桥梁满堂支架计算书说明书

1满堂支架及模板方案计算说明书西滨互通式立体交叉地处厦门市翔安区西滨村附近，采用变形苜蓿叶型方案,利用空间分隔的方法消除翔安大道和窗东路两线的交叉车流的冲突,使两条交叉道路的直行车辆畅通无阻。Q匝道桥为窗东路上与翔安大道相交的主线桥梁，桥跨布置为5×28+5×28+（28+2×35+34+33）+3×27m，预应力砼连续箱梁，梁高2.0m，箱梁顶宽为8.0～18.58m，箱梁采用C50混凝土。以Q桥左线第一联为例，梁高2m，顶宽13.5m，支架最高6m，跨径5×28m，支架采用碗扣式多功能脚手杆（Φ48X3.5mm)搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调顶托，墩旁两侧各3.0m范围内的支架采用60×60×120cm的布置形式，墩旁外侧3.0m～8m范围内、纵横隔板梁下1.5m的支架采用60×90×120cm的布置形式，其余范围内（即跨中部分）的支架采用90×90×120cm的布置形式支架及模板方案。立杆顶设二层方木，立杆顶托上纵向设10×15cm方木；纵向方木上设10×10cm的横向方木，其中在端横梁和中横梁下间距0.25m，在跨中其他部位间距0.35m。1荷载计算1.1荷载分析根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：⑴q1——箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。⑵q2——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，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：表1.1-1满堂钢管支架自重立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距支架自重q7的计算值(kPa)60cm×60cm×120cm2.94260cm×90cm×120cm2.2190cm×90cm×120cm1.841.1.1荷载组合表1.1-2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＋⑺侧模计算⑸＋⑹⑸1.1.2荷载计算⑴箱梁自重——q1计算根据Q匝道现浇箱梁结构特点，我们取Ⅰ-Ⅰ截面、Ⅱ－Ⅱ截面、Ⅲ－Ⅲ截面（墩顶及横隔板梁）等三个代表截面进行箱梁自重计算，并对三个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。①Ⅰ－Ⅰ截面处q1计算根据横断面图，则：q1＝BW=BAcγ＝kPa＝.....09.2358)331.525.02251230(025826注：B—箱梁底宽，取8.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。②Ⅱ－Ⅱ截面处q1计算504513502585040250单位：cmQ匝道桥Ⅰ-Ⅰ截面Q匝道桥Ⅱ-Ⅱ截面70单位：cm4513502585040250图1.1-1Q匝道桥Ⅰ－Ⅰ截面3根据横断面图，则：q1＝BW=BAcγ＝kPa＝.....9.2458)03.525.02251230(025826注：B—箱梁底宽，取8.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。③Ⅲ－Ⅲ截面处q1计算根据横断面图，则：q1＝BW=BAcγ＝kPa＝.....7.55585.02251230025826注：B—箱梁底宽，取8.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。⑵新浇混凝土对侧模的压力——q5计算因现浇箱梁采取水平分层以每层30cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=28℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力q5=hrKPmK为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.2当V/t=1.2/28=0.043＞0.035h=1.53+3.8V/t=1.69mq5=KPahrKPm7.5069.1252.12结构检算2.1碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。单位：cm135085040250Q匝道桥Ⅲ-Ⅲ截面5045图1.1-2Q匝道桥Ⅱ－Ⅱ截面图1.1-3Q匝道桥Ⅲ－Ⅲ截面4本工程现浇箱梁支架立杆强度及稳定性验算，根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的强度及稳定性计算公式进行分析计算（碗扣架用钢管规格为φ48×3.5mm）。⑴Ⅰ－Ⅰ截面处跨中14m范围内，碗扣式钢管支架体系采用90×90×120cm的布置结构，如下图5.1－6。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（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力ΣNQK—施工荷载标准值；于是，有：NG1K=0.9×0.9×q1=0.9×0.9×23.09=18.7KNNG2K=0.9×0.9×q2=0.9×0.9×1.0=0.81KNΣNQK=0.9×0.9×(q3+q4+q7)=0.81×(1.0+2.0+1.84)=3.92KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（18.7+0.81）+0.85×1.4×3.92=28.07KN纵向模板立杆斜撑模板斜撑立杆小横杆大横杆横向单位：m图2.1-1脚手架90×90×120cm布置图5＜［N］＝30KN，强度满足要求。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》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/ΦA+MW/W≤fN—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；f—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》表5.1.6得。A—支架立杆的截面积A＝489mm2(取φ48mm×3.5mm钢管的截面积)。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＝15.8㎜。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=0.85×1.4×WK×La×h2/10WK=0.7uz×us×w0uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得uz=1.38us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1第36项得：us=1.2w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2La—立杆纵距0.9m；h—立杆步距1.2m,MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.143W—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：W=5.08×103mm3则，N/ΦA+MW/W＝28.07×103/（0.744×489）+0.143×106/（5.08×103）＝158.5KN/mm2≤f＝205KN/mm26计算结果说明支架是安全稳定的。⑵Ⅱ－Ⅱ截面处桥墩旁3m～7m范围内，碗扣式钢管支架体系采用60×90×120cm的布置结构，如下图。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（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力ΣNQK—施工荷载标准值；于是，有：NG1K=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×24.9=13.446KNNG2K=0.6×0.9×q2=0.6×0.9×1.0=0.54KNΣNQK=0.6×0.9×(q3+q4+q7)=0.54×(1.0+2.0+2.21)=2.813KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（13.446+0.54）+0.85×1.4×2.813=20.131KN＜［N］＝30KN，强度满足要求。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》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/ΦA+MW/W≤f纵向模板立杆斜撑模板斜撑立杆小横杆大横杆横向单位：m图2.1-2脚手架60×90×120cm布置图7N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；f—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》表5.1.6得。A—支架立杆的截面积A＝489mm2(取φ48mm×3.5mm钢管的截面积)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＝15.8㎜。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=0.85×1.4×WK×La×h2/10WK=0.7uz×us×w0uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得uz=1.38us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1第36项得：us=1.2w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2La—立杆纵距0.9m；h—立杆步距1.2mMW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.143W—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：W=5.08×103mm3则，N/ΦA+MW/W＝20.131×103/（0.744×489）+0.143×106/（5.08×103）＝136.6KN/mm2≤f＝205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。⑶Ⅲ－Ⅲ截面处在桥墩旁两侧各3m范围内，碗扣式钢管支架体系采用60×60×120cm的布置结构，如下图：8①、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（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力ΣNQK—施工荷载标准值；于是，有：NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×55.7=20.052KNNG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KNΣNQK=0.6×0.6×(q3+q4+q7)=0.36×(1.0+2.0+2.94)=2.138KN故：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（20.052+0.36）+0