满堂支架计算书.docx

1、满堂支架计算书满堂支架计算书海湖路桥箱梁断面较大，本方案计算以海湖路桥北幅为例进行计算，南幅计算与北幅相同.海湖路桥北幅为530m等截面预应力混凝土箱形连续梁（标准段为单箱双室）,箱梁高度1.7m，箱梁顶宽15.25m。对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。满堂支架的计算内容为:碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算满堂支架整体抗倾覆验算箱梁底模下横桥向方木验算碗扣式支架立杆顶托上顺桥向方木验算箱梁底模计算立杆底座和地基承载力验算支架门洞计算。 1 荷载分析1。1 荷载分类作用于模板支架上的荷载，可分为永久荷载（恒荷载）和可变荷载(活荷载）两类。模板支架的永久荷载,包括下列荷载。作用在模板支架上的

2、结构荷载，包括:新浇筑混凝土、模板等自重.组成模板支架结构的杆系自重，包括：立杆、纵向及横向水平杆、水平及垂直斜撑等自重.配件自重，根据工程实际情况定，包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重。模板支架的可变荷载，包括下列荷载。施工人员及施工设备荷载。振捣混凝土时产生的荷载。风荷载、雪荷载.1。2 荷载取值(1）雪荷载根据建筑结构荷载规范（GB 500092012）查附录D.5可知,雪的标准荷载按照50年一遇取西宁市雪压为0。20kN/m2.根据建筑结构荷载规范（GB50009-2012 ）7。1。1雪荷载计算公式如下式所示。Sk=urso式中：Sk雪荷载标准值(kN/m2

3、)；ur-顶面积雪分布系数；So基本雪压（kN/m2).根据规建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）7.2.1规定，按照矩形分布的雪堆计算.由于角度为小于25，因此r取平均值为1.0，其计算过程如下所示。Sk=urso=0.201=0.20kN/m2（2）风荷载根据建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）查附录D.5可知,风的标准荷载按照50年一遇取西宁市风压为0。35kN/m2根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 1302011）4。3.1风荷载计算公式如下式所示。W=0.7UzUsWO式中:W-风荷载强度(kN/m2）；WO基本风压(0。35KN/m2);Uz-风

4、压高度计算系数，根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 130-2011)附录D取1。0；Us风荷载体型系数，根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 130-2011）4。3.2条采用1。3.风荷载强度W=0。7UzUsWO=0。71.01.30。35=0。32KN/m2（3）q1- 箱梁自重荷载,按设计说明取值26KN/m3。根据海湖路桥现浇箱梁结构特点，按照最不利荷载原则,每跨箱梁取-截面（跨中)、截面（墩柱两侧2.06.0m）、截面（墩柱两侧2。0m)等三个代表截面进行箱梁自重计算(截面选择区段内箱梁自重最大处截面),并对三个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行

5、自重计算，单跨箱梁立面图见下图：单跨箱梁立面图1）-截面处q1计算图1。2-1 海湖路桥-截面根据横断面图，则:q1=（269.22）/8。86=27。06 KN/m注：B箱梁底宽,取8。86m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。混凝土容重，取26KN/。 A箱梁横截面混凝土面积（）。2）截面处q1计算图1.22 海湖路桥截面根据横断面图，则：q1=(2610.7)/8。86=31。4 KN/m3）截面处q1计算图1.2-3 海湖路桥截面根据横断面图,则：q1=(2618.3）/8.86=53.7 KN/m(4）q2-模板自重荷载，根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 1

6、30-2011）取0.75KN/ m2;(5）q3 施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 1302011）取1.0KN/ m2;(6）q4- 浇筑和振捣混凝土时产生的荷载，按均布荷载计算,根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 130-2011）取2。0KN/ m2;（7)q5 支架自重，根据建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（GCJ2011）取0。75KN/m2.1。3 荷载组合系数为安全考虑，参照建筑结构荷载规范 GB50009-2012规定,计算结构强度的荷载设计值,取其标准值乘以下列相应的分项系数：（1）永久荷载的分项系

7、数,取1。2；（2）可变荷载的分项系数,取1。4。1.4 荷载组合荷载组合按照建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范表4。4。1的规定,取值如下表1。4。1所示。表1。4。1 荷载效应组合计算项目荷载组合立杆承载力计算1。永久荷载+可变荷载（不包括风荷载)2.永久荷载+0。9（可变荷载+风荷载）连墙件承载力计算风荷载+3.0kN斜杆承载力和连接扣件（抗滑)承载力计算风荷载2 结构检算2.1 碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算碗扣式满堂支架和扣件式满堂支架一样，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

8、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立杆强度及稳定性验算，根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ 130-2011（本节计算过程中简称为“本规范”）立杆的强度及稳定性计算公式进行分析计算。1、截面跨中18m范围内,碗扣式钢管支架体系采用9090120cm的布置结构,见图2.11。(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时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N33.6kN（参见路桥施工计算手册表135钢管支架容许荷载）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2NGK+0。91.4NQK（组合

9、风荷载时)NGK-永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和；NQK可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和；将荷载取值结果带入计算公式:图2.1-1:截面支架布置图NGK=0。90。9（q1+q2+q5）=0。81(27.06+0。75+0.75）=23.13KNNQK=0。90.9(q3+q4+w+Sk)=0。81（1.0+2.0+0。32+0。2）=2.85KN则：N=1.2NGK +0。91。4NQK=1.223。13+0.91。42.85=31.35KNN33.6KN ，强度满足要求.（2）立杆稳定性验算立杆的稳定性计算公式：N/(A)+MW/Wf(组合风荷载时)N-计算立杆段的轴向荷载31.

10、35KN;f钢材的抗压强度设计值,f205N/mm2(参考本规范表5.1。6得）；A-支架立杆的截面积A489mm2（参考路桥施工计算手册表134得）；轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比由本规范附录A表A。0.6取值;i截面的回转半径i=15.78mm，（参考路桥施工计算手册表13-4得）;长细比L/i。L水平步距,L1。2m.于是，L/i76，参照本规范附录A表A。0.6得0.744；MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距，按本规范式（5.2.9）计算；MW=0。91.4MWK=0.91。4*0。32=0.47KN。m2；W-抵抗矩W=5。08103mm3(参考路桥施工计算手册表13-4得）

11、；则，N/(A)+MW/W31.35103/（0。744489）+0。47106/(5。08103）178.70KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架立杆稳定性满足要求。2、-截面桥墩旁2m6m范围内，碗扣式钢管支架体系采用6090120cm的布置结构，见图2。12：图2.12：-截面支架布置图（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时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N33.6kN（参见路桥施工计算手册表135钢管支架容许荷载).立杆实际承受的荷载为:N=1.2NGK+0。91。4NQK（组合风荷载时）NGK永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和；NQK-可变荷

12、载对立杆产生的轴向力标准值总和；将荷载取值结果带入计算公式：NGK=0。90.6(q1+q2+q5）=0。54（31.4+0.75+0.75)=17。77KNNQK=0。90。6（q3+q4+w+Sk)=0。54(1。0+2。0+0。32+0。2)=1。9KN则：N=1.2NGK +0.91。4NQK=1。217.77+0.91.41.9=23.72KNN33.6KN ，强度满足要求.（2)立杆稳定性验算立杆的稳定性计算公式：N/（A）+MW/Wf(组合风荷载时）N-计算立杆段的轴向荷载23.72KN；f钢材的抗压强度设计值,f205N/mm2（参考本规范表5。1。6得)；A-支架立杆的截面积

13、A489mm2（参考路桥施工计算手册表134得);轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比由本规范附录A表A.0.6取值；i截面的回转半径i=15.78mm，(参考路桥施工计算手册表134得)；长细比L/i。L水平步距,L1。2m。于是,L/i76，参照本规范附录A表A.0.6得0。744；MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距，按本规范式（5.2。9）计算;MW=0.91。4MWK=0。91.40.32=0。47KN/m2；W抵抗矩W=5.08103mm3(参考路桥施工计算手册表134得)；则，N/（A)+MW/W23.72103/（0.744489)+0。47106/(5.08103）157.7

14、2KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架立杆稳定性满足要求。3、-截面在桥墩旁两侧各2m范围内,碗扣式钢管支架体系采用6060120cm的布置结构，见图2。1-3：图2。1-3：-截面支架布置图（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时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N33。6kN（参见路桥施工计算手册表135钢管支架容许荷载）。立杆实际承受的荷载为:N=1.2NGK+0。91.4NQK（组合风荷载时）NGK永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和;NQK可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和；将荷载取值结果带入计算公式:NGK=0.60.6（q1+q2+q5）=0

15、。36（53。7+0.75+0。75)=19。87KNNQK=0。60.6（q3+q4+w+Sk）=0.36（1.0+2.0+0.32+0.2）=1.27KN则：N=1。2NGK +0.91。4NQK=1。219。87+0.91.41。27=25。44KNN33。6KN ，强度满足要求。（2）立杆稳定性验算立杆的稳定性计算公式：N/（A）+MW/Wf（组合风荷载时）N-计算立杆段的轴向荷载25。44KN；f-钢材的抗压强度设计值，f205N/mm2（参考本规范表5。1。6得）；A支架立杆的截面积A489mm2（参考路桥施工计算手册表13-4得);轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比由本规范附录A

16、表A。0.6取值；i截面的回转半径i=15.78mm,(参考路桥施工计算手册表134得);长细比L/i.L水平步距，L1.2m。于是,L/i76，参照本规范附录A表A。0。6得0。744;MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距，按本规范式（5.2。9）计算；MW=0。91.4MWK=0。91.4*0。32=0。47KN/m2；W-抵抗矩W=5。08103mm3（参考路桥施工计算手册表134得)；则，N/（A)+MW/W25.44103/（0.744489）+0.47106/（5.08103)162.45KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架立杆稳定性满足要求。2.2 满堂支架抗倾覆验

17、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=yNi/Mw按海湖路桥北幅150m长度验算支架抗倾覆能力：桥梁宽度15.25m，长150m采用9090120cm跨中支架来验算全桥:支架横向18排；支架纵向168排；平均高度5.9m;顶托TC60共需要16818=3024个；立杆需要168185。9=17842m;纵向横杆需要1685.9/1。218=14868m；横向横杆需要185.9/1。2150=13275m；故：钢管总重（17842+14868+13275）3.84=176。58t;顶托TC60总重为

18、：30257。2=21.77t;故支架重力N1=176。589.8+21。779。8=1943.83KN;稳定力矩= yNi=5。91943.83=11468。6KN.m依据以上对风荷载计算WK=0.32KN/ m2海湖路桥左幅150m共受力为：q=0。325。9150=283。2KN；倾覆力矩=q3=283.23=849。6KN。mK0=稳定力矩/倾覆力矩=11468。6/849。6=13.21。3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求。2.3 横桥向方木（底模背肋）验算本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用1010cm方木，方木横桥向跨度在跨中截面（-截面)处按L90cm进行受力计算，在桥墩

19、顶横梁截面及横隔板梁处、桥墩顶及墩旁各6m范围内(II- II、-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。横桥向方木受力结构图见下图:截面处按桥每跨中截面处18.0m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+ q3+ q4）B(27.06+0.75+1.0+2。0）18=554。58kNM（1/8) qL2=(1/8）554.580。9256。15kNW=（bh2）/6=（0

20、。10.12）/6=0.000167m3则： n= M/( Ww)=56.15/(0。000167110000。9）=33。96(取整数n34根)dB/(n-1)=18/33=0.54m 注：0.9为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间距小于0。54m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。3m，则n18/0.461根. 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=（bh3)/12=(0.10。13)/12=8.333106m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)（qL4）/（EI)=（5/384)(554.580.94)/(18091068.33310-6）=0。35103ml

21、/400=0。9/400=2.2510-3m (挠度满足要求）。 方木抗剪计算Sm=（bh2）/8=(0.10。12)/8=1.25104m3=（qlSm）/(nIb）=(554.580。91.25104）/(618.33310-60。1）=1.22MPa0.9=0。91.7MPa=1.53MPa（抗剪强度满足要求)截面处按桥墩旁-截面处8。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+ q3+ q4)B（31。4+0。75+1。0+2。0)8=281.2kNM(1/8) qL2=（1/8）281。20。9228。47kNmW=(bh2）/6=（0

22、。10.12）/6=0。000167m3则: n= M/( Ww)=28。47/（0.000167110000.9)=17。2（取整数n18根)dB/（n1）=8/17=0。47m 注：0.9为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间距小于0.47m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。3m,则n8/0。327根. 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.10。13）/12=8.333106m4则方木最大挠度：fmax=（5/384）(qL4)/（EI)=（5/384)(281.20。94）/（8091068。33310-6)=0.40103ml/400=0

23、。9/400=2。25103m (挠度满足要求）。 每根方木抗剪计算Sm=（bh2）/8=(0.10.12)/8=1.2510-4m3=(qlSm）/(nIb)=（281。20。91。2510-4）/(278.33310-60。1）=1。41MPa0.9=0。91。7MPa=1.53MPa（抗剪强度满足要求）(3）截面处按桥墩旁截面处4.0m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（53.7+0。75+1。0+2.0)4=229.8kNM(1/8） qL2=（1/8)225。80。9223.26kNmW=(bh2)/6=(0.1

24、0.12)/6=0.000167m3则： n= M/（ Ww）=22.86/（0。000167110000.9）=14（取整数n14根）dB/(n-1)=4/13=0。31m 注：0.9为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间距小于0。31m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n4/0。221根。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=（0.10.13)/12=8。333106m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)（qL4)/（EI)=(5/384)（229。80.94）/(8091068。33310-6)=0。41103ml/400=0。9/

25、400=2.2510-3m (挠度满足要求）。 每根方木抗剪计算Sm=（bh2）/8=(0.10.12）/8=1.2510-4m3=（qlSm)/(nIb）=（229.80。91。2510-4）/(278.3331060。1）=1.15MPa0.9=0。91。7MPa=1。53MPa（抗剪强度满足要求）2.4 纵桥向方木（主梁）验算本施工方案中碗扣架顶托上顺桥向采用1015cm方木作为纵向分配梁。顺桥向方木的跨距，根据立杆布置间距，在箱梁跨中18m范围内(截面）按L90cm(横向间隔l90cm）进行验算，桥墩旁2m6m范围内（-截面)按L90cm(横向间隔l60cm）进行验算，桥墩两侧2m范围

26、内（截面)按L60cm（横向间隔l60cm）进行验算。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。备注：因横桥向方木布置较密（净间距0.10。2m），故顺桥向方木按均布荷载考虑。 截面处跨中截面立杆顶托上顺桥向采用1015cm规格的方木，顺桥向方木跨距90cm,横桥向间隔90cm布置，根据前受力布置图进行方木受力分析计算如下: 每根方木抗弯计算q（q1+ q2+ q3+ q4)B(27.06+0。75+1.0+2。0)0。9=27。729kN/mM(1/8） qL2=（1/8)26.8290。

27、922.808kNmW=（bh2)/6=（0。100。152）/6=3。7510-4m3则:= Mmax/ W=2。808/(3.75104)=7.49MPa0。9w9。9MPa（符合要求）注：0.9为方木的不均匀折减系数。 每根方木抗剪计算则：= MPa0.9=0。91。7MPa=1.53MPa符合要求。 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=（bh3)/12=(0.10.153）/12=2.812510-5m4则方木最大挠度:fmax=(5/384）（qL4）/(EI）=(5/384)（27.7290。94)/( 91062.812510-5)=8.25710-4ml/400=0.9/400=2

28、。25103m 故，挠度满足要求。 截面处墩旁26m范围内立杆顶托上顺桥向采用1015cm规格的方木，顺桥向方木跨距90cm，横桥向间隔60cm布置，根据前受力布置图进行方木受力分析计算如下： 每根方木抗弯计算q(q1+ q2+ q3+ q4）B(31.4+0。75+1。0+2。0）0。6=21。09kN/mM（1/8) qL2=(1/8）21.090.922。13kNmW=（bh2）/6=(0。100.152)/6=3.75104m3则：= Mmax/ W=2。13/（3.7510-4）=5.63MPa0。9w9。9MPa（符合要求）注:0.9为方木的不均匀折减系数. 每根方木抗剪计算则：= MPa0。9=0。91。7MPa=1。53MPa符合要求. 每根方木挠度计算方木的惯性矩I=（bh3)/12=（0.100。153）/12=2。812510-5m4则方木最大挠度：fmax=（5/384）(qL4）/（EI）=(5/384）（21。090。94)/( 91062.8125105)=7.117104ml/400=0。9/400=2。25103m 故，挠度满足要求。 梁截面处墩顶实心段（墩顶两侧2m范围内）截面立杆顶托上顺桥向采用1015cm规格的方木，顺桥向方木跨距60cm，横桥向间隔60cm布置，根据前受力布置图进行方木受力分析计算如下： 每根方木抗弯计算q(q1+