现浇箱梁满堂支架方案计算汇总

1浅谈现浇箱梁满堂支架方案计算引言本文针对XXX现浇桥采用碗扣式满堂支架搭设方法进行支架搭设验算、方木验算、模板验算、地基承载力验算等进行计算分析。为后续现浇桥支架搭设施工提供关建指导作用。1工程概况XXX桥采用（26+37+26）m现浇预应力砼连续箱梁，桥梁全长96m；上构按部分预应混凝土A类构件设计，箱梁横断面采用等高度单箱双室断面，主梁高190cm,顶板厚25cm,底板厚22cm悃缘悬臂长200cm;上部结构采用满堂支架现浇，其刚度、强度、稳定性、平整度等均应满足《公路桥涵技术规范》（JTGF80/1-2004）的要求；预应力混凝土容重取26KN/m3。2满堂支架上现浇桥设计要点2.1地基与基础处理在墩身施工完毕后，首先测量放出线路中线和边线，检查现有基底宽度是否满足搭设支架要求，如现有地基宽度不足，需进行补填并夯实；基底处理范围为桥宽每侧边各增加2m，同时根据地形条件做好排水沟、截水沟。对于软弱地基必须采取石渣或者三七灰土等材料进行换填，换填厚度不小于30cm。换填后的地表用推土机推平，场地平整后用压路机分层压实，使其压实度达到95%以上，试验室检测地基承载力是否达到支架设计计算中最低250Kpa的要求，如果承载力不足，则加强压实工作或重新换填直至达到规定的承载力。本工程所在地区为湿陷性黄土地区，黄土受水浸泡后承载力急剧下降，为防止雨水及施工用水进入基础，在已达到支架设计承载力要求的地基上铺10cm厚的混凝土防水层；混凝土设计强度为C20，确保地表水不渗入地基。在处理好的地基上铺设枕木或型钢做为支架下承托的基础。在地形条件受限制时，满堂支架采用C25混凝土条形基础，条形基础设计尺寸30cm（宽）×25㎝（高）。2.2现浇箱梁底满堂支架布置及搭设要求采用WDJ碗扣式多功能脚手杆搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。立杆顶托上纵向设15×15cm方木；纵向方木上设10×10cm的横向方木，其中纵木在墩顶处实心段不大于0.25m、在跨中处间距不大于0.3m。模板宜用厚1.5cm的优质竹胶合板2做底模，横板边角宜用4cm厚木板进行加强，防止转角漏浆或出现波浪形，影响外观。支架纵横均按图示设置剪刀撑，其中横桥向斜撑每2.0m设一道，纵桥向斜撑沿横桥向共设4～5道。满堂支架纵、横向间距及横杆步距形式跨中顶板底板厚度相等处长度取其30m、墩顶实心段两端长度各取其3.5m，采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×90cm×120cm、60cm×60cm×120cm两种布置形式的支架结构体系。3满堂支架验算对箱梁现浇混凝土分块，分别就最不利位置墩顶实心段和跨中段进行检算，确定支架立杆受力最大部位为实心段下立杆。对荷载进行计算及对其支架体系进行验算3.1荷载计算3.1.1根据本桥现浇箱梁的以下特点，对最不利位置跨中处、实心段荷载形式进行验算⑴q1——箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。跨中处截面1-1s=7.715根据截面图1-1：q1=BW=BAcγ=26*7.715/5.74=34.95kpa注：B-箱梁底宽，取5.74将梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。实心处截面2-2s=12.12493根据截面图2-2：q1=BW=BAcγ=26*12.12/5.74=54.90kpa⑵q2——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；当计算支架立柱及替他承载构件时取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。⑹q6——倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。⑺q7——支架自重，取4.0kpa3.1.2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＋⑺3.2结构检算本工程支架采用ф48×3.5mm碗扣式钢管支架，支架以立杆承受荷载作用为主，根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》对立杆支架强度及稳定性计算公式进行分析计算3.2.1腹板区1-1截面处在腹板处支架体系采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×90cm×120cm的布置结构4麻黄梁互通M匝道桥桥满堂支架布置图备注：1、立杆横桥向间距60cm，顺桥向实心段间距60cm，跨中底板、腹板等厚段间距90cm，横杆布距全部120cm；2、支架底层纵横向水平杆作为扫地杆时，距地面的高度应小于或等于35cm；立杆上端包括可调螺杆伸出顶层水平杆的长度应不大于70cm，立杆上端应采用U型顶托，且该顶托支撑在模板主肋的底部；3、支架高度大于4.8m时，其顶部和底部均应设置水平剪刀撑，中间水平剪刀撑的设置间距应不大于4.8m；4、在支架的四周及中间的纵横向，由底至顶连续设置竖向剪刀撑，其间距应不大于4.5m；剪刀撑的斜杆与地面的夹角应在45°~60°之间，斜杆应每步与立杆扣接，扣接点距碗扣节点的距离宜≤150mm；当出现不能与立杆扣接的情况时亦可采取与横杆扣接，扣接点应牢固；剪刀撑跨立杆不少于4根，并与相交立杆扣紧，斜撑搭接长度不小于1m并且用不小于2个扣件固定；5、为使立杆接长的水平缝错开，保证支架的稳定，第一层框架分别用1.8m和3.0m的立杆交错布置，然后全部用3.0m立杆接长，顶部根据其剩余高度用调节立杆和顶托到设计高程；6、立杆底可调底座下垫枕木或方木。3.2.1.1立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］＝30kN。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4ΣNi（组合风荷载时）NG1—支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2—构配件自重标准值产生的轴向力ΣQi—施工荷载标准值；有：NG1=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×34.95=18.87KNNG2=0.6×0.9×q7=0.6×0.9×4.0=2.16KNΣNi=0.6×0.9×(q2+q3+q4)=0.54×(1.0+1.0+2.0)=2.16KN则：N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4ΣQi=1.2×（18.87+2.16）+0.9×1.4×2.16=27.96KN＜［N］＝30KN，强度满足要求。注：该计算公式参见《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》5.3.2“组合风荷载时单肢立杆承载力计算”3.2.1.2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》有关支架立杆的稳定性计算公式：5NW/ΦA+0.9βMW/γW(1-0.8NW/NE)≤fN—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4ΣQif—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》。A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝4.89cm2。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＝1.58cm。长细比λ＝L/i。L—水平步距，L＝1.2m。于是，λ＝L/i＝76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.744。MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=1.4×WK×a×lo2/10WK=0.7uz×us×w0uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉uz=1.0us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉us=0.8w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4“陕西.榆林n=50”w0=0.4KN/m2故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1×0.8×0.4=0.224KNa—立杆纵距0.9m；lo—立杆步距1.2m，故：MW=1.4×WK×a×lo2/10=0.041KNβ有效弯距系数，采用1.0γ截面塑性发展系数，钢管截面为1.15W—立杆截面模量〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得W=5.08cm3NE欧拉临界力，NE＝π2EA/λ2E为材料弹性模量E＝2.05*1056则N/ΦA+MW/W＝27.96*103/（0.744*489）+0.9*1*0.041*106/1.15*（5.08*103）*(1-0.8*27.96*103/(3.142*2.05*105*489/762)＝84.11KN/mm2≤f＝205KN/mm2稳定性满足要求3.2.2实心区2－2横截面处在梁板实心区支架体系采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×60cm×120cm的布置结构3.2.2.1立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］＝30kN。立杆实际承受的荷载为：有：NG1=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×54.9=19.764KNNG2=0.6×0.6×q7=0.6×0.6×4.0=1.44KNΣNi=0.6×0.6×(q2+q3+q4)=0.36×(1.0+1.0+2.0)=1.44KN则：N=1.2（NG1+NG2）+0.9×1.4ΣQi=1.2×（19.76+1.44）+0.9×1.4×1.44=27.25KN＜［N］＝30KN，强度满足要求。注：该计算公式参见《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》5.3.2“组合风荷载时单肢立杆承载力计算”3.2.2.2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》有关支架立杆的稳定性计算公式：NW/ΦA+0.9βMW/γW(1-0.8NW/NE)≤fMW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=1.4×WK×a×lo2/10=1.4*.224*0.6*1.22/10=0.027KNβ有效弯距系数，采用1.0γ截面塑性发展系数，钢管截面为1.15W—立杆截面模量〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得W=5.08cm3NE欧拉临界力，NE＝π2EA/λ2E为材料弹性模量E＝2.05*105则N/ΦA+MW/W＝27.25*103/（0.744*489）+0.9*1*0.027*106/1.15*（5.08*103）*(1-0.8*27.25*103/(3.142*2.05*105*489/762)＝79.67KN/mm2≤f＝205KN/mm27稳定性满足要求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跨中截面处按L＝90cm进行受力计算,在墩顶横梁截面及横隔板梁处按L＝60cm进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述两值。将方木简化为简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值容许弯应力［δw］=11MPa，容许剪应力［δτ］=1.7MPa，弹性模量取值E=9000MPa4.1截面1-1按主桥跨中截面1-1处进行计算，按30.0m范围内进行受力分析，按方木横桥向跨度L＝90cm进行验算。4.1.1方木间距计算q＝(1.2*q1+q2+q3+q4)×B＝(1.2*34.95+1.0+2.5+2)×30=1393.2kN/mM＝(1/8)qL2=(1/8)×1393.2×0.92＝141.06kN·mW=(bh2)/6=(0.1×0.12)/6=0.000167m3则：n=M/(W×［δw］)=141.06/(0.000167×11000×0.9)=85.32(取整数n＝86根)d＝B/(n-1)=30/85=0.35m注：0.9为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间距小于0.35m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0.30m，则n＝30/0.3＝100。4.1.2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)