支架计算

泉州湾跨海大桥 南岸陆地区引桥第一联专项施工方案 南岸陆地区引桥第一联满堂支架设计计算书一、支架方案简介模板支架采用满堂式碗扣支架体系，支架立杆、横杆、剪刀撑采用48×3.5mm钢管。杆件间以碗扣式连接为主，剪刀撑采用扣件连接。立杆下端设底座支撑于基础面，上端设可调顶托支撑分配梁。地基经清表回填压实处理，并铺设58碎石垫层，后在基础面上浇筑10厚混凝土垫层。箱梁底、侧模均采用覆膜竹胶模板，支架顶的纵向、横向分配梁分别采用10×12cm、10×10木方。竹胶面板与分配梁固定成型。内模采用普通竹胶板做面板，方木结构及钢管作为支撑。端模采用普通竹胶板做面板并采用支撑固定，斜撑底固定于延伸的底模板上。根据初步计算，支架的立杆、横杆、剪刀撑布置拟定如下：立杆支架立杆步距为120cm，在杆顶为减少悬臂长度步距设置为60。立杆横桥向布置：立杆在梁体腹板位置按间距60cm布置，在翼缘板及底板位置则按90cm间距布置，具体布置如下：2×90+2×60+3×90+2×60+3×90+2×60+3×90+2×60+2×90,共计22排。立杆纵桥向布置：梁体在每跨中间等截面部位立杆间距按90cm布置，在墩顶梁体加强段则按间距60cm进行布置。剪刀撑为确保支架整体稳定性，支架需设置相应的纵、横向剪刀撑和水平剪刀撑。剪刀撑布置严格按照规范要求进行，其布置原则如下:支架四周从底到顶连续设置剪刀撑，中间纵、横向由底至顶连续设置竖向剪刀撑，其间距应小于或等于4.5m。剪刀撑的斜杆与地面夹角应在45600之间，斜杆应每步与立杆扣接。支架顶端与底部必须设置水平剪刀撑，中间水平剪刀撑每4.8m设置1道。二、碗口式钢管支架一般构造特性脚手架钢管特性脚手架钢管采用235A3级钢，钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值详见表1.表1：钢材的强度和弹性模量表235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值(Nmm2)205弹性模量2.05×105钢材木材截面特性48×3.5mm脚手钢管钢管截面特性详见表2。表2：钢管截面特性表外 径F(mm)壁 厚(mm)截面积A()截面惯性矩()截面模量()回转半径()483.54.8912.195.081.58木材承载力特性详见表3。表3：方木承载力特性表尺寸规格()截面积A()截面惯性矩()截面模量()抗弯强度(MPa)剪切强度(MPa)弹性模量（N/mm2）10×121201440240101.7900010×10100833167101.79000竹胶板采用厚度1.8cm，承载力特性详见表4。表4：竹胶板力学特性表项目板长向(MPa)板宽向(MPa)静曲强度9060静曲弹性模量75005500三、箱梁各断面自重荷载计算混凝土容重按=25KN/m3箱梁断面荷载计算公式为q=S×/bS=b×hq箱梁断面分布荷载S箱梁断面分段面积b箱梁断面分段宽度h箱梁断面分段宽度范围的平均梁高箱梁纵断面横断面分布荷载计算如下：图1 纵桥向第一跨荷载分布图（kN/m）图2 纵桥向第二、第三跨荷载分布图（kN/m）图3 纵桥向第四跨荷载分布图（kN/m）桥横向各断面荷载分布如下：图4 横桥向跨中荷载分布图（kN/m2）图5 横桥向梁端加强段荷载分布图（kN/m2） 图6 横桥向梁端墩顶实心部分荷载分布图（kN/m2）四、箱梁一般截面（跨中）支架结构检算1、荷载计算固定荷载模板及模板支撑架荷载Q1：通过计算模板荷载如下：a、内模：取q11=0.5KN/m2；b、侧模：取q12=0.5KN/m2；c、底模（包括背带木）：取q13=0.5KN/ m2 ；d、碗扣脚手架荷载：通过计算得（含剪刀撑）：q1-4=2.0KN/m2。（按高度20米支架计算）箱梁混凝土荷载Q2：腹板处取q2-1=57.2KN/m2，翼沿板处取q2-2=11.7KN/m2,其他部位取q2-3=16.9KN/m2。可变荷载Q3，Q4：查建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范4.2.5条取值施工人员及设备荷载标准值（Q3）按均布荷载取1.0KN/m2。浇筑和振捣混凝土时产生的荷载标准值（Q4）为1.0 KN/m2。 2、计算单元确定腹板钢筋混凝土梁重：57.2KN/m2；底模荷载：0.5KN/m2；内模荷载：0.5KN/m2；脚手架荷载： 2.0KN/m2 （按支架搭设高度20米计算）；施工人员及设备荷载：1.0KN/m2；砼振捣荷载：1.0 KN/m2翼沿板钢筋混凝土梁重：16.9KN/m2；侧模：取q12=0.5KN/m2；脚手架荷载： 2.0KN/m2 （按支架搭设高度10米计算）施工人员及设备荷载：1.0KN/m2；砼振捣荷载：1.0 KN/m2其他位置钢筋混凝土梁重：11.7 KN/m2；底模荷载：0.5 KN/m2；内模荷载：0.5KN/m2；脚手架荷载： 2.0KN/m2 （按支架搭设高度10米计算）施工人员及设备荷载：1.0KN/m2；砼振捣荷载：1.0 KN/m23、立杆强度及稳定性验算立杆强度检算立杆强度容许强度计算容许压力 f=f轴心受压杆件稳定系数 =7320/2长细比 =l0/i计算长度 l0=kh 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，取1.5； h立杆步距，取1.2m； f钢材抗压强度设计值，取205MPa；l0=1.155×1.2×1.5=2.079m。=l0/i=2.079/0.0158=131.58。=7320/2=7320/131.582=0.4228。N=Af=0.4228×0.000489×205000=42.38MPa。立杆强度检算计算单元1立杆查建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范单肢立杆轴向力计算公式N1.2（Q1 + Q2）×Lx×Ly+ 1.4（Q3+ Q4）×Lx×Ly式中：Lx、Ly 单肢立杆纵向及横向间距，其值分别为：0.6m和0.6m。N1.2（Q1 + Q2）×Lx×Ly+ 1.4（Q3+ Q4）×Lx×Ly=1.2(0.5+0.5+2+57.2)×0.6×0.6+1.4×(1+1)×0.6×0.6=26.8KNN=26.8KNN=30KN计算单元2立杆单肢立杆纵向间距Lx=0.9m, 横向间距Ly=0.9m,则:N1.2（Q1 + Q2）×Lx×Ly+ 1.4（Q3+ Q4）×Lx×Ly =1.2(0.5+2.0+16.9)×0.9×0.9+1.4×(1+1)×0.9×0.9=21.12KN则单根立杆受力：N=21.12KN<N=30KN满足立杆强度要求。计算单元3立杆单肢立杆纵向间距Lx=0.9m, 横向间距Ly=0.9m,则:N1.2（Q1 + Q2）×Lx×Ly+ 1.4（Q3+ Q4）×Lx×Ly=1.2(0.5+0.5+2.0+11.7)×0.9×0.9+1.4×(1+1)×0.9×0.9=16.56KN则单根立杆受力：N=15.56KN<N=30KN满足立杆强度要求。立杆稳定性检算碗扣式满堂支架是组装构件，单根碗扣在承载力允许范围内就不会失稳，以轴心受压的单根立杆进行验算：公式：NN= Aó按横杆步距h=120cm计算。跨中底板钢管长细比L/i=120/1.58=75.9<=230，取76；竖杆为轴心受压杆件，查建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范附录E：Q235A钢管轴心受压构件的稳定系数为：0.744，ó=205MPa立杆竖向可承载力N=0.744×489×205=74582.28N=74.6KN计算单元1中腹板R立杆荷载较大，其N26.8KN（见前碗扣立杆强度检算）由上可知：腹板处：N26.8KNN=74.6KN立杆稳定性满足要求。五、箱梁加强段支架验算1、荷载计算固定荷载模板及模板支撑架荷载Q1： a、内模（包括支撑架）：取q11=0.5KN/m2；b、侧模：取q12=0.5KN/m2；c、底模（包括背带木）：取q13=0.5KN/ m2 ；d、碗扣脚手架荷载：q1-4=2.0KN/m2。箱梁混凝土荷载Q2：横桥向根据箱梁横桥向变化，按分布均布荷载考虑，其布置情况如下： 图6、梁体加强段荷载分布图可变荷载Q3：查建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范4.2.5条取值：施工人员及设备荷载取Q3=1.0KN/m2；水平模板的砼振捣荷载Q4=1.0KN/m2。2、计算单元确定计算单元1钢筋混凝土梁重：57.2KN/m2；底模荷载：0.5KN/m2；内模荷载：0.5KN/m2；脚手架荷载： 2.0KN/m2 ;施工人员及设备荷载：1.0KN/m2；砼振捣荷载：1.0KN/m2计算单元2钢筋混凝土梁重：27.3KN/m2；底模荷载：0.5KN/m2；内模荷载：0.5KN/m2；脚手架荷载： 2.0KN/m2（含剪刀撑）施工人员及设备荷载：1.0KN/m2；砼振捣荷载：1KN/m2(垂直模板的砼振捣荷载q3-2=4KN/m2)；3、立杆强度及稳定性验算立杆强度检算计算单元1立杆查建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范单肢立杆轴向力计算公式N1.2（Q1 + Q2）×Lx×Ly+ 1.4(Q3+Q4)×Lx×Ly式中：Lx、Ly 单肢立杆纵向及横向间距。Lx =0.6m，Ly = 0.6m。N1.2（Q1 + Q2）×Lx×Ly+ 1.4(Q3 + Q4)×Lx×Ly=1.2(0.5+0.5+2.0+57.2)×0.6×0.6+1.4×(1+1)×0.6×0.6=26.8KN则单根立杆受力：N=26.8KN<N=30 KN满足立杆强度要求。计算单元2立杆单肢立杆纵向间距Lx=0.6m, 横向间距Ly=0.9m,则:N1.2（Q1 + Q2）×Lx×Ly+ 1.4(Q3+Q4)×Lx×Ly=1.2(0.5+0.5+2+27.3)×0.6×0.9+1.4×(1+1)×0.6×0.9=21.1KN则单根立杆受力：N=21.1KN<N=30 KN满足立杆强度要求。立杆稳定性检算碗扣式满堂支架是组装构件，单根碗扣在承载力允许范围内就不会失稳，以轴心受压的单根立杆进行验算：公式：NN= Aó按横杆步距h=120cm计算。跨中底板钢管长细比L/i=120/1.58=75.9<=250取76；竖杆为轴心受压杆件，查建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范附录C：Q235A钢管轴心受压构件的稳定系数为：0.744，ó=2