板拱结构人行天桥支架计算

赵家院子人行天桥支架计算方案目录中交四航铜合高速公路工程总承包部一分部目录1、工程概述.......................................................12、支架方案简述...................................................23、设计计算依据...................................................34、荷载选取.......................................................45、支架计算.......................................................55.1支架概述............................................................................................................55.2支架计算与基础验算........................................................................................65.3拱圈支架系统计算.............................................................................................75.4预应力空心板支架系统计算.....................................................................................................21赵家院子人行天桥支架计算方案第1页共26页中交四航铜合高速公路工程总承包部一分部1、工程概述赵家院子人行天桥为净跨径36.4m的板拱，净矢跨比1/7，拱轴系数为1.756。主拱圈为两个半拱波和矩形的组合截面。空腹段上部设置1-15.95m预应力钢筋混凝土空心板。桥面铺装0.045～0.06米厚。赵家院子人行天桥桥型布置图如下：赵家院子人行天桥箱梁断面图如下图所示。赵家院子人行天桥支架计算方案第2页共26页中交四航铜合高速公路工程总承包部一分部赵家院子人行天桥板拱采取搭设满堂支架进行混凝土的浇筑(为方便过往车辆的通行，板拱中间部分采取搭设工字钢支架的方式进行混凝土的浇筑)；预应力空心板采取搭设工字钢支架横跨板拱进行混凝土的浇筑施工。2、支架方案简述本支架方案按承载能力极限状态进行设计。赵家院子人行天桥板拱部分一次浇筑成型。支架示意图如下：赵家院子人行天桥支架计算方案第3页共26页中交四航铜合高速公路工程总承包部一分部本方案中，安全系数取为1.2。3、设计计算依据《公路桥涵施工技术规范》(JTG_TF50-2011)《木结构设计规范》(GB50005-2003)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)《钢结构设计规范》(GB50017-2011)《建筑工程大模板技术规程》(JGJ74-2003)《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)赵家院子人行天桥支架计算方案第4页共26页中交四航铜合高速公路工程总承包部一分部《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ128-2000)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)《扣件式钢管脚手架计算手册》，王玉龙，2008年《建筑施工计算手册》，江正荣，2001年7月4、荷载选取支架选型完成后，其计算的思路和原则应从上至下进行。⑴底模荷载①模板自重荷载标准值木模为0.50KN/m2。②钢筋混凝土密度取26KN/m3。③施工人员及设备荷载标准值2.5KN/m2。④倾倒混凝土时产生的竖向荷载经验值4.0KN/m2。⑤振捣混凝土时对水平模板产生的荷载标准值为2.0KN/m2。⑵荷载效应组合值及荷载分项系数荷载效应组合值：计算承载力时，参与组合的荷载项为①②③④⑤；验算刚度时，参与组合的荷载项为①②。荷载分项系数：模板、支架、混凝土自重等恒载取1.2；其余活载取1.4。⑶根据箱梁断面荷载作如下划分：①模板荷载效应组合：恒载×1.2+活载×1.4。（活载主要包括：施工人员荷载、施工机具荷载、倾倒混凝土荷载、振捣混凝土荷载。恒载赵家院子人行天桥支架计算方案第5页共26页中交四航铜合高速公路工程总承包部一分部主要包括：混凝土荷载、模板自重荷载）②次楞模板次楞荷载取值与底模荷载相同。③纵梁模板主楞荷载为模板次楞传递的集中荷载。④立杆立杆荷载为模板主楞下传的集中荷载。由于在模板计算荷载时已考虑了恒载和活载的组合效应，故模板主楞下传至立杆的荷载可直接计算立杆稳定性。⑤地基荷载为立杆下传集中荷载。落地支架计算顺序：模板→次楞→主楞→立杆→地基。5、支架计算5.1支架概述支架体系分为拱圈支架和空心板支架梁部分。支架基础置15cmC20砼垫层上。本文所述所有碗扣支架的横杆步距为120cm；满堂支架纵横向每480cm间距设置剪刀撑，并在支架顶部和底部各设一道水平剪刀撑。在立杆顶部安装可调节顶托，立杆底部支立在底托上，以确保地基均衡受力。⑴拱圈支架说明。为保证路面施工车辆能顺利通行，拱圈支架采取满堂支架加工字钢门式支架相组合的支架。其中门式支架净宽不小于6.5m，净高不小于4.5m。①满堂支架。满堂支架立杆布置为60cm×90cm；其中纵桥向间距为60cm，横桥向间距为90cm。赵家院子人行天桥支架计算方案第6页共26页中交四航铜合高速公路工程总承包部一分部横桥向共布置间距为90cm的立杆4排共3.6m作为拱圈的现浇支架；紧邻现浇支架两侧各布置三排横桥向为60cm的支架作为拱圈浇筑的施工平台(在拱圈浇筑完后，将其转变为浇筑预应力空心板的现浇支架)，施工平台纵桥向为90cm。满堂支架从上之下依次为：12mm厚竹胶板、8cm×10cm次楞横桥向布置(间距30cm，其中预应力空心板端头靠桥梁中心处为20cm)、10cm×10cm主楞纵桥向布置于碗扣架上、碗口支架。②工字钢门式支架。工字钢门式支架净宽不小于6.5m，净高不小于4.5m。工字钢门式支架从上之下依次为：12mm厚竹胶板、8cm×10cm次楞横桥向布置(间距30cm，其中预应力空心板端头靠桥梁中心处为20cm)、10cm×10cm主楞纵桥向布置于碗扣架上、碗口支架(立杆布置为60cm×90cm；其中纵桥向间距为60cm，横桥向间距为90cm)、双拼I40b工字钢(中心距90cm)、碗扣支架(立杆布置为60cm×90cm；其中纵桥向间距为60cm，横桥向间距为90cm；横桥向共4排，具体布置见支架图)。⑵预应力空心板支架说明。预应力空心板现浇支架工字钢采用I25a工字钢。预应力空心板现浇支架从上之下依次为：12mm厚竹胶板、10cm×10cm次楞纵桥向布置(间距30cm)，I25a主楞横桥向布置于碗扣架上(中心距0.9m)、碗口支架(由拱圈施工平台改装而成，立杆布置为60cm×90cm；其中纵桥向间距为90cm，横桥向间距为60cm；横桥向共4排，具体布置见支架图)。⑶箱梁模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。5.2支架计算与基础验算⑴资料a.WJ碗扣为Φ48×3.5mm钢管；赵家院子人行天桥支架计算方案第7页共26页中交四航铜合高速公路工程总承包部一分部b.立杆、横杆承载性能如下表所示：立杆、横杆承载性能表立杆横杆步距（m）允许载荷（KN）横杆长度（m）允许集中荷载（KN）允许均布荷载（KN）0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.0⑵底模、次楞、主楞荷载分析计算梁底木模实际是支架体系的一部分。对于小钢管满堂支架来说，木模面板的强度决定了模板次楞的间距，次楞的强度又决定了模板主楞的间距和立杆的横距，主楞的强度又决定了立杆的纵距。计算中取值：①模板自重荷载标准值木模为0.50KN/m2。②钢筋混凝土密度取26KN/m3。③施工人员及设备荷载标准值2.5KN/m2。④倾倒混凝土时产生的竖向荷载经验值4.0KN/m2。⑤振捣混凝土时对水平模板产生的荷载标准值为2.0KN/m2。混凝土胀模系数为1.05。5.3拱圈支架系统计算5.3.1拱圈满堂支架计算拱圈计算高度取0.7m(在空心板端头处计算高度取1.3m)，其混凝土自重荷载为0.7×26=18.2KN/m2;（1.3×26=33.8KN/m2，端头处）。q1=（18.2+0.5）×1.2+（2.5+4+2）×1.4=34.34KN/m2（适应计算模板承载能力）q1’=（33.8+0.5）×1.2+（2.5+4+2）×1.4=53.06KN/m2（端头处，适应计算模板承载能力）q2=（18.2+0.5）×1.2=22.44KN/m2（用于验算模板刚度）q2’=（33.8+0.5）×1.2=41.16KN/m2（端头处，用于验算模板刚度）赵家院子人行天桥支架计算方案第8页共26页中交四航铜合高速公路工程总承包部一分部⑴底模面板计算20cm20cm20cm20cm20cm20cm主楞次楞面板根据《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）表3.5.5可知，竹胶板应符合下列要求：a.静曲强度最小值为σ=105.5MPa；b.弹性模量最小值为9898MPa。参照《路桥施工计算手册》表13-1,取模板宽d=0.1m，模板跨径L1=0.2m；则模板每延米长的线荷载为q=q1×0.1=3.434kN/m（适应计算模板承载能力）q’=q1’×0.1=5.306kN/m（端头处，适应计算模板承载能力）q=q2×0.1=2.244kN/m（适应计算模板刚度）q’=q2’×0.1=4.116kN/m（端头处，适应计算模板刚度）①拱圈计算高度取0.7m处的底模模板计算过程如下：面板采用12mm厚竹胶板，模板次楞间距为0.3m，拟定次楞尺寸为8cm×8cm，则底模实际跨距0.22m。跨中弯矩可按简支梁由下式计算M=qL12/10=3.434×0.222÷8=0.021kNm按集中力P=1.5kN计算，M=PL1/6=1.5×0.22÷6=0.055kNm0.021kNm赵家院子人行天桥支架计算方案第9页共26页中交四航铜合高速公路工程总承包部一分部底模模板采用高强度竹胶板，其允许弯应力取[σw]=105.5MPa(临时结构允许应力[σw]可提高1.2倍)，模板需要的截面模量W=M/(1.2×[σw])=0.055÷(1.2×105.5×103)=4.3×10-7m3根据W、b得h为：h=(6W/b)0.5=(6×4.3×10-7÷0.1)0.5=0.0051m模板截面尺寸仍采用0.012m×0.1m核算其挠度，则有弹性模量E=9898MPaI=bh3/12=0.1×0.0123÷12=1.44×10-8m4则挠度(按连续荷载计算)f=5qL14/(384EI)=5×4116×0.224÷(384×9898×106×1.44×10-8)=4.13×10-4mf/L1=4.13×10-4÷0.22=0.00191/400=0.0025②拱圈计算高度取1.3m处的底模模板计算过程如下：面板采用12mm厚竹胶板，模板次楞间距为0.2m，拟定次楞尺寸为8cm×8cm，则底模实际跨距0.12m。跨中弯矩可按简支梁由下式计算M’=q’L12/10=5.306×0.122÷8=0.01kNm按集中力P=1.5kN计算，M=PL1/6=1.5×0.12÷6=0.03kNm0.01kNm底模模板采用高强度竹胶板，其允许弯应力取[σw]=105.5MPa(临时结构允许应力[σw]可提高1.2倍)，模板需要的截面模量W=M/(1.2×[σw])=0.055÷(1.2×105.5×103)=4.3×10-7m3赵家院子人行天桥支架计算方案第10页共26页