满堂支架计算.docx

1、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： q1 箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取 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 q1.0kPa(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

2、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)60cm60cm120cm2.9460cm90cm120cm2.211.2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侧模计算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 55截面（桥墩断面两侧）、 66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

3、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：W c A = q1 B B取1.2的安全系数， 则q1 44.3651.253.238kPa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12004025251.5%1.5%根据横断面图，用 CAD算得梁体截面积 A=5.342m2则：W c A 26 5.342q1 = 18.52kPa1 B B 7.5取1.2的安全系数， 则q118.52 1.222.224kPa注： B 箱梁底宽，取 6.7m，将箱梁全部重

4、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=Pm K r hK 为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂 K=1.2当V/t=1.2/28=0.0430.035h=1.53+3.8V/t=1.69mq5=Pm K r h 12. 25 1.69 50.7KPa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

5、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 6060120cm的布 置结构，如图：0.60.60.60.60.6 0.60.60.60.60.6 0.60.60.6 0.60.60.60.60.6Y? 模板 斜撑 立杆1、立杆强度验算

6、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 1.4NQ （组合风荷载时）K K KNG1 支架结构自重标准值产生的轴向力；KN 构配件自重标准值产生的轴向力G2KNQK 施工荷载标准值；于是，有：NG1 =0.6 0.6 q1=0.6 0.6 53.238=19.17KN KNG2K=0.6 0.6 q2=0.6 0.6 1.0=0.36KN Q =0.6 0.6 (q3+ 4+ 7)=0.36 (1.0+2.0+2.94)=2.14

7、KNN K q q则： N=1.2 G1 +NG2 )+0.851.4NQ =1.2 (19.17+0.36)+0.85 1.4 2.14=25.98KN ( N K K K 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/WfN/A+MN钢管所受的垂直荷载， N=1.2(NG1K+NG2K)+0.851.4 QNK(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 48mm 3.5钢管的截面积 A 489mm

8、。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i 15.8。长细比 L/i 。L水平步距， L 1.2m。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。 2MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.85 1.4 WKLah /10WK=0.7uzusw07.2.1得uz=1.38uz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=1.2w0基本风压，查建筑结构荷载规范附表 D.4 w0=0.8KN/m2

9、 故： =0.7 zsw0=0.7 1.38 1.2 0.8=0.927KNWK u uLa 立杆纵距 0.9m；h 立杆步距 1.2m，2故： M W=0.85 1.4 WKLah /10=0.143KNW 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=5.0810 mm3 6 3则， W/W25.98 10 /(0.744489)+0.143 10 /(5.08 10 ) 99.56KN/mm 2N/A+Mf 205KN/mm 2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 6090120cm的布置结构，如 图：

10、0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9Y? 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.61、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 1.4NQ （组合风荷载时）K K KNG1K 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 Q 施工荷

11、载标准值；NK于是，有： G1 =0.6 0.9 q1=0.6 0.9 22.224=12.0KNNKNG2K=0.6 0.9 q2=0.6 0.9 1.0=0.54KN则： N=1.2(N Q =0.6 0.9 (q3+ 4+ 7)=0.54 (1.0+2.0+3.38)=2.81KN N K q qG1 +NG2 )+0.851.4NQ =1.2 (12+0.54)+0.85 1.4 2.81=18.39KN K K KN35kN，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 /WfN/A+MN2钢管所受的垂直荷载， N=

12、1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4 QNK（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 48mm 3.5钢管的截面积 A 489mm 2。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i 15.8长细比 L/i 。L水平步距， L 1.2m。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；2MW=0.85 1.4 WKLah 2/10W

13、=0.7 z s 0K u u wuz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=1.2 w0基本风压，查建筑结构荷载规范附表 D.4 w0=0.8KN/m2 故： =0.7 zsw0=0.7 1.38 1.2 0.8=0.927KNWK u uLa 立杆纵距 0.9m；h 立杆步距 1.2m，故： M W=0.85 1.4 WKLah /10=0.143KNB得：3 3W 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=5.0810 mm则， W/W18.39 10 /(0.829

14、489)+0.14310 /(5.08 10 ) 73.514KN/mm 2N/A+Mf 205KN/mm 2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 1.3K0=稳定力矩/倾覆力矩=yNi/ Mw 采用跨中 28m验算支架抗倾覆能力：跨中支架宽 12m，长28m采用 6090120cm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2132=672个；立杆需要 21329.4=6317m;纵向横杆需要 219.4/1.2 28

15、=4606m；横向横杆需要 329.4/1.2 12=3808m；故：钢管总重( 6317+4606+3808)3.84=56.6t;顶托TC60总重为： 6727.2=4.8t；故q=56.6 9.8+4.8 9.8=601.7KN；稳定力矩 = y Ni=6601.7=3610KN.m依据以上对风荷载计算 =0.7 z sw0=0.7 1.38 1.2 0.8=0.927KN/ m2WK u u跨中 28m共受力为： q=0.9279.4 28=244KN；倾覆力矩 =q5=2445=1220KN.mK0=稳定力矩 /倾覆力矩=2610/1220=2.961.3 计算结果说明本方案满堂支架

16、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 1010cm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 方木间距计 算q(q1+ q2+ q3+ q4) B(53.238+1.0+2.5+

17、2) 4=234.952kN/mM(1/8) qL 2=(1/8) 234.952 20.610.57kN mW=(bh 2) /6=(0.1 02)./16=0.000167m3则： n= M/( Ww)=10.57/(0.000167 110000.9)=(6取.4整数 n7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n4/0.2516。 每根方木挠 度计算方木的惯性矩 I=(bh3) /12=(0.1 0 3.) 1/12=8.33 1-60m

18、 4则方木最大挠度：fmax=(5/384)(qL 4)/(EI) =(5/384) (234.952 04)./6(10 96108.33 1-060.9) =5.88 1-04ml/400=0.6/400=1.5 -3m10 ( 挠度满足要求 )3每根方木抗 剪计算(1/2)(qL)/(nA)=(1/2) (234.9520.6)/(160.10.10.9)=0.489MPa=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 方木间距计 算q(q1+ 2+ q3+ q4) B(22.224+

19、1.0+2.5+2)M(1/8) qL =(1/8) 554.48 0.956.14kN m2 2W=(bh )/6=(0.1 0)./16=0.000167m3则： n= M/( Ww)=56.14/(0.000167 110000.9)=3(3取.9整数 n34根) dB/(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n20/0.366.7(66.7取整67)。 每根方木挠 度计算3 3 -6 4方木的惯性矩 I=(bh )/12=(0.1 0 .)1/12=8.3

20、3 10m 则方木最大挠度：4 4 6 -6fma =(5/384)(qL )/(EI) =(5/384) (554.48 0.)9/(50 9 108.3310 0.9) =1.4 10- -3x3ml/400=0.9/400=2.25 m10 (挠度满足要求 )3每根方木抗 剪计算(1/2)(qL)/(nA)=(1/2) (554.480.9)/(670.10.10.9)=0.828MPa=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 1515cm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

21、60cm布置)进行验算，在箱梁桥墩断面按 L 60cm (横向间隔 l60cm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 方木抗弯计 算W=(b 2)/6=(0.15 0.21)/56=5.6 -410m3h-4= Mmax/ W=3.084/(5.6 1)=05.51MPa 0.9w9.9MPa(符合要求) 注： 0.9为方木的不

22、 均匀折减系数。 方木抗剪计 算Vmax=3p/2=(3 8.81)/2= 13.215kN(3/2) Vmax/A=(3/2)13.215/(0.150.15)=0.881MPa 0.9=1.70.9 =1.53MPa符合要求。故，挠度满足要求2.4.2 桥墩断面处 方木抗弯计 算注： 0.9为方木的不 均匀折减系数。 方木抗剪计 算Vma =3p/2=(3 4.965)/2= 7.448kNx3 3 -5 4(3/2) Vmax/A=(3/2)7.448/ (0.150.15)=0.497MPa 0.9=1.70.9=1.53MPa3每根方木 挠度计算方木的惯性矩 I=(bh )/12=(

23、0.15 0.15 )/12=4.2 10 mL/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：-7 4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 E35 000MPa 33 3方木的惯性矩 I=(bh )/12=(1.0 0.01)5/12=2.8125 10m2.5.1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

24、/mq则： Mma = lxl814.685 0.25 0.115KN m模板需要的截面模量：W= M W 0.90.1150.9 6.0103 2.13 510m2模板的宽度为 1.0m，h= 6 Wb根据W、b得h为：62.13 51010.0113m11.3mm因此模板采用 1220244015mm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/m2则： Mmax= q l88.32 0.3280.094KN模板需要截面模量W= W 0.90.0940.9 6.0103 1.74

25、 510m2模板的宽度为 1.0m，根据W 、b得h为：6Wh=b6 1.74 51010.0102m10.2mm因此模板采用 1220244015mm规格的竹胶板。2.6侧模验算根据前面计算，分别按 1010cm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 1010cm方木以间距 30cm布置 模板厚度计算q=( q4+ q5)l=(4.0+50.7) q 2 16.41则： Mmax= l0.3=16.41kN/m0.3 0.185KN m模板需要的截面模量：模板的宽度为 1.0m，W=M 0.1853W 0.9 0.9 6.0 3 103.42610

26、5 m2根据W、b得h为：6 W 6 3.426h= b 10150.0143m 14.3mm因此模板采用 1220244015mm规格的竹胶板。 模板刚度验算 1010cm方木以间距 25cm布 置 模板厚度计算q=( q4+ q5)l=(4.0+50.7) 0.25=13.675kN/m12mm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 1220244015mm规4格 的竹胶板。-36 模板刚度验算 672.97 4m0.9 0.25/400m=6.25 m10102.7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

27、60cm， 每根立杆上荷载为：Na bq a 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 6090cm， 每根立杆上荷载为：Na bq a b (q1+q2+q3+q4+q7) 0.6 0.9 (22.224+1.0+1.0+2.0+2.94)=15.75kN2.7.2立杆底托验算立杆底托验算： N dR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 6060cm布置的立杆，即：Na bq a 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： 21.66KN40KN 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 200 Kpa。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