滿堂支架設(shè)計驗算書

1、德商高速公路夏津至聊城段路橋二標聊城北互通式立交MRK82+835.15主線橋支架設(shè)計驗算書編制： 審核： 批準： 中鐵十五局集團德商高速公路夏津至聊城段路橋二標項目經(jīng)理部目錄一、設(shè)計計算說明11.1、設(shè)計依據(jù)11.2、工程概況11.3、預(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工順序21.4、支架總體方案3二、荷載計算42.1、荷載分析42.2、荷載分項系數(shù)62.3、荷載效應(yīng)組合6三、模板、背肋及脊梁計算73.1、模板荷載的計算73.1.1、設(shè)計荷載73.1.2、側(cè)壓力的計算73.1.3、底板壓力計算103.2、模板計算113.2.1、底模計算113.2.2、側(cè)模計算143.2.3、內(nèi)模頂模計算153.3、背肋

2、的計算163.3.1、底模背肋163.3.2、側(cè)模背肋183.3.3、內(nèi)模頂模背肋203.4、脊梁的計算223.4.1、底模脊梁223.4.2、側(cè)模脊梁263.4.3、內(nèi)模頂模脊梁293.5、拉桿計算33四、支架計算344.1、支架布置情況344.1.1、立桿和橫桿的布置344.1.2、剪刀撐及斜桿的布置354.2、立桿力學特性計算354.3、立桿強度驗算364.4、整體穩(wěn)定性驗算384.5、斜桿兩端連接扣件抗滑強度驗算414.6、局部穩(wěn)定性計算434.7、底座和頂托強度驗算43五、地基承載能力驗算44六、計算結(jié)果總結(jié)47聊城北互通式立交MRK82+835.15主線橋支架設(shè)計驗算書一、設(shè)計計算

3、說明1.1、設(shè)計依據(jù)德商高速公路夏津至聊城段兩階段施工圖設(shè)計-路橋施工二標第四冊第四分冊；德商高速公路夏津至聊城段兩階段施工圖設(shè)計-路橋施工二標第四冊第五分冊；公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）；公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）；建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ166-2008，J823-2008）；公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG D63-2007）；路橋施工計算手冊周水興等主編（人民交通出版社）；竹膠合板模板（JT/T156-2004）；1.2、工程概況聊城北互通立交主線橋中心樁號為

4、MRK82+835.15，橋址區(qū)地貌類型屬于魯西北平原，地表開闊平坦，地面標高一般在32.1034.10m之間，相對高差約2.00m。大橋主體第四、五跨跨越省道S258，4號墩位于省道中間位置，兩側(cè)橋臺均位于農(nóng)田內(nèi)?？鐝浇M合為左幅：2(330)+2(325)+2(330)m;右幅：3(230)+2(325)+2(330)m，橋長518.2m。本橋平面位于半徑R=6500m的右偏圓曲線上，墩臺徑向布置，縱面位于R=29000m，T=420.5，E=3.049m的凸型豎曲線內(nèi)。除0號臺、16號墩軸線與路線中心交角135，69號墩采用斜轉(zhuǎn)正的形式過渡（由右偏角135到90）外，其他墩臺軸線與路線中心

5、線交角均為90。右幅6號墩處與D匝道橋相接，D匝道橋橋?qū)?0m，上部采用425m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，平面位于A=155緩和曲線和R=320m的右偏圓曲線上。本橋左幅第三四聯(lián)以及右幅第四五聯(lián)上部采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，其中右幅第四五聯(lián)等寬，橋?qū)?3.25m，采用單箱雙室截面。左幅第三四聯(lián)為變寬，橋?qū)拸?3.75m變化到17.75m，變化起點樁號為K82+820，終點樁號為K82+910，其中左幅第三聯(lián)采用單箱雙室截面，左幅第四聯(lián)采用單箱三室截面?，F(xiàn)澆箱梁梁高為140cm，頂板厚度從橫隔板位置到跨中位置按45cm-25cm依次過渡，底板厚度除梁端加厚段外其余部位從橫隔板位置到跨中位

6、置按65cm-40cm-22cm依次過渡，腹板厚度從橫隔板位置到跨中位置按60cm-45cm依次過渡，具體情況見兩階段施工圖設(shè)計第四冊第四、五分冊。1.3、預(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工順序本橋左幅第3、4聯(lián)以及右幅第4、5聯(lián)按設(shè)計要求均采用滿堂支架整體現(xiàn)澆施工，施工順序按施工圖給出的“施工概略流程圖”實施，詳見附件5：預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工工藝流程圖。1.4、支架總體方案根據(jù)連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及地質(zhì)、地形條件，本項工程施工時以WDJ碗扣式滿堂支架為支撐結(jié)構(gòu)。滿堂式碗扣支架體系由支架基礎(chǔ)、可調(diào)節(jié)底托、483.5mm碗扣立桿、橫桿、斜撐桿、可調(diào)節(jié)頂托、橫向分配梁（10cm10cm方木）、縱向分配梁（

7、6cm8cm木方），方木橫向長度因橋梁寬度而定，比頂板一邊寬出0.5m左右，以便支撐外模支架及檢查人員通行。在支架搭設(shè)范圍內(nèi)原地面開挖30cm后進行壓實，使地基承載力達到160MPa以上，然后50cm磚渣，填筑后標高高于原地面20cm，在其頂部澆筑5cm厚細石砼封層，在再相應(yīng)范圍內(nèi)進行20cm厚C15混凝土硬化，于支架兩側(cè)設(shè)置排水溝，防止雨水浸泡支架基礎(chǔ)。支架設(shè)計時取最小應(yīng)力160Kpa作為地基承載力設(shè)計的控制應(yīng)力，地基回填前需對地基承載力進行檢測，若達不到此要求，需對地基進行強夯處理，使達到承載力要求。支架立桿布置時，橫、縱橋向間距均為60cm,支架橫桿豎向步距為120cm，支架頂層橫桿步距

8、宜比最大步距減少一個碗扣的距離，本工程為0.6m；立桿頂端采用可調(diào)U形托撐，支撐于模板主肋底部，底部采用可調(diào)底座，支承在5cm20cm的枕板之上；底層縱、橫向水平桿作為掃地桿，距地面高度等于350mm。模板系統(tǒng)由底模、側(cè)模、芯模、端模等組成，箱梁底模板采用定型大塊15mm厚竹膠模板，鋪設(shè)于縱向分配梁（6cm8cm方木）之上；側(cè)模模板為15mm厚竹膠板，固定于背肋（6cm8cm方木）之上，并采用10cm10cm方木做脊梁；翼緣板模板為15mm厚竹膠板，鋪設(shè)于縱橋向分配梁（6cm8cm方木）之上。支架的四周及中間縱、橫向，由底至頂連續(xù)設(shè)置豎向剪刀撐，縱向剪刀撐間距為4.2m，橫向剪刀撐間距為3.6

9、m；支架頂部和底部均設(shè)置水平剪刀撐，中間水平剪刀撐的間距為3.6m。支架采用滿掛密目安全網(wǎng)進行安全防護，高度隨支架搭設(shè)高度相應(yīng)提升，離支架頂高度應(yīng)保持在2m以內(nèi)。在六號墩位置箱梁端部設(shè)置人行梯架，梯架采用之字型并附著于支架外側(cè)搭設(shè)，并設(shè)置相應(yīng)的欄桿、腳手板和擋腳板，搭設(shè)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范標準要求。二、荷載計算2.1、荷載分析支架荷載計算內(nèi)容及荷載標準值取值新澆砼及鋼筋重、箱體自重均布荷載計算時梁體混凝土容重：=26KN/m；施工人員、堆放及運輸?shù)墓ぞ呒安牧虾奢d根據(jù)路橋施工計算手冊P172表8-1可知，當計算模板及其下肋條時均布荷載取2.5kPa；當計算肋條下的梁時均布荷載取1.5kPa；當計算支架

10、立柱及替他承載構(gòu)件時均布荷載取1.0kPa；傾倒混凝土產(chǎn)生的沖擊荷載根據(jù)路橋施工計算手冊P172表8-1可知，取2kPa；振搗砼時產(chǎn)生的荷載根據(jù)路橋施工計算手冊P172表8-1可知，計算豎向荷載時取2kPa，計算側(cè)向荷載時取4kPa；操作層的欄桿與擋腳板自重根據(jù)建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范4.2.2條第二項取0.14kPa；外側(cè)滿掛密目式安全網(wǎng)自重根據(jù)建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范4.2.2條第三項取0.01kPa；底模、內(nèi)模及其支撐自重參照建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范4.2.3-1表取1kPa；支架自重按雙排腳手架假設(shè)每增加2根立桿所增加的面積分別計算橫梁處、跨中腹板處

11、、一般底板處、翼板處等每平米的立桿數(shù)量，進而計算每平米鋼管自重，鋼管單位重量采用3.84kg/m。本工程立桿橫、縱向間距均為60cm，步距為120cm，支架高度為800cm。計算可得=3.24kPa；橫、縱向支撐方木自重方木采用材質(zhì)為紅松，=6kN/ m,根據(jù)橫、縱向方木布置情況，計算可得：當驗算橫向分配梁時，=0.2 kPa；當驗算縱向分配梁時，按=6kN/ m進行自重計算； 當驗算立桿時，=0.4 kPa。支架受風荷載 式中：風荷載標準值（kN/m）； 風壓高度變化系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）規(guī)定采用，見附錄A 表A； 風荷載體型系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準建筑

12、結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）規(guī)定的豎直面取0.8； 基本風壓（kN/ m），按現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（ GB50009-2001）規(guī)定采用，見附錄A 圖A。經(jīng)查：=1.56；=0.8；=0.6kN/m；2.2、荷載分項系數(shù)計算腳手架及模板支撐架構(gòu)件強度時的荷載設(shè)計值，取其標準值乘以下列相應(yīng)的分項系數(shù)：1、永久荷載的分項系數(shù)，取1.2；計算結(jié)構(gòu)傾覆穩(wěn)定時，取0.9。2、可變荷載的分項系數(shù)，取1.4。2.3、荷載效應(yīng)組合模板、支架設(shè)計計算荷載組合序號計算項目荷載組合1立桿穩(wěn)定計算 永久荷載+可變荷載 永久荷載+0.9（可變荷載+風荷載）2連墻件承載力計算風荷載+3.0kN3斜桿強

13、度和連接扣件（抗滑）強度計算風荷載三、模板、背肋及脊梁計算3.1、模板荷載的計算3.1.1、設(shè)計荷載 施工荷載（機械堆放和混凝土的沖擊力）； 人群荷載； 結(jié)構(gòu)自重； 混凝土振搗產(chǎn)生的荷載。3.1.2、側(cè)壓力的計算1、根據(jù)路橋施工計算手冊計算側(cè)壓力 砼采用拌和站集中拌和，罐車運輸，我項目混凝土攪拌站每日共生產(chǎn)1500m混凝土，其供應(yīng)能力每小時能供應(yīng)62.5m 混凝土。 根據(jù)聊城北互通式立交主線橋施工圖紙，取最不利情況對1跨進行驗算，腹板厚45cm、橫隔板厚2.0m，則梁腹板的截面面積S計算如下所示： S0.45253+29.2552.25m由于箱梁為一次性澆筑，故砼澆筑速度V計算如下所示： V6

14、2.5/52.251.20m/h模板計算時，考慮混凝土不是均勻沿整個梁截面澆筑，為安全考慮因此澆筑混凝土的速度設(shè)為1.5m/h，入模的溫度為25。按照路橋施工計算手冊表8-2。采用內(nèi)部振搗器振搗時，且當混凝土速度在6m/h以下時側(cè)模板的最大壓力按下式3-1、3-2、3-3計算： (3-1)當時： (3-2)當時： (3-3)式中： 新澆筑混凝土對側(cè)面的最大壓力，kPa； h有效壓頭高度，m； T混凝土入模時的溫度，； k外加劑影響修正系數(shù)，不加時k1，加入緩凝外加劑時，k1.2； v混凝土的澆筑速度，m/h； 混凝土的容重，kN/m3。 根據(jù)施工圖紙可知梁的含筋率大于2%，通過公式3-1混凝土

15、側(cè)壓力計算過程如下所示： V/T1.5/250.06則0.060.035按照公式3-3計算。 h1.53+3.81.5/251.758m 1.2261.75854.85kPa 由路橋施工計算手冊表8-2，采用泵送混凝土澆筑時。采用如下公式3-4計算。 (3-4)式中： 新澆筑混凝土對側(cè)面的最大壓力，kPa； v混凝土澆筑速度，m/h。 本橋采用泵送混凝土澆筑，則混凝土的最大側(cè)壓力計算如下所示： =5.09kPa根據(jù)路橋施工計算手冊表8-2可知，振搗混凝土時對側(cè)模板的壓力按4.0kPa計。 由于本橋采用的是泵送混凝土并且用內(nèi)部振搗器振搗，因此混凝土的最大側(cè)壓力計算如下所示： +54.85+5.0

16、9+463.94kPa 2. 根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范計算側(cè)壓力根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范設(shè)計規(guī)范附錄D,混凝土側(cè)壓力的計算如下式3-5所示： (3-5)式中：新澆筑混凝土對模板的最大側(cè)壓力(kPa)； V混凝土的澆筑速度(m/h)； 新澆筑混凝土的初凝時間（h），可按實測確定； 混凝土的容重(kN/m2)； 外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取1.0，摻緩凝作用的外加劑時取1.2； 混凝土坍落度影響修正系數(shù)，當坍落度小于30mm時取0.85；5090mm時，取1.0；110150mm時，取1.15；由上述規(guī)范附錄D規(guī)定，公式3-5計算值與=計算值比較取最小值為最大側(cè)壓力。由于混凝土的初凝時間一般

17、為68小時，在加入緩凝固劑后為安全考慮初凝時間為8小時，根據(jù)施工圖紙可知側(cè)壓力計算如下所示： 77.34kPa =261.4=36.4kPa由以上計算可知，取兩者中較小值為=36.4kPa，有效壓頭即為1.4m根據(jù)路橋施工計算手冊表8-2可知，振搗混凝土時對側(cè)模板的壓力按4.0kPa計，考慮振搗混凝土時對側(cè)模板的壓力后最大側(cè)壓力計算如下所示。取 +36.4+440.4kPa根據(jù)以上兩個不同公式計算側(cè)壓力取最大值，則63.94kPa進行側(cè)?？刂朴嬎恪?.1.3、底板壓力計算根據(jù)施工圖可知，跨中頂板厚度為25cm，靠近橫隔板時為25cm到45cm線性變化；跨中底板厚度為22cm，靠近橫隔板時為22

18、cm到60cm線性變化；跨中腹板寬度為45cm，靠近橫隔板時為45cm到80cm線性變化；跨中翼板厚度為18cm，靠近伸縮縫預(yù)留槽時為18cm到70cm線性變化；梁高均為140cm。因此箱梁橫截面跨中處對底板的最大壓力計算如下所示： h26（0.45+0.6）27.3kPa 箱梁的高度均為140cm，因此在腹板處對底板的最大壓力計算如下所示： h261.436.4kPa 由施工圖可知，翼緣板處最大高度為70cm，因此在翼緣板處對底板的最大壓力計算如下所示： h260.718.2kPa 在驗算箱梁各部底模時，可根據(jù)不同部位對取值。3.2、模板計算3.2.1、底模計算底模板采用15mm厚的竹膠板做

19、模板，竹膠板彈性模量E=510MPa，抗彎強度=24MPa；下設(shè)背肋和脊梁，背肋采用6cm8cm方木，順橋向放置，間距為20cm；脊梁采用10cm10cm方木，橫橋向放置，間距為60cm。則由2.1、2.2和3.1.3節(jié)所計算可知總豎向荷載計算如下所示?？缰许?shù)装蹇傌Q向荷載最大值： =42.74kPa跨中腹板總豎向荷載最大值： =53.66kPa翼板處總豎向荷載最大值： =31.82kPa根據(jù)以上計算可知，取53.66kPa進行荷載控制計算，取1cm的竹膠板寬度進行計算，將其荷載轉(zhuǎn)化成線均布荷載： q0.0153.660.010.5366KN/m。 在計算時，考慮到模板的連續(xù)性，因此模板按連續(xù)

20、梁進行計算。計算簡圖如下圖3-1所示。 圖3-1 模板計算簡圖根據(jù)路橋施工計算手冊表8-13可知，局部荷載和集中荷載作用下最大彎矩如撓度計算公式分別如下式3-6、3-7、3-8和3-9所示。均布荷載作用下最大彎矩計算如下式3-6所示： （3-6） 集中荷載作用下最大彎矩計算如下式3-7所示: （3-7）均布荷載作用下最大撓度計算如下式3-8所示: （3-8）集中荷載作用下最大撓度計算如下式3-9所示: （3-8）根據(jù)以上計算結(jié)果，竹膠板所受最大內(nèi)力在腹板處。根據(jù)公式3-6，計算長度按照凈間距12cm考慮，其竹膠板的最大彎矩計算過程如下所示： 竹膠板厚15mm，取10mm的計算寬度進行計算，其截

21、面抵抗矩，其計算過程如下所示： =1015/6=375mm 2.061MPa 通過以上計算，2.061MPa24MPa，其中24MPa是根據(jù)竹膠合板模板（JGT156-2004）表5可知，在板寬方向靜曲強度最小值為24MPa。 通過以上數(shù)據(jù)2.061MPa24MPa，則底板模板的強度滿足使用要求。根據(jù)公式3-8均布荷載作用下剛度驗算公式，其計算過程如下所示：根據(jù)竹膠板的截面形狀，則慣性矩Ibh/121015/122812.5，撓度計算如下所示。 0.062mm則0.062mmL/400120/4000.3mm 通過以上計算0.062mm0.3mm，則底板模板的剛度滿足使用的要求。3.2.2、側(cè)

22、模計算側(cè)摸模板為15mm竹膠板，外設(shè)背肋和脊梁，背肋間距為20cm，橫向放置；脊梁的間距為50cm，豎向放置。在計算時，由于模板的連續(xù)性，則按照按連續(xù)梁進行計算。并且取1cm的計算寬度進行計算，其截面抵抗矩wbh/6。根據(jù)3.1.2節(jié)所計算總側(cè)壓力轉(zhuǎn)化為線均布荷載：q0.0163.940.010.6394KN/m。根據(jù)公式3-6，計算長度按照凈間距12cm考慮，彎矩的計算過程如下所示： qL/100.63940.12/10 wbh/61015/6375mm /w/（375）2.46MPa通過以上計算，2.46MPa24MPa，其中24MPa是根據(jù)竹膠合板模板（JGT156-2004）表5可知，

23、在板寬方向靜曲強度最小值為24MPa，則側(cè)模板的強度滿足使用要求。根據(jù)公式3-8均布荷載作用下剛度驗算公式，其計算過程如下所示：根據(jù)竹膠板的截面形狀，則慣性矩：Ibh/121015/122812.5撓度計算如下所示： 0.072mm則0.072mmL/400120/4000.3mm 通過以上計算0.072mm0.3mm，則側(cè)模板的剛度滿足使用的要求。3.2.3、內(nèi)模頂模計算內(nèi)模頂模采用15mm的竹膠板，其下背肋為6cm8cm方木，橫橋向放置，凈間距20cm；下設(shè)縱向分配梁（10cm10cm方木），間距60cm。根據(jù)施工圖可知頂板厚度為25cm，靠近橫隔板時為25cm到45cm線性變化，因此取頂

24、板厚45cm進行內(nèi)模頂板的計算，其荷載計算如下所示： h260.4511.7kPa =1.2(2.5+1+11.7)+1.4(2+2)=23.84kPa竹膠板厚15mm厚，計算跨徑按20cm考慮，并且取1cm的計算寬度進行計算，其截面抵抗矩wbh/6。其計算過程如下所示:q0.0123.840.010.2384kN/m wbh/61015/6375mm=0.23840.2/10=9.542.54MPa 通過以上計算，2.54MPa24MPa，其中24MPa是根據(jù)竹膠合板模板（JGT156-2004）表5可知，在板寬方向最小值24MPa。通過以上數(shù)據(jù)2.54MPa24MPa，則頂板模板的強度滿足

25、使用的要求。 根據(jù)竹膠板的截面形狀，則慣性矩：Ibh/121015/122812.5撓度計算如下所示： 0.212mm則0.212mmL/400200/4000.5mm 通過以上計算0.212mm0.5mm，則頂板模板的剛度滿足使用的要求。3.3、背肋的計算3.3.1、底模背肋底模背肋采用的是6cm8cm的方木，材質(zhì)為紅松，木材的容重為6kN/m，彈性模量E=910MPa，抗彎強度=12.0MPa，抗剪強度=1.9MPa，順橋向鋪設(shè)于底模下方，間距為20cm，支撐于橫橋向放置的脊梁方木（間距60cm）之上。根據(jù)3.2.1計算結(jié)果可知，跨中腹板處產(chǎn)生豎向荷載最大，因底板與翼板處背肋與腹板處背肋設(shè)

26、置情況一至，所以僅對腹板處背肋進行驗算即可，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力情況按均布荷載的簡支梁進行計算，計算簡圖如圖3-2所示。圖3-2 背肋簡支梁計算簡圖計算過程如下：跨中腹板背肋所受總豎向壓力： = =53.9kPa則均布荷載：=53.9*0.2=10.78kN/m慣性矩：彎矩：則計算結(jié)果如下：跨中腹板背肋受力圖示支點最大反力：P=qL=10.780.6=6.468kN通過以上計算結(jié)果表明，背肋的強度、剛度均滿足使用的要求。3.3.2、側(cè)模背肋側(cè)模背肋采用的是6cm8cm的方木，材質(zhì)為紅松，木材的容重為6kN/m，彈性模量E=910MPa，抗彎強度=12.0MPa，抗剪強度=1.9MPa，順橋向鋪設(shè)于側(cè)模

27、外側(cè)，間距為20cm，其后采用豎向布置脊梁方木（間距50cm）進行加固。根據(jù)3.1.2計算結(jié)果可知，按最不利情況考慮，側(cè)模所受最大壓力=63.94kPa，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力情況按均布荷載的簡支梁進行計算，計算簡圖如圖3-3所示。圖3-3 背肋簡支梁計算簡圖根據(jù)3.1.2節(jié)所計算結(jié)果，側(cè)壓力轉(zhuǎn)化為線性均布荷載：q0.263.940.2=12.788KN/m。慣性矩：彎矩：則計算結(jié)果如下：側(cè)模背肋受力圖示支點最大反力：P=qL=12.7880.5=6.394kN通過以上計算結(jié)果表明，背肋的強度、剛度均滿足使用的要求。3.3.3、內(nèi)模頂模背肋內(nèi)模頂模背肋采用的是6cm8cm的方木，材質(zhì)為紅松，木材的容重為

28、6kN/m，彈性模量E=910MPa，抗彎強度=12.0MPa，抗剪強度=1.9MPa，橫橋向鋪設(shè)于內(nèi)模頂模下方，間距（凈間距）為20cm，支撐于順橋向放置的脊梁方木（10cm10cm，間距60cm）之上。根據(jù)3.2.3節(jié)計算結(jié)果可知，按最不利情況考慮，內(nèi)模頂模所受最大壓力=20.8kPa，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力情況按均布荷載的簡支梁進行計算，計算簡圖如圖3-4所示。圖3-4 背肋簡支梁計算簡圖計算過程如下：內(nèi)模頂模背肋所受總豎向壓力（背肋自重按間距20cm取值，即=0.2kPa） =1.2(2.5+1+0.2+11.7)+1.4(2+2) =24.08kPa則均布荷載：q0.224.080.2=4.8

29、16KN/m。慣性矩：彎矩：則計算結(jié)果如下：內(nèi)模頂模背肋受力圖示支點最大反力：P=qL=4.8160.6=2.8896kN通過以上計算結(jié)果表明，背肋的強度、剛度均滿足使用的要求。3.4、脊梁的計算3.4.1、底模脊梁底模脊梁采用的是10cm10cm的方木，材質(zhì)為紅松，木材的容重為6kN/m，彈性模量E=910MPa，抗彎強度=12.0MPa，抗剪強度=1.9MPa，橫橋向鋪設(shè)于背肋下方，間距為60cm，支撐于支架頂托之上，跨徑為60cm。根據(jù)3.3.1計算結(jié)果可知，跨中腹板底模背肋傳遞到脊梁的最大荷載P=6.468kN，跨中腹板處產(chǎn)生豎向荷載最大，因底板與翼板處背肋與腹板處脊梁設(shè)置情況一至，所

30、以僅對腹板處脊梁進行驗算即可，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力情況按簡支梁進行計算，其主要受力為背肋傳遞的集中荷載P和脊梁自重荷載q，計算過程中按最不利工況分別考慮，計算簡圖如圖3-5所示。圖3-5 脊梁受力簡支梁計算簡圖慣性矩：彎矩：集中荷載：P=6.468kN脊梁自重產(chǎn)生均布荷載：q=60.10.1=0.06kN/m1、脊梁在工況一時計算結(jié)果如下：跨中腹板脊梁受力圖示支點最大反力：F=3P+qL=36.468+0.060.6=19.44kN2、脊梁在工況二時計算結(jié)果如下：跨中腹板脊梁受力圖示支點最大反力：19.44kN通過以上計算結(jié)果表明，背肋的強度、剛度均滿足使用的要求。3.4.2、側(cè)模脊梁側(cè)模脊梁采用的是

31、10cm10cm的方木，材質(zhì)為紅松，木材的容重為6kN/m，彈性模量E=910MPa，抗彎強度=12.0MPa，抗剪強度=1.9MPa，豎向布置于背肋外側(cè)，間距為50cm，并在外側(cè)支撐于支架之上，穿心拉桿對拉，拉桿豎向間距50cm。根據(jù)3.3.2計算結(jié)果可知，側(cè)模背肋傳遞到脊梁的最大荷載P=6.394kN，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力情況按簡支梁進行計算，其主要受力為背肋傳遞的集中荷載P，計算過程中按最不利工況分別考慮，計算簡圖如圖3-6所示。圖3-6 脊梁受力簡支梁計算簡圖慣性矩：彎矩：集中荷載：P=6.394kN1、脊梁在工況一時計算結(jié)果如下：側(cè)模脊梁受力圖示2、脊梁在工況二時計算結(jié)果如下：側(cè)模脊梁受力圖

32、示支點最大反力：2.5P=15.985kN通過以上計算結(jié)果表明，背肋的強度、剛度均滿足使用的要求。3.4.3、內(nèi)模頂模脊梁底模脊梁采用的是10cm10cm的方木，材質(zhì)為紅松，木材的容重為6kN/m，彈性模量E=910MPa，抗彎強度=12.0MPa，抗剪強度=1.9MPa，順橋向鋪設(shè)于背肋下方，間距為60cm，支撐于內(nèi)模鋼管支架可調(diào)頂托之上，跨徑為80cm。根據(jù)3.3.3計算結(jié)果可知，內(nèi)模頂模背肋傳遞到脊梁的最大荷載P=2.8896kN，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力情況按簡支梁進行計算，其主要受力為背肋傳遞的集中荷載P和脊梁自重荷載q，計算過程中按最不利工況分別考慮，計算簡圖如圖3-7所示。圖3-7 脊梁受力

33、簡支梁計算簡圖慣性矩：彎矩：集中荷載：P=2.8896kN脊梁自重產(chǎn)生均布荷載：q=60.10.1=0.06kN/m1、脊梁在工況一時計算結(jié)果如下：內(nèi)模頂板脊梁受力圖示支點最大反力：F=4P+qL=42.8896+0.060.8=11.6064kN2、脊梁在工況二時計算結(jié)果如下：內(nèi)模頂模脊梁受力圖示支點最大反力：=11.6064kN通過以上計算結(jié)果表明，背肋的強度、剛度均滿足使用的要求。3.5、拉桿計算側(cè)模采用的鋼筋做拉桿平衡混凝土等的側(cè)壓力，本工程采用Q235直徑為16mm的鋼筋做拉桿，計算時按最不利荷載位置進行計算（橫隔板處）。 豎直方向間距為50cm，延既有線的垂直方向間距為50cm，拉

34、桿布置圖如下圖3-8所示。圖3-8 拉桿布置示意圖 單位：m 根據(jù)3.1.2、3.4.2節(jié)計算可知，拉桿所受最大拉力15.985kN考慮拉桿的螺絲口減小鋼筋的受力面積，螺絲口的面積考慮為鋼筋截面的80%，則拉桿應(yīng)力計算如下所示： =124.29MPa 則最大應(yīng)力124.29MPa215MPa，其中215MPa是根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范為直徑16mmQ235鋼筋容許應(yīng)力。則拉桿的強度滿足施工的要求。四、支架計算4.1、支架布置情況4.1.1、立桿和橫桿的布置支架采用483.5mmQ235鋼管，橫、縱橋向間距均為60cm,支架橫桿豎向步距為120cm，支架頂層橫桿步距宜比最大步距減少一個碗扣的距離，本工

35、程為60cm。底層縱、橫向水平桿作為掃地桿，距地面高度等于35cm?？v向每隔10m設(shè)置3步豎向水平加強層，每三步設(shè)置水平加強層。碗扣式支架的結(jié)構(gòu)如下圖4-1所示：圖4-1 碗扣式支架結(jié)構(gòu)詳圖4.1.2、剪刀撐及斜桿的布置根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范5.2.5要求，該工程支架頂部和底部均設(shè)置水平剪刀撐，中間水平剪刀撐的間距為3.6m；支架的四周及中間縱、橫向，由底至頂連續(xù)設(shè)置豎向剪刀撐，間距為7.8m（即13跨）。剪刀撐的斜桿與地面的夾角應(yīng)在4560之間，斜桿應(yīng)每步與立桿扣接。根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范要求，支架四周拐角處設(shè)置專用斜桿或四面設(shè)置八字斜桿，并在每排每列設(shè)置一組通高十字撐或

36、專用斜桿。4.2、立桿力學特性計算WDJ碗扣型腳手架材料為:48mm,3.5mm(Q235) 熱軋鋼管,其截面特性計算如下:截面抗彎模量: 截面慣性矩: Q235鋼材抗壓強度: 215N/mm截面回轉(zhuǎn)半徑: 截面凈面積: 4.3、立桿強度驗算考慮到支架立桿搭設(shè)時豎直度可能存在不足，假定立桿120cm步距范圍內(nèi)偏斜量y取為0.5cm，此處是按照建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范容許傾斜度來取值，如圖4-2所示。按單向壓彎桿件驗算，產(chǎn)生的偏斜彎矩，其計算過程如下所示。 圖4-2 立桿變形圖 單位：m根據(jù)設(shè)計圖紙可知，立桿在腹板位置承受豎向荷載最大，又該工程立桿布置橫、縱向間距均為60cm60cm。按

37、最不利工況考慮，該處僅對腹板處立桿進行驗算。為安全考慮，根據(jù)建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范立桿軸向力按下式計算： (4-1)式中：Lx、Ly單肢立桿縱向及橫向間距（m）； VLx、Ly 段的混凝土體積（m）。 支撐架模板自重標準值； 新澆砼及鋼筋自重標準值； 施工人員及設(shè)備荷載標準值； 振搗砼產(chǎn)生的荷載。則：=12.748+15.7248=28.4728kN則其產(chǎn)生彎矩：=28.4728*0.005=0.1424根據(jù)下式計算： 通過以上計算，其應(yīng)力86.23N/mm215N/mm，則立桿在步距范圍內(nèi)傾斜5mm強度滿足使用的要求。4.4、整體穩(wěn)定性驗算根據(jù)4.3節(jié)計算可知： N=28.4728

38、kN M=0.1424kN/m由于碗口式支架的橫桿與縱桿約束立桿，計算簡圖如下圖4-3所示。 圖4-3 立桿受力計算簡圖 單位：m從圖4-1可知立桿與水平橫桿和縱桿的碗扣連接有松動，立桿計算長度系數(shù)按照兩端鉸接計算， 其截面柱或壓桿的計算長度系數(shù)u見下表4-1所示。 表4-1 等截面柱或壓桿的計算長度系數(shù)u注：此表參照材料力學所取。根據(jù)表4-1可知，兩端鉸接取為1.0，但為安全起見，取=1.5則立桿計算長度：=1.51.2=1.8m 則長細比：由此可查建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ166-2008)附錄C，可知立桿穩(wěn)定系數(shù)0.489。 立桿歐拉臨界力公式如下公式（4-2）所示。 （4

39、-2）式中：歐拉臨界力（kN)； E彈性模量（N/mm）； A截面面積（mm）； 長細比。 Q235鋼材的彈性模量：E2.06N/mm，則由公式4-2計算歐拉臨界力，其計算過程如下所示。=3.142.06489.3/114.07=76.376kN由歐拉公式計算其應(yīng)力，計算公式如下(4-3)所示。 (4-3)式中：歐拉應(yīng)力（N/mm）； 為截面塑性發(fā)展系數(shù)1.15； w為截面抗彎模量(mm)； 為等效彎矩系數(shù)1.0； N立桿單肢加載荷載（kN）。 其計算過程如下所示： =119+34.75=153.75 N/mm單肢立桿穩(wěn)定性按下式計算： N （4-4） 式中： A立桿橫截面積； 軸心受壓桿件穩(wěn)

40、定系數(shù)，按細長比查上述規(guī)范附錄C所示； f鋼材強度設(shè)計值，查上述規(guī)范附錄B表B2；則： N=28.4728kN通過以上計算，N28.4728kNN51.44kN，并且歐拉應(yīng)力153.75N/mm215 N/mm，只要立桿120cm步距范圍內(nèi)偏斜控制在0.5cm以內(nèi)，立桿穩(wěn)定性可以得到保證。4.5、斜桿兩端連接扣件抗滑強度驗算根據(jù)2.1節(jié)計算結(jié)果可知，風荷載。按照建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范5.6.4規(guī)定，當模板支撐架高度大于8米并有風荷載作用時，應(yīng)對斜桿內(nèi)力進行計算，并驗算連接扣件的抗滑能力。其計算簡圖如下圖4-4所示。圖4-4 斜桿內(nèi)力計算簡圖由建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定，對架

41、體內(nèi)力計算時將風荷載簡化為每一結(jié)點的集中荷載W；W在立桿及斜桿中產(chǎn)生的內(nèi)力、按下列公式4-5和4-6計算。 （4-5） （4-6）荷載加載在結(jié)點上，密目網(wǎng)按照簡支板的方法計算風荷載,則： w0.61.20.520.61.2=0.3744kN。由公式4-5和4-6計算內(nèi)力，其計算過程如下所示。 =1.20.3744/0.6=0.27kN =0.837kN由建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范5.6.4規(guī)定，自上而下疊加斜桿的最大內(nèi)力，驗算斜桿兩端連接扣件抗滑強度，按照公式4-7計算。 （4-7）式中：扣件抗滑強度，取8KN。 由公式4-7計算斜桿兩端連接扣件抗滑強度，其計算過程如下所示( 支架高度按8m考慮，n=7）。 =0.8377=5.859kN=8kN =0.277=1.89kNp=19.44kN式中p值為3.4.1節(jié)F的計算結(jié)果。 則通過以上計算可知，斜桿兩端連接扣件抗滑強度滿足使用要求。4.6、局部穩(wěn)定性計算立桿為48mm，3.5mm，Q235熱軋圓鋼管。按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范相關(guān)規(guī)定對于圓管截面本身局部穩(wěn)定必須滿足下列要求，以滿足截面本身局部穩(wěn)定要求。 D/t100235/109.3 式中：215N/mm為立桿設(shè)計強度碗扣式腳手架立桿D/t48/3.513.728.4728kN 通過以上計算，計算結(jié)果表明243.8kN2