支架及模板荷载计算(修改)

碗扣式支架及模板荷载计算
一、WDJ 碗扣式支架的设计计算
为简化计算，计算采用的断面形式为主线标准断面预应力连续混凝土箱梁断面进行计算，该断面为第二联Ⅳ-Ⅳ断面为例，其计算简图如下图所示： 重新插图
碗扣式支架标准断面计算简图
a.结构物每延米重量W
如上图所示，将其横断面分成若干部分，求其面积为：
2102A A A A -⨯-=
根据电脑计算，得其面积如下：
211.13529.3639.16m A =-=
m kN A q c /86.34011.13261=⨯=⨯=γ
式中：c γ——钢筋混凝土的容重，263/m kN ；
A ——箱梁截面积，m 2；
1q ——箱身每延米重量，m kN /；
b.箱梁横梁重量。

两侧实体长度为1m ，则每跨的横隔墙重量为：
()21'
226V nV W += 将其平均到整跨中：
()L V nV q /26212+=
式中：2q ——每延米分配的中、端横梁重量，m kN /；
n ——中横梁数量，个：
1V 、2V ——每个中、端横梁体积，当跨径相同时取V 2，当跨径不等时，应
取各墩端横梁体积的一半，m 3。

则有：
()m kN q /342.7723.11/21703.1600262=⨯⨯+⨯=
c ．临时荷载重量
临时荷载主要有：内外模板的单位面积重量1G ，取2/5.1m kN ；施工人员、施工料具运输、堆放荷载2G ，根据《路桥施工计算手册》，取为2/0.1m kN ；倾倒混凝土时产生的冲击荷载3G ，取为2/0.2m kN ；振捣混凝土时产生的荷载4G ，取为2/0.2m kN 。

由上可得结构物单位面积重量：
()()2432121//m kN G G G G B q q W +++++=
式中：B ——结构物底面宽度，m ；
()2/89.430.20.20.15.1185.11/342.7786.340m kN W =+++++=
d ．WDJ 碗扣型多功能支架受力计算
根据WDJ 碗扣型多功能脚手架使用说明书，支撑立杆得设计允许荷载为： 当横杆竖向步距为600mm 时，每根立杆可承受最大竖直荷载为40kN ； 当横杆竖向步距为1200mm 时，每根立杆可承受最大竖直荷载为30kN ； 当横杆竖向步距为1800mm 时，每根立杆可承受最大竖直荷载为25kN ；
当横杆竖向步距为2400mm 时，每根立杆可承受最大竖直荷载为20kN ； 根据上述结构物单位面积重量，以及常规做法，立杆布置为顺桥向600mm ，横桥向为600mm ，步距1200mm ，单杆受力为：
kN P kN W b a P 30][8.1589.436.06.0=<=⨯⨯=⨯⨯=
斜撑布置：在整架四周满框布置，在横梁及腹板下满框布置。

二、模板面板计算
面板计算以横梁部位计算及腹板位置进行控制，如满足要求则空箱部位即可满足要求：
模板、支架等自重：21/5.1m kN g =；
钢筋混凝土自重：22/35254.1m kN g =⨯=；
施工人员及施工机具运输或堆放的荷载：23/5.2m kN g =；
倾倒混凝土时产生的竖向荷载：24/0.2m kN g =；
振捣混凝土时产生的竖向荷载：25/0.2m kN g =。

根据《路桥施工计算手册》，计算模板、支架等的荷载设计值，应采用标准荷载值乘以相应荷载分项系数，则设计荷载为：
()()254320/1.514.1*225.22.1354.12.1m kN g g g g g =+++⨯=⨯+++⨯= 板下木楞间距采用5×10cm 方木，中到中30cm 间距布置，则板上每米长的荷载为：
20/333.153.01.513.0m kN g g =⨯=⨯=
模板跨中弯距按下式计算：
m kN gl M •=⨯==552.0106.033.15102
212/1
按集中力kN P 5.1=计算，m kN m kN Pl M •<•=⨯==552.015.06
6.05.1612/1 模板面板采用镀塑竹胶板，其容许弯应力[]MPa 90=σ，由于为临时工程，并可提高1.2。

模板需要的截面模量，由下式求得：
[]2631011.510
902.1552.02.1m M W -⨯=⨯⨯=⨯=σ 根据W 、b 求得h 为：
m b W h 0101.03
.01011.5666
=⨯⨯=⨯=- 因此镀塑竹胶板选用15mm 厚，核算其挠度，则有：
竹胶板弹性模量：5000×1062/m kN
483
31044.812
015.03.012m bh I -⨯=⨯== 则挠度为：
m EI gl f 5864
4
11013.61044.81050006.033.1538453845--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯= 4001978816.01013.651=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡<=⨯=-l f l f 因此选用15mm 镀塑竹胶板可满足施工要求。

三、端横梁部位纵梁计算
纵梁顺桥向跨度为1l =0.6m ，横桥向跨度为2l =0.6m ，纵梁单位荷载为：
220/66.306.01.51m kN l g g =⨯=⨯=
m kN gl M •=⨯==38.186.066.3082
212
/1 纵梁为樟子松，其容许弯应力[]MPa 12=σ，由于为临时工程，并可提高1.2。

模板需要的截面模量，由下式求得：
[]2431096.010
122.138.12.1m M W -⨯=⨯⨯=⨯=σ 方木宽度取10cm 进行计算，根据W 、b 求得h 为：
m b W h 077.01
.01096.0664
=⨯⨯=⨯=- 因此纵梁截面选用10×15cm ，核算其挠度，则有：
樟子松弹性模量：9×1062/m kN
453
31081.212
15.01.012m bh I -⨯=⨯== 则挠度为：
m EI gl f 4564
4
11005.21081.21096.066.3038453845--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯= 4001292716.01005.241=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡<=⨯=-l f l f 因此选用10×15cm 樟子松方木立放，可满足施工要求。

四、腹板部位纵梁计算
纵梁顺桥向跨度为1l =0.9m ，横桥向跨度为2l =0.6m ，纵梁单位荷载为：
220/66.306.01.51m kN l g g =⨯=⨯=
m kN gl M •=⨯==11.389.066.3082
212
/1 纵梁为樟子松，其容许弯应力[]MPa 12=σ，由于为临时工程，并可提高1.2。

模板需要的截面模量，由下式求得：
[]2431016.210
122.111.32.1m M W -⨯=⨯⨯=⨯=σ 方木宽度取10cm 进行计算，根据W 、b 求得h 为：
m b W h 114.01
.01016.2664
=⨯⨯=⨯=- 因此纵梁截面选用10×15cm ，核算其挠度，则有：
樟子松弹性模量：9×1062/m kN
453
31081.212
15.01.012m bh I -⨯=⨯== 则挠度为：
m EI gl f 3564
4
11004.11081.21099.066.3038453845--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯= 400157716.01004.131=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡>=⨯=-l
f l f 五、空箱部位纵梁计算 空箱部位荷载为：20/7.364.15.62.12592.0m kN
g =⨯+⨯⨯=
纵梁顺桥向跨度为1l =0.9m ，横桥向跨度为2l =0.6m ，纵梁单位荷载为：
220/02.226.07.36m kN l g g =⨯=⨯=
m kN gl M •=⨯==23.289.002.2282
212
/1 纵梁为樟子松，其容许弯应力[]MPa 12=σ，由于为临时工程，并可提高1.2。

模板需要的截面模量，由下式求得：
[]2431054.110
122.123.22.1m M W -⨯=⨯⨯=⨯=σ 方木宽度取10cm 进行计算，根据W 、b 求得h 为：
m b W h 096.01
.01054.1664
=⨯⨯=⨯=- 因此纵梁截面选用10×15cm ，核算其挠度，则有：
樟子松弹性模量：9×106
2/m kN 453
31081.212
15.01.012m bh I -⨯=⨯== 则挠度为：
m EI gl f 4564
4
11044.71081.21099.002.2238453845--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯= 400180616.01044.741=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡<=⨯=-l f l f 因此，在空箱位置采用10×15cm 方木可满足使用要求。

根据上述计算，方木在腹板部位挠度变化不满足规范要求，经过综合比较，并考虑到碗扣式脚手架的施工方便，拟对脚手架布置进行调整，基本框格为60cm(纵向)×90cm （横向）×120cm （步距），在中横梁和端横梁部位横向间距加密到60cm ，步距设为60cm ，即可满足施工要求。

六、支架立杆、稳定性计算
由于碗扣支架是配套产品，在桥梁建设中仅计算竖向荷载满足要求即满可（此话摘自《桥梁施工百问》。

a.立杆承受由横梁传递来的荷载，则实心部位的荷载为：
kN l g N 37.186.066.302=⨯=⨯=
实心混凝土部位步距框格尺寸为60cm(纵向)×60cm （横向）×60cm （步距），单杆容许荷载为40Kn ，因此满足要求。

钢管截面最小回转半径mm i 78.15=，支撑立柱步距为0.6m ，长细比02.3878.15/600//===i λ，查表得867.0=φ。

强度验算：[]MPa MPa A N a ji a 2156.37489/18370/=<===σσ 稳定验算：()[]MPa A N a a 21533.43489867.0/18370/0=<=⨯==σφσ b.空箱部位的荷载为：
kN l g N 82.199.002.222=⨯=⨯=
空箱混凝土部位步距框格尺寸为60cm(纵向)×90cm （横向）×120cm （步距），单杆容许荷载为30Kn ，因此满足要求。

钢管截面最小回转半径mm i 78.15=，支撑立柱步距为 1.2m ，长细比7678.15/1200//===i λ，查表得744.0=φ。

强度验算：[]MPa MPa A N a ji a 21553.40489/19820/=<===σσ 稳定验算：()[]MPa MPa A N a a 21548.54489744.0/19820/0=<=⨯==σφσ。