柳州至武宣公路工程K1+700天橋現(xiàn)澆箱梁滿堂支架及門洞方案計(jì)算書 目 錄1編制依據(jù)12工程概況13現(xiàn)澆箱梁滿堂支架布置及搭設(shè)要求14現(xiàn)澆箱梁支架驗(yàn)算14.1荷載計(jì)算24.1.1荷載分析24.1.2荷載組合24.1.3荷載計(jì)算24.2結(jié)構(gòu)檢算44.2.1扣件式鋼管支架立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算44.2.2箱梁底模下橫橋向方木驗(yàn)算64.2.3扣件式鋼管支架立桿頂托上順橋向方木驗(yàn)算74.2.4底模板計(jì)算84.2.5跨中工字鋼平臺(tái)支架體系驗(yàn)算9K1+700天橋現(xiàn)澆箱梁模板及滿堂支架方案計(jì)算書1編制依據(jù)（1）國(guó)家及地方政府、相關(guān)部委的法律法規(guī)、規(guī)章制度，建設(shè)單位的相關(guān)規(guī)定和要求；（2）項(xiàng)目施工承包合同；（3）本項(xiàng)目采用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程等相關(guān)技術(shù)要求；（4）我部對(duì)項(xiàng)目策劃和與本項(xiàng)目相關(guān)的管理規(guī)定；（5）我部對(duì)該項(xiàng)目的施工調(diào)查情況；（6）我公司現(xiàn)有或可協(xié)調(diào)、組織、解決的施工裝備和技術(shù)工藝。2工程概況K1+700天橋，設(shè)計(jì)汽車荷載為公路-II級(jí)。上部結(jié)構(gòu)為17+34+17米預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁，橋面凈寬7米，箱梁頂寬8米，底寬4.45米，梁高1.5米，采用滿堂支架施工；下構(gòu)橋臺(tái)均為柱式臺(tái)，鉆孔樁基礎(chǔ)；橋墩為實(shí)體方墩，鉆孔樁基礎(chǔ)。3現(xiàn)澆箱梁滿堂支架布置及搭設(shè)要求采用WDJ碗扣式多功能腳手桿搭設(shè)，使用與立桿配套的橫桿及立桿可調(diào)底座、立桿可調(diào)托撐。立桿頂設(shè)二層方木，立桿頂托上縱向設(shè)1015cm方木；縱向方木上設(shè)1010cm的橫向方木，其中在墩頂端橫梁和跨中橫隔梁下間距不大于0.25m（凈間距0.15m）、在跨中其他部位間距不大于0.3m（凈間距0.2m）。模板宜用厚15mm的優(yōu)質(zhì)竹膠合板，橫板邊角宜用4cm厚木板進(jìn)行加強(qiáng)，防止轉(zhuǎn)角漏漿或出現(xiàn)波浪形，影響外觀。底板腹板位置處采用立桿橫橋向間距縱橋向間距橫桿步距為60cm60cm90cm支架結(jié)構(gòu)體系；翼緣板位置處采用立桿橫橋向間距縱橋向間距橫桿步距為60cm60cm90cm支架結(jié)構(gòu)體系。支架縱橫均設(shè)置剪刀撐，其中橫橋向斜撐每1.8m設(shè)一道，縱橋向斜撐沿橫橋每1.8m設(shè)一道。門洞采用C30基礎(chǔ)，基礎(chǔ)形式為50cm50cm950cm，基礎(chǔ)頂預(yù)埋1cm厚鋼板與鋼管連接；基礎(chǔ)用4268mm鋼管作為立柱，鋼管間距為1.5米，鋼管柱頂焊接1cm后50cm50cm鋼板，鋼板上焊接雙拼I40b工字鋼作為橫梁；橫梁上采用I40b工字鋼作為縱梁，縱梁間距為60cm。4現(xiàn)澆箱梁支架驗(yàn)算本計(jì)算書分別以跨中和跨端處為例，對(duì)荷載進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)其支架和門洞體系進(jìn)行檢算。4.1荷載計(jì)算4.1.1荷載分析根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在施工過程中將涉及到以下荷載形式： q1 箱梁自重荷載，新澆混凝土密度取2600kg/m3。 q2 箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐荷載，按均布荷載計(jì)算，經(jīng)計(jì)算取q21.0kPa（偏于安全）。 q3 施工人員、施工材料和機(jī)具荷載，按均布荷載計(jì)算，當(dāng)計(jì)算模板及其下肋條時(shí)取2.5kPa；當(dāng)計(jì)算肋條下的梁時(shí)取1.5kPa；當(dāng)計(jì)算支架立柱及替他承載構(gòu)件時(shí)取1.0kPa。 q4 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，對(duì)底板取2.0kPa，對(duì)側(cè)板取4.0kPa。 q5 新澆混凝土對(duì)側(cè)模的壓力。 q6 傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載，取2.0kPa。 q7 支架自重，經(jīng)計(jì)算支架在不同布置形式時(shí)其自重如下表所示：滿堂鋼管支架自重立桿橫橋向間距立桿縱橋向間距橫桿步距支架自重q7的計(jì)算值(kPa)60cm60cm90cm3.384.1.2荷載組合模板、支架設(shè)計(jì)計(jì)算荷載組合模板結(jié)構(gòu)名稱荷載組合強(qiáng)度計(jì)算剛度檢算底模及支架系統(tǒng)計(jì)算側(cè)模計(jì)算4.1.3荷載計(jì)算 箱梁自重q1計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙取跨中和跨端兩個(gè)代表截面進(jìn)行箱梁自重計(jì)算，并對(duì)兩個(gè)代表截面下的支架體系進(jìn)行檢算，首先分別進(jìn)行自重計(jì)算。 跨中截面處q1計(jì)算根據(jù)橫斷面圖，用CAD算得該處梁體截面積A=4.299m2則：q1 = 取1.2的安全系數(shù)，則q125.121.230.14kPa 注：B 箱梁底寬，取4.45m，將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計(jì)算偏于安全。 跨端截面處q1計(jì)算 根據(jù)橫斷面圖，用CAD算得梁體截面積A=8.098m2則：q1= 取1.2的安全系數(shù)，則q147.311.256.77kPa 注：B 箱梁底寬，取4.45m，將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計(jì)算偏于安全。 4.2結(jié)構(gòu)檢算4.2.1扣件式鋼管支架立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算碗扣式鋼管腳手架與支撐和扣件式鋼管腳手架與支架一樣，同屬于桿式結(jié)構(gòu)，以立桿承受豎向荷載作用為主，但碗扣式由于立桿和橫桿間為軸心相接，且橫桿的“”型插頭被立桿的上、下碗扣緊固，對(duì)立桿受壓后的側(cè)向變形具有較強(qiáng)的約束能力，因而碗扣式鋼管架穩(wěn)定承載能力顯著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超過35%）。本工程現(xiàn)澆箱梁支架按483.5mm鋼管扣件架進(jìn)行立桿內(nèi)力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果同樣也使用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。 梁底截面處在中支點(diǎn)橫隔板，鋼管扣件式支架體系采用606090cm的布置結(jié)構(gòu)，如圖：因?yàn)榭缰刑幒奢d小于跨端處，因此只需對(duì)跨端處進(jìn)行驗(yàn)算。、立桿強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)立桿的設(shè)計(jì)允許荷載，當(dāng)橫桿步距為90cm，立桿可承受的最大允許豎直荷載為N=35kN（參見公路橋涵施工手冊(cè)中表135碗口式構(gòu)件設(shè)計(jì)荷載N=35kN、路橋施工計(jì)算手冊(cè)中表135鋼管支架容許荷載N=35.7kN）。立桿實(shí)際承受的荷載為：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（組合風(fēng)荷載時(shí)） NG1K支架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力； NG2K構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力 NQK施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值；于是，有：NG1K=0.60.6q1=0.60.656.77=20.44KNNG2K=0.60.6q2=0.60.61.0=0.36KN NQK=0.60.60.6(q3+q4+q7)=0.36(1.0+2.0+3.38)=2.296KN則：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（20.44+0.36）+0.851.42.296=27.69KNN35kN，強(qiáng)度滿足要求。、立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范有關(guān)模板支架立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式：N/A+MW/WfN鋼管所受的垂直荷載，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（組合風(fēng)荷載時(shí)），同前計(jì)算所得；f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f205N/mm2參考建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范表5.1.6得。 A48mm3.5鋼管的截面積A489mm2。 軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比查表即可求得。 i截面的回轉(zhuǎn)半徑，查建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范附錄B得i15.8。 長(zhǎng)細(xì)比L/i。 L水平步距，L0.9m。于是，L/i57，參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范查附錄C得0.829。MW計(jì)算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz風(fēng)壓高度變化系數(shù)，參考建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表7.2.1得uz=1.38us風(fēng)荷載腳手架體型系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表6.3.1第36項(xiàng)得：us=1.2w0基本風(fēng)壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附表D.4 w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KNLa立桿縱距0.6m；h立桿步距0.9m，故：MW=0.851.4WKLah2/10=0.0536KNW 截面模量查表建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范附表B得： W=5.08103mm3則，N/A+MW/W27.69103/（0.829489）+0.0536106/（5.08103）78.857 KN/mm2f205KN/mm2計(jì)算結(jié)果說明支架是安全穩(wěn)定的。4.2.2箱梁底模下橫橋向方木驗(yàn)算本施工方案中箱梁底模底面橫橋向采用1010cm方木，方木橫橋向跨端截面處按L60cm進(jìn)行受力計(jì)算，實(shí)際布置跨距均不超過上述兩值。如下圖將方木簡(jiǎn)化為如圖的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)（偏于安全），木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值參照杉木進(jìn)行計(jì)算，實(shí)際施工時(shí)如油松、廣東松等力學(xué)性能優(yōu)于杉木的木材均可使用。按跨端處3米范圍內(nèi)進(jìn)行受力分析，按方木橫橋向跨度L60cm進(jìn)行驗(yàn)算。 方木間距計(jì)算q（q1+ q2+ q3+ q4）（47.31+1.0+2.5+2）3=158.43kN/mM(1/8) qL2=(1/8)158.430.627.1kNmW=(bh2)/6=(0.10.12)/6=0.000167m3則： n= M/( Ww)=7.1/(0.000167110000.9)=4.3(取整數(shù)n5根) dB/(n-1)=3/4=0.75m 注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 經(jīng)計(jì)算，方木間距小于0.75m均可滿足要求，實(shí)際施工中為滿足底模板受力要求，方木間距d取0.3m，則n3/0.310。 每根方木撓度計(jì)算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.3310-6m4 則方木最大撓度： fmax=(5/384)(qL4)/(EI)=(5/384)(158.430.64)/(1291068.3310-60.9)=3.310-4ml/400=0.6/400=1.510-3m (撓度滿足要求) 每根方木抗剪計(jì)算= MPa=1.7MPa符合要求。4.2.3扣件式鋼管支架立桿頂托上順橋向方木驗(yàn)算本施工方案中WDJ多功能碗扣架頂托上順橋向采用1015cm方木，方木在順橋向的跨距在箱梁跨中按L60cm（橫向間隔l60cm布置）進(jìn)行驗(yàn)算，橫橋向方木順橋向布置間距在中支點(diǎn)橋墩兩側(cè)均按0.25m（中對(duì)中間距）布設(shè)，在箱梁跨中部位均按30cm布設(shè)，如下圖布置，將方木簡(jiǎn)化為如圖的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)（偏于安全）。木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值參照杉木進(jìn)行計(jì)算，實(shí)際施工時(shí)如油松、廣東松等力學(xué)性能優(yōu)于杉木的木材均可使用。 方木抗彎計(jì)算q=(56.77+1.45.5)0.6=38.68kN/mMmax38.680.62/8=1.7kNmW=(bh2)/6=(0.10.152)/6=3.7510-4m3= Mmax/ W=1.7/(3.7510-4)=4.53MPa0.9w9.9MPa（符合要求）注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 方木抗剪計(jì)算 跨端最大剪力：max(qL/2)/A(38.68*0.6/2)/(0.1*0.15)KN/m20.73N/mm2遠(yuǎn)小于木料最大橫紋剪切應(yīng)力=3.2-3.5N/mm2的要求，故剪應(yīng)力合格。 每根方木撓度計(jì)算 截面慣性矩：I=bh3/12=0.1x3.375x10-3/12=2.81x10-5m4； 撓度驗(yàn)算：f5qL4/(384EI)(5*38.68*0.64/(384*9*103*2.81x10-5)mm0.3mmf0600/4001.5mm 撓度驗(yàn)算合格 4.2.4底模板計(jì)算箱梁底模采用竹膠板，取各種布置情況下最不利位置進(jìn)行受力分析，并對(duì)受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化（偏于安全）如下圖： 通過前面計(jì)算，橫橋向方木布置間距分別為0.3m和0.25m時(shí)最不利位置，則有：竹膠板彈性模量E5000MPa方木的慣性矩I=(bh3)/12=(1.00.0153)/12=2.812510-7m4 55截面處底模板計(jì)算 模板厚度計(jì)算q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(56.77+1.0+2.5+2)0.25=15.57kN/m則：Mmax=模板需要的截面模量：W=m2模板的寬度為1.0m，根據(jù)W、b得h為： h=因此模板采用1220244015mm規(guī)格的竹膠板。 模板剛度驗(yàn)算fmax=0.60.25/400m=3.7510-4m 故，撓度滿足要求4.2.5跨中工字鋼平臺(tái)支架體系驗(yàn)算門洞搭設(shè)在34米的跨中位置，門洞形式為4.55米。門洞采用C30基礎(chǔ)，基礎(chǔ)形式為50cm50cm950cm，基礎(chǔ)頂預(yù)埋1cm厚鋼板與鋼管連接；基礎(chǔ)用4268mm鋼管作為立柱長(zhǎng)度4.1米，鋼管間距為2米，鋼管柱頂焊接1cm厚50cm50cm鋼板，鋼板上焊接雙拼I40b工字鋼作為橫梁；橫梁上采用I40b工字鋼作為縱梁，縱梁間距為60cm。（1）工字鋼縱梁計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，門洞處現(xiàn)澆箱梁每延米混凝土方量為4.299m3，鋼筋混凝土重度取26KN/m3，模板、施工人員設(shè)備及混凝土振搗產(chǎn)生的荷載值每延米取45KN,因此門洞支架上方每延米荷載值為4.299261.2+451.4=197.1(kN),門洞縱梁長(zhǎng)為4.5m,門洞上方荷載總值為197.14.5=886.95(kN)縱梁受力驗(yàn)算門洞縱梁整體受力的有15根，梁自重為0.738KN/m,縱梁跨徑為4.5m.縱梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的荷載值為q=886.95/（154.5）+0.738=13.9KN/m受力簡(jiǎn)圖如下: 梁跨中最大彎矩為:Mmax=1/8qL2=1/813.94.5=35.2(kNm)支座處最大剪力值為:Qmax=1/2qL=1/213.94.5=31.3(kN)I40b型工字鋼:截面慣性矩Ix=22781cm4,截面地抗拒Wx=1139cm3,半截面面積Sx=671.2cm3,腹板厚度d=12.5mm.縱梁所受的彎曲應(yīng)力為: max= Mmax/Wx=（35.2/1139）10=30.9(Mpa)w=145Mpa抗彎強(qiáng)度滿足要求?？v梁所受的剪應(yīng)力為:max= QmaxSx/Ixd=31.3671.210/2278112.5=7.4(Mpa)=85Mpa 抗剪強(qiáng)度滿足要求。跨中撓度驗(yàn)算: fmax=4500/400m=11.25m 容許值剛度滿足要求（2）鋼結(jié)構(gòu)門架橫梁I40b工字鋼計(jì)算受力簡(jiǎn)圖計(jì)算跨徑取2m，因橫梁為I40b工字鋼,為簡(jiǎn)化計(jì)算將工字鋼上的荷載化為均布線荷載，按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。荷載計(jì)算P1=（886.95+4.5150.738）/2=468.38KN則每排工字鋼集中力為:P2=468.38/15=31.3KN跨中最大彎矩：Qmax=31.31.286=40.2KNFw查工具書,得到厚度大于16-40的抗剪強(qiáng)度fv=120N/mm2 抗拉、抗壓和抗彎f=205 N/mm2破壞時(shí)荷載Fw=fv(抗剪強(qiáng)度)A(截面積)=205 N/mm294.07cm2=1928.4KN剛度驗(yàn)算按四等跨連續(xù)梁撓度系數(shù)計(jì)算：在均布荷載作用下：M=系數(shù)ql2，Q=系數(shù)ql，f=系數(shù)ql4/100EI在集中荷載作用下：M=系數(shù)ql，Q=系數(shù)P，f=系數(shù)ql3/100EI只考慮集中荷載作用下?lián)隙龋篺=1.079PL/（100EI）=L/400=5mm容許值）單根40b滿足要求! 未考慮連續(xù)對(duì)力和彎矩的分配,計(jì)算時(shí)取最不利情況驗(yàn)算.（3）立柱受力驗(yàn)算門洞兩側(cè)由10根（實(shí)際承重的6根）直徑426mm的鋼管樁組成，立柱的荷載為1/2(門洞上方荷載+縱梁重量),縱梁重量為154.50.738KN/m =49.8KN,因此立柱所受的荷載為:886.95+49.8+180.738=950.03KN,每根立柱所承受的荷載值可近似地取N=950.03/6=158.4KN,立柱高度為:4.1m鋼管柱壁厚8mm。鋼管凈截面積為：A=42001mm立柱所受壓力為：立柱抗壓強(qiáng)度滿足要求回旋半徑i=147.8長(zhǎng)細(xì)比=L/i=4100/147.8=27.7，查表得系數(shù)為0.9穩(wěn)定性：=158.410/（0.942001）=4.2MPa<140MPa因此鋼管穩(wěn)定性滿足要求