满堂支架的计算算例.docx

1、满堂支架的计算算例满堂支架计算算例一、概述1、工程概况 安庆长江公路大桥E标工程南岸堤外引桥为双幅分离式桥梁，单幅一联6跨（640m=240m）为单箱单室预应力混凝土斜腹板等截面连续梁，梁高2.5m，箱梁顶板跨12.75m，底板宽5.384m，箱梁顶、底板厚均为0.25m ,腹板厚0.5m，两侧翼缘板悬臂长度均为2.85m，全桥仅在桥墩支点截面处设置端，中横梁。桥面横坡在-3%2%变化，桥面横坡由梁底垫石变高度使梁体整体旋转而形成，箱梁横断面及梁高均保持不变；桥面纵破为2.75%。桥面横坡见下表：桥面横坡一览表墩 号 桥 面 横 坡 梁底轴线及桥轴线距离（cm）左幅（%） 右幅（%） 左幅 右

2、幅YR11 0.116 0.020 662.20 657.15YR12 -1.217 0.020 665.65 657.15YR13 -2.551 -2.551 669.00 655.60YR14 -3.000 -3.000 670.15 654.35YR15 -3.000 -3.000 670.15 654.35YR16 -3.000 -3.000 670.15 654.35YR17 -3.000 -3.000 670.15 654.35箱梁采用单向预应力体系，纵向预应力钢束设置采用j15.24钢绞线，Rby=1860Mpa，波纹管制孔。每跨单侧腹板内设置6束16孔钢束，在接缝处采用钢束联结

3、器接长；顶板设置12束7孔钢束，钢束长为14米，一端为P锚，一端为张拉锚，钢束跨越桥墩顶分布置，每侧各长7米；底板设置4束7孔钢束，一端为P锚，一端为张拉锚，每束钢束跨越施工接缝分布在两跨内。2、施工方法简介 南堤外引桥位于缓和曲线段，桥位区多为农田、耕地及居民拆迁区，陆地施工条件相对较好。施工时，先将桥位地基处理后，采用扣件式满堂脚手架单幅逐跨现浇施工工艺进行施工，施工时，翼缘模板及外侧模采用定制钢模板（按首跨长配置一套模板），内模采用胶合板（按首跨长配置一套模板），底模采用玻璃钢竹胶板（按一个标准跨和一个首跨长度配置）。总体施工工艺流程如下：3、施工工艺流程二、满堂支架搭设及预压1、地基处

4、理 先用推土机将表层耕质土、有机土推平并压实；承台基坑清淤后采用分层回填亚粘土并整平压实。原有地基整平压实后，再在其上填筑大约30cm黄土，并选择最佳含水量时用振动压路机进行辗压，辗压次数不少于3遍，如果发现弹簧土须及时清除，并回填合格砂类土或石料进行整平压实，然后在处理好黄土层上铺设20cm石子，采用人工铺平，用YZ16吨振动压路机进行辗压。在石子层上按照安装满堂支架脚手钢管立杆所对应位置铺设枕木；为尽量减少地基变形影响，在承台基坑回填好地基上铺设大型废钢模板（此处不铺设枕木），废钢模板铺设时，面板朝下。压实黄土层及石子层宽度大约为28米。为避免处理好地基受水浸泡，在两侧开挖4030cm排水

5、沟，排水沟分段开挖形成坡度，低点开挖集水坑。2、支架安装 本支架采用“扣件”式满堂脚手架，其结构形式如下：纵向立杆间距为90cm，横向立杆间距除箱梁腹板所对应位置处间距按46cm布置外，其余按90cm左右间距布置（可详见堤外引桥满堂支架横向布置图），在高度方向每间隔1.2m设置一排纵、横向联接脚手钢管，使所有立杆联成整体，为确保支架整体稳定性，在每三排横向立杆和每三排横向立杆各设置一道剪刀撑。在地基处理好后，按照施工图纸进行放线，纵桥向铺设好枕木，便可进行支架搭设。支架搭设好后，测量放出几个高程控制点，然后带线，用管子割刀将多余脚手管割除，在修平立杆上口安装可调顶托，可调顶托是用来调整支架高度

6、和拆除模板用，本支架使用可调顶托可调范围为20cm左右。 由于整个堤外引桥位于缓和曲线上，因此拟将每跨支架划分为8个直线段拟和桥面箱梁曲线，每个直线段5m。施工时注意支架间距应相应调整。 脚手管安装好后，在可调顶托上铺设I14工字钢，箱梁底板下方I14工字钢横向布置，长6m，间距为0.9m；由于本方案外侧模板及翼缘模板为大型钢模板，为考虑模板整体移动，在翼缘板下所对应位置I14工字钢采用顺桥向布置。I14工字钢铺设好后，然后在箱梁底板下宽6米I14工字钢铺设6X12cm木枋，木枋铺设间距为：在箱梁腹板所对应位置按18cm布置，底板其余位置按3035cm布置。木枋布置好后可进行支架预压。3、支架

7、预压 安装模板前，要对支架进行压预。支架预压目：1、检查支架安全性，确保施工安全。2、消除地基非弹性变形和支架非弹性变形影响，有利于桥面线形控制。 预压荷载为箱梁单位面积最大重量1.1倍。本方案采用水箱加水分段预压法进行预压：施工前，按照水箱加工图纸加工好水箱，水箱采用3mm厚钢板进行满焊加工，加工好后进行试水试验，确保水箱不漏水。每一段预压长度为20米左右，由于首跨现浇长度为47米，故首跨需分三次预压，标准跨为40米及尾跨33米均需分两次预压。根据箱梁横截面特性，共制作6个大水箱（B型水箱）和6个小水箱（A型水箱），大水箱尺寸为：3米高，3米宽，6.5米长；小水箱尺寸为：1.5米高，2米宽，

8、6.5米长。水箱加工后采用16t汽车吊进行吊装就位，大水箱安放在箱梁底板所对应位置，小水箱安放在两侧翼缘板所对应位置，12个水箱布置成3排4列，然后用水泵加水进行预压(详见堤外引桥预压步骤示意图)。 为了解支架沉降情况，在加水预压之前测出各测量控制点标高，测量控制点按顺桥向每5米布置一排，每排4个点。在加载50%和100%后均要复测各控制点标高，加载100%预压荷载并持荷24小时后要再次复测各控制点标高，如果加载100%后所测数据及持荷24小时后所测数据变化很小时，表明地基及支架已基本沉降到位，可用水管卸水，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸水。卸水时通过水管将水排至水沟中或桥

9、位区外，以免影响处理好地基承载力，卸水完成后采用16t汽车吊将水箱前移。卸水完成后，要再次复测各控制点标高，以便得出支架和地基弹性变形量（等于卸水后标高减去持荷后所测标高），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基非弹性变形（即塑性变形）量。预压完成后要根据预压成果通过可调顶托调整支架标高。 经过几跨施工，得出支架预压后总沉降量在415mm之间，最大非弹性变形量为13mm，平均非弹性变形量为7mm左右。4、支架受力验算 、底模板下次梁（612cm木枋）验算： 底模下脚手管立杆纵向间距为0.9m，横向间距根据箱梁对应位置分别设为0.46 和0.9 m，顶托工字钢横梁按横桥向

10、布置，间距90cm；次梁按纵桥向布置，间距35cm和18cm 。因此计算跨径为0.9m，按简支梁受力考虑，分别验算底模下斜腹板对应位置和底板中间位置：a、斜腹板对应间距为18cm木枋受力验算底模处砼箱梁荷载：P1 = 2.526 = 65 kN /m2 （按2.5m砼厚度计算）模板荷载：P2 = 200 kg/m2 = 2 kN /m2设备及人工荷载：P3 = 250 kg /m2 = 2.5 kN /m2 砼浇注冲击及振捣荷载：P4 = 200 kg/m2 = 2 kN /m2则有P = （P1 + P2 + P3 + P4）= 71.5 kN /m2 W = bh2/6 = 6122/6

11、=144 cm3由梁正应力计算公式得： = qL2/ 8W = （71.50.18）10000.92 / 814410-6 = 9.05 Mpa = 10Mpa 强度满足要求；由矩形梁弯曲剪应力计算公式得： = 3Q/2A = 3（71.50.18）103（0.9 /2）/ 261210-4 = 1.21 Mpa = 2Mpa（参考一般木质） 强度满足要求；由矩形简支梁挠度计算公式得： E = 0.1105 Mpa； I = bh3/12 = 864cm4 f max = 5qL4 / 384EI = 512.871031030.94 / 38486410-811010 = 1.273mm f

12、 = 1.5mm（ f = L/400 ） 刚度满足要求。b、底板下间距为35cm木枋受力验算中间底板位置砼厚度在0.50.7m之间，按0.7m进行受力验算，考虑内模支撑和内模模板自重，木枋间距0.35m，则有： 底模处砼箱梁荷载：P1 = 0.726 = 18.2 kN /m2 内模支撑和模板荷载：P2 = 400 kg/m2 = 4 kN /m2 设备及人工荷载：P3 = 250 kg /m2 = 2.5 kN /m2 砼浇注冲击及振捣荷载：P4 = 200 kg/m2 = 2 kN /m2 则有P = （P1 + P2 + P3 + P4）= 26.7 kN /m2 q=26.70.35

13、=9.345t/m71.50.18=12.87 t/m表明底板下间距为0.35m木枋受力比斜腹板对应间距为0.18m木枋所受力要小，所以底板下间距为0.35m木枋受力安全。以上各数据均未考虑模板强度影响，若考虑模板刚度作用和3跨连续梁，则以上各个实际值应小于此计算值。、顶托横梁（I14工字钢）验算：脚手管立杆纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m和0.46m，顶托工字钢横梁按横桥向布置，间距90cm。因此计算跨径为0.9m和0.46m，为简化计算，按简支梁受力进行验算，实际为多跨连续梁受力，计算结果偏于安全，仅验算底模下斜腹板对应位置即可：平均荷载大小为q1= 71.50.9=64.35kN/

14、m 另查表可得：WI14 =102103mm3 ； I = 712104mm4 ； S = I / 12跨内最大弯矩为： Mmax = 64.350.460.46/8= 1.702kN.m由梁正应力计算公式得： w = Mmax / W = 1.702106 / (102 103 ) = 16.69 Mpa w = 145Mpa 满足要求；挠度计算按简支梁考虑，得： E = 2.1105 Mpa； f max = 5qL4 / 384EI = 564.3510000.464109 / (3842.1105712104) = 0.053mm f = 2.25mm（ f = L/400 ）刚度满足

15、要求。 、立杆强度验算：脚手管（483.5）立杆纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m和0.46m，因此单根立杆承受区域即为底板0.9m0.9m或0.46m0.9m箱梁均布荷载，由工字钢横梁集中传至杆顶。根据受力分析,不难发现斜腹板对应间距为0.46m0.9m立杆受力比其余位置间距为0.9m0.9m立杆受力大，故以斜腹板下间距为0.46m0.9m立杆作为受力验算杆件。则有P = 71.5 kN /m2由于大横杆步距为1.2m，长细比为=/ i = 1200 / 15.78 = 76，查表可得= 0.744 ，则有： N = A =0.744489215 = 78.22 kN 而Nmax = PA =71.50.460.9 = 29.6 kN，可见 N N，抗压强度满足要求。另由压杆弹性变形计算公式得：（按最大高度11m计算） L = NL/EA = 29.610311103/2.11054.89102 =3.171mm 压缩变形很小单幅箱梁每跨混凝土340m3，自重约884吨，按上述间距布置底座，则每跨连续箱梁下共有765根立杆，可承受2525吨荷载（每根杆约可