桥梁满堂支架计算

满堂支架计算

碗扣式钢管支架门架式钢管支架

扣件式满堂支架（后图为斜腿钢构）

1立杆及底托

1.1立杆强度及稳定性（通过模板下传荷载）

由上例可知，腹板下单根立杆（横向步距300mm，纵向步距600mm）在最不利荷载作用下最大轴力P=31.15KN，在模板计算荷载时已考虑了恒载和活载的组合效应（未计入风压，风压力较小可不予考虑）。可采用此值直接计算立杆的强度和稳定性。

立杆选用Ф48*3.5小钢管，由于目前的钢管壁厚均小于 3.5mm 并且厚度不均匀，可按Ф48*3.2或Ф48*3.0进行稳定计算。以下按Ф48*3.0进行计算，截面A=424mm2。

横杆步距900mm，顶端（底部）自由长度450mm，则立杆计算长度900+450=1350mm。

立杆长细比：1350/15.95=84.64

按 GB 50017--2003 第132页注1 计算得绕X轴受压稳定系数φx=φy=0.656875。

强度验算：31150/424=73.47N/mm2=73.47MPa，满足。

稳定验算：31150/(0.656875*424)=111.82MPa，满足。1.2立杆强度及稳定性（依照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》）

支架高度16m，腹板下面横向步距0.3m，纵向（沿桥向）步距0.6m，横杆步距0.9m。立杆延米重3.3Kg=33N，每平方米剪刀撑的长度系数0.325。

立杆荷载计算：

单根立杆自重：(16+（16/0.9）*（0.3+0.6）+0.325*16*0.9)*33=1210N=1.21KN。

单根立杆承担混凝土荷载：26*4.5*0.3*0.6=21.06KN。

单根立杆承担模板荷载：0.5*0.3*0.6=0.09KN。

单根立杆承担施工人员、机具荷载：1.5*0.3*0.6=0.27KN。

单根立杆承担倾倒、振捣混凝土荷载：（2.0+4.0）*0.3*0.6=1.08KN。

风荷载：W K=0.7u z*u s*w0

风压高度变化系数u z查《建筑结构荷载规范》表7.2.1可取1.25（支架高度20m内，丘陵地区）；风荷载脚手架体型系数u s 查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表 4.2.4可取1.3ψ（敞开框架型，ψ为挡风系数，可查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表A-3，表中无参照数据时可按下式计算）；

挡风系数ψ=1.2*An/Aw。1.2为节点增大系数；An为挡风面积（An=（L+h+0.325*L*h）*d=（0.6+0.9+0.325*0.6*0.9）*0.048=0.08m2， L为立杆的纵距，h为横杆的步距，0.325为每平方米剪刀撑的长度，d为钢管的外径）；Aw为迎风面积（Aw=L*h=0.6*0.9=0.54m2，L为立杆的纵距，h为横杆的步距）。故ψ=1.2*0.08/0.84=0.114）；

基本风压w0查《建筑结构荷载规范》D.4表可取0.30KN/m2（根据地区情况，浙江杭州）。

风荷载为W K=0.7*1.25*1.3*0.114*0.3=0.04 KN/m2。

不考虑风载时立杆的强度和稳定性：

立杆计算荷载：N=1.2*（1.21+21.06+0.09）+1.4*（0.27+1.08）=28.72KN。

由于28.72KN<31.15KN(单根立杆在最不利荷载作用下由模板下传的最大轴力P=31.15KN)，由于立杆最大轴力为31.15KN时已通过强度和稳定性计算，故无需检算。

考虑风载时立杆的强度和稳定性：

立杆计算荷载：N=1.2*（1.21+21.06+0.09）+1.4*0.85*（0.27+1.08）=28.44KN=28440N。

风荷载产生的弯矩：M W=1.4*0.85*W K*L*h2/10（3跨连续梁弯矩公式，L为立杆的纵距，h为横杆的步距），M W=0.85*1.4*0.04*0.6*0.92/10=0.0023KN.m=2300N.mm。

立杆长细比84.64,计算得绕X轴受压稳定系数φx=φy=0.656875。立杆截面参数A=424mm2，W=4493mm3。

由N/（φ*A）+M W/W=28440/(0.656875*424)+2300/4493=102.62

N/mm2=102.62MPa，满足。

1.3立杆压缩变形

ε=N*H/ (E*A)=28720*16000/(2.06*105*424)=5.26mm

H为立杆的总高度，E为弹性模量，A截面面积。

1.4底托检算

当立杆最大轴力超过40KN时，则大于标准底托的承载能力，需要另行设计底托或对现有底托采用加强措施（《扣件式钢管脚手架计算手册》90页，王玉龙编著）。

P=31.15KN<40KN，N=28.44KN<40KN，故满足底托承载力要求。

复杂地形组合支架跨线（河）组合支架

2地基承载力

模板下传最不利荷载作用下最大轴力31.15KN，立杆下传轴力采用根据规范计算为28.72KN，以31.15KN作为控制计算。

一个底托下混凝土垫板最大面积为0.3*0.6=0.18m2（腹板下面，按全部硬化处理）。

地基承载力设计值最小需要满足31150/0.18=173.06KPa。

当立杆横纵间距大于0.6m时，通过以下办法来计算地基承载力：底托宽度0.15m，硬化混凝土厚度h，混凝土压力扩散角为45。则立杆轴力传递到地基表面的面积为（2*h+0.15）2。

上例中混凝土厚度0.2m，则单根立杆地基顶面承压面积为：0.552=0.30mm2。

在此说明：根据《扣件式钢管脚手架安全施工规范》5.5立杆地基承载力计算：地基承载力设计值fg=kc*fk（fk为地基承载力标准值，kc为支架地基承载力调整系数，对碎石土、砂土、回填土应取0.4，对粘土应取0.5，对岩石、混凝土应取1。

3支架总体弹性沉降值

面板最大挠度0.2mm，次楞（横梁）最大挠度0.04mm，主楞（纵梁）最大挠度0.18mm，立杆压缩值5.26mm，则不考虑地基沉降因素支架弹性沉降值为：5.68mm。