坊塘满堂支架检算.docx

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坊塘满堂支架检算

合福高速铁路

坊塘特大桥40+60+40m连续梁

0号块满堂支架计算书

编制：

复核：

审核：

二○一一年一月

中铁隧道局合福高速铁路站前八标二分部

坊塘特大桥连续梁

0号块满堂支架检算书

一、计算依据

１、《合福高铁40+60+40连续梁设计蓝图》

２、《客运专线桥梁工程施工技术指南》

３、《路桥施工计算手册》

４、《材料力学》

５、《钢结构设计与计算》

６、《建筑地基基础设计规范》

　７、《合福高铁坊塘特大桥连续梁施工方案》

二、支架总体设计方案

坊塘特大桥连续梁0号块采用在支架上现浇，支架采用碗扣式钢管脚手架搭设，支架均采用外径φ48mm、壁厚δ=3.5mm标准杆件进行组装，支架顺桥向立杆间距60cm，横桥向立杆翼缘板处间距90cm，底板处间距60cm，腹板处间距为30cm，横杆步距120cm。

支架底托直接支撑在承台和已处理的地基硬化混凝土表面，所有支架应依据搭设高度设置剪刀撑。

立杆顶端安装可调式顶托，顶托上设I22a工字钢横梁，横梁上顺桥向搭设7榀桁架调整梁底标高，桁架上横桥向搭设间距为20cm的10×10cm方木，方木上铺设1.5cm的竹胶板作为底模。

墩顶搭设支架间距为50cm，顶上设][10作为纵向分配梁，上边铺设方木和竹胶板。

图1、钢管支架纵向布置图

图2、钢管支架横向布置图

三、底模及分配梁检算

图3、箱梁横断面图（单位：

cm）

（尺寸单位：

cm，荷载单位：

kN/m，砼容重取26kN/m3）

图4、横断面砼荷载分布

1、荷载大小

①施工人员，机具、材料荷载：

P1=2.5kN/m2

②砼冲击及振捣砼时产生的荷载：

P2=2.5kN/m2

③梁体钢筋砼自重荷载：

P3=4.84×26=125.8kN/m2

④模板自重荷载：

P4=1.5kN/m2

按规范进行荷载组合（按1m考虑）有：

N=P1+P2+P3+P4＝132.3kN/m2

　2、底模（竹胶板）检算

根据《路桥施工计算手册》和《建筑技术》查得，竹胶合模板的力学指标取下值：

[σ]=80Mpa,[τ]=1.4Mpa

横梁（方木）的间距为0.2m，底模按跨度为0.2m三跨连续梁计算，q=132.3kN/m；

M=ql2/10=132.3×0.22/10=0.5292kN·m

W=bh2/6=1.0×0.0152/6=3.8×10-5m3

σ=M/W=13.9MPa＜[σ]=80MPa，满足要求。

τ=Q/A=（1/4ql）/（bh）=（132.3/4×0.2）/（1.0×0.015）×10-3MPa=0.441MPa＜[τ]=1.4MPa，满足要求。

3、横梁（方木）检算

荷载按0.2m宽条形均布荷载，跨度0.5m三跨连续梁计算，顺纹弯应力［σw］=9.5Mpa，[τ]=1.4Mpa

q=132.3×0.2=26.46kN/m，

　M=ql2/8=26.46×0.52/8=0.83kN·m

W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.66×10-4m3

σ=M/W=5MPa＜[σ]=9.5MPa，满足要求。

τ=Q/A=（1/4ql）/（bh）=（26.46/4×0.5）/（0.1×0.1）=0.33MPa＜[τ]=1.4MPa，满足要求。

4、分配梁检算

顶帽顶纵梁按0.6m×0.6m布置，荷载按从横梁上传下来的集中荷载计算，P=26.46×0.25=6.62kN，计算按照集中荷载作用0.6m跨中的简支梁计算。

M=Pl/4=6.62×0.6/4=0.99kN·m

W=2×39.7×10-6=7.94×10-5m3

σ=M/W=12.47MPa＜[σ]=210MPa，满足要求。

5、顶托检算

　因为顶托较矮，按轴心受压构架检算，只检算应力。

F=P/2=3.31kN

顶托采用直径38mm丝杠上托，A=1134mm2

σ=F/A=29.2MPa＜[σ]=210MPa，满足要求。

四、支架受力检算

1、荷载大小

①施工人员，机具、材料荷载：

P1=2.5kN/m2

②砼冲击及振捣砼时产生的荷载：

P2=2.5kN/m2

③梁体钢筋砼自重荷载（如图3所示）：

a、翼缘板处：

P31=16.9kN/m2

b、腹板处：

　P32=125.8kN/m2

c、底板处：

P33=36.4kN/m2

④模板、支架自重荷载：

P4=1.5kN/m2

2、两侧翼缘板处满堂支架受力检算

两侧翼缘板处碗扣式脚手架布置按顺桥向间距60cm，横桥向间距90cm，横杆步距120cm。

翼缘板处脚手架每一根立杆受力如下：

①施工人员、机具、材料荷载：

NQ1＝p1×A＝2.5×0.6×0.9＝1.35kN

②砼冲击及振捣砼时产生的荷载：

NQ2＝p2×A＝2.5×0.6×0.9＝1.35kN

　③梁体钢筋砼自重荷载：

NG1＝p31×A＝16.9×0.6×0.9＝9.13kN

④模板、支架自重荷载：

NG2＝p4×A＝1.5×0.6×0.9＝0.81kN

按规范进行荷载组合有：

N=（NQ1+NQ2）×1.4+（NG1+NG2）×1.2＝15.11kN

翼缘板处满堂支架单根立杆承受压力大小为：

15.11kN

该碗扣式脚手架钢管为Φ48×3.5mm钢管，A=489mm2

钢管回转半径：

⑤按强度验算：

MPa<210MPa，符合要求。

（杆件自重产生的应力很小，可以忽略不计）

⑥稳定性验算

φ值根据长细比λ选取，计算长度：

l0=kμh

上式中k——计算长度附加系数，其值取1.155。

　　μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，

查表无此范围，纵横跨数较多，整体稳定性较好，μ取1.2

　　h——横杆步距。

　模板支架立杆的计算长度l0=1.155×1.2×1.2=1.66m

按稳定性计算立杆的受压应力（步距120cm）

长细比：

则轴心受压件的稳定系数Φ=0.491

MPa<210MPa，符合要求。

⑦地基承载力计算：

a、碗扣式钢管脚手架，杆件自重Pk，根据中国建筑工业出版社出版的《施工结构计算与设计手册》，脚手架立杆验算截面承受的构架自重荷载：

Gk=a×H0×（gk1+gk2+gk3）

式中：

H0－立杆高度，取10m；

a－立杆纵距，取0.6m；

gk1－基本构架杆部件的平均自重荷载，取0.18kPa；

gk2－配件平均自重荷载，取0.15kPa；

gk3－局部件平均自重荷载，取0.1kPa。

　则Gk=0.6×16×（0.18+0.15+0.1）＝4.16kN。

杆件自重传给地基的均布荷载Pk＝1.5PGk

kPa，

取Pk＝1.5PGk＝1.5×6.93＝10.4kPa。

b、箱梁自重、内外模重量以及施工振捣、机具等合计均布荷载：

P=（16.9+2.5+2.5+1.5）×1.5＝35.1kPa

c、地基承载力计算均布荷载PD=P+Pk＝10.40+35.10＝45.5kPa

则要求地基处理后地基承载力不得小于45.5kPa以确保地基基础安全。

3、腹板间的满堂支架受力检算

腹板间的碗扣式脚手架布置按照顺桥向间距60cm，横桥向间距30cm，横杆步距120cm。

　①施工人员、机具、材料荷载：

NQ1=p1×A=2.5×0.6×0.3＝0.45kN

②砼冲击及振捣砼时产生的荷载：

NQ2=p2×A＝2.5×0.6×0.3＝0.45kN

③梁体钢筋砼自重荷载：

NG1=p32×A=125.8×0.6×0.3＝22.64kN

④模板、支架自重荷载：

NG2＝p4×A＝1.5×0.6×0.3＝0.27kN

按规范进行荷载组合有：

N=（NQ1+NQ2）×1.4+（NG1+NG2）×1.2＝28.75kN

腹板处满堂支架单根立杆承受压力大小为：

28.75kN

该碗扣式脚手架钢管为Φ48×3.5mm钢管，A=489mm2

钢管回转半径：

　⑤按强度验算：

MPa<210MPa，符合要求。

（杆件自重产生的应力很小，可以忽略不计）

⑥稳定性验算

模板支架立杆的计算长度l0=1.155×1.2×1.2=1.66m

按稳定性计算立杆的受压应力（步距120cm）

长细比：

则轴心受压件的稳定系数Φ=0.491

MPa<210MPa，符合要求。

⑦地基承载力计算：

a、碗扣式钢管脚手架，杆件自重Pk，根据中国建筑工业出版社出版的《施工结构计算与设计手册》，脚手架立杆验算截面承受的构架自重荷载：

Gk=a×H0×（gk1+gk2+gk3）

式中：

H0－立杆高度，取10m；

a－立杆纵距，取0.6m；

　gk1－基本构架杆部件的平均自重荷载，取0.18kPa；

gk2－配件平均自重荷载，取0.15kPa；

gk3－局部件平均自重荷载，取0.1kPa。

则Gk=0.6×10×（0.18+0.15+0.1）＝2.58kN。

杆件自重传给地基的均布荷载Pk＝1.5PGk

kPa，

取Pk＝1.5PGk＝1.5×2.58＝21.5kPa。

b、箱梁自重、内外模重量以及施工振捣、机具等合计均布荷载：

P=（125.8+2.5+2.5+1.5）×1.5＝198.5kPa

c、地基承载力计算均布荷载PD=P+Pk＝198.5+21.5＝220kPa

则要求地基处理后地基承载力不得小于220kPa，以确保地基基础安全。

。

4、底板处满堂支架受力检算

底板处碗扣式脚手架布置按顺桥向60cm，横桥向60cm，横杆步距120cm。

底板处每一根立杆受力如下：

①施工人员、机具、材料荷载：

　NQ1＝p1×A＝2.5×0.6×0.6＝0.9kN

②砼冲击及振捣时产生的荷载：

NQ2＝p2×A＝2.5×0.6×0.6＝0.9kN

③梁体钢筋砼自重荷载：

NG1＝p33×A＝36.4×0.6×0.6＝13.1kN

④模板、支架自重荷载：

NG2＝p4×A＝1.5×0.6×0.6＝0.54kN

按规范进行荷载组合有：

N=（NQ1+NQ2）×1.4+（NG1+NG2）×1.2＝18.89kN

翼缘板处满堂支架单根立杆承受压力大小为：

18.89kN

该碗扣式脚手架钢管为Φ48×3.5mm钢管，A=489mm2

钢管回转半径：

⑤按强度验算：

MPa<210MPa，符合要求。

（杆件自重产生的应力很小，可以忽略不计）

⑥稳定性验算

模板支架立杆的计算长度l0=1.155×1.2×1.2=1.66m

按稳定性计算立杆的受压应力（步距120cm）

长细比：

则轴心受压件的稳定系数Φ=0.491

MPa<210MPa，符合要求。

⑦地基承载力计算：

a、碗扣式钢管脚手架，杆件自重Pk，根据中国建筑工业出版社出版的《施工结构计算与设计手册》，脚手架立杆验算截面承受的构架自重荷载：

Gk=a×H0×（gk1+gk2+gk3）

式中：

H0－立杆高度，取10m；

a－立杆纵距，取0.6m；

gk1－基本构架杆部件的平均自重荷载，取0.18kPa；

gk2－配件平均自重荷载，取0.15kPa；

gk3－局部件平均自重荷载，取0.1kPa。

　则Gk=0.6×10×（0.18+0.15+0.1）＝2.58kN。

杆件自重传给地基的均布荷载Pk＝1.5PGk

kPa，

取Pk＝1.5PGk＝1.5×7.17＝10.76kPa。

b、箱梁自重、内外模重量以及施工振捣、机具等合计均布荷载：

P=（36.4+2.5+2.5+1.5）×1.5＝64.35kPa

c、地基承载力计算均布荷载PD=P+Pk＝10.76+64.35＝75.11kPa

则要求地基处理后地基承载力不得小于75.11kPa以确保地基基础安全。