拱桥满堂支架计算书

满堂支架计算书
一、工程概况
1、主拱肋截面采用宽9.6m，高1.3m的单箱三室普通钢筋混凝土箱型断面，顶、底板厚度均为22cm，腹板厚度均为35cm，拱脚根部段为2m长的实体段。

拱肋混凝土标号为C40，混凝土数量共计426.7m³，钢筋数量共计182994.5kg。

2、支架采用满堂式碗扣脚手架，平面尺寸为58m*9.6m。

其立杆在桥墩处横距为60cm、纵距60cm；其余横距为60cm、纵距为90cm、横杆步距为120cm组合形式布置纵横向均设置斜向剪力撑，以增加整个支架的稳定性。

3、拱盔采用φ48(d=3.5mm）钢管，钢管壁厚不得小于3.5 mm（+0.025mm）弯制。

4、底模采用15mm竹胶板，竹胶板后背10*8木方，木方横桥向布置，布置间距30cm控制。

二、满堂支架计算书
1、支架荷载分析计算依据
《公路桥涵施工技术规范》(JTG/F50-2011)
《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）
《路桥施工计算手册》
其他现行规范。

2、荷载技术参数
a.新浇钢筋混凝土自重荷载25KN/㎡
b.振捣混凝土产生的荷载2.0KN/㎡（JTG_TF50-2011 公路桥涵施工技术规范P182）
c.施工人员、材料、机具荷载2.5KN/㎡（JTG_TF50-2011 公路桥涵施工技术规范P182）
d.模板、支架自重荷载2.5KN/㎡
e.风荷载标准值采用0.6KN/㎡
f.验算倾覆稳定系数2（JTG_TF50-2011 公路桥涵施工技术规范P182）
3、荷载值的确定
进行支架设计时，所采用的荷载设计值，取荷载标准值分别乘以下述相应的荷载分项系数，然后组合而得；
本工程满堂支架采用碗扣式脚手架搭设，其立杆在桥墩处横距为60cm、纵距60cm；其余横距为60cm、纵距为90cm、横杆步距为120cm组合形式布置，其上设可调顶托，上铺钢管和方木形成模板平台，支架承载最不利情况为拱板混凝土浇注完毕尚未初凝前底板范围内的杆件承载。

4、荷载组合
以拱顶处支架和模板为验算对象，根据建筑施工碗扣脚手架安全技术规范，模板支架主要检算立杆稳定性。

设计荷载主要考虑拱圈荷载、模板荷载、支架自重荷载和施工荷载，计算如下：
a、钢筋自重:183t=183t*10=1830 KN
b、C40混凝土工程量:426.7m³
混凝土自重:426.7* *2.44*10=10411.48KN
平面面积：58*9.6=556.8m²
拱圈钢筋混凝土自重荷载q1=（1830+10411.48）/556.8＝21.99KN/m²
模板、支架自重荷载q2=2.5KN/㎡，并按均布荷载计算
施工人员、施工材料及机具重量，按均布荷载：q3=2.5KN
混凝土灌注振捣：q4= 3.0 KN
风荷载标准值采用：q5=0.6KN
浇筑混凝土产生的水平荷载取：q6=1.5KN
5、支架验算
（1）荷载
计算公式：N=1.2*P1+1.4*（P2+∑P）
P1=钢筋混凝土产生的竖向力=0.9*0.6*q1=0.9*0.6*21.99=11.88KN
P2=模板、支架施工中产生的轴向力=0.9*0.6*q2=0.9*0.6*2.5=1.35KN
∑P=0.9*0.6*(q3+q4+q5+q6)=0.9*0.6*(2.5+2.0+0.6+1.5)=3.564KN
N=1.2*P1+1.4*（P2+∑P）=1.2*11.88+1.4*（1.35+3.564）=21.14KN
根据《公路桥涵施工手册》表13-5碗扣式构件设计荷载值，横杆步距为120cm，每根立杆设计荷载为[N] =33KN, N<[N]能满足要求。

（2）立杆稳定性计算
N<φAf
钢管承受的垂直荷载N=20KN
脚手架钢管截面特性：立杆外直径48mm，壁厚3.5mm，截面积A=506mm²
r0=2.4cm，δ=0.35cm ，L=120cm，查JGJ166-2008表5.1.7
截面面积A=489mm2
惯性矩I=12.19*104mm
惯性半径i=2.4/1.58=1.52cm
长细比λ=μL/i =120/1.52=79.5，取λ=80，查表知：稳定系数φ=0.722；Q235钢的抗压强度（JGJ166-2008表5.1.6）[σ]=205N/mm2,E=2.06*105
N=20KN<φAf=(0.722*489*205)/10³=72.38KN，稳定性满足要求。

（3）地基承载力计算
根据现场实际情况，将现状砂石料碾压密实后地基承载力一般可以到250KPa以上，再填筑30cm厚碎石及浇筑25cm厚的C30混凝土层。

立杆纵、横距为90cm*60cm，基础结构厚度0.55m，取地基承载力系数0.4（JGJ166-2008P20）。

底托底地基承载力计算：σ=N/A=21.14/(0.9*0.6)=39.15KN/㎡
砂石料地基：f=250*0.4=100Kpa；
C30混凝土抗压强度fc=14.24Mpa
即原地基、碎石垫层及混凝土层三者结合使用，地基承载力能满足要求。

（4）扣件抗滑移计算
依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2011)，碗扣式支架抗滑移能力远大于扣件式支架，故以扣件式为不利情况计算扣件抗滑移。

双扣件承载力设计值:16KN；扣件抗滑移承载力系数：0.8；
本工程实际双扣件承载力：16*0.8=12.8KN ；
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范 5.2.5):抗滑移承载力计算公式：R≤RC ，RC=12.8KN ；
R:水平杆传给立杆的竖向力设计值：由于纵向或横向水平杆与立杆连接时，将所有力传递给立杆，其立杆轴心设计值为N ，计算公式如下：
不组合风荷载时：N=1.2∑NGK+1.4∑NQK
组合风荷载时：N=1.2∑NGK+0.9*1.4∑NQK
所以N= R ≤Rc
∑NGK ——永久荷载对立杆产生的轴向力标准值综合（KN ）
∑NQK ——可变荷载对立杆产生的轴向力标准值综合（KN ）
计算如下：
1）、永久荷载对立杆产生的轴向力荷载值：
①脚手架自重（KN ）查表A.0.2（JGJ130—2011）：NG1=0.1666*11.7=1.95KN
②模板自重（KN ），模板自重为0.30KN/M²：NG2=0.30*0.90*0.60=0.162KN
③钢筋混凝土楼板自重（KN ），钢筋混凝土楼板自重为21.99KN/㎡：NG3=21.99*0.12*0.90*0.60=1.425KN
经计算NG=1.95+0.162+1.425=3.537KN
2）、活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土产生的荷载，施工活荷载标准值为2.5KN/㎡：NQ=2.5*0.9*0.6=1.35KN ；
N=1.2*3.537+0.9*1.4*1.35 =4.24+1.7=5.94KN =R<Rc=12.8KN ；
通过以上承载力计算能满足要求。

（5）模板计算
底模采用15mm 竹胶板，竹胶板后背10*8木方，木方横桥向布置，布置间距30cm 控制。

当模板相互连接成一个拱形整体时，类似于钢拱架，拱圈总荷载沿拱轴线水平和垂直方向向下传递至基础，又因其下搭设满堂支架的支撑，其强度和刚度远远满足安全使用的要求，就不再进行计算。

（6）支架抗风验算
风荷载作用下立杆的弯矩按以下式子进行计算：
201.410
k a w l l M ω=
其中： la 立杆纵距，l 0为立杆计算长度，k ω为横向风荷载标准值。

k ω =0.7µZµS ωW0
式中：µZ ---风压高度变化系数，取1.46
µS ---脚手架风荷载体形系数，取1.3
ω---脚手架挡风系数，取0.087
W0---基本风压，计算中取0.862MPa 。

k ω=0.7×1.46×1.3×0.087×0.862=0.1 KN/m2。

22
01.4 1.40.10.6 2.10.0371010
k a w l l M KN m ω⨯⨯⨯===⋅ 考虑风荷载效应时，立杆稳定性按下式进行验算：
12 1.41.2 1.40.9()w N N N f A A w
ϕϕ++≤ 代入数据，得
1.2*12601/0.381*4.89*10 -4+0.9(1.4*2558/0.381*4.89*10 -4+1.4*37/5.08*10 -6）
=132.02Mpa < f =205Mpa;
因此支架抗风稳定性满足要求。

（7）预压试验计算
选用能装砂800~1000Kg 的预压试验专用砂袋，计算按800Kg/袋考虑，拱圈施工时总荷载为：12241.48*1.2=14689.78KN=1468978Kg 。

拱圈砂袋用量：1468978/800=1836个，计划1900个砂袋。