4、碗扣式满堂支架制梁法检算书.doc

中铁22局海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标箱梁满堂支架检算书 一、工程概况（一）、本专项方案适用条件与范围海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标桥梁上部结构二）、技术条件道路等级：城市快速路；设计行车速度：80km/h；设计汽车荷载：城-A级（荷载系数1.3）（三）、结构形式及设计主要参数⑴ 截面类型为单箱多室截面见下图⑵ 桥面宽度：主线桥宽度分13.25m、15.5m、26m、37m四种，B匝道为8m，C,D匝道为9.5m⑶梁体跨度为30m～40m，梁高为2.2m⑷ 梁体混凝土强度等级为C50，封锚采用强度等级为C50的补偿收缩混凝土二、 模板支撑架总体方案概况现浇支架采用满堂支架，支架立杆支撑在承台和已硬化的地面基础上满堂支架立杆的纵向间距在梁端实心部份和梁端箱梁加厚段为60cm，其余按90cm布置；横向间距箱梁两侧箱室底板下横向间距90cm，翼板下横向间距90cm，腹板、中隔板以及横梁下的横向间距60cm步距除地面以上、底板以下2层为60cm，其余均为120cm支架设置纵桥向与横桥向的剪刀撑以维持支架的整体稳定，剪刀撑每隔4排设置一道在水平方向，底层设置扫地杆，顶层设置水平剪刀撑，中间每隔4.8m增设一道水平剪刀撑。

立杆顶端安装可调式U形顶托，在顶托内安装纵桥向I1O的工字钢，在横桥向安装10×10cm方木，方木在一般截面的间距布置为30cm，在中横梁及端横梁处的间距加密为20cm，上面再铺设竹胶板模板力学传递程序：现浇箱梁砼→模板（15mm竹胶板）→ 横向分配梁（10×10cm方木）→纵梁(工10工字钢)→钢管立杆(φ48×3.5mm)→基础由于本标段桥跨形式较多，此验算方案以Z91#-Z93#墩的第二十七联（30+30）m的一跨作为验算对象下面为支架横断面与纵断面布置图： 支架横断面布置图支架纵断面布置图三、 方案设计依据及参数1、海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）工程桥梁工程设计图；2、本工程各桥梁下部结构设计图纸 ；3、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)；4、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；5、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）；6、《路桥施工计算手册》； 7、《公路施工手册》8、《钢结构设计规范》（GB50017—2003）；9、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；10、钢筋混凝土重度rc=26KN/m3；11、恒载系数1.2，活载系数1.4。

12、施工人员及机械活载按1KN/m2参考【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》取值）13、模板重量q=2.5KN/m2 竹胶板模板、木框架，参考【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》取值四、荷载计算 1、 箱梁横断面参数被支撑梁段横截面面积：A=16.998m2；梁高H=2.2m，箱梁顶面宽度B=25.8m（如下图如示，单位：cm） 2、 支架设计荷载①、箱梁结构荷载： q1=26KN/m3；②、箱梁模板荷载：q2=2.5KN/m2； ③、振捣、倾倒混凝土荷载：q3=4 KN/m2； ④、施工人、机活载：q4=1.0KN/m2五、 结构设计内力及检算 由满堂支架布置图可知，腹板、中隔板及横梁位置立杆的横向*纵向间距为60*60cm，底板位置立杆的横向*纵向间距为90*60cm，其中腹板、中隔板及横梁位置梁高（混凝土净高）为2.2m，底板位置混凝土高度为0.5m腹板、中隔板及横梁处的荷载处于最不利荷载位置，因此验算此位置的荷载即可1、横向分配梁荷载验算 横向分配梁采用10*10cm方木，作为支架横分配梁与底模板背楞，根据《木结构设计规范》 ：普通松木的抗弯强度设计值fm=13 MPa，抗剪强度fv=1.5 MPa，弹性模量为E=9.5*103 MPa，挠度极限值L/400。

Wx=166.7cm3,Ix=833 cm4，Sx=125 cm3横向分配梁的间距按30cm布置，跨距为60cm腹板及中隔板处混凝土的自重荷载q1-1=2.2*26=57.2KN/m2计算荷载为1.2*（q1-1+q2）+1.4*(q3+q4)= 78.64 KN/m2其线荷载q=0.3*78.64=23.6 KN/m，按2跨连续梁布置，其受力简图如下： 可求得Mmax=1.062KN.m，Vmax=8.85KN，Fmax=17.7KN1） 弯拉应力σ=Mmax/ Wx=6.37 MPa< fm = 13 MPa,满足要求2） 剪应力τ=(Vmax*Sx)/(Ix*b)=1.32 MPa< fv = 1.5 MPa,满足要求3） 扰度ω=5ql4/384EI=0.5mm< l/400=1.5mm, 满足要求2、纵梁荷载验算 纵梁采用工10工字钢，查《路桥施工计算手册》附表3-31热轧普通工字钢截面特性表，得工10型钢的截面特性：截面惯性矩Ix＝245cm4，Wx=49cm3，A=14.33 cm2；Sx=28.2cm3，d=4.5mm钢材的力学性能：弹性模量E=2.1×105 MPa，容许弯曲应力σw=215 MPa，容许剪应力τ=125 MPa。

纵梁跨距为60cm，腹板及中隔板处混凝土的自重荷载q1-1=2.2*26=57.2KN/m2 计算荷载为1.2*（q1-1+q2）+1.4*(q3+q4)= 78.64 KN/m2 其线荷载q=0.6*78.64=47.2 KN/m，按2跨连续梁布置，其受力简图如下：可求得Mmax=2.12KN.m，Vmax=17.7KN，Fmax=35.4KN1）弯拉应力σ=Mmax/ Wx=43.2 MPa < σw = 215MPa ,满足要求2）剪应力τ=(Vmax*Sx)/(Ix*d)=45.3 MPa < τ = 125MPa,满足要求 3）扰度ω=5ql4/384EI=0.15mm < l/400=1.5mm, 满足要求 3、支架立杆荷载验算 支架立杆采用φ48×3.5mm钢管（鉴于市场上反复周转使用的钢管构件规格难以达标，在计算中采用φ48×3.0mm钢管进行计算），其在腹板中隔板及横梁处的纵横向布置为0.6*0.6m，步距为1.2m钢管的力学参数如下：φ48×3.0mm钢管相关设计参数外径d（mm）壁厚t(mm)截面积A（mm2）惯性矩I（mm4）483.0 4.24×1021.078×105抵抗矩W（mm3）回旋半径（mm）弹性模量钢管容许应力4.493×10315.952.0×105205MPa 立杆、横杆承载性能立杆横杆步距（m）允许荷载（KN）横杆长度（m）允许集中荷载（KN）允许均布荷载（KN）0.6400.94.5121.230123.571.8251.52.54.52.4201.82.03 1）强度验算 计算荷载=1.2*（q1-1+q2）+1.4*(q3+q4)=78.64KN/m2 单根立杆所受荷载N=78.64*0.6*0.6=28.3 KN < 30KN，满足要求 2）立杆稳定性验算根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）有关模板支架立杆的稳定性计算公式： N―钢管所承受的最大垂直荷载，上式计算得N＝13.41KN; 单根钢管截面面积（按壁厚3mm计，另外乘以0.75折减系数）: A=424×0.75=318mm2ф为轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得ф，λ＝L/i，回转半径i＝15.78mm，L为立杆步距，L＝120cm，λ＝L/i＝120/1.578＝76.04，查路桥施工计算手册附录三P790页，得ф＝0.676 MW为计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩：MW＝0.85×1.4MWK＝（0.85×1.4ωK1ah2）/10式中MWK―风荷载标准值产生的弯矩形;ωK―风荷载标准值;1a―立杆纵距；h―立杆步距；ωK＝0.7μzμsω0μz―风压高度变化系数，本工程邻近海面，地面粗糙度为A类，离地面高度大于10m，查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（GBJBJ166-2008）表7.2.1风压高度变化系数得μz＝1.38μs―风荷载体型系数，查《建筑结构荷载规范》表7.3.1风荷载体型系数第36项得μs＝1.2；ω0―基本风压（KN/㎡），查《建筑结构荷载规范》表D.4雪压和风压表，得ω0＝0.8KN/㎡,故：ωK＝0.7μzμsω＝0.7×1.38×1.2×0.8＝0.93KN/㎡1a＝90cm，h＝120cm所以，MW＝0.85×1.4MWK＝（0.85×1.4ωK1a h2）/10 ＝（0.85×1.4×0.93×0.9×1.22）/10＝0.14KN.m故，N/(фA)+ MW/W＝13.41×103/(0.676×367)+0.14/ (5.08×103) ＝54.05+27.56＝81.61MPa＜[δ]=205MPa 满足要求。

4、 基础验算地基处理应根据现场的地基情况确定，对于原状路面考虑直接将底托支撑在沥青路面上，承载力及沉降量均能满足要求而对于绿化带、基坑开挖处等较软弱的地基则考虑换填5%灰土处理，分层压实，采用轻型触探仪进行检测，处理后承载力要求不小于200KPa.验收合格后再在地基上浇筑15cm厚的C20混凝土垫层支架底托尺寸15cm×15cm,底托直接放置在硬化后的混凝土垫层或原有沥青路面上，若按照45°的进行扩散，混凝土垫层与地基接触的面积应按450mm×450mm，取单根立杆最大受力28.3KN进行计算，那么产生的最大基底应力为σ＝F/A=28.3/（0.45*0.45）＝139.7Kpa < 200 kpa，满足要求5、满堂支架整体抗倾覆分析计算根据JTJ/T-2011《公路桥涵施工技术规范》5.2.8条稳定性要求，支架在自重和风荷载等作用下的抗倾覆定时，倾覆稳定系数不得小于1.3根据《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004，支架为临时结构，按1/10频计算：基本风速：V10=28.8m/s基本风压：W10=0.5KN/m2空气重力密度：γ=0.012017e-0.0001Z=0.012017e-0.0001×15=0.012 KN/m3高度Z处的设计基准风速：Vd= K2K5V10=0.79×1.38×28.8=34.3m/s设计基准风压：Wd=(γVd2)/(2g)=(0.012×34.32)/(2×9.81)=0.72KN/m2支架+梁高按3.8m实体计算，则：桥横向风荷载标准值：Fwh=k0k1k3WdAwh=0.75×1.1×1.0×0.72×30×3.8=67.7KN其中：k0为设计风速重建期换算系数，对于施工架设期桥梁，k0取0.75。

K1为风载阻力系数，k0取1.1K3为地形、地埋条件系数，一般地区k3取1.0Wd为设计基准风压 Awh为横。