≥90%），达到要求后，再填筑30cm厚的改良土15cm厚的级配碎石，使压实
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