現(xiàn)澆箱梁滿堂支架方案計算11392801

1、引言本文針對XXX現(xiàn)澆橋采用碗扣式滿堂支架搭設(shè)方法進行支架搭設(shè)驗算、方木驗算、模板驗算、地基承載力驗算等進行計算分析。為后續(xù)現(xiàn)澆橋支架搭設(shè)施工提供關(guān)建指導(dǎo)作用。1 工程概況XXX橋采用（26+37+26）m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，橋梁全長96m；上構(gòu)按部分預(yù)應(yīng)混凝土A類構(gòu)件設(shè)計，箱梁橫斷面采用等高度單箱雙室斷面，主梁高190cm,頂板厚25cm,底板厚22cm悃緣懸臂長200cm;上部結(jié)構(gòu)采用滿堂支架現(xiàn)澆，其剛度、強度、穩(wěn)定性、平整度等均應(yīng)滿足公路橋涵技術(shù)規(guī)范（JTG F80/1-2004）的要求；預(yù)應(yīng)力混凝土容重取26KN/m3。2 滿堂支架上現(xiàn)澆橋設(shè)計要點2.1 地基與基礎(chǔ)處理在墩身施工完畢

2、后，首先測量放出線路中線和邊線，檢查現(xiàn)有基底寬度是否滿足搭設(shè)支架要求，如現(xiàn)有地基寬度不足，需進行補填并夯實；基底處理范圍為橋?qū)捗總?cè)邊各增加2m，同時根據(jù)地形條件做好排水溝、截水溝。對于軟弱地基必須采取石渣或者三七灰土等材料進行換填，換填厚度不小于30cm。換填后的地表用推土機推平，場地平整后用壓路機分層壓實，使其壓實度達到95%以上，試驗室檢測地基承載力是否達到支架設(shè)計計算中最低250Kpa的要求，如果承載力不足，則加強壓實工作或重新?lián)Q填直至達到規(guī)定的承載力。本工程所在地區(qū)為濕陷性黃土地區(qū)，黃土受水浸泡后承載力急劇下降，為防止雨水及施工用水進入基礎(chǔ)，在已達到支架設(shè)計承載力要求的地基上鋪10cm

3、厚的混凝土防水層；混凝土設(shè)計強度為C20，確保地表水不滲入地基。在處理好的地基上鋪設(shè)枕木或型鋼做為支架下承托的基礎(chǔ)。在地形條件受限制時，滿堂支架采用C25混凝土條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)設(shè)計尺寸30cm（寬）×25（高）。2.2 現(xiàn)澆箱梁底滿堂支架布置及搭設(shè)要求采用WDJ碗扣式多功能腳手桿搭設(shè)，使用與立桿配套的橫桿及立桿可調(diào)底座、立桿可調(diào)托撐。立桿頂托上縱向設(shè)15×15cm方木；縱向方木上設(shè)10×10cm的橫向方木，其中縱木在墩頂處實心段不大于0.25m、在跨中處間距不大于0.3m。模板宜用厚1.5cm的優(yōu)質(zhì)竹膠合板做底模，橫板邊角宜用4cm厚木板進行加強，防止轉(zhuǎn)角漏漿或

4、出現(xiàn)波浪形，影響外觀。支架縱橫均按圖示設(shè)置剪刀撐，其中橫橋向斜撐每2.0m設(shè)一道，縱橋向斜撐沿橫橋向共設(shè)45道。滿堂支架縱、橫向間距及橫桿步距形式跨中頂板底板厚度相等處長度取其30m、墩頂實心段兩端長度各取其3.5m，采用立桿橫橋向間距×縱橋向間距×橫桿步距為60cm×90cm×120cm、60cm×60cm×120cm兩種布置形式的支架結(jié)構(gòu)體系。3 滿堂支架驗算對箱梁現(xiàn)澆混凝土分塊，分別就最不利位置墩頂實心段和跨中段進行檢算，確定支架立桿受力最大部位為實心段下立桿。對荷載進行計算及對其支架體系進行驗算3.1 荷載計算 根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱

5、梁的以下特點，對最不利位置跨中處、實心段荷載形式進行驗算 q1 箱梁自重荷載，新澆混凝土密度取2600kg/m3。 跨中處截面1-1根據(jù)截面圖1-1：q1=26*7.715/5.74=34.95kpa注：B-箱梁底寬，取5.74將梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計算偏于安全。 實心處截面2-2根據(jù)截面圖2-2：q1=26*12.12/5.74=54.90kpa q2 箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐荷載，按均布荷載計算，經(jīng)計算取q21.0kPa（偏于安全）。 q3 施工人員、施工材料和機具荷載，按均布荷載計算，當(dāng)計算模板及其下肋條時取2.5kPa；當(dāng)計算肋條下的梁時取1.5kPa；當(dāng)計算支架立柱及

6、替他承載構(gòu)件時取1.0kPa。 q4 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，對底板取2.0kPa，對側(cè)板取4.0kPa。 q5 新澆混凝土對側(cè)模的壓力。 q6 傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載，取2.0kPa。 q7 支架自重，取4.0kpa3.1.2 荷載組合模板、支架設(shè)計計算荷載組合模板結(jié)構(gòu)名稱荷載組合強度計算剛度檢算底模及支架系統(tǒng)計算3.2 結(jié)構(gòu)檢算本工程支架采用48×3.5mm碗扣式鋼管支架，支架以立桿承受荷載作用為主，根據(jù)建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范對立桿支架強度及穩(wěn)定性計算公式進行分析計算 腹板區(qū)1-1截面處在腹板處支架體系采用立桿橫橋向間距×縱橋向間距×橫桿步距為60c

7、m×90cm×120cm的布置結(jié)構(gòu).1 立桿強度驗算根據(jù)立桿的設(shè)計允許荷載，當(dāng)橫桿步距為120cm時，立桿可承受的最大允許豎直荷載為N30kN。立桿實際承受的荷載為：N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4Ni（組合風(fēng)荷載時）NG1支架結(jié)構(gòu)自重標準值產(chǎn)生的軸向力；NG2構(gòu)配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力Qi施工荷載標準值；有：NG1=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×34.95=18.87KNNG2=0.6×0.9×q7=0.6×0.9×4.0=2.16KNNi=0.6×0

8、.9×(q2+q3+q4)=0.54×(1.0+1.0+2.0)=2.16KN則：N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4Qi=1.2×（18.87+2.16）+0.9×1.4×2.16=27.96KNN30KN ，強度滿足要求。注：該計算公式參見建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范“組合風(fēng)荷載時單肢立桿承載力計算”.2 立桿穩(wěn)定性驗算根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范有關(guān)支架立桿的穩(wěn)定性計算公式：NW/A+0.9MW/W(1-0.8NW/NE)fN鋼管所受的垂直荷載，N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4Qi

9、f鋼材的抗壓強度設(shè)計值，f205N/mm2參考建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范。A48mm×3.5鋼管的截面積A4.89cm2。軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長細比查表即可求得。i截面的回轉(zhuǎn)半徑，查建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范附錄B得i1.58cm。長細比L/i。L水平步距，L1.2m。于是，L/i76，參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范查附錄C得0.744。MW計算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎距；MW=1.4×WK×a×lo2/10WK=0.7uz×us×w0uz風(fēng)壓高度變化系數(shù)，參考建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范uz=1.0us

10、風(fēng)荷載腳手架體型系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范us=0.8w0基本風(fēng)壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附表D.4 “陜西.榆林n=50”w0=0.4KN/m2故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1×0.8×0.4=0.224KNa立桿縱距0.9m；lo立桿步距1.2m，故：MW=1.4×WK×a×lo2/10=0.041KN有效彎距系數(shù)，采用1.0截面塑性發(fā)展系數(shù)，鋼管截面為1.15W 立桿截面模量 建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范附表B得W=5.08cm3NE歐拉臨界力，NE2EA/2E為材料彈性模量E2.05*105則N/

11、A+MW/W27.96*103/（0.744*489）+0.9*1*0.041*106/1.15*（5.08*103）*(1-0.8*27.96*103/(3.142*2.05*105*489/762)84.11KN/mm2f205KN/mm2穩(wěn)定性滿足要求 實心區(qū)22橫截面處在梁板實心區(qū)支架體系采用立桿橫橋向間距×縱橋向間距×橫桿步距為60cm×60cm×120cm的布置結(jié)構(gòu).1 立桿強度驗算根據(jù)立桿的設(shè)計允許荷載，當(dāng)橫桿步距為120cm時，立桿可承受的最大允許豎直荷載為N30kN。立桿實際承受的荷載為：有：NG1=0.6×0.6×

12、q1=0.6×0.6×54.9=19.764KNNG2=0.6×0.6×q7=0.6×0.6×4.0=1.44KNNi=0.6×0.6×(q2+q3+q4)=0.36×(1.0+1.0+2.0)=1.44KN則：N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4Qi=1.2×（19.76+1.44）+0.9×1.4×1.44=27.25KNN30KN ，強度滿足要求。注：該計算公式參見建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范“組合風(fēng)荷載時單肢立桿承載力計算”.2 立桿穩(wěn)定性驗算根

13、據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范有關(guān)支架立桿的穩(wěn)定性計算公式：NW/A+0.9MW/W(1-0.8NW/NE)fMW計算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎距；MW=1.4×WK×a×lo2/10=1.4*.224*0.6*1.22/10=0.027KN有效彎距系數(shù)，采用1.0截面塑性發(fā)展系數(shù)，鋼管截面為1.15W 立桿截面模量 建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范附表B得W=5.08cm3NE歐拉臨界力，NE2EA/2E為材料彈性模量E2.05*105則N/A+MW/W27.25*103/（0.744*489）+0.9*1*0.027*106/1.15*（5.08*1

14、03）*(1-0.8*27.25*103/(3.142*2.05*105*489/762)79.67KN/mm2f205KN/mm2穩(wěn)定性滿足要求4 箱梁底模下橫橋向方木驗算本施工方案中箱梁底模底面橫橋向采用10×10cm方木，方木橫橋向跨度在箱梁跨中截面處按L90cm進行受力計算,在墩頂橫梁截面及橫隔板梁處按L60cm進行受力計算，實際布置跨距均不超過上述兩值。將方木簡化為簡支結(jié)構(gòu)（偏于安全），木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值容許彎應(yīng)力w=11MPa，容許剪應(yīng)力=1.7MPa，彈性模量取值 E=9000MPa4.1 截面1-1按主橋跨中截面1-1處進行計算，按30.0m范圍內(nèi)進行受力

15、分析，按方木橫橋向跨度L90cm進行驗算。 方木間距計算q(1.2*q1+q2+q3+q4)×B(1.2*34.95+1.0+2.5+2)×30=1393.2kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×1393.2×0.92141.06kN·mW=(bh2)/6=(0.1×0.12)/6=0.000167m3則： n= M/( W×w)=141.06/(0.000167×11000×0.9)=85.32(取整數(shù)n86根)dB/(n-1)=30/85=0.35m注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。經(jīng)計算，方木間

16、距小于0.35m均可滿足要求，實際施工中為滿足底模板受力要求，方木間距d取0.30m，則n30/0.3100。 每根方木撓度計算方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4則方木最大撓度：fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×(1393.2×0.94)/(100×9×106×8.33×10-6×0.9) =1.8×10-3m1/400=0.9/400=2.25×10-3m (撓度滿足要求) 每根方木抗剪計算(1

17、/2)(qL)/(nA)=(1/2)×(1393.2×0.9)/(100×0.1×0.1×0.9)/1000=0.712 MPa=1.7MPa滿足要求。4.2 截面2-2（墩頂及橫隔梁）按主橋墩頂截面處3.5m范圍內(nèi)進行受力分析，按方木橫橋向跨度L60cm進行驗算。 方木間距計算q(1.2*q1+ q2+ q3+ q4)×B(1.2*54.90+1.0+2.5+2)×3.5=246.33kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×246.33×0.6211.1kN·mW=(bh2)/6=(0.1&

18、#215;0.12)/6=0.000167m3則： n= M/( W×w)=11.1/(0.000167×11000×0.9)=6.7(取整數(shù)n7根)dB/(n-1)=3.5/6=0.58m注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。經(jīng)計算，方木間距小于0.58m均可滿足要求，實際施工中為滿足底模板受力要求，方木間距d取0.25m，則n3.5/0.2514。 每根方木撓度計算方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4則方木最大撓度：fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×

19、;(246.33×0.64)/(14×9×106×8.33×10-6×0.9) =4.4×10-4m1/400=0.6/400=1.5×10-3m 滿足要求 每根方木抗剪計算(1/2)(qL)/(nA)=(1/2)×(246.3×0.6)/(14×0.1×0.1×0.9)/1000=0.586 MPa=1.7MPa滿足要求。由以上計算所得：1-1橋梁跨中截面處橫橋向方木布置間距是30cm;2-2橋梁實心段截面處橫橋向方木布置間距是20cm。經(jīng)驗算方木彎距、撓度、抗剪

20、均符合規(guī)范要求，可以按此間距布置方木。5 立桿順橋向方木驗算本施工方案中在支架頂順橋向采用15×15cm方木，方木橫橋向跨度在箱梁跨中截面處按L90cm進行受力計算,在墩頂橫梁截面及橫隔板梁處按L60cm進行受力計算，橫向間距均為L60cm,橋梁跨中1-1截面部位均按30cm布置，橋墩、實心段2-2截面處均按0.25cm布置。將方木簡化為簡支結(jié)構(gòu)（偏于安全），木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值容許彎應(yīng)力w=11MPa，容許剪應(yīng)力=1.7MPa，彈性模量取值 E=9000MPa 5.1 截面1-1按主橋跨中截面1-1處進行計算，支架體系采用立桿橫橋向間距×縱橋向間距為60cm&#

21、215;90cm的布置結(jié)構(gòu)，橫橋向方木順橋向布置間距為30cm，見上圖間距為30cm示意，支架布設(shè)按跨中30.0m范圍內(nèi)進行受力分析 方木抗彎計算p=lq/nL(1.2*q1+ q2+ q3+ q4)×B/n0.6×(41.9+1.0+2.5+2)×30/100=8.35kN Mmaxp a1+ p a20.45*8.35+0.15*8.35=5.01kN·mW=(bh2)/6=(0.15×0.152)/6=5.63×10-4m3= Mmax/ W=5.01/(5.63×10-4)=8.9MPa0.9w9.9MPa（符合要求

22、）注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。5.1.2 方木抗剪計算Vmax=3p/2=(3×8.35)/2= 12.53kN(3/2)Vmax /A=(3/2)×12.53/(0.15×0.15)=0.278MPa<×0.9=1.7×0.9=1.53 MPa滿足要求。 每根方木撓度計算方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.15×0.153)/12=4.2×10-5m4則方木最大撓度：fmax=4.74×10-4l/400=0.9/400m=2.25×10-3m 故，撓度滿足要求5.2 截面2-2按主橋跨

23、中截面1-1處進行計算，支架體系采用立桿橫橋向間距×縱橋向間距為60cm×60cm的布置結(jié)構(gòu)，橫橋向方木順橋向布置間距為25cm，見上圖間距為25cm示意，支架布設(shè)按跨中3.5m范圍內(nèi)進行受力分析 方木抗彎計算p=lq/nl(q1+q2+q3+q4)×B/n0.6×(65.9+1.0+2.5+2)×3.5/14=10.56kNMmaxp a1 +pa2(0.3+0.05)×10.56=3.22kN·mW=(bh2)/6=(0.15×0.152)/6=5.63×10-4m3= Mmax/ W=3.22/(5

24、.63×10-4)=5.72MPa0.9w9.9MPa（符合要求）注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 方木抗剪計算Vmax=3p/2=(3×10.56)/2= 15.84kN1.5Vmax /A=1.5×15.84/(0.15×0.15)=1.06MPa×0.9=1.7×0.9=1.53 MPa符合要求。 每根方木撓度計算方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.15×0.153)/12=4.2×10-5m4fmax=2.766×10-4m0.9×L/400=0.6/400m=1.5×1

25、0-3m 故，撓度滿足要求6 梁板底模驗算本方案中箱梁底模采用1.5cm竹膠板，鋪設(shè)在橋梁跨中縱向間距0.3m的橫橋向方木上，以及在橋墩旁實心段縱向間距0.25m的橫橋向方木上，取各種布置情況下最不利位置進行受力分析，滿足要求即可。6.1 截面2-2板下方木間距采用10×10cm方木，中到中25cm間距布置，則板上每米長的荷載為：q(1.2*q1+ q2+ q3+ q4)×B(1.2*54.90+1.0+2.5+2) *0.25=17.6kN/m模板跨中彎距按下式計算M(1/10) qL2=(1/10)×17.6×121.76N·m按集中力P1

26、.5KN計算 M1/2=PL/6=1.5*1/6=0.25 <1.76 kN·m模板面板采用竹膠板，其容許應(yīng)力0=90MPa，由于為臨時工程，并可提高1.2。W= M1/2/1.2*w=1.76/(1.2*90*103)=1.63*10-5m2根據(jù)W、b求得h為：h=(6*W)/b)= (6*1.63*10-5)/1)=0.099m=1cm因此，竹膠板厚度采用1.5cm。核算其撓度，則有：竹膠板彈性模量：E7.5*106 I=(bh3)/12（1*0.0153）/12=2.81*10-7fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=17.6*0.254/(7.5*106*2.81*10-7) =4.2*10-4<L/400=0.25/400=6.25*10-46.2 截面2-2板下方木間距采用10×10cm方木，中到中30cm間距布置，則板上每米長的荷載為：q(1.2*