碗扣式支架安全计算书.docx

1、碗扣式支架安全计算书佛山市南海区工贸大道建设工程（MK2+103.95MK2+206.68）框构桥模板支架安全专项施工方案 编制： 复核： 审核：中铁二十二局集团第一工程有限公司佛山市南海区工贸大道建设工程项目部目录一、 工程概况 1二、 编制依据 1三、 施工方案 1四、主行车道框构桥模板支架强度、刚度、稳定性计算 5（一）、计算参数: 5（二）、模板面板计算 6（三）、模板支撑木方的计算 7（四）、托梁的计算 9（五）、模板支架荷载标准值(立杆轴力) 10（六）、立杆的稳定性计算 11（七）、风荷载作用下的内力计算 12五、非机动车道及人形通道框构桥模板支架强度、刚度、稳定性计算 13（一

2、）计算参数: 13（二）、模板面板计算 14（三）、模板支撑木方的计算 15（四）、托梁的计算 16（五）、模板支架荷载标准值(立杆轴力) 18（六）、立杆的稳定性计算 19（七） 风荷载作用下的内力计算 20六、 侧墙模板受力计算 20（一）侧墙模板基本参数 20（二）、墙模板荷载标准值计算 21（三）、墙模板面板的计算 22（四）、墙模板龙骨的计算 24（五）、对拉螺栓的计算 25七、施工要求 25（一）、施工准备 25（二）模板支架搭设 27（三）、脚手架拆除 27八、脚手架质量检查与验收 28九、安全与日常维护管理 29十、应急救援预案 30框构桥模板支架安全专项施工方案1、工程概况

3、佛山市南海区工贸大道建设工程设计为四孔分别独立的框构桥下穿广茂铁路及贵广、南广高铁，中间两孔为主行车道，两侧两孔为非机动车道及人行通道。主行车道为双向8车道，单孔结构净高9.0米，净宽17.0米，底板厚1.3米，顶板厚1.2米，侧墙墙身厚1.0米。非机动车道及人形通道单孔净高6.0米,净宽7.0米，底板厚0.8米，顶板厚0.6米，侧墙墙身厚0.7米。2、编制依据中铁第四勘察设计院集团有限公司提供的施工图纸；工贸大道建设工程实施性施工组织设计；施工合同；建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范JGJ166-2008；建筑施工模板安全技术规范JGJ 162-2008；建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规

4、范JGJ-130-2011建筑结构荷载规范GB50009-2012；钢结构设计规范GB50017-2003；混凝土结构设计规范GB50010-2010；建筑地基基础设计规范GB50007-2011；建筑施工木脚手架安全技术规范JGJ 164-2008。3、施工方案框构桥采用就地浇筑工艺，框构桥主体箱身分上中下三部分，分三次浇注成型。第一次浇筑底板(边墙下部倒角以上30cm)，第二次浇筑边墙(边墙上部倒角以下30cm)，第三次浇筑顶板。外侧搭设双排脚手架，并设步行梯，方便安装钢筋、模板和人员上下，外侧双排脚手架混凝土浇筑时不受力。1、主行车通道框构主体模板支架方案选定：顶板浇筑拟采用满堂碗扣式脚

5、手架，碗口脚手架规格为48mm*3.5mm，直接搭设在浇筑成型的底板混凝土上。支架立杆纵向间距为0.6米，横向间距为0.9米，步距1.2米；立杆顶端设置可调托架，托架顶采用150mm*150mm方木做为纵梁，纵梁上铺100mm*100mm方木，其上铺18mm厚竹胶板做为底模，方木净间距200mm。为保证支撑的稳定性，在其纵横方向上设置剪刀撑,每4.8米设置一道；在支架的底部和顶部各设置一道水平剪刀撑。侧墙模板面板采用大块组合钢模，外龙骨采用双钢管48mm3.5mm。采用16mm圆钢拉筋，间距500*500mm。(具体布置见下图）。机动车道碗扣式脚手架平面布置图A-A机动车道碗扣式脚手架布置图B

6、-B非机动车道碗扣式脚手架布置图2、非机动车道框构主体模板支架方案选定：顶板浇筑拟采用满堂碗扣式脚手架，碗口脚手架规格为48mm*3.5mm，直接搭设在浇筑成型的底板混凝土上。支架立杆纵向间距为0.9米，横向间距为0.9米，步距1.2米；立杆顶端设置可调托架，托架顶采用150mm*150mm方木做为纵梁，纵梁上铺100mm*100mm方木，其上铺18mm厚竹胶板做为底模，方木净间距300mm。为保证支撑的稳定性，在其纵横方向上设置剪刀撑,每4.8米设置一道；在支架的底部和顶部各设置一道水平剪刀撑。侧墙模板面板采用大块组合钢模，外龙骨采用双钢管48mm3.5mm。采用16mm圆钢拉筋，间距500

7、*500mm。(具体布置见下图）。非机动车道碗扣式脚手架平面布置图 A-A非机动车道碗扣式脚手架布置图B-B非机动车道碗扣式脚手架布置图四、主行车道框构桥模板支架强度、刚度、稳定性计算（一）、计算参数:钢管允许应力为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。模板支架搭设高度为9.0m，立杆的纵距 b=0.60m，立杆的横距 l=0.90m，立杆的步距 h=1.20m。面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。木方100100mm，间距200mm，木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0

8、N/mm2。梁顶托采用150150mm木方。模板自重0.50kN/m2，钢筋混凝土自重26.00kN/m3。倾倒混凝土荷载标准值2.00kN/m2，施工均布荷载标准值2.50kN/m2。图1梁板支撑架荷载计算单图2梁板支撑架立面简图采用的钢管类型为483.5。钢管惯性矩计算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距计算采用 W=(D4-d4)/32D。（二）、模板面板计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。静荷载标准值 q1 = 26.0001.2000.600+0.5000.600=19.020kN/m活荷载标准值 q2 = (2.000+2.500)0.60

9、0=2.700kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:截面抵抗矩 W = bh2/6 = 60.001.801.80/6 = 32.40cm3；截面惯性矩 I = bh3/12 = 60.001.801.801.80/12 = 29.16cm4；式中：b为板截面宽度，h为板截面高度。(1)抗弯强度计算 f = M / W f其中 f 面板的抗弯强度计算值(N/mm2)； M 面板的最大弯距(N.mm)； W 面板的净截面抵抗矩； f 面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2； M = 0.100ql2其中 q 荷载设计值(kN/m)；经计

10、算得到 M = 0.100(1.2019.020+1.402.700)0.2000.200=0.106kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.10610001000/32400=3.284N/mm2面板的抗弯强度验算 f f,满足要求!(2)抗剪计算 T = 3Q/2bh T其中最大剪力 Q=0.600(1.2019.020+1.42.700)0.200=3.192kN截面抗剪强度计算值 T=33192.0/(2600.00018.000)=0.443N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2面板抗剪强度验算 T T，满足要求!(3)挠度计算 v = 0.677ql4 /

11、100EI v = l / 250面板最大挠度计算值 v = 0.67719.0202004/(1006000291600)=0.118mm面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求!（三）、模板支撑木方的计算木方按照均布荷载计算。1.荷载的计算(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 26.0001.2000.200=6.240kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.5000.200=0.100kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：经计算得到，活荷载标准值 q2 = (2.500+2.000)0.200=0.900kN/m

12、静荷载 q1 = 1.206.240+1.200.100=7.608kN/m活荷载 q2 = 1.400.900=1.260kN/m计算单元内的木方集中力为(1.260+7.608)0.600=5.321kN2.木方的计算计算公式如下:均布荷载 q = P/l = 5.321/0.600=8.868kN/m最大弯矩 M = 0.1ql2=0.18.870.600.60=0.319kN.m最大剪力 Q=0.6ql = 0.60.6008.868=3.192kN最大支座力 N=1.1ql = 1.10.6008.868=5.853kN木方的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

13、截面抵抗矩 W = bh2/6 = 10.0010.0010.00/6 = 166.67cm3；截面惯性矩 I = bh3/12 = 10.0010.0010.0010.00/12 = 833.33cm4；式中：b为木方截面宽度，h为木方截面高度。(1)木方抗弯强度计算抗弯计算强度 f = M/W =0.319106/166666.7=1.92N/mm2木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!(2)木方抗剪计算最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6ql截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=33192/(2100100)=0.479N/mm2截面抗

14、剪强度设计值 T=1.30N/mm2木方的抗剪强度计算满足要求!(3)木方挠度计算挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值，均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距)得到q=6.290kN/m最大变形v=0.677ql4/100EI=0.6776.290600.04/(1009000.008333334.0)=0.074mm木方的最大挠度小于600.0/250,满足要求!（四）、托梁的计算托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。集中荷载取木方的支座力 P= 5.853kN均布荷载取托梁的自重 q= 0.216kN/m。 托梁计算简图 托梁弯矩图(kN.m) 托梁剪力

15、图(kN)变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下： 托梁变形计算受力图 托梁变形图(mm)经过计算得到最大弯矩 M= 2.402kN.m经过计算得到最大支座 F= 29.202kN经过计算得到最大变形 V= 0.254mm顶托梁的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:截面抵抗矩 W = bh2/6 = 15.0015.0015.00/6 = 562.50cm3；截面惯性矩 I = bh3/12 = 15.0015.0015.0015.00/12 = 4218.75cm4；式中：b为木方截面宽度，h为木方截面高度。(1)顶托梁抗弯强度计算抗弯计算强度 f

16、 = M/W =2.402106/562500.0=4.27N/mm2顶托梁的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!(2)顶托梁抗剪计算截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=317398/(2150150)=1.160N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.30N/mm2顶托梁的抗剪强度计算满足要求!(3)顶托梁挠度计算 最大变形 v =0.254mm顶托梁的最大挠度小于900.0/250,满足要求!（五）、模板支架荷载标准值(立杆轴力)作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架的自重(kN)： NG1 =

17、 0.1509.000=1.348kN(2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.5000.6000.900=0.270kN(3)钢筋混凝土重(kN)： NG3 = 26.0001.2000.6000.900=16.848kN经计算得到，静荷载标准值 NG = (NG1+NG2+NG3)= 18.466kN。2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值 NQ = (2.500+2.000)0.6000.900=2.430kN3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.20NG + 1.40NQ（六）、立杆的稳定性计算不考虑风荷载时,立杆的稳定性

18、计算公式为：其中 N 立杆的轴心压力设计值，N = 25.56kN i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； A 立杆净截面面积，A=4.890cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3；f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.00m；h 最大步距，h=1.20m；l0 计算长度，取1.200+20.000=1.200m； 由长细比，为1200/16=76； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到0.749；经计算得到=25561/(0.749489)=69.799N/mm2；

19、不考虑风荷载时立杆的稳定性计算 f,满足要求!考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW=1.4Wklal02/8-Prl0/4风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力 Pr计算公式Pr=51.4Wklal0/16其中 Wk 风荷载标准值(kN/m2)； Wk=uzusw0 = 0.3001.0000.241=0.072kN/m2 h 立杆的步距，1.20m；la 立杆迎风面的间距，0.60m； lb 与迎风面垂直方向的立杆间距，0.90m；风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力 Pr=51.40.0720.6001.200/16=0.023kN.m；风荷

20、载产生的弯矩 Mw=1.40.0720.6001.2001.200/8-0.0231.200/4=0.004kN.m； Nw 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值； Nw=1.218.466+0.91.42.430+0.91.40.004/0.900=25.227kN经计算得到=25227/(0.749489)+4000/5080=69.612N/mm2；考虑风荷载时立杆的稳定性计算 f,满足要求!（七）、风荷载作用下的内力计算架体中每个节点的风荷载转化的集中荷载 w =0.0720.9001.200=0.078kN节点集中荷载w在立杆中产生的内力 wv=1.200/0.6000.078=0.1

21、56kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力 ws=(1.2001.200+0.6000.600)1/2/0.6000.078=0.175kN支撑架的步数 n=7节点集中荷载w在立杆中产生的内力和为0.175+(7.000-1)0.175=1.222kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和为7.0000.156=1.093kN架体自重为1.348kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和小于架体自重,满足要求!结论：经计算，主行车道模板支架方案的选定满足设计及规范要求。五、非机动车道及人形通道框构桥模板支架强度、刚度、稳定性计算（一）计算参数:钢管强度为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00

22、。模板支架搭设高度为6.0m，立杆的纵距 b=0.90m，立杆的横距 l=0.90m，立杆的步距 h=1.20m。面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。木方100100mm，间距300mm，木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。梁顶托采用150150mm木方。模板自重0.50kN/m2，钢筋混凝土自重26.00kN/m3。倾倒混凝土荷载标准值0.00kN/m2，施工均布荷载标准值2.50kN/m2。 图1 梁板支撑架立面简图 图2 梁板支撑架荷载计算单元采用的钢管类型为483.

23、5。钢管惯性矩计算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距计算采用 W=(D4-d4)/32D。（二）、模板面板计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。静荷载标准值 q1 = 26.0000.6000.900+0.5000.900=14.490kN/m活荷载标准值 q2 = (0.000+2.500)0.900=2.250kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 截面抵抗矩 W = bh2/6 = 90.001.801.80/6 = 48.60cm3；截面惯性矩 I = bh3/12 = 90.001.801

24、.801.80/12 = 43.74cm4；式中：b为板截面宽度，h为板截面高度。(1)抗弯强度计算 f = M / W f其中 f 面板的抗弯强度计算值(N/mm2)； M 面板的最大弯距(N.mm)； W 面板的净截面抵抗矩； f 面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2； M = 0.100ql2其中 q 荷载设计值(kN/m)；经计算得到 M = 0.100(1.2014.490+1.402.250)0.3000.300=0.185kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.18510001000/48600=3.803N/mm2面板的抗弯强度验算 f f,满足要求!(2)抗

25、剪计算 T = 3Q/2bh T其中最大剪力 Q=0.600(1.2014.490+1.42.250)0.300=3.697kN截面抗剪强度计算值 T=33697.0/(2900.00018.000)=0.342N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2面板抗剪强度验算 T T，满足要求!(3)挠度计算 v = 0.677ql4 / 100EI v = l / 250面板最大挠度计算值 v = 0.67714.4903004/(1006000437400)=0.303mm面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!（三）、模板支撑木方的计算木方按照均布荷载计算。1.荷载的计算(1

26、)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 26.0000.6000.300=4.680kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.5000.300=0.150kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：经计算得到，活荷载标准值 q2 = (2.500+0.000)0.300=0.750kN/m静荷载 q1 = 1.204.680+1.200.150=5.796kN/m活荷载 q2 = 1.400.750=1.050kN/m计算单元内的木方集中力为(1.050+5.796)0.900=6.161kN2.木方的计算计算公式如下:均布荷载 q =

27、P/l = 6.161/0.900=6.846kN/m最大弯矩 M = 0.1ql2=0.16.850.900.90=0.555kN.m最大剪力 Q=0.6ql = 0.60.9006.846=3.697kN最大支座力 N=1.1ql = 1.10.9006.846=6.778kN木方的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 截面抵抗矩 W = bh2/6 = 10.0010.0010.00/6 = 166.67cm3； 截面惯性矩 I = bh3/12 = 10.0010.0010.0010.00/12 = 833.33cm4；式中：b为板截面宽度，h为板截面高度。(1)

28、木方抗弯强度计算抗弯计算强度 f = M/W =0.555106/166666.7=3.33N/mm2木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!(2)木方抗剪计算最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6ql截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=33697/(2100100)=0.555N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.30N/mm2木方的抗剪强度计算满足要求!(3)木方挠度计算挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值，均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距)得到q=4.830kN/m最大变形v=0.677ql4/10

29、0EI=0.6774.830900.04/(1009000.008333334.0)=0.286mm木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!（四）、托梁的计算托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。集中荷载取木方的支座力 P= 6.778kN均布荷载取托梁的自重 q= 0.216kN/m。 托梁计算简图 托梁弯矩图(kN.m) 托梁剪力图(kN)变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下： 托梁变形计算受力图 托梁变形图(mm)经过计算得到最大弯矩 M= 1.949kN.m经过计算得到最大支座 F= 22.693kN经过计算得到最大变形 V= 0.200mm顶托梁的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 截面抵抗矩 W = bh2/6 = 15.0015.0015.00/6 = 562.50cm3； 截面惯性矩 I = bh3/12 = 15.0015.0015.0015.00/12 = 4218.75cm4；式中：b为木方截面宽度，h为木方截面高度。(1)顶托梁抗弯强度计算