柳州至武宣公路工程K1+700現(xiàn)澆箱梁滿堂支架方案計算

1、柳州至武宣公路工程K1+700天橋現(xiàn)澆箱梁滿堂支架及門洞方案計算書目 錄1編制依據(jù)12工程概況13現(xiàn)澆箱梁滿堂支架布置及搭設(shè)要求14現(xiàn)澆箱梁支架驗算14.1荷載計算24.1.1荷載分析24.1.2荷載組合24.1.3荷載計算24.2結(jié)構(gòu)檢算44.2.1扣件式鋼管支架立桿強度及穩(wěn)定性驗算44.2.2箱梁底模下橫橋向方木驗算64.2.3扣件式鋼管支架立桿頂托上順橋向方木驗算74.2.4底模板計算84.2.5跨中工字鋼平臺支架體系驗算9K1+700天橋現(xiàn)澆箱梁模板及滿堂支架方案計算書1編制依據(jù)（1）國家及地方政府、相關(guān)部委的法律法規(guī)、規(guī)章制度，建設(shè)單位的相關(guān)規(guī)定和要求；（2）項目施工承包合同；（3）

2、本項目采用的標準、規(guī)范、規(guī)程等相關(guān)技術(shù)要求；（4）我部對項目策劃和與本項目相關(guān)的管理規(guī)定；（5）我部對該項目的施工調(diào)查情況；（6）我公司現(xiàn)有或可協(xié)調(diào)、組織、解決的施工裝備和技術(shù)工藝。2工程概況K1+700天橋，設(shè)計汽車荷載為公路-II級。上部結(jié)構(gòu)為17+34+17米預應(yīng)力砼連續(xù)梁，橋面凈寬7米，箱梁頂寬8米，底寬4.45米，梁高1.5米，采用滿堂支架施工；下構(gòu)橋臺均為柱式臺，鉆孔樁基礎(chǔ)；橋墩為實體方墩，鉆孔樁基礎(chǔ)。3現(xiàn)澆箱梁滿堂支架布置及搭設(shè)要求采用WDJ碗扣式多功能腳手桿搭設(shè)，使用與立桿配套的橫桿及立桿可調(diào)底座、立桿可調(diào)托撐。立桿頂設(shè)二層方木，立桿頂托上縱向設(shè)10×15cm方木；縱

3、向方木上設(shè)10×10cm的橫向方木，其中在墩頂端橫梁和跨中橫隔梁下間距不大于0.25m（凈間距0.15m）、在跨中其他部位間距不大于0.3m（凈間距0.2m）。模板宜用厚15mm的優(yōu)質(zhì)竹膠合板，橫板邊角宜用4cm厚木板進行加強，防止轉(zhuǎn)角漏漿或出現(xiàn)波浪形，影響外觀。底板腹板位置處采用立桿橫橋向間距×縱橋向間距×橫桿步距為60cm×60cm×90cm支架結(jié)構(gòu)體系；翼緣板位置處采用立桿橫橋向間距×縱橋向間距×橫桿步距為60cm×60cm×90cm支架結(jié)構(gòu)體系。支架縱橫均設(shè)置剪刀撐，其中橫橋向斜撐每1.8m設(shè)一道

4、，縱橋向斜撐沿橫橋每1.8m設(shè)一道。門洞采用C30基礎(chǔ)，基礎(chǔ)形式為50cm×50cm×950cm，基礎(chǔ)頂預埋1cm厚鋼板與鋼管連接；基礎(chǔ)用426×8mm鋼管作為立柱，鋼管間距為1.5米，鋼管柱頂焊接1cm后50cm×50cm鋼板，鋼板上焊接雙拼I40b工字鋼作為橫梁；橫梁上采用I40b工字鋼作為縱梁，縱梁間距為60cm。4現(xiàn)澆箱梁支架驗算本計算書分別以跨中和跨端處為例，對荷載進行計算，并對其支架和門洞體系進行檢算。4.1荷載計算荷載分析根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱梁的結(jié)構(gòu)特點，在施工過程中將涉及到以下荷載形式： q1 箱梁自重荷載，新澆混凝土密度取2600kg/m3。

5、 q2 箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐荷載，按均布荷載計算，經(jīng)計算取q21.0kPa（偏于安全）。 q3 施工人員、施工材料和機具荷載，按均布荷載計算，當計算模板及其下肋條時取2.5kPa；當計算肋條下的梁時取1.5kPa；當計算支架立柱及替他承載構(gòu)件時取1.0kPa。 q4 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，對底板取2.0kPa，對側(cè)板取4.0kPa。 q5 新澆混凝土對側(cè)模的壓力。 q6 傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載，取2.0kPa。 q7 支架自重，經(jīng)計算支架在不同布置形式時其自重如下表所示：滿堂鋼管支架自重立桿橫橋向間距×立桿縱橋向間距×橫桿步距支架自重q7的計算值(kPa)6

6、0cm×60cm×90cm3.38荷載組合模板、支架設(shè)計計算荷載組合模板結(jié)構(gòu)名稱荷載組合強度計算剛度檢算底模及支架系統(tǒng)計算側(cè)模計算4.1.3荷載計算箱梁自重q1計算根據(jù)設(shè)計圖紙取跨中和跨端兩個代表截面進行箱梁自重計算，并對兩個代表截面下的支架體系進行檢算，首先分別進行自重計算。 跨中截面處q1計算根據(jù)橫斷面圖，用CAD算得該處梁體截面積A=4.299m2則：q1 =取1.2的安全系數(shù)，則q125.12×1.230.14kPa注：B 箱梁底寬，取4.45m，將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計算偏于安全。 跨端截面處q1計算根據(jù)橫斷面圖，用CAD算得梁體截面積A=8.0

7、98m2則：q1=取1.2的安全系數(shù)，則q147.31×1.256.77kPa注：B 箱梁底寬，取4.45m，將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計算偏于安全。4.2結(jié)構(gòu)檢算扣件式鋼管支架立桿強度及穩(wěn)定性驗算碗扣式鋼管腳手架與支撐和扣件式鋼管腳手架與支架一樣，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，對立桿受壓后的側(cè)向變形具有較強的約束能力，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)澆箱梁支架按48×3.5mm鋼管扣件架進行立桿內(nèi)力計算，計算結(jié)果同樣也

8、使用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。梁底截面處在中支點橫隔板，鋼管扣件式支架體系采用60×60×90cm的布置結(jié)構(gòu)，如圖：因為跨中處荷載小于跨端處，因此只需對跨端處進行驗算。、立桿強度驗算根據(jù)立桿的設(shè)計允許荷載，當橫桿步距為90cm，立桿可承受的最大允許豎直荷載為N=35kN（參見公路橋涵施工手冊中表135碗口式構(gòu)件設(shè)計荷載N=35kN、路橋施工計算手冊中表135鋼管支架容許荷載N=35.7kN）。立桿實際承受的荷載為：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4NQK（組合風荷載時） NG1K支架結(jié)構(gòu)自重標準值產(chǎn)生的軸向力； NG2K構(gòu)配件自重標準值產(chǎn)生

9、的軸向力 NQK施工荷載標準值；于是，有：NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×56.77=20.44KNNG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN NQK=0.6×0.6×0.6(q3+q4+q7)=0.36×(1.0+2.0+3.38)=2.296KN則：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4NQK=1.2×（20.44+0.36）+0.85×1.4×2.296=27.69KNN35kN，強度滿

10、足要求。、立桿穩(wěn)定性驗算根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范有關(guān)模板支架立桿的穩(wěn)定性計算公式：N/A+MW/WfN鋼管所受的垂直荷載，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4NQK（組合風荷載時），同前計算所得；f鋼材的抗壓強度設(shè)計值，f205N/mm2參考建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范表得。 A48mm×3.5鋼管的截面積A489mm2。 軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長細比查表即可求得。 i截面的回轉(zhuǎn)半徑，查建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范附錄B得i15.8。長細比L/i。 L水平步距，L0.9m。于是，L/i57，參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全

11、技術(shù)規(guī)范查附錄C得0.829。MW計算立桿段有風荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎距；MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10WK=0.7uz×us×w0uz風壓高度變化系數(shù)，參考建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表得uz=1.38us風荷載腳手架體型系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表第36項得：us=1.2w0基本風壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附表D.4 w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KNLa立桿縱距0.6m；h立桿步距0.9m，故：MW=0.85

12、5;1.4×WK×La×h2/10=0.0536KNW 截面模量查表建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范附表B得： W=5.08×103mm3則，N/A+MW/W27.69×103/（0.829×489）+0.0536×106/（5.08×103）78.857 KN/mm2f205KN/mm2計算結(jié)果說明支架是安全穩(wěn)定的。箱梁底模下橫橋向方木驗算本施工方案中箱梁底模底面橫橋向采用10×10cm方木，方木橫橋向跨端截面處按L60cm進行受力計算，實際布置跨距均不超過上述兩值。如下圖將方木簡化為如圖的簡支結(jié)構(gòu)（偏

13、于安全），木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值參照杉木進行計算，實際施工時如油松、廣東松等力學性能優(yōu)于杉木的木材均可使用。按跨端處3米范圍內(nèi)進行受力分析，按方木橫橋向跨度L60cm進行驗算。方木間距計算q（q1+ q2+ q3+ q4）（47.31+1.0+2.5+2）×3=158.43kN/mM(1/8) qL2=(1/8)×158.43×0.627.1kN·mW=(bh2)/6=(0.1×0.12)/6=0.000167m3則： n= M/( W×w)=7.1/(0.000167×11000×0.9)=4.3(取整數(shù)

14、n5根) dB/(n-1)=3/4=0.75m注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。經(jīng)計算，方木間距小于0.75m均可滿足要求，實際施工中為滿足底模板受力要求，方木間距d取0.3m，則n3/0.310。每根方木撓度計算方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4則方木最大撓度： fmax=(5/384)×(qL4)/(EI)=(5/384)×(158.43×0.64)/(12×9×106×8.33×10-6×0.9)=3.3×10-4ml/400=0

15、.6/400=1.5×10-3m (撓度滿足要求)每根方木抗剪計算= MPa=1.7MPa符合要求?？奂戒摴苤Ъ芰U頂托上順橋向方木驗算本施工方案中WDJ多功能碗扣架頂托上順橋向采用10×15cm方木，方木在順橋向的跨距在箱梁跨中按L60cm（橫向間隔l60cm布置）進行驗算，橫橋向方木順橋向布置間距在中支點橋墩兩側(cè)均按0.25m（中對中間距）布設(shè)，在箱梁跨中部位均按30cm布設(shè)，如下圖布置，將方木簡化為如圖的簡支結(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行計算，實際施工時如油松、廣東松等力學性能優(yōu)于杉木的木材均可使用。方木抗彎計算q=(56.77+1.4

16、×5.5)×0.6=38.68kN/mMmax38.68×0.62/8=1.7kN·mW=(bh2)/6=(0.1×0.152)/6=3.75×10-4m3= Mmax/ W=1.7/(3.75×10-4)=4.53MPa0.9w9.9MPa（符合要求）注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。方木抗剪計算 跨端最大剪力：max(qL/2)/A(38.68*0.6/2)/(0.1*0.15)KN/m20.73N/mm2遠小于木料最大橫紋剪切應(yīng)力2的要求，故剪應(yīng)力合格。每根方木撓度計算截面慣性矩：I=bh3-3/12=2.81x10-

17、5m4；撓度驗算：f5qL4/(384EI)(5*38.68*0.64/(384*9*103*2.81x10-5)mm0.3mmf0600/4001.5mm 撓度驗算合格底模板計算箱梁底模采用竹膠板，取各種布置情況下最不利位置進行受力分析，并對受力結(jié)構(gòu)進行簡化（偏于安全）如下圖：通過前面計算，橫橋向方木布置間距分別為0.3m和0.25m時最不利位置，則有：竹膠板彈性模量E5000MPa方木的慣性矩I=(bh3)/12=(1.0×0.0153)/12=2.8125×10-7m4 55截面處底模板計算模板厚度計算q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(56.77+1.0+2

18、.5+2)×0.25=15.57kN/m則：Mmax=模板需要的截面模量：W=m2模板的寬度為1.0m，根據(jù)W、b得h為： h=因此模板采用1220×2440×15mm規(guī)格的竹膠板。模板剛度驗算fmax=0.6×0.25/400m=3.75×10-4m 故，撓度滿足要求跨中工字鋼平臺支架體系驗算門洞搭設(shè)在34米的跨中位置，門洞形式為4.5×5米。門洞采用C30基礎(chǔ)，基礎(chǔ)形式為50cm×50cm×950cm，基礎(chǔ)頂預埋1cm厚鋼板與鋼管連接；基礎(chǔ)用426×8mm鋼管作為立柱長度4.1米，鋼管間距為2米，鋼管

19、柱頂焊接1cm厚50cm×50cm鋼板，鋼板上焊接雙拼I40b工字鋼作為橫梁；橫梁上采用I40b工字鋼作為縱梁，縱梁間距為60cm。（1）工字鋼縱梁計算根據(jù)設(shè)計圖紙，門洞處現(xiàn)澆箱梁每延米混凝土方量為4.299m3，鋼筋混凝土重度取26KN/m3，模板、施工人員設(shè)備及混凝土振搗產(chǎn)生的荷載值每延米取45KN,因此門洞支架上方每延米荷載值為4.299×26×1.2+45×1.4=197.1(kN),門洞縱梁長為4.5m,門洞上方荷載總值為197.1×4.5=886.95(kN)縱梁受力驗算門洞縱梁整體受力的有15根，梁自重為0.738KN/m,縱梁跨

20、徑為4.5m.縱梁單位長度上的荷載值為q=886.95/（15×4.5）+0.738=13.9KN/m受力簡圖如下:梁跨中最大彎矩為:Mmax=1/8qL2=1/8×13.9×4.5²=35.2(kN·m)支座處最大剪力值為:Qmax=1/2qL=1/2×13.9×4.5=31.3(kN)I40b型工字鋼:截面慣性矩Ix=22781cm4,截面地抗拒Wx=1139cm3,半截面面積Sx=671.2cm3,腹板厚度d=12.5mm.縱梁所受的彎曲應(yīng)力為:max= Mmax/Wx=（35.2/1139）×10³

21、;=30.9(Mpa)w=145Mpa抗彎強度滿足要求?？v梁所受的剪應(yīng)力為:max= Qmax·Sx/Ix·d=31.3×671.2×10²/22781×12.5=7.4(Mpa)=85Mpa 抗剪強度滿足要求?？缰袚隙闰炈?fmax=4500/400m=11.25m 容許值剛度滿足要求（2）鋼結(jié)構(gòu)門架橫梁I40b工字鋼計算受力簡圖計算跨徑取2m，因橫梁為I40b工字鋼,為簡化計算將工字鋼上的荷載化為均布線荷載，按簡支梁計算。荷載計算P1=（886.95+4.5×15×0.738）/2=468.38KN則每排工字鋼集中力為:P2=468.38/15=31.3KN跨中最大彎矩：Qmax=31.3×1.28