支架计算书

一、计算依据及参考资料

1、《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-99）

2、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

3、《钢结构设计规范》GB50017-2003

4、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术》JGJ 166-2008

5、铁四院设计图纸

6、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ213-2005

二、碗扣支架计算

为了保障安全，计算采用MIDAS/Civil软件建立整体模型计算和手工复核的方法。

1、荷载

钢筋砼容重取26kN/m3；

钢模板重量：双线32.7米单孔两侧模重80t，底模8.5t，内模为11t,共重100t，则每延米按30.6kN/m；

方木容重为7.5kN/m³；施工荷载为2kN/㎡；

倾倒砼产生的荷载为2kN/㎡，倾倒混凝土对侧模冲击产生的水平荷载取

6.0kPa ；振捣砼产生的荷载取4kN/㎡。

2、碗扣支架钢管手工计算

计算方法采用容许应力法，但考虑恒载的荷载系数为1.2，活载的分项系数为1.4。

（1）支架钢管轴向受力计算

碗扣支架钢管断面为Φ48×3.5mm,其自由长度为ml2.10。根据受压稳定原理进行承载力计算。

单根钢管回转半径：

即单根立杆在步距为1.2m的条件下，最大允许承载力为51kN。

实际计算容许的立杆轴向力采用30kN。

因箱梁腹板处重量最大，碗扣支架立杆纵向间距60cm，腹板下横向间距30cm，水平步距120cm。按最不利的受力方式计算：单根立杆承受的重量为60cm×30cm面积上的砼、模板、方木、施工荷载和振捣荷载以及自身的重量，其大小分别为：

（2）碗扣支架顶部方木的受力计算

碗扣支架顶部的方木大小为15 cm×15 cm，顺桥向放置，间距与支架立杆间距相同即0.6m,查《桥梁计算手册》得。

材料性质

q木 =8×0.2×0.15=0.24kN/m

I=1×10-4m4

A=0.0225m2

w=1×10-3m3

［σ］=9.5Mpa

［τ］=1.7Mpa

抗弯刚度EI=8.5×103MPa×1×10-4m4=850000N×m2

抗拉刚度EA=8.5×103MPa×0.0225m2=2.55×108N

方木的最大跨度按0.6m计算，按简支梁计算置于箱梁腹板底部的方木最不利，其上部荷载包括梁重、模板重、施工荷载、振捣荷载和自重。方木最不利的受力形式如图1所示：

按上面计算，单根碗扣支架立柱传下的荷载为21.3kN；

1m长方木自重：0.15×0.15×1×7.5=0.17KN

以上荷载合计为21.5KN

M=0.25Pl=0.25×21.5×0.6=4.3KN.m

σ= M/w=4.3 KN.m/1×10-3m3 =4.3Mpa＜［σ］=9.5Mpa

Fmax=pl3/(48EI)=21.5kN×（1m）3/(48×850KN×m2)=0.7mm ＜

1/400=1.5mm

满足要求

当集中力总用于方木端部时，其剪力最大。

P=21.5kN

τ= P/S= 21.5kN/(300cm2)=0.96Mpa＜［τ］=1.7Mpa

3、碗扣支架钢管软件计算

计算软件采用MIDAS/Cilvil2006。计算时混凝土的比重取26kN/m3，钢材的比重取78.5kN/m3;箱梁截面按变截面建立；模板的外模支架按实际情况建立；模板面板及

纵横肋按0.75kN/m2考虑；底模下横桥向为15×15cm方木，其比重取8kN/m3；碗扣支架完全按照设计考虑，没有简化。

倾倒砼产生的荷载为2kN/㎡，倾倒混凝土对侧模冲击产生的水平荷载取

6.0kPa ；振捣砼产生的荷载取4kN/㎡。人员及施工机具重量按2kN/㎡。实际计算时没有直接施加这些荷载，而是将混凝土的比重提高10%。

计算整体模型如图2所示。

图2 整体模型

图3 碗扣支架的总体变形

图 4 碗扣支架的杆件应力

由计算可知：

1.碗扣支架的最大轴向应力为30MPa<[σ]=140MPa；

2.15×15cm方木的最大组合应力6.5MPa<[σ]=9.5MPa；

3.碗扣支架立杆的最大反力为12.3kN<[P]=30kN。

三、基础计算

地基处理：将地表腐殖土及软弱土层清除，平整碾压；在压实后的地面上分层填筑灰土，分层碾压，每30cm一层，厚度90cm；碾压稳定后，观察无辙痕、无沉降，再进行地基承载力检测，灰土地基承载力要求大于150Kpa；对于承台四周回填部分，应采用灰土换填压实至地面。处理后的基础顶面高出原地面不小于30cm，并做1％的横坡便于排水，在地基四周挖好排水沟。地基处理的宽度为16m，以满足支架搭设需要。地基处理完毕后其顶面浇筑20cm厚C30混凝土作为地面防水层和地基持力层，以确保支架基础的稳定性。

按手工计算结果单根立柱的最大压力为21.5kN，按MIDAS计算的单根立柱最大压力为12.3kN，这里采用21.5kN。立杆纵向间距0.6m，由根据上述计算每根立杆传递给垫木的压强为：

垫木满足要求。

每排垫木传递给C30混凝土地基的压强为

C30混凝土基础满足要求。

单排方木承受的重量为60cm×60cm面积上的砼、模板、方木、施工荷载和振捣荷载以及自身重量，则单排方木传递给地基的压强为:

换填灰土地基承载力达到150KPa即可满足要求。