碗扣式腳手架滿堂支架設(shè)計(jì)計(jì)算_secret(右幅第四聯(lián))

1、現(xiàn)澆箱梁碗扣式腳手架滿堂支架設(shè)計(jì)計(jì)算1 工程概況1.1 總概況渭河北互通立交主線橋分為左、右幅，其中左幅橋跨徑組合為：（28+30+28）m+(3×20m+2×(4×20m+(3×20m+(3×25m+(25+30.5+28m+2×(3×20m, 共九聯(lián)；右幅橋跨徑組合為：（28+30+28）m+(3×20m+2×(4×20m+(3×20m+(3×25m+(25+30.5+28m+2×(3×20m, 共九聯(lián)，左右副橋梁起終樁號均為:K31+510.530K

2、32+155.030。左幅橋第一聯(lián)、第七聯(lián)，右幅橋第一聯(lián)、第四聯(lián)、第七聯(lián)上部為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁方案，滿堂支架現(xiàn)澆，其余聯(lián)均為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁；下部采用柱式墩、肋式臺、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 施工方案確定中對于地基承載力高、墩柱高度小于15m 的橋跨考慮采用碗扣式腳手架搭設(shè)滿堂紅作為支架體系，共計(jì)有6聯(lián)現(xiàn)澆箱梁采用該體系。1.2 主線橋右幅第4聯(lián)渭河北互通立交主線橋右幅第四聯(lián)（10#、11#、12#、13#、14#墩）現(xiàn)澆梁形式為4×20m 結(jié)構(gòu)。右幅第四聯(lián)箱梁斷面采用單箱五室斷面，箱梁為變寬，梁高1.2米，懸臂長度2.0米，頂板厚0.25米，底板厚0.22米，跨中腹板厚0.

3、4米，支點(diǎn)附近腹板加厚為0.6米，箱梁按等高度設(shè)置，其頂、底板橫坡相同，腹板按豎直設(shè)置。渭河北互通立交主線橋右幅第四聯(lián)橋梁建筑寬度由25.585m 至28.312m 共有13處變截點(diǎn)。2、滿堂支架方案2.1、支架設(shè)計(jì)的要求2.1.1、支架結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。2.1.2、支架在承重后期彈性和塑性變形應(yīng)控制在15mm 以內(nèi)。2.1.3、支架部分地基的沉降量控制在 5mm 以內(nèi)，地基承載（壓）力達(dá)250kPa 。2.1.4、支架頂面與梁底的高差應(yīng)控制在理想值范圍內(nèi)，且應(yīng)與預(yù)留拱度通盤考慮。2.2、支架基礎(chǔ)按通過后滿堂支架的設(shè)計(jì)方案，要求地基承載力大于250KPa ，因此必須對地基作特

4、殊處理。2.2.1、將原地面地表層上耕植土清除30cm ，然后用重型壓路機(jī)壓實(shí)，壓實(shí)度>85%。2.2.2、按1%橫向排水坡（橋中心兩側(cè)排水）填筑三七灰土60cm ，填筑分兩層進(jìn)行，每層壓實(shí)厚度為30cm ，用重型壓路機(jī)壓實(shí)，底層壓實(shí)度>90%,頂層壓實(shí)度>95%。2.2.3、為了防止?jié)仓炷習(xí)r，流水軟化支架的地基，澆筑厚5cm 的C15 細(xì)石混凝土封閉層。2.2.4、地基處理完后，在支架搭設(shè)范圍地基基礎(chǔ)四周80200cm 范圍內(nèi)設(shè)順橋向排 水溝（水溝橫斷面為：60×80cm ），排水溝根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)置好排水坡縱，確保地基基礎(chǔ)不受雨水浸泡。2.3采用滿堂碗扣式支架

5、，順橫橋向間距均為0.9m ，支架搭設(shè)中間橫桿層距為1.2m ，支架搭設(shè)寬度較梁底寬2m 。a 、按砼方量檢算碗扣支架承載力是否滿足要求：梁底平均寬21.88m ，長80米，箱梁底總面積為1750.4m 2，箱梁砼方量1399.5m 3，加上模板重量70t ，按照施工荷載1.2 倍的系數(shù)考慮，則每平方米的重量為（1399.5×2.6+70）÷1750.4×1.2=2.54t。支架采用多功能碗扣式支架，沿橋縱向步距90cm ，橫向步距90cm ，每根立桿受正向壓力為：2.54×0.9×0.9=2.06t，安全系數(shù)按1.3 考慮，則每根立桿受正向壓

6、力為：2.06×1.3=2.67t，小于碗扣式支架立桿允許承載力3.5t ，符合要求。b 、竹膠板采用一等品，靜曲強(qiáng)度55Mpa 2.54×9.8=24.892Mpa，強(qiáng)度符合。c 、上、下?lián)瓮性试S荷載50KN ，木材11Mpa ，E 1.1×10410×10cm 橫向方木 I bh 3/12=5×103/12=416.7cm4W=bh2/6=5×102/6=83.3cm3Q 總=2.54×9.8=24.892kn/m2M=Q總L 2/8=24.892×0.3×0.92/8=0.756kn·mM

7、/W=0.756/83.3×10-6=9.1Mpa=11Mpa強(qiáng)度符合5Q 總L 4/384EI=5×24.892×0.3×0.94/384×1.1×104×416.7×10-8=1.39mm/L=1.39/0.9×103=1/6471/400/L剛度符合3 支架初步設(shè)計(jì)3.1 底模、縱橫梁的初步確定底模采用竹膠板。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，由于箱梁高度僅為1.2m ，一般選用1.5cm 厚的高強(qiáng)度竹膠板?？v橫梁均采用方木，寬度均為0.1m ，方木允許受彎強(qiáng)度為=12Mpa，縱梁高為h1，橫梁高為h2。據(jù)經(jīng)驗(yàn)及初略計(jì)算，

8、來選定縱梁的高度、橫梁的高度及橫梁間距。橫梁間距一般選擇0.3m 。23ql 由公式h=b 得，h1=0.13m，故取0.15m ；h2=0.09m，取0.1m 。3.2 支架檢算碗扣式腳手架滿堂支架豎向力傳遞過程：箱梁鋼筋混凝土和內(nèi)模系統(tǒng)的自重及施工臨時(shí)荷(活載 通過底模傳遞到橫梁上，橫梁以集中荷載再傳遞給縱梁，縱梁以支座反力傳遞到每 根立桿，立桿通過底托及方木傳遞至鋼筋混凝土基礎(chǔ)、地基。下面以這種力的傳遞方式依次對支架的底模、橫梁、縱梁、立桿、地基承載力進(jìn)行檢算。3.3 荷載計(jì)算3.3.1 豎向荷載計(jì)算本橋鋼筋混凝土配筋率>2%，所以鋼筋混凝土自重取26Kn/m3，以渭南北互通立交橋

9、主線橋右幅第4聯(lián)為例，箱梁混凝土體積為1399.5m 3，所以按照最不利工況，將翼緣板部分的混凝土重量折算到底板上，混凝土的自重如下計(jì)算：F1=V×÷V =28.02kn/m3式中：V 為整聯(lián)箱梁混凝土體積；為鋼筋混凝土的容重，取26KN/m3；v為除去翼緣板箱梁混凝土體積。對于腹板、橫梁等實(shí)心段，混凝土高度h1=1.2m，空心段混凝土高度為h2=0.5m。 故，實(shí)心段混凝土自重：F1a=F1×h1=33.62kPa，空心段混凝土自重：F1b= F1×h2=14.01kPa。模板自重，一塊1.22m ×2.44m 竹膠板的質(zhì)量為32kg ：F2

10、=32kg×9.8N/kg÷(1.22m×2.44m=105.35Pa縱橫梁方木荷載：10cm 10cm 方木：g1=0.1m×0.1m ×7.5m ×（1/0.25+1）×÷(7.5m×1m=0.375kpa 10cm 15cm 方木：g2=0.1m×0.15m ×11×÷7.5m=0.165kpa式中：取7. 5KN /m內(nèi)模及支撐荷載，取3kpa ：F3=3kpa臨時(shí)荷載施工人員及機(jī)具：G1=2.5kPa振搗荷載：G2=2.0 kPa則臨時(shí)荷載為：G=4.5k

11、pa3.3.2 水平荷載計(jì)算混凝土振搗時(shí)對側(cè)模的荷載?。?KPa新澆混凝土對側(cè)模的最大側(cè)壓力：P 1=kh =261. 4=36. 4kpa 3P 2=k c h =1. 2261. 05=32. 76kpa式中：k -外加劑影響修正系數(shù)，取1.2v -混凝土澆注速度，取0.5m /h0. 5/15=1. 05m h -有效壓頭高度，h =0. 22+24. 9v /T =0. 22+24. 9T -混凝土入模溫度，取15C則有：P max =36. 4KPa一般應(yīng)計(jì)算風(fēng)載，但是由于渭南地區(qū)常年均為微風(fēng)，可以不考慮風(fēng)載。3.4 底模驗(yàn)算A 、模板的力學(xué)性能（取10cm 寬度模板進(jìn)行計(jì)算）彈性模

12、量（廠家提供數(shù)據(jù)）E=948Mpa截面慣性矩I=bh3/12=0.1×0.0153/12=2.813×10-8m ·截面抵抗矩W= bh2/6=0.1×0.0152/6=3.75×10-6m 3B、模板受力計(jì)算 底模下的橫梁間距30cm ，可以把底模簡化為三跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。按照最不利工況， 對腹板、橫梁等實(shí)心段進(jìn)行驗(yàn)算，空心段荷載較實(shí)心段小，故不進(jìn)行驗(yàn)算。強(qiáng)度檢算荷載組合為：+；剛度檢算荷載組合為：+底模強(qiáng)度檢算q =F1a×1.2+F2×1.2+F3×1.2+G×1.4=50.37 kPaq=q

13、15;0.1m=50.37×0.1=5.037kN/mMmax=1/10×ql 2=0.031 kN·m=Mmax/W=12.08MPaW =47MPa 滿足要求。 本支架各部件（除去立桿）均為受彎構(gòu)件，僅需要檢算彎矩，下同不再贅述。底模剛度驗(yàn)算q =F1a×1.2+F2×1.2+F3×1.2=44.07 kPaq=q×0.1m=44.07×0.1=4.407kN/mf=0.689×ql 4/100EI=0.14mmf =0.3m/400=0.75mm 滿足要求。3.5 橫梁檢算A. 橫梁力學(xué)性能彈性模量

14、E=10×103Mpa截面慣性矩I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m 4截面抵抗矩W= bh/6=0.1×0.1/6=0.167×10mB 、橫梁受力計(jì)算橫梁間距0.3cm ，可以把橫梁簡化為三跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。按照最不利工況，對腹板、橫梁等實(shí)心段進(jìn)行驗(yàn)算，空心段荷載較實(shí)心段小，故不進(jìn)行驗(yàn)算。按照最不利工況，對腹板、 橫梁等實(shí)心段和空心段分別進(jìn)行驗(yàn)算。強(qiáng)度檢算荷載組合為：+；剛度檢算荷22-33載組合為：+ 橫梁強(qiáng)度驗(yàn)算q =F1a×1.2+F2×1.2+F3×1.2+G×1.4

15、=50.37kPaq=q×0.3m+g=15.19kN/m式中g(shù) 為方木自重，g=7.5kn/m3×0.1m ×0.1m=0.075kn/mMmax=1/10×ql 2=0.55kN·m=Mmax/W=3.3MPaW =12MPa最大支座反力R=11ql/10=11×15.19×0.6/10=10.02kn橫梁剛度驗(yàn)算q =F1a×1.2+F2×1.2+F3×1.2=44.07 kPaq=q×0.25m+g=44.07×0.25+0.075 =11.09kN/m式中g(shù) 為方木

16、自重，g=7.5kn/m3×0.1m ×0.1m=0.075kn/mf=0.689ql4/100EI=0.69mmf =0.6m/400=1.5mm滿足要求。 滿足要求。3.6 縱梁驗(yàn)算A. 縱梁的力學(xué)性能彈性模量E=10×103Mpa截面慣性矩I=bh3/12=0.1×0.153/12=2.81×10-5m 4截面抵抗矩W= bh2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4m 3B 、縱梁驗(yàn)算對腹板等實(shí)心段縱梁進(jìn)行驗(yàn)算，因?yàn)榭缍纫恢?，所以如果?shí)心段縱梁滿足要求，空心段也能滿足要求，故不對空心段的縱梁進(jìn)行驗(yàn)算。實(shí)心段簡

17、化為三跨連續(xù)梁進(jìn)行驗(yàn)算，并且集中荷載對稱布置。 縱梁受到10個(gè)橫梁集中荷載和自重均布荷載的作用，計(jì)算彎矩和撓度的時(shí)候，可以按照集中荷載和均布荷載兩種形式進(jìn)行疊加。集中荷載P=R=12.76KN均布荷載q=11.261 ×9.8=0.110kN/M,縱梁自重為11.261kg/mMmax=0.244Pl+0.1ql2=3.12 kN·m=Mmax/W=8.32MPaW =12MPa 滿足要求。 f=1.883Pl3/100EI+0.689ql4/100EI=0.6mmf =0.9m/400=2.25mm 滿足要求。 支座最大反力：R=2.267P+P+1.1ql=41.8KN

18、3.7 立桿檢算立桿的檢算，很多資料采用單根立桿所承受的投影面積荷載這種簡單的方法進(jìn)行計(jì)算，而在理論上應(yīng)該采用縱梁對立桿的支座反力進(jìn)行計(jì)算。下面按這兩種方式分別進(jìn)行計(jì)算。3.7.1 立桿計(jì)算模型立桿選用4.8×3.5鋼管，計(jì)算模型為兩端鉸支。彈性模量E=2.1×105Mpa截面慣性矩I=10.78×10-8m 4截面抵抗矩W= 4.40×10-6m 3慣性積i=1.59×10-2m柔度=ul/i=1.0×1.2/1.59×10-2m=75.47，3.7.2 單根立桿承受的荷載腹板實(shí)心段單根立桿受力平面示意圖 空心段單根立桿受

19、力平面示意圖A 、腹板處單根立桿豎向荷載荷載組合為：F =+, 圖式如下F = F1a×1.2+F2×1.2+ (g1+g2×1.2+F3×1.2+G×1.4=51.02kpa每個(gè)立桿上荷載：F=F×0.9m ×0.9m=51.02×0.9×0.9=41.33knB 、空心段單根立桿豎向荷載荷載組合為：F =+, 圖式如下F = F1a×1.2+F2×1.2+ (g1+g2×1.2+F3×1.2+G×1.4=27.48kpa每個(gè)立桿上荷載：F=F×

20、;0.9m ×0.9m=27.48×0.9×0.9=22.26kn投影法所得單根立桿最大承受豎向荷載為41.33kn ，小于支座反力法所得的41.8kn 。所以以下檢算以支座反力法進(jìn)行計(jì)算。3.7.3 立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定驗(yàn)算A 、單根立桿強(qiáng)度計(jì)算=F/A=41.8kn/478mm2=87MPa=170MPaK=Af/F=170/87=2>1.3 滿足要求。式中：安全系數(shù)k 1. 3；=170MPa ； 支架鋼管設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度鋼管有效截面積A =478mm 。B 、立桿穩(wěn)定性檢算=75.47，查規(guī)范得穩(wěn)定系數(shù)為 =0.76=F/A =41.8/478=87MPa0.76×170=129.2MPa 滿足要求。3.8 地基承載力檢算 2地基處理應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的地基情況確定，對于地基為巖石的，可以考慮直接將底托支撐在混凝土墊層上，承載力及沉降量均能滿足要求。而對于表面軟土的淺軟基則考慮換填處理，保證壓實(shí)度地分層碾壓，這樣處理承載力及沉降量完全能滿足施工要求。3.6.1 荷載計(jì)算支架通過方木或底托、混凝土基層、碎石基層、地基層層施加荷載，其中，底托長寬為10cm ，方木為10×10cm ，混凝土基層采用5cm 厚C15素混凝土，三七灰土層厚50cm 。單根立桿傳遞上部荷載為