現(xiàn)澆箱梁碗扣滿(mǎn)堂支架計(jì)算書(shū)綜述

1、鄭州 市三環(huán)路 快速化工 程西 三 環(huán) 隴 海 路 互 通 立 交 ( K6+157.29 K8+627.61 ) 段碗扣承重架計(jì)算書(shū)批準(zhǔn)：審核：編寫(xiě)：中國(guó)水電路橋鄭州市三環(huán)路快速化工程 BT 項(xiàng)目第三項(xiàng)目經(jīng)理部第六工程處二一二年十一月九日目錄一、工程概況 1二、滿(mǎn)堂架的設(shè)計(jì)和計(jì)算參數(shù) 11、支架主要材料和性能參數(shù) 22、支架設(shè)計(jì)布置 2三、荷載計(jì)算 21、模板力學(xué)性能 32、模板受力計(jì)算 31、方木（落葉松）的力學(xué)性能 42、橫梁受力計(jì)算 43、橫梁撓度計(jì)算： 5六、縱梁強(qiáng)度計(jì)算 51、方木（落葉松）的力學(xué)性能 52、方木受力計(jì)算 53、縱梁撓度 5七、支架受力計(jì)算 61、立桿承重計(jì)算 62

2、、支架穩(wěn)定性驗(yàn)算 6八、支架抗風(fēng)荷載計(jì)算 7九、立桿地基承載力計(jì)算 8、工程概況1、鄭州市三環(huán)路快速化工程是鄭州市交通暢通工程的關(guān)鍵性項(xiàng)目，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代鄭 州市交通快速化建設(shè)的一項(xiàng)重要任務(wù)，對(duì)緩解主城區(qū)交通壓力、合理分布交通流量具有 極其重要的作用。隴海路互通立交是鄭州市三環(huán)路快速化工程中的關(guān)鍵性工程，工程所 在地點(diǎn)的現(xiàn)有兩條主干路（西三環(huán)和隴海路）平交呈丁字狀 , 按規(guī)劃設(shè)計(jì)現(xiàn)有隴海路將 向西延伸 , 由此本路口將成十字路口狀 ,并通過(guò)隴海路互通立交實(shí)現(xiàn)路口全互通功能。隴海路互通立交為三層全互通立交橋，含隴海路主線(xiàn)高架橋、西三環(huán)主線(xiàn)高架橋及 九條立交匝道橋。其中隴海路主線(xiàn)高架全長(zhǎng) 1114m，

3、西三環(huán)主線(xiàn)高架全長(zhǎng) 2470m。南北 方向?yàn)槲魅h(huán)快速通道， 東西向?yàn)殡]海路快速通道， 立交匝道分為 ES、EN、NE、NW、WN、 WS、SE、SW、 JS匝道。本工程共有 5跨鋼梁分別位于 ES匝道 2跨、NE匝道 1跨、SE匝道 1跨和 SW匝道 1 跨。引橋 8 聯(lián)，剩余 105跨為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。2、第六工程處施工內(nèi)容主要包括：施工區(qū)段內(nèi)的橋梁樁基、承臺(tái)、墩身、預(yù)應(yīng)力 混凝土連續(xù)箱、防撞墻、鋪裝層等。施工區(qū)段內(nèi)橋梁工程具體內(nèi)容為：西三環(huán)高架： K7+059.754K8+626.71，全長(zhǎng) 1566.956m，共 18 聯(lián)； 隴海路高架： K-1+479.9 K-1+994.862、

4、K0+000K0+065.84，全長(zhǎng) 580.802m。； ES匝道： ESK0+549.076 ESK0+949.712，此匝道為橋梁工程 , 長(zhǎng) 400.639m； NE匝道： NE K0+283.409NEK0+569.311，此匝道為橋梁工程，長(zhǎng) 285.901m； NW匝道： NW K0+223.604NWK0+283.60，4 此匝道為橋梁工程，長(zhǎng) 60m； WS匝道： WS K0+094.313WSK0+318.48，5 此匝道為橋梁工程，長(zhǎng) 224.172m； WN匝道： WN K0+110.399WNK0+318.48，5 此匝道為橋梁工程，長(zhǎng) 356.626m； SE匝道：

5、 SE K0+221.778SEK0+432.666，此匝道為橋梁工程 ,長(zhǎng) 120.885m； SW匝道： SW K0+241.912SWK0+549.22，4 此匝道為橋梁工程 ,長(zhǎng)347.19m； JS匝道： JSK0+000.000JSK0+549.244，此匝道為橋梁工程 ,長(zhǎng) 549.244m； 第六工程處施工范圍內(nèi)西環(huán)主線(xiàn)橋、 隴海路主線(xiàn)橋及匝道橋共設(shè)計(jì)混凝土現(xiàn)澆箱梁 57聯(lián)，鋼箱梁 2聯(lián)，箱梁混凝土強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為 C40和C50，墩柱最高 18.524m，最低6.082m。 主要工程量：混凝土澆筑 50360m3，鋼筋制安 12433.4t ，鋼絞線(xiàn) 1037t 。箱梁承重架采 用

6、滿(mǎn)堂碗扣支架，本方案以標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)為例（ 3×30m）。二、滿(mǎn)堂架的設(shè)計(jì)和計(jì)算參數(shù)第1 頁(yè)共8 頁(yè)1、支架主要材料和性能參數(shù)施工時(shí)采用滿(mǎn)堂式碗扣支架，碗扣支架的鋼管為 3 號(hào)鋼，規(guī)格為 48mm×3.5mm，其性能見(jiàn)下表 1 和表 2：表 1 鋼管截面特性規(guī)格截面積 A（mm2）慣性矩 I（mm4）抵抗矩 W（mm3）回轉(zhuǎn)半徑 I（mm）每米重量（kg/m）48×3.524.89 ×10212.19 × 1045.00 ×10315.783.84表 2 鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與彈性模量抗拉、抗彎 f （ N/ mm2）2抗壓 fc （N/ mm2

7、）彈性模量 E（KN/ mm2）2052052.06 ×1022、支架設(shè)計(jì)布置支架順橋向立桿間距布置為0.15m+3× 0.3m+3× 0.6m+27× 0.9m+3× 0.6m+3×0.3m+0.15m=30m。支架橫橋向立桿間距布置為5×0.9m+8× 0.6m+2× 0.3m+6× 0.6m+4× 0.3m+6×0.6m+2×0.3m+8×0.6m+5×0.9m=28.2m（為安裝箱梁橫截面兩側(cè)模板及方便施工人員施 工，支架超出箱梁兩端各

8、145cm）。水平桿步距為 1.20m。 具體布置見(jiàn)滿(mǎn)堂式支架設(shè)計(jì)圖。三、荷載計(jì)算本橋梁支架計(jì)算書(shū)中荷載依據(jù)為橋梁支架安全施工手冊(cè)1、箱梁荷載：箱梁鋼筋砼自重：G=595m3×25KN/m3=14875KN偏安全考慮，取安全系數(shù) r=1.2 ，假設(shè)梁體全部重量?jī)H作用于底板區(qū)域，計(jì)算單位 面積壓力：2F1=G×r ÷S=14875KN×1.2 ÷（ 16.6m×30m）=35.84KN/m2注： 16.6m 為橫橋向底板范圍內(nèi)兩立桿間最大距離。2、施工荷載：取 F2=1.0KN/m23、振搗混凝土產(chǎn)生荷載：取 F3=2.0KN/m24、

9、箱梁芯模：取 F4=1.5KN/m2第 2 頁(yè) 共 8頁(yè)5、竹膠板：取 F5=0.1KN/m26、方木：取 F6=7.5KN/m3四、底模強(qiáng)度計(jì)算 （如同房屋建筑學(xué)的單向板計(jì)算）短邊受力！箱梁底模采用高強(qiáng)度竹膠板，板厚 t=18mm，竹膠板方木背肋間距為 300mm，所以驗(yàn) 算模板強(qiáng)度采用寬 b=300mm鏡面竹膠板。1、模板力學(xué)性能（依據(jù)路橋施工計(jì)算手冊(cè)取值）（ 1）彈性模量 E=9× 103MPa=9 ×106KN/m 2，許用應(yīng)力 =11Mpa。bh3（2）截面慣性矩： I= 12 =30×1.8 3/12=14.58cm4bh2（3）截面抵抗矩： W= 6

10、 =30×1.8 2/6=16.2cm3（4）截面積： A=bh=30× 1.8=54cm22、模板受力計(jì)算（ 1）底模板均布荷載： F= F1+F2+F3+F4=35.84+1+2.0+1.5=40.34KN/m2 q=F×b=40.34×0.3=12.102KN/mql2（2）跨中最大彎矩： M= 8 =12.102×0.3 2/8=0.136KN?mM（3）彎拉應(yīng)力： =W =0.136 ×103/16.2 ×10-6=8.4MPa< =11Mpa竹膠板板彎拉應(yīng)力滿(mǎn)足要求。（4）撓度：從竹膠板下方木背肋布置可知，

11、竹膠板可看作為多跨等跨連續(xù)梁，按 三等跨均布荷載作用連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。 （ 30+30+30=90計(jì)算三跨梁）根據(jù)建筑施工計(jì)算手冊(cè) ，計(jì)算公式為：Kwql4100EI- 撓度值；q - 連續(xù)梁上均布荷載；l - 跨度；第 3 頁(yè) 共 8頁(yè)E- 彈性模量；I - 截面慣性矩；Kw - 撓度系數(shù)，三等跨均布荷載作用連續(xù)梁按照活載最大，取值0.677 。（統(tǒng)一的公式）4f 0.677ql 4撓度計(jì)算： f 100EI=（0.677 ×12.102 ×0.3 4）/（100 ×9×106×14.58 ×10-8）=5.06 ×10-4

12、m=0.506mm<L/400=300/400=0.75mm 竹膠板撓度滿(mǎn)足要求。綜上述，竹膠板受力滿(mǎn)足要求。五、橫梁強(qiáng)度計(jì)算橫梁為 10×10cm方木，凈間距為 0.2m，箱梁標(biāo)準(zhǔn)截面間距為 0.6m。 1、方木（落葉松）的力學(xué)性能（依據(jù)路橋施工計(jì)算手冊(cè)取值）（ 1）落葉松容許抗彎應(yīng)力 =14.5MPa，彈性模量 E=11×103Mpabh2（2）截面抵抗矩： W=6 =0.1 ×0.1 2/6=1.67 ×10-4m3bh3（3）截面慣性矩： I= 12 =0.1 ×0.1 3/12=8.33 ×10-6m4 2、橫梁受力計(jì)

13、算（1）作用在橫梁上的均布荷載0.6m長(zhǎng)度范圍內(nèi)橫梁上承擔(dān) 3 根縱梁重量為： 0.1 ×0.1 ×0.6 × 7.5 ×3=0.135KN 縱梁施加在橫梁上的均布荷載為： 0.135 ÷0.6=0.23KN/m 作用在橫梁上的均布荷載為：q=（F1+F2+F3+F4+F5）×0.6+0.23=44.4 ×0.6+0.23=26.87KN/mql2（2）跨中最大彎矩： M= 8 =26.87×0.6 2/8=1.21KN?m（3）橫梁彎拉應(yīng)力：M=W =1.21 ×103/1.67 ×10-4=

14、7.25MPa<=14.5Mpa第 4 頁(yè) 共 8頁(yè)橫梁彎拉應(yīng)力滿(mǎn)足要求。3、橫梁撓度計(jì)算：5ql4f= 384EI=(5×26.87×103×0.6 4)/(384 ×11×109×8.33×10-6)=0.495mm<L/400=600/400=1.5mm 橫梁撓度滿(mǎn)足要求。綜上述，橫梁強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。六、縱梁強(qiáng)度計(jì)算縱梁為 10×10cm方木，凈間距為 0.25m，墩身處端部跨徑為 0.6m，中部箱梁標(biāo)準(zhǔn) 截面跨徑為 0.9m 按照跨徑為 0.9m 進(jìn)行計(jì)算，間距為 0.9m。1、方木(落葉松)的力

15、學(xué)性能3( 1)落葉松容許抗彎應(yīng)力 =14.5MPa，彈性模量 E=11×103Mpabh2(2)截面抵抗矩： W=6 =0.1 ×0.1 2/6=1.67 ×10-4m3bh3(3)截面慣性矩： I= 12 =0.1 ×0.1 3/12=8.33 ×10-6m42、方木受力計(jì)算(1) 作用在縱梁上的均布荷載為：q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.25=44.4 × 0.25=11.1KN/m(2) 跨中最大彎矩：計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)下圖。ql2M= 8 =11.1×0.9 2/8=1.124KN?mM(3) 縱梁彎拉

16、應(yīng)力： =W =1.124×103/1.67 ×10-4=6.73MPa<=14.5Mpa 縱梁彎拉應(yīng)力滿(mǎn)足要求。3、縱梁撓度5ql4f= 384EI=(5 ×11.1×103×0.9 4)/(384 ×11×109×8.33×10-6)第 5 頁(yè) 共 8頁(yè)=1.035mm< L/400=900/400=2.25mm縱梁彎曲撓度滿(mǎn)足要求。 綜上述，縱梁強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。七、支架受力計(jì)算1、立桿承重計(jì)算碗扣支架立桿設(shè)計(jì)承重為： 30KN/根，箱梁高度為 2m，碗扣支架受力最不利位置在 立桿的底部，

17、箱梁混凝土重量最大區(qū)域?yàn)榭缰校?支架布置為 60cm×60cm和 60cm×90cm， 按 60cm× 90cm布置進(jìn)行計(jì)算。每根立桿承受鋼筋砼和模板重量：N1=(35.84KN/m2+1.5KN/m2+0.1 KN/m2) ×0.6m×0.9m=20.218KN橫梁施加在每根立桿重量：N2=0.9m×3 根× 0.1m×0.1m× 7.5 KN/m3=0.203KN 縱梁施加在每根立桿重量：N3=0.6m×4 根× 0.1m×0.1m× 7.5 KN/m3=0.1

18、8KN支架自重：支架最高按照 18.642m 計(jì)算，立桿單根重： 18.542 ×3.84 ×10/10 3=0.712KN， 單根立桿承擔(dān)橫桿的重量：(0.6m+0.9m) ×6×3.84×10/10 3=0.346KN施工荷載、振搗荷載0.9m×0.6m×(2+1)=1.62 KN 每根立桿總承重：N=N1+N2+N3+N4=20.218+0.203+0.18+0.31+0.346+1.62=22.877KN < 30KN 立桿承重滿(mǎn)足要求。2、支架穩(wěn)定性驗(yàn)算 根據(jù)實(shí)用建筑施工手冊(cè)軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性計(jì)算：0.9N

19、 fcAmN 軸心壓力；第 6 頁(yè) 共 8頁(yè)- 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；構(gòu)件的毛截面面積；fc 鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取 205 N/ mm ；m -材料強(qiáng)度附加分項(xiàng)系數(shù)， 根據(jù)有關(guān)規(guī)定當(dāng)支架搭設(shè)高度小于 25m時(shí)取值 1.35(1) 立桿長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算 :0.35 d D回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算：i= 2 =0.35×（ 48+41）÷ 2=15.575mmL 1200長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算：=i =15.575 =77< =150( 2)由長(zhǎng)細(xì)比可查得，軸心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)=0.707(3)立桿鋼管的截面積：(D 2 d2)(482 412)Am= 4 = 4 =489mm2(4) 穩(wěn)定性驗(yàn)算0.9N 0.9 28.9 103fc 205A = 0.707 489 =75.2 N/ mm m = 1.35 =152 N/ mm 支架穩(wěn)定性滿(mǎn)足要求。綜上述，碗扣支架受力滿(mǎn)足要求。八、支架抗風(fēng)荷載計(jì)算根據(jù) JGJ 166-2008 建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范第 13頁(yè)、