现浇箱梁满堂支架方案计算讲解

16边跨现浇段堂支架计算书一、工程概况郁江二桥位于桂平市城东南部长安工业园区内，距现有的郁江大桥和桂平航运枢纽对外交通桥郁江约4.9公里处，是南宁至梧州、玉林至桂平和梧贵高速这三条公路的连接纽带。郁江二桥桥梁的起点桩号为K1+146.5，终点桩号为K2+504.5，主桥为90+165+165+90米预应力混凝土矮塔斜拉桥，主桥采用90+165+165+90m单索面三塔预应力混凝土矮塔斜拉桥，主跨布置双孔单向通航设计，桥宽30.5m，梁高3.2~6.2m，主塔为弧线形花瓶式塔，塔高22.0m，全桥共计144根斜拉索，斜拉索梁上间距4m,塔上理论索距0.8m，主梁采用单箱三室大悬臂等截面预应力混凝土箱梁，顶部为机动车道，下部在箱梁两侧顺底板悬挑出去设人行通道。箱梁梁高6.2m—3.2m,梁体全宽30.5m，采用单箱三室加悬臂的形式，悬臂端部厚度为0.28m。斜拉索锚固点布设在箱梁的中室，张拉端位于梁体内。箱梁纵向划分为中墩顶托架现浇0号、1号梁段、19个悬臂浇筑梁段、边跨支架现浇段、边跨合拢段、中跨合拢段。中墩顶0号、1号梁段同时浇筑，梁段共长11m，悬臂浇筑梁段数及梁段长度从中墩至跨中布置为：19×4.0m，边跨现浇段长度6.37m，边跨合拢段、中跨合拢段长度均为2.0m。边跨现浇段为2.5m实心段及3.87m渐变段，实心段受力全部在过渡墩盖梁上，故此次计算取23A-23A断面向中垮方向0.6m范围段。边跨现浇段采用满堂支架施工，支架采用WDJ碗扣式多功能钢管脚手架，基底进行填土碾压后，浇筑混凝土搭设碗扣支架，碗扣支架经过预压合格后，铺设模板。内、外模板采用大面积的竹胶板制作，内支撑立杆采用φ48×3.0mm钢管。二、编制依据（1）《公路桥涵施工手册》（2）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（3）《建筑结构荷载规范》（4）《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》（6）《建筑施工计算手册》2（7）《公路桥涵施工技术规范》（8）、桂平郁江二桥工程设计文件及招标文件等。（9）、我公司拥有的技术管理水平、机械设备状况、工法及科技成果以及我公司在以往工程积累的施工经验。三、支架计算3.1边跨现浇端满堂支架布置及搭设要求满堂支架架管使用Φ48×3.0的钢管碗扣支梁，纵桥向间距支点0.6米范围采用0.3m，其余部分采用0.9m；横桥向采用0.9m，腹板处1.8米范围采用0.6m进行加密；水平步距都为1.2米。纵向、横向和水平向都需要设剪刀撑，横桥向共计均布设置四道剪刀撑，水平上下都设置水平剪刀撑；纵桥向共计均布设置九道剪刀撑，使支架成为整体。为充分利用钢管的轴心受压能力，使用调节螺杆与钢管轴心连接。支模的大龙骨用10×10cm的方木立向搁置在立杆的调节螺杆上，调节螺杆插入立杆保持轴心受力；大龙骨上放10×5cm的方木作小龙骨，间距25cm作为横肋，小龙骨上铺18mm的竹胶合板。3.2现浇箱梁支架验算本计算书以支点0.6米范围为例（23A-23A截面往中垮方向0.6m范围），对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。3.2.1荷载计算3.2.1.1荷载分析根据本桥现浇段的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：⑴q1—箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。⑵q2—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q2＝1.0kPa（偏于安全）。⑶q3—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；当计算支架立柱及其他承载构件时取1.0kPa。⑷q4—振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。⑸q5—新浇混凝土对侧模的压力。3⑹q6—倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。⑺q7—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)60cm×90cm×120cm0.043.2.1.2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⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺⑴＋⑵＋⑺侧模计算⑸＋⑹⑸3.2.2.3荷载计算⑴箱梁自重——q1计算根据现浇箱梁结构特点，我们取跨中横截面进行箱梁自重计算，并对截面下的支架体系进行检算，首先进行自重计算。①30m箱梁中点处q1计算根据横断面图，用CAD算得该处梁体截面积A=45.26m2则：q1＝BW=BAcγ＝73.545.26.4526kpa取1.2的安全系数，则q1＝54.73×1.2＝65.68kPa注：B——箱梁底宽，取21.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。4⑵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50cm高度浇筑，在竖向上以V=0.3m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=25℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力q5=hKPmK为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.0当V/t=0.3/25=0.012〈0.035h=0.5+3.8V/t=2.78mq5=KPahKPm28.7278.22613.2.2结构检算3.2.2.1碗扣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φ48×3.5mm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）。⑴支点0.6米范围钢管碗扣式支架体系采用30×90×120cm的布置结构（腹板位置1.8m加密为60cm间距），如图：5横向布置纵向布置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］=29.2（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载［N］=29.2，路桥施工计算手册中表13－5钢管支架容许荷载［N］=29.2）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力；ΣNQK—施工荷载标准值；于是，有：NG1K=0.9×0.3×q1=0.9×0.3×65.68=17.73KNNG2K=0.9×0.3×q2=0.9×0.3×1.0=0.27KNΣNQK=0.9×0.3×(q3+q4+q7)=0.27×(1.0+2.0+0.41)=0.92KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（17.73+0.27）+0.85×1.4×0.27=21.92KN＜［N］＝29.2kN，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：N/ΦA+MW/W≤fN—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。A—φ48mm×3.0㎜钢管的截面积A＝424mm2。Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。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＝15.95mm。长细比λ＝L/iL—水平步距，L＝1.2m。于是，λ＝L/i＝75.24，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.75。MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；7MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10WK=0.7uz×us×w0uz—风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=1.38us—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.4w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KNLa—立杆纵距0.3m；h—立杆步距1.2m，故：MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.85×1.4×0.927×0.3×1.2²/10=0.048KNW—截面模量查表《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》附表B得：W=4.49×103mm3。则，N/ΦA+MW/W＝21.92×103/(0.75×424)+0.048×106/(4.49×103)=100.78KN/mm2≤f＝205KN/mm2。计算结果说明支架是安全稳定的。3.2.3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1.3。K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/ΣMw采用整体支架验算支架抗倾覆能力：跨中支架宽5.4m，长30m采用60×90×120cm跨中支架来验算全桥：支架自重经计算得：54.7T故q=54.7×9.8=536.05KN；稳定力矩=y×Ni=39×536.05=20905.95KN.m依据以上对风荷载计算WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2共受力为：q=0.927×12.7×4.2=49.45KN；倾覆力矩=q×5=49.45×5=247.25KN.mK0=稳定力矩/倾覆力矩=20905.95/247.25=84.51.3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求。3.2.4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10×10cm方木，方木横桥向跨度在箱梁支8点0.6米范围按L＝50cm进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述值。如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全），木材选用松木计算。方木最低抗弯强度值[σ]=9MP，方木弹性模量E=9×103MP。按支点0.6米范围进行受力分析，按方木横桥向跨度L＝90cm进行验算。方木间距计算q＝(q1+q2+q3+q4)×B＝(65.68+1.0+2.5+2)×0.6=42.71kN/mM＝(1/8)qL2=(1/8)×42.71×0.92＝4.32kN·mW=(bh2)/6=(0.1×0.12)/6=0.000333m3则：n=M/(W×[δw］)=4.32/(0.000333×9000×0.9)=1.6(取整数n＝2根)d＝B/(n-1)=0.6/1=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0.3m，则n＝0.6/0.3＝2。②每根方木挠度计算方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)×［(qL4)/(EI)］=(5/384)×［(42.71×0.64)/(150×9×106×8.33×10-6×0.9)］=5.47×10-4m＜l/400=0.6/400=1.5×10-3m(挠度满足要求)3.2.6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：9通过前面计算，横桥向方木布置间距分别为0.3m和0.9m时最不利位置，则有：竹胶板弹性模量E＝5000MPa方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4底模板计算模板厚度计算q=(q1+q2+q3+q4)l=(65.58+1.0+2.5+2)×0.3=21.35kN/m则：Mmax=mKNlq24.083.035.21822模板需要的截面模量：W=53104.4100.69.024.09.0][WMm2模板的宽度为