张家沟中桥满堂支架验算.docx

1、张家沟中桥满堂支架验算张家沟中桥第1#、2#、3#、4#孔现浇箱梁支架设计验算1、现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求现浇箱梁支架采用WDJ碗扣式多功能脚手杆搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。立杆顶设二层方木，立杆顶托上纵向设1515cm方木；纵向方木上设1010cm的横向方木，其中在墩顶端横梁和跨中横隔梁下间距不大于0.25m（净间距0.15m）、在跨中其他部位间距不大于0.3m（净间距0.2m）。模板宜用厚1.8cm的优质竹胶合板，横板边角宜用4cm厚木板进行加强，防止转角漏浆或出现波浪形，影响外观。支架纵横均按图示设置剪刀撑，其中横桥向斜撑每2.0m设一道，纵桥向斜撑沿横

2、桥向共设45道。立杆的纵、横向间距及横杆步距等搭设要求如下：采用立杆横桥向间距纵桥向间距横杆步距为60cm60cm120cm和60cm90cm120cm两种布置形式的支架结构体系，其中：墩旁两侧各4.0m范围内的支架采用60cm60cm120cm的布置形式；除墩旁两侧各4m之外的其余范围内的支架采用60cm90cm120cm的布置形式。扣件式钢管满堂支架及工字钢平台支架体系构造图见附图（一）（二）。2、现浇箱梁支架验算该现浇连续梁为单箱单室，对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。、荷载计算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： q1 箱梁自重荷载，新浇混凝土

3、密度取2600kg/m3。 q2 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q21.0kPa（偏于安全）。 q3 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。 q4 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。 q5 新浇混凝土对侧模的压力。 q6 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。 q7 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)

4、60cm60cm120cm2.9460cm90cm120cm2.212、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侧模计算3、荷载计算（1）、箱梁自重q1计算根据结构特点，现取4个特殊截面进行验算1 A-A截面处q1计算：根据横断面图，则：q1 = 取1.2的安全系数，则q125.671.230.8kPa 注：B 箱梁底宽，取5.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。2 B-B截面处q1计算：根据横断面图，则：q1 =取1.2的安全系数，则q118.441.222.1kPa 注：B箱梁底宽，取5.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算

5、偏于安全。3 C-C截面处q1计算：根据横断面图，则： q1 =取1.2的安全系数，则q133.561.240.3kPa 注：B 箱梁底宽，取5.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。4 D-D截面处q1计算：根据横断面图，则：q1 = 取1.2的安全系数，则q135.931.243.1kPa注：B 箱梁底宽，取5.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。 （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=K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂

6、K=1.2当V/T=1.2/28=0.0430.035 h=1.5+3.8V/T=1.68mq5=、结构检算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483.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也适用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。1 A-A截面处在桥墩旁两侧各4m范围内

7、，钢管扣件式支架体系采用6060120cm的布置结构，如图：、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N30kN（参见公路桥涵施工手册中表135）。1 立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时）NG1K支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2K构配件自重标准值产生的轴向力NQK施工荷载标准值；于是，有：NG1K=0.60.6q1=0.60.630.8=11.088KNNG2K=0.60.6q2=0.60.61.0=0.36KNNQK=0.60.6(q3+q4+q7)=0.36(2.5+2.0+2

8、.94)=2.679KN故：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（11.088+0.36）+0.851.42.679=16.93KNN30KN ，强度满足要求。、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：N/A+MW/WfN钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时），同前计算所得；f钢材的抗压强度设计值，f205N/mm2参考建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.6得。A48mm3.5钢管的截面积A489mm2。轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比查表即可求得。i截面的

9、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i15.8。长细比L/i。 L水平步距，L1.2m。于是，L/i76，参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范查附录C得0.744。MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范表7.2.1得uz=1.38 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=1.2w0基本风压，查建筑结构荷载规范附表D.4 w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KNLa立杆纵距0.6m

10、；h立杆步距1.2m，故：MW=0.851.4WKLah2/10=0.095KNW 截面模量查表建筑施工扣件式脚手架安全技术规范附表B得W=5.08则，N/A+MW/W16.93*103/（0.744*489）+0.095*106/（5.08*103）65.24KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。（2）B-B截面处跨中4m16m范围内，钢管扣件式支架体系采用6090120cm的布置结构，如图。、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N30kN（参见公路桥涵施工手册中表135）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG

11、1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时）NG1K支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2K构配件自重标准值产生的轴向力NQK施工荷载标准值；于是，有：NG1K=0.60.9q1=0.60.922.1=11.934KNNG2K=0.60.9q2=0.60.91.0=0.54KNNQK=0.60.9(q3+q4+q7)=0.54(2.5+2.0+2.21)=3.624KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（11.934+0.54）+0.851.43.624=19.28KNN30KN ，强度满足要求。、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

12、有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/A+MW/WfN钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时），同前计算所得；f钢材的抗压强度设计值，f205N/mm2参考建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.6得。A48mm3.5钢管的截面积A489mm2。轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比查表即可求得。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i15.8。长细比L/i。 L水平步距，L1.2m。于是，L/i76，参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范查附录C得0.744。MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.85

13、1.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz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.4 w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KN/ m2La立杆纵距0.9m；h立杆步距1.2故：MW=0.851.4WKLah2/10=0.851.40.9270.91.22/10=0.143KNW 截面模量查表建筑施工扣件式脚手架安全技术规范附表B得W=5.08则，N/A+MW/W19.28*103/（0.

14、744*489）+0.143*106/（5.08*103）81.143KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。（3）C-C截面处在桥墩旁两侧各4m范围内，钢管扣件式支架体系采用6060120cm的布置结构，如图：、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N30kN（参见公路桥涵施工手册中表135）。2 立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时）NG1K支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2K构配件自重标准值产生的轴向力NQK施工荷载标准值；于是，有：NG1K=0.60.6

15、q1=0.60.640.3=14.508KNNG2K=0.60.6q2=0.60.61.0=0.36KNNQK=0.60.6(q3+q4+q7)=0.36(2.5+2.0+2.94)=2.679KN故：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（14.508+0.36）+0.851.42.679=21.03KNN30KN ，强度满足要求。、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：N/A+MW/WfN钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时），同前计算所得；f钢材的抗压强度设计值，

16、f205N/mm2参考建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.6得。A48mm3.5钢管的截面积A489mm2。轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比查表即可求得。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i15.8。长细比L/i。 L水平步距，L1.2m。于是，L/i76，参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范查附录C得0.744。MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范表7.2.1得uz=1.38 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

17、得：us=1.2w0基本风压，查建筑结构荷载规范附表D.4 w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KNLa立杆纵距0.6m；h立杆步距1.2m，故：MW=0.851.4WKLah2/10=0.095KNW 截面模量查表建筑施工扣件式脚手架安全技术规范附表B得W=5.08则，N/A+MW/W21.03*103/（0.744*489）+0.095*106/（5.08*103）76.5KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。(4)D-D截面处在桥墩旁两侧各4m范围内，钢管扣件式支架体系采用6060120cm的布置结构，如图：、

18、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N30kN（参见公路桥涵施工手册中表135）。3 立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时）NG1K支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2K构配件自重标准值产生的轴向力NQK施工荷载标准值；于是，有：NG1K=0.60.6q1=0.60.643.1=15.516KNNG2K=0.60.6q2=0.60.61.0=0.36KNNQK=0.60.6(q3+q4+q7)=0.36(2.5+2.0+2.94)=2.679KN故：N=1.2（NG1K+NG2K）+

19、0.851.4NQK=1.2（15.516+0.36）+0.851.42.679=22.24KNN30KN ，强度满足要求。、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：N/A+MW/WfN钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时），同前计算所得；f钢材的抗压强度设计值，f205N/mm2参考建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.6得。A48mm3.5钢管的截面积A489mm2。轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比查表即可求得。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i15

20、.8。长细比L/i。 L水平步距，L1.2m。于是，L/i76，参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范查附录C得0.744。MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范表7.2.1得uz=1.38 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=1.2w0基本风压，查建筑结构荷载规范附表D.4 w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KNLa立杆纵距0.6m；h立杆步距1.2m，故：MW=0.851.4WKLah2/1

21、0=0.095KNW 截面模量查表建筑施工扣件式脚手架安全技术规范附表B得W=5.08则，N/A+MW/W22.24*103/（0.744*489）+0.095*106/（5.08*103）79.83KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。2、满堂支架整体抗倾覆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/Mw采用跨度4-20m验算支架抗倾覆能力：主桥宽度16m，长20m采用6090120cm跨中支架来验算全桥：支架横向34排；（16m+21.5m=19m）支架纵向24排；高

22、度14m；顶托TC60共需要24*34=816个；立杆需要24*34*14=11424m;纵向横杆需要34*12/1.2*38=12920m；横向横杆需要24*12/1.2*13.5=3240m；故：钢管总重（11424+12920+3240）*3.84=105.9t; (,483.5钢管自重：38.4N/m) 顶托TC60总重为：816*7.2=5.9 t；故Ni =105.9*9.8+5.9*9.8=1095.6KN；稳定力矩= y*Ni=13.5/2*1095.6=7395.3KN.m依据以上对风荷载计算WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KN/ m2跨中20

23、m共受力为：q=0.927*12*20=222.5KN；倾覆力矩=q*12/2=222.5*6=1335KN.mK0=稳定力矩/倾覆力矩=7395.3/1335=5.541.3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求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1010cm方木，方木横桥向跨度在箱梁跨中截面处按L90cm进行受力计算,在墩顶横梁截面处按L60cm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。1 A-A截面处按截面处

24、2.5m范围内进行受力分析，按方木横桥向跨度L60cm进行验算。 方木间距计算q(q1+ q2+ q3+ q4)B(30.8+1.0+2.5+2)2.5=90.75 kN/mM(1/8) qL2=(1/8)90.750.624.1kNmW=(bh2)/6=(0.10.12)/6=0.000167m3则： n= M/( Ww)=4.1/(0.000167110000.9)=2.5(取整数n3根) dB/(n-1)=2.5/2=1.25m 注：0.9为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间距小于1.25m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n2.5/0.2510。

25、 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.3310-6m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)(qL4)/(EI)=(5/384)(195.50.64)/( 9106108.3310-60.9) =4.8910-4ml/400=0.6/400=1.510-3m (挠度满足要求) 每根方木抗剪计算(1/2)(qL)/(nA)=(1/2)(195.50.6)/(100.10.10.9)=0.652 MPa=1.7MPa符合要求。2 B-B截面处B-B截面处按12.0m范围内进行受力分析，按方木横桥向跨度L90cm进行验算。 方木间距计算q(q1+ q2+

26、 q3+ q4)B(22.1+1.0+2.5+2)12=331.2kN/mM(1/8) qL2=(1/8)331.20.9233.5kNmW=(bh2)/6=(0.10.12)/6=0.000167m3则： n= M/( Ww)=33.5/(0.000167110000.9)=20.3(取整数n21根) dB/(n-1)=12/21=0.57m 注：0.9为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间距小于0.57m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0.2m，则n12/0.260。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.3310-6m4

27、则方木最大挠度：fmax=(5/384)(qL4)/(EI)=(5/384)(663.60.94)/(7091068.3310-60.9) =1.20010-3ml/400=0.9/400=2.2510-3m (挠度满足要求) 每根方木抗剪计算(1/2)(qL)/(nA)=(1/2)(663.60.9)/(700.10.10.9)=0.474 MPa=1.7MPa符合要求。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1515cm方木，方木在顺桥向的跨距在箱梁跨中按L90cm（横向间隔l60cm布置）进行验算，在墩顶横梁部位按L60cm（横向间隔l60

28、cm布置）进行验算，横桥向方木顺桥向布置间距在桥墩旁两侧4.0m范围内均按0.25m（中对中间距）布设，在箱梁跨中部位均按0.3m布设，如下图布置，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。B-B截面处 方木抗弯计算p=lq/nl(q1+ q2+ q3+ q4)B/n0.6(22.1+1.0+2.5+2)12/60=3.312kNMmax(a1+a2)p(0.45+0.15)3.312=1.99kNmW=(bh2)/6=(0.150.152)/6=5.610-4m3= Mmax/ W=1.99/(5.610-4)=3.55MPa0.9w9.9MPa（符合要求）注：0.9为方木的不均匀折减系数。 方木抗剪计算Vmax=3p/2=(33.312)/2= 4.968 kN(3/2)Vmax /A=(3/2)4.968/(0.150.15)=0.3312MPa0.9=1.70.9=1.53 MPa符合要求。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.150.153)/12=4.210-5m4则方木最大挠度：fmax= =1.54910-30.9L/