滿堂支架計(jì)算書

1、滿堂支架計(jì)算書海湖路橋箱梁斷面較大，本方案計(jì)算以海湖路橋北幅為例進(jìn)行計(jì)算，南幅計(jì)算與北幅相同。海湖路橋北幅為530m等截面預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁（標(biāo)準(zhǔn)段為單箱雙室），箱梁高度1.7m，箱梁頂寬15.25m。對(duì)荷載進(jìn)行計(jì)算及對(duì)其支架體系進(jìn)行檢算。滿堂支架的計(jì)算內(nèi)容為：碗扣式鋼管支架立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算滿堂支架整體抗傾覆驗(yàn)算箱梁底模下橫橋向方木驗(yàn)算碗扣式支架立桿頂托上順橋向方木驗(yàn)算箱梁底模計(jì)算立桿底座和地基承載力驗(yàn)算支架門洞計(jì)算。 1 荷載分析1.1 荷載分類作用于模板支架上的荷載，可分為永久荷載（恒荷載）和可變荷載（活荷載）兩類。模板支架的永久荷載，包括下列荷載。作用在模板支架上的結(jié)構(gòu)荷載，包括

2、：新澆筑混凝土、模板等自重。組成模板支架結(jié)構(gòu)的桿系自重，包括：立桿、縱向及橫向水平桿、水平及垂直斜撐等自重。配件自重，根據(jù)工程實(shí)際情況定，包括：腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)等防護(hù)設(shè)施及附加構(gòu)件的自重。模板支架的可變荷載，包括下列荷載。施工人員及施工設(shè)備荷載。振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載。風(fēng)荷載、雪荷載。1.2 荷載取值（1）雪荷載根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb 50009-2012）查附錄d.5可知，雪的標(biāo)準(zhǔn)荷載按照50年一遇取西寧市雪壓為0.20kn/m2。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb50009-2012 ）7.1.1雪荷載計(jì)算公式如下式所示。sk=urso式中：sk雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2)；ur頂面

3、積雪分布系數(shù)；so基本雪壓(kn/m2)。根據(jù)規(guī)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb 50009-2012）7.2.1規(guī)定，按照矩形分布的雪堆計(jì)算。由于角度為小于25，因此r取平均值為1.0，其計(jì)算過程如下所示。sk=urso=0.201=0.20kn/m2（2）風(fēng)荷載根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb 50009-2012）查附錄d.5可知，風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)荷載按照50年一遇取西寧市風(fēng)壓為0.35kn/m2根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（jgj 130-2011）4.3.1風(fēng)荷載計(jì)算公式如下式所示。w=0.7uzuswo式中：w風(fēng)荷載強(qiáng)度（kn/m2）；wo基本風(fēng)壓（0.35kn/m2）；uz風(fēng)壓高度計(jì)算系數(shù)，

4、根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（jgj 130-2011）附錄d取1.0；us風(fēng)荷載體型系數(shù)，根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（jgj 130-2011）4.3.2條采用1.3。風(fēng)荷載強(qiáng)度w=0.7uzuswo=0.71.01.30.35=0.32kn/m2（3）q1 箱梁自重荷載，按設(shè)計(jì)說明取值26kn/m3。根據(jù)海湖路橋現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，按照最不利荷載原則，每跨箱梁取-截面（跨中）、截面（墩柱兩側(cè)2.06.0m）、截面（墩柱兩側(cè)2.0m）等三個(gè)代表截面進(jìn)行箱梁自重計(jì)算(截面選擇區(qū)段內(nèi)箱梁自重最大處截面)，并對(duì)三個(gè)代表截面下的支架體系進(jìn)行檢算，首先分別進(jìn)行自重計(jì)算，單跨箱梁

5、立面圖見下圖：?jiǎn)慰缦淞毫⒚鎴D1）-截面處q1計(jì)算圖1.2-1 海湖路橋-截面根據(jù)橫斷面圖，則：q1=（269.22）/8.86=27.06 kn/m注：b箱梁底寬，取8.86m，將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計(jì)算偏于安全。混凝土容重，取26kn/。 a箱梁橫截面混凝土面積（）。2）截面處q1計(jì)算圖1.2-2 海湖路橋-截面根據(jù)橫斷面圖，則：q1=（2610.7）/8.86=31.4 kn/m3）截面處q1計(jì)算圖1.2-3 海湖路橋-截面根據(jù)橫斷面圖，則：q1=（2618.3）/8.86=53.7 kn/m（4）q2模板自重荷載，根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（jgj 130-2011

6、）取0.75kn/ m2；（5）q3 施工人員、施工材料和機(jī)具荷載，按均布荷載計(jì)算，根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（jgj 130-2011）取1.0kn/ m2；（6）q4 澆筑和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載，按均布荷載計(jì)算，根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（jgj 130-2011）取2.0kn/ m2；（7）q5 支架自重，根據(jù)建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范（gcj-2011）取0.75kn/m2。1.3 荷載組合系數(shù)為安全考慮，參照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 gb50009-2012規(guī)定，計(jì)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的荷載設(shè)計(jì)值，取其標(biāo)準(zhǔn)值乘以下列相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)：（1）永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)，取1.2

7、；（2）可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，取1.4。1.4 荷載組合荷載組合按照建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范表4.4.1的規(guī)定，取值如下表1.4.1所示。表1.4.1 荷載效應(yīng)組合計(jì)算項(xiàng)目荷載組合立桿承載力計(jì)算1.永久荷載+可變荷載（不包括風(fēng)荷載）2.永久荷載+0.9（可變荷載+風(fēng)荷載）連墻件承載力計(jì)算風(fēng)荷載+3.0kn斜桿承載力和連接扣件（抗滑）承載力計(jì)算風(fēng)荷載2 結(jié)構(gòu)檢算2.1 碗扣式鋼管支架立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算碗扣式滿堂支架和扣件式滿堂支架一樣，同屬于桿式結(jié)構(gòu)，以立桿承受豎向荷載作用為主，但碗扣式由于立桿和橫桿間為軸心相接，且橫桿的“”型插頭被立桿的上、下碗扣緊固，對(duì)立桿受壓后的側(cè)向變形具有較強(qiáng)的

8、約束能力，因而碗扣式鋼管架穩(wěn)定承載能力顯著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超過35%）。本工程現(xiàn)澆箱梁支架立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算，根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 jgj 130-2011（本節(jié)計(jì)算過程中簡(jiǎn)稱為“本規(guī)范”）立桿的強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算公式進(jìn)行分析計(jì)算。1、-截面跨中18m范圍內(nèi)，碗扣式鋼管支架體系采用9090120cm的布置結(jié)構(gòu)，見圖2.1-1。（1）立桿強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)立桿的設(shè)計(jì)允許荷載，當(dāng)橫桿步距為120cm時(shí)，立桿可承受的最大允許豎直荷載為n33.6kn（參見路橋施工計(jì)算手冊(cè)表135鋼管支架容許荷載）。立桿實(shí)際承受的荷載為：n=1.2ngk+0.91.4nqk（組合風(fēng)荷

9、載時(shí)）ngk永久荷載對(duì)立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和；nqk可變荷載對(duì)立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和；將荷載取值結(jié)果帶入計(jì)算公式：圖2.1-1：-截面支架布置圖ngk=0.90.9（q1+q2+q5）=0.81(27.06+0.75+0.75)=23.13knnqk=0.90.9(q3+q4+w+sk)=0.81(1.0+2.0+0.32+0.2)=2.85kn則：n=1.2ngk +0.91.4nqk=1.223.13+0.91.42.85=31.35knn33.6kn ，強(qiáng)度滿足要求。（2）立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式：n/（a）+mw/wf(組合風(fēng)荷載時(shí))n計(jì)算立桿段的軸向荷載31.35k

10、n；f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f205n/mm2（參考本規(guī)范表5.1.6得）；a支架立桿的截面積a489mm2(參考路橋施工計(jì)算手冊(cè)表13-4得)；軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比由本規(guī)范附錄a表a.0.6取值；i截面的回轉(zhuǎn)半徑i=15.78mm，(參考路橋施工計(jì)算手冊(cè)表13-4得)；長(zhǎng)細(xì)比l/i。l水平步距，l1.2m。于是，l/i76，參照本規(guī)范附錄a表a.0.6得0.744;mw計(jì)算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎距，按本規(guī)范式（5.2.9）計(jì)算；mw=0.91.4mwk=0.91.4*0.32=0.47kn.m2；w抵抗矩w=5.08103mm3(參考路橋施工計(jì)算手冊(cè)表13-4得)；則，n

11、/(a)+mw/w31.35103/（0.744489）+0.47106/（5.08103）178.70kn/mm2f205kn/mm2計(jì)算結(jié)果說明支架立桿穩(wěn)定性滿足要求。2、-截面橋墩旁2m6m范圍內(nèi)，碗扣式鋼管支架體系采用6090120cm的布置結(jié)構(gòu)，見圖2.1-2：圖2.1-2：-截面支架布置圖（1）立桿強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)立桿的設(shè)計(jì)允許荷載，當(dāng)橫桿步距為120cm時(shí)，立桿可承受的最大允許豎直荷載為n33.6kn（參見路橋施工計(jì)算手冊(cè)表135鋼管支架容許荷載）。立桿實(shí)際承受的荷載為：n=1.2ngk+0.91.4nqk（組合風(fēng)荷載時(shí)）ngk永久荷載對(duì)立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和；nqk可變荷載對(duì)立

12、桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和；將荷載取值結(jié)果帶入計(jì)算公式：ngk=0.90.6（q1+q2+q5）=0.54(31.4+0.75+0.75)=17.77knnqk=0.90.6(q3+q4+w+sk)=0.54(1.0+2.0+0.32+0.2)=1.9kn則：n=1.2ngk +0.91.4nqk=1.217.77+0.91.41.9=23.72knn33.6kn ，強(qiáng)度滿足要求。（2）立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式：n/（a）+mw/wf(組合風(fēng)荷載時(shí))n計(jì)算立桿段的軸向荷載23.72kn；f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f205n/mm2（參考本規(guī)范表5.1.6得）；a支架立桿的截面積a489m

13、m2(參考路橋施工計(jì)算手冊(cè)表13-4得)；軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比由本規(guī)范附錄a表a.0.6取值；i截面的回轉(zhuǎn)半徑i=15.78mm，(參考路橋施工計(jì)算手冊(cè)表13-4得)；長(zhǎng)細(xì)比l/i。l水平步距，l1.2m。于是，l/i76，參照本規(guī)范附錄a表a.0.6得0.744;mw計(jì)算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎距，按本規(guī)范式（5.2.9）計(jì)算；mw=0.91.4mwk=0.91.4*0.32=0.47kn/m2；w抵抗矩w=5.08103mm3(參考路橋施工計(jì)算手冊(cè)表13-4得)；則，n/(a)+mw/w23.72103/（0.744489）+0.47106/（5.08103）157.72

14、kn/mm2f205kn/mm2計(jì)算結(jié)果說明支架立桿穩(wěn)定性滿足要求。3、-截面在橋墩旁兩側(cè)各2m范圍內(nèi)，碗扣式鋼管支架體系采用6060120cm的布置結(jié)構(gòu)，見圖2.1-3：圖2.1-3：-截面支架布置圖（1）立桿強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)立桿的設(shè)計(jì)允許荷載，當(dāng)橫桿步距為120cm時(shí)，立桿可承受的最大允許豎直荷載為n33.6kn（參見路橋施工計(jì)算手冊(cè)表135鋼管支架容許荷載）。立桿實(shí)際承受的荷載為：n=1.2ngk+0.91.4nqk（組合風(fēng)荷載時(shí)）ngk永久荷載對(duì)立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和；nqk可變荷載對(duì)立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和；將荷載取值結(jié)果帶入計(jì)算公式：ngk=0.60.6（q1+q2+q5）=0.

15、36(53.7+0.75+0.75)=19.87knnqk=0.60.6(q3+q4+w+sk)=0.36(1.0+2.0+0.32+0.2)=1.27kn則：n=1.2ngk +0.91.4nqk=1.219.87+0.91.41.27=25.44knn33.6kn ，強(qiáng)度滿足要求。（2）立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式：n/（a）+mw/wf(組合風(fēng)荷載時(shí))n計(jì)算立桿段的軸向荷載25.44kn；f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f205n/mm2（參考本規(guī)范表5.1.6得）；a支架立桿的截面積a489mm2(參考路橋施工計(jì)算手冊(cè)表13-4得)；軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比由本規(guī)范附錄a表a.

16、0.6取值；i截面的回轉(zhuǎn)半徑i=15.78mm，(參考路橋施工計(jì)算手冊(cè)表13-4得)；長(zhǎng)細(xì)比l/i。l水平步距，l1.2m。于是，l/i76，參照本規(guī)范附錄a表a.0.6得0.744;mw計(jì)算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎距，按本規(guī)范式（5.2.9）計(jì)算；mw=0.91.4mwk=0.91.4*0.32=0.47kn/m2；w抵抗矩w=5.08103mm3(參考路橋施工計(jì)算手冊(cè)表13-4得)；則，n/(a)+mw/w25.44103/（0.744489）+0.47106/（5.08103）162.45kn/mm2f205kn/mm2計(jì)算結(jié)果說明支架立桿穩(wěn)定性滿足要求。2.2 滿堂支架抗傾覆驗(yàn)算依

17、據(jù)公路橋涵技術(shù)施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)第9.2.3要求支架在自重和風(fēng)荷栽作用下時(shí)，傾覆穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.3。k0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=yni/mw按海湖路橋北幅150m長(zhǎng)度驗(yàn)算支架抗傾覆能力：橋梁寬度15.25m，長(zhǎng)150m采用9090120cm跨中支架來驗(yàn)算全橋：支架橫向18排；支架縱向168排；平均高度5.9m；頂托tc60共需要16818=3024個(gè)；立桿需要168185.9=17842m；縱向橫桿需要1685.9/1.218=14868m；橫向橫桿需要185.9/1.2150=13275m；故：鋼管總重（17842+14868+13275）3.84=176.58t;頂托tc60總重為：3

18、0257.2=21.77t；故支架重力n1=176.589.8+21.779.8=1943.83kn；穩(wěn)定力矩= yni=5.91943.83=11468.6kn.m依據(jù)以上對(duì)風(fēng)荷載計(jì)算wk=0.32kn/ m2海湖路橋左幅150m共受力為：q=0.325.9150=283.2kn；傾覆力矩=q3=283.23=849.6kn.mk0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=11468.6/849.6=13.21.3計(jì)算結(jié)果說明本方案滿堂支架滿足抗傾覆要求。2.3 橫橋向方木（底模背肋）驗(yàn)算本施工方案中箱梁底模底面橫橋向采用1010cm方木，方木橫橋向跨度在跨中截面（-截面）處按l90cm進(jìn)行受力計(jì)算，在橋墩頂橫

19、梁截面及橫隔板梁處、橋墩頂及墩旁各6m范圍內(nèi)（ii- ii、-截面處）按l60cm進(jìn)行受力計(jì)算，實(shí)際布置跨距均不超過上述兩值。如下圖將方木簡(jiǎn)化為如圖的簡(jiǎn)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參照杉木進(jìn)行計(jì)算，實(shí)際施工時(shí)如油松、廣東松等力學(xué)性能優(yōu)于杉木的木材均可使用。橫橋向方木受力結(jié)構(gòu)圖見下圖：截面處按橋每跨中截面處18.0m范圍內(nèi)進(jìn)行受力分析，按方木橫橋向跨度l90cm進(jìn)行驗(yàn)算。 方木間距計(jì)算q(q1+ q2+ q3+ q4)b(27.06+0.75+1.0+2.0)18=554.58knm(1/8) ql2=(1/8)554.580.9256.15knw=(bh2)/6=(0.1

20、0.12)/6=0.000167m3則： n= m/( ww)=56.15/(0.000167110000.9)=33.96(取整數(shù)n34根)db/(n-1)=18/33=0.54m 注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。經(jīng)計(jì)算，方木間距小于0.54m均可滿足要求，實(shí)際施工中為滿足底模板受力要求，方木間距d取0.3m，則n18/0.461根。 每根方木撓度計(jì)算方木的慣性矩i=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.33310-6m4則方木最大撓度：fmax=(5/384)(ql4)/(ei)=(5/384)(554.580.94)/(18091068.33310-6)=0.3510-3ml

21、/400=0.9/400=2.2510-3m (撓度滿足要求)。 方木抗剪計(jì)算sm=(bh2)/8=(0.10.12)/8=1.2510-4m3=(qlsm)/(nib)=（554.580.91.2510-4）/(618.33310-60.1)=1.22mpa0.9=0.91.7mpa=1.53mpa（抗剪強(qiáng)度滿足要求）截面處按橋墩旁-截面處8.0m范圍內(nèi)進(jìn)行受力分析，按方木橫橋向跨度l90cm進(jìn)行驗(yàn)算。 方木間距計(jì)算q(q1+ q2+ q3+ q4)b(31.4+0.75+1.0+2.0)8=281.2knm(1/8) ql2=(1/8)281.20.9228.47knmw=(bh2)/6=

22、(0.10.12)/6=0.000167m3則： n= m/( ww)=28.47/(0.000167110000.9)=17.2(取整數(shù)n18根)db/(n-1)=8/17=0.47m 注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。經(jīng)計(jì)算，方木間距小于0.47m均可滿足要求，實(shí)際施工中為滿足底模板受力要求，方木間距d取0.3m，則n8/0.327根。 每根方木撓度計(jì)算方木的慣性矩i=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.33310-6m4則方木最大撓度：fmax=(5/384)(ql4)/(ei)=(5/384)(281.20.94)/(8091068.33310-6)=0.4010-3ml/400=0.9/400=2.2510-3m (撓度滿足要求)。 每根方木抗剪計(jì)算sm=(bh2)/8=(0.10.12)/8=1.2510