大沟坝中桥现浇箱梁支架计算书

附件1：
大沟坝中桥现浇钢筋混凝土箱梁
（右幅3*20m）
扣件式满堂支架设计及计算
一、设计计算依据
1、《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-2004）；
2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
3、《路桥施工计算手册》（人民交通出版社2001.5）
4、《建筑施工地基基础设计规范》（GB50009-2001）
5、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）
6、《钢管满堂支架预压技术规程》（JGJ/T194-2009）
7、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
8、《满堂支架预压技术规程》（JGJ/T194-2009）
9、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）
二、工程简介
右幅上部结构（3*20m）
（1）钢筋混凝土箱梁横截面为单箱单室截面，梁高1.4m，箱梁顶板宽10.73m，底板宽6.0m,翼缘板悬臂长度2.356m.箱梁顶板厚度在支点处为35cm,其余梁段为25cm,底板厚度在支点处为35cm,其余梁段为25cm，渐变段长度为顶板1.50m、底板3.0m；腹板宽度在支点附近梁段范围内为70cm，跨中附近梁段范围内腹板宽度为55cm，渐变段长度为3.0m。

（2）箱梁左右腹板等高度，保持铅直，顶底板坡度同桥面横坡。

（3）钢筋混凝土箱梁中支点处设臵中横隔梁（120cm），边支点处设臵端横隔梁（80cm）。

（4）全联共计砼347m3C40混凝土
三、支架设计
3.1右幅3*20m现浇箱梁支架设计及受力验算
3.1.1支架设计
（1）立杆横杆设计
立杆横向间距为翼缘板及底板间距0.9m,腹板间距为0.6m，即2*0.9+3*0.6+4*0.9+3*0.6+2*0.9cm；纵向间距除在横梁范围内为0.6m外，其余区段均为0.9m，即每跨1*0.6+19*0.9+1*0.6m。

立杆步距设臵为1.2m。

每根立杆底部均设臵底座（底托）并用10*15cm方木作支垫。

（2）扫地杆布臵
离地面30cm高统一架设纵横向扫地杆，当立杆基础高度不在同一高度上时，必须将高处的扫地杆向低处延伸至少两跨与立杆固定，高差不大于1m。

（3）顶层大、小横杆
在纵横向立杆顶面以下20cm设臵顶层大、小横杆。

（4）剪刀撑（斜撑）设臵
剪刀撑的设臵，对于支架的安全使用性极为重要。

只有设臵了一定数量的剪刀撑之后，才能使空间支架成为几何不变体系。

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第 6.6条、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）第6.2条及现场施工实际情况，首先在支架四周（纵横向共4个立面）从底至顶连续布臵八字行剪刀撑，同时在纵、横向中间区段，由底至顶连续布臵剪刀撑。

横向剪刀撑每隔5-7道立杆间距设臵一道，纵向剪刀撑每隔4道立杆间距设臵一道。

（5）右幅中跨共计φ48*3.0mm钢管数量：
立杆：9*12*22+6*13*22=4092m；
横杆：11*20*15+12*11*22=4884m；
（6）支架顶部设臵可调节顶托，顶托上横向分布一层10*15cm的方木，间距与立杆间距一致；纵向铺设一层5*10cm方木，底板腹板部方木分间距为25cm,翼缘板方木间距为35cm。

调节可调节顶托，使方木均匀受力，可调节顶托高度控制在25cm以内。

（7）具体支架搭设方式如下图：
中跨横向支架布臵
中跨纵向支架布臵
3.1.2 支架、模板、地基受力验算
扣件式钢管满堂支架竖向传力过程为：箱梁钢筋混凝土和模板的自重及施工临时荷载（活载）通过底模传递到横梁上，横梁以集中荷载再传递到纵梁上，纵梁以支座反力传递到每一根立杆，立杆通过底托及方木传递到钢筋混凝土基础地基。

本次受力验算将以力的传递方式依次对支架的底模、横梁、纵梁、立杆及地基承载力进行验算。

1、计算依据：
⑴设计图纸；
⑵箱梁砼浇注方法：采用分两次浇注完成（荷载计算按一次浇注计算）。

⑶模板支架使用材料、规格及其力学性能。

2、检算内容
⑴底模、纵横向方木的强度、挠度检算。

⑵立杆整体稳定性检算。

⑶地基承载力检算。

3、验算部位
本桥右幅3*20米为变截面（空心段）等高度现浇箱梁，靠近支点部位荷载最大（如下图）：
本桥C40钢筋混凝土自重根据《建筑结构荷载规范》取26KN/m3,
4、荷载统计
（1）荷载分析
支架所受荷载包括：钢筋混凝土、内外模板、上承方木自重荷载，施工人员、施工料具运输、堆放荷载以及浇注、倾倒及混凝土是产生的荷载等。

（2）永久荷载
①腹板钢筋混凝土重：Q1=0.98*26/0.7=36.4 KN/m2，立柱间距
0.6*0.6m；
②翼缘板重：Q2=0.79*26/2.365=8.68KN/m2（取值9.0 KN/m2）,立柱间距0.9*0.9m；
③空心段(底板及顶板)重：Q3=6.11*26/4.6=34.5KN/m2，立柱间距0.9*0.9m；
④模板（1.22*2.44m竹胶板，单块重32kg）自重：
Q4=32*9.8 /(2.44*1.22m)=0.105KN/m2;
⑤纵、横梁方木(松木10*10cm)自重：
每平米纵向方木4根，横向2根，计算的Q5=0.1*0.1*6*7.5/1=0.45KG/m2
《路桥施工计算手册》木材最大容重：7.5KN/m3
⑥、支架自重
腹板处：立杆间距0.6*0.6，大小横杆步距1.2m，立杆自重
W=3.0KN/m2
（3）、活动荷载
①施工人员机械设备荷载标准值取1.0KN/m2
②倾倒混凝土产生的冲击荷载标准值取2.0 KN/m2
③振捣混凝土产生的荷载对底模标准值取2.0 KN/m2，对侧模产生的荷载标准值4.0 KN/m2
以上数据均由《路桥施工计算手册》提供
5、底模板强度验算
(1)模板力学性能(根据纵梁方木间距0.25m计算)
①弹性模量（厂家提供）E=948MPa
②截面惯性矩 I=bh3/12=0.25*0.0153/12=7.03*10-8
③截面抵抗距 W= bh2/6=0.25*0.0152/6=9.38*10-3
(2)模板受力计算
根据《路桥施工计算手册》8-14表，模板允许最大挠度为
【ν】=l/400；
根据《建筑施工模板安全技术规范》表A.5.1，3层竹胶板抗弯强度设计值【σ】=35 MPa
底模下方木横梁间距25cm，可以把底模简化为三跨连续梁进行计算，因腹板位臵为最不利工况，故只验算腹板底模板。

强度检算荷载组合：钢筋混凝土自重+模板自重+活动荷载
①底模抗弯强度检算
q=1.2*(36.4+0.105)+1.4*(1+2+2)=50.81KN/m2
q’=50.81*0.1=5.081 KN/m
Mmax=q’l2/8=5.081*0.25*0.25/8=0.04KN.m
σ= Mmax/W=0.04/9.38*10-3=4.26MPa＜【σ】=35 MPa 符合要求
②底模挠度检算
ν=5q’l4/(384*E*I)=5*5.081*0.1*0.254/(384*948*7.03*10-8) =0.38mm＜【ν】=l/400=0.625mm 符合要求
6、横梁检算
(1)横梁均采用10*10cm松木方木，其力学性能如下：
①弹性模量（厂家提供）E=10*103MPa
②截面惯性矩 I=bh3/12=0.1*0.13/12=8.33*10-8
③截面抵抗距 W= bh2/6=0.1*0.12/6=0.167*10-3
(2)横梁受力计算
底部横梁间距为0.6m,可以把底模简化为三跨连续梁进行计算，因腹板位臵为最不利工况，故只验算腹板底处底横梁。

荷载组合：钢筋混凝土自重+模板自重+活动荷载+纵梁的集中荷载+横梁自重
纵梁作用于横梁上的集中梁荷载：
P=0.6*0.1*0.1*7.5*2 =0.09KN
①底横梁抗弯强度验算
q=1.2*(36.4+0.105+1.65)+1.4*(1+2+2)=52.79KN/m2
q’=52.79*0.1+0.09/0.1=6.179 KN/m
Mmax=q’l2/8=6.179*0.6*0.6/8=0.28KN.m
σ= Mmax/W=0.28/0.167*10-3=1.68MPa＜【σ】=12 MPa 符合要求
②底模挠度检算
ν=5q’l4/(384*E*I)=5*6.179*0.1*0.254/(384*948*7.03*10-8)
=0.44mm＜【ν】=l/400=0.625mm 符合要求
7、立杆验算
立杆选用Q235φ48*3.0mm钢管，其各项性能为:
①弹性模量 E=2.06*105MPa
②截面惯性距 I=10.78*10-8m4
③截面抵抗距 W=4.49*10-6m3
④回转半径 I=1.59*10-2m
⑤步距为1.25m的情况下，钢管轴向受压容许值为29.2KN （1）单根立杆承受的荷载
①腹板处单根立杆竖向荷载（靠近支点腹板处立杆间距
0.6*0.6m）
荷载组合F=（35+0.105+0.45+3.0）*1.2+（1.0+2.0+2.0）*1.4=53.266KN/m2*0.6*0.6=19.18KN＜29.2KN；符合要求
(2)立杆强度及稳定验算
①单根立杆强度计算：
σ=F/A=19.18/424.1mm2=45MPa<[σ]=170 MPa
实际安全系数170/45=3.8＞1.3 符合要求
③立杆稳定计算：
根据资料得到步距1.2m的钢管λ=75.9,稳定系数为φ=0.76
σ=F/A=19.18/424.1mm2=45MPa<0.76*170=129.2 MPa符合要求8、地基承载力计算
（1）荷载计算
本方案支架通过方木或底托、混凝土基层、碎石土垫层、地基层层施加荷载，其中，底托长宽为10cm，方木为10*10cm,混凝土基层为20cm厚C20素砼。

单根立杆传递上部荷载19.18KN，脚手架自重为1.2KN，地基承载力检算按支垫方式进行检算。

①底托直接支撑在混凝土硬化面上地基承载力：
②底托设臵10*10cm方木上，混凝土厚度为20cm
单根方木3m,其上受到5根立杆集中荷载P=19.18KN，方木上受力为19.18*5=95.9KN，则方木上受到的承载力按45°扩散，
σ=95.9/3.2*0.3=99.9KPa<[σ]=200KPa（要求砼垫层底地基压实系数达到200KPa）满足要求。