边跨现浇段满堂支架计算.doc

附录3 60+100+60m 连续梁边跨碗扣式满堂支架计算一、 概述醴陵特大桥84#-87#墩的上部结构为预应力混凝土连续箱梁，依据设计图纸、水文、地质情况，并充分结合现场的实际施工状况，为便于该区段连续箱梁的施工，保证箱梁施工的质量、进度、安全，我部采用满堂式碗扣支架组织该区段连续箱梁预应力混凝土边跨直线段现浇施工。二、 满堂式碗扣件支架方案介绍满堂式碗扣支架体系由支架基础（厚30cm宕渣、20cm级配碎石面层、20cmC20混凝土基础）、48×3.5mm碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调节顶托、10cm×10cm木方做纵向分配梁；模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。10cm×10cm木方分配梁沿纵桥向布置，直接铺设在支架顶部的可调节顶托上，纵向分配梁上再铺设横向分配梁，箱梁底模板采用定型大块竹胶模板，后背10cm×10cm木方，然后直接铺装在10cm×15cm方木分配梁上进行连接固定；侧模、翼缘板模板为整体定型钢模板。根据箱梁施工技术要求、荷载重量、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标，通过计算确定，边跨直线现浇段钢管布置:立杆、纵杆间距60cm（腹板处加密为30cm），横杆间距90cm，支架在桥纵向每200-300cm间距设置剪刀撑；支架两端的纵、横杆系通过垫木牢固支撑在桥墩上；立杆顶部安装可调节顶托，立杆底部支立在底托上，底托安置在支架基础上的10cm×15cm木垫板上。以确保地基均衡受力。三、 荷载分析1. 施工人员、机械、材料荷载：P1=2.5KN/m2 2. 混凝土冲击及振捣混凝土时产生的荷载：P2=2.5KN/m2 3. 梁体钢筋混凝土平均截面自重荷载：a 翼缘板处：P31=32.8KN/m2b 腹板处：P32=140.5KN/m2c 底板处：P33=65KN/m24. 模板、支架自重荷载：P1=1.5KN/m2 四、 两侧翼缘板处满堂支架受力检算两侧翼缘板处碗扣式脚手架布置按顺桥向间距60cm，横桥向间距60cm，横杆步距90cm。翼缘板处脚手架每一根立杆受力如下：1. 施工人员、机械、材料荷载： NQ1=P1A=2.5×0.6×0.6=0.9KN2. 混凝土冲击及振捣混凝土时产生的荷载：NQ2=P2A=2.5×0.6×0.6=0.9KN3. 梁体钢筋混凝土自重荷载：NG1=P31A=32.8×0.6×0.6=11.8KN4. 模板、支架自重荷载：NG2=P4A=1.5×0.6×0.6=0.54KN按规范进行荷载组合有：N=( NQ1+ NQ2) ×1.4+( NG1+ NG2) ×1.2=(0.9+0.9) ×1.4+(11.8+0.54) ×1.2=17.33KN翼缘板处满堂支架单根立杆承受压力大小为：17.33KN该钢管为48×3.5mm钢管，A=489mm2钢管回转半径：I2=(d2+d12)/4 =（15.8mm）25. 按强度验算：=N/A=17330/489=35.4MPa205MPa，符合要求。（杆件自重产生的应力很小，可以忽略不计）6. 稳定性验算按稳定性计算立杆的受压应力（步距900mm）长细比：=L/I=900/15.8=56.96查表得：=0.829组合风荷载时：=Nw/A+Mw/WNw =( NG1+ NG2) ×1.2+( NQ1+ NQ2) ×1.4×0.9=(0.9+0.9) ×1.4×0.9+(11.8+0.54) ×1.2=17.076KNwo=Vw2/1600=28.42/1600=0.5KN/m2wk=0.7u1u2wo=0.7×1.28×0.8×0.5=0.36KN/m2Mw=1.4wklah2/10=1.4×0.36×0.6×0.92/10=24.5N.m=Nw/A+Mw/W=17076/(0.829×489)+24500/5080=46.95MPa205MPa，符合要求。式中：Nw组合风荷载时的单根钢管竖向荷载；Mw风荷载标准值产生的弯矩；W立杆截面模量，5.08cm3；la立杆纵距，取0.6m；h步距，取0.9m；wk风荷载标准值，KN/m2wo基本风压值，KN/m2Vw风速，按平坦空旷地面，离地面10米高30年一遇10min平均最大风速，按10级大风计，取28.4m/Su1风压高度变化系数，取1.28；u2风荷载体型系数，取0.8；7. 地基承载力计算（1）碗扣式钢管脚手架，架杆自重荷载Pk，根据中国建筑工业出版社出版的施工结构计算与设计手册脚手架立杆验算截面承受的构架自重荷载：Gk=a×H0×(gk1+ gk2+ gk3)式中：H0立杆高度取20m； a立杆纵距0.6m；gk1基本构架杆部件的平均自重荷载取0.18kpa；gk2配件平均自重荷载取0.15；gk3局部件平均自重荷载取0.1kpa；则Gk=0.6×20×(0.18+0.15+0.1)=5.16KN。杆件自重传给地基的均布荷载PkPGK=GK/SK=5.16/0.6×0.6=14.34kpa，取PK=1.5PGK=1.5×14.34=21.5kpa。（2）箱梁自重，内外模重量以及施工振捣、料机具等合计均布荷载，P=(32.8+2.5+2.5+1.5) ×1.5=39.3kpa （3）地基承载力计算均布荷载PD=P+PK=39.3+21.5=60.8kpa 经过处理后的地基承载力远大于60.8kpa，故满足要求。五、 腹板间的满堂支架受力验算腹板间的碗扣式脚手架布置按顺桥向间距30cm，横桥向间距30cm，横杆步距90cm。腹板处脚手架每一根立杆受力如下：1. 施工人员、机械、材料荷载： NQ1=P1A=2.5×0.3×0.3=0.225KN2. 混凝土冲击及振捣混凝土时产生的荷载：NQ2=P2A=2.5×0.3×0.3=0.225KN3. 梁体钢筋混凝土自重荷载：NG1=P32A=140.5×0.3×0.3=12.645KN4. 模板、支架自重荷载：NG2=P4A=1.5×0.3×0.3=0.135KN按规范进行荷载组合有：N=( NQ1+ NQ2) ×1.4+( NG1+ NG2) ×1.2=(0.225+0.225) ×1.4+(12.645+0.135) ×1.2=15.966KN翼缘板处满堂支架单根立杆承受压力大小为：15.966KN该钢管为48×3.5mm钢管，A=489mm2钢管回转半径：I2=(d2+d12)/4 =（15.8mm）25. 按强度验算：=N/A=15966/489=32.65MPa205MPa，符合要求。（杆件自重产生的应力很小，可以忽略不计）6. 稳定性验算按稳定性计算立杆的受压应力（步距900mm）长细比：=L/I=900/15.8=56.96查表得：=0.829组合风荷载时：=Nw/A+Mw/WNw =( NG1+ NG2) ×1.2+( NQ1+ NQ2) ×1.4×0.9=(0.225+0.225) ×1.4×0.9+(12.645+0.135) ×1.2=15.903KNwo=Vw2/1600=28.42/1600=0.5KN/m2wk=0.7u1u2wo=0.7×1.28×0.8×0.5=0.36KN/m2Mw=1.4wklah2/10=1.4×0.36×0.3×0.92/10=12.25N.m=Nw/A+Mw/W=15903/(0.829×489)+12250/5080=41.64MPa205MPa，符合要求。7. 地基承载力计算（1）碗扣式钢管脚手架，架杆自重荷载Pk，根据中国建筑工业出版社出版的施工结构计算与设计手册脚手架立杆验算截面承受的构架自重荷载：Gk=a×H0×(gk1+ gk2+ gk3)式中：H0立杆高度取15m； a立杆纵距0.3m；gk1基本构架杆部件的平均自重荷载取0.18kpa；gk2配件平均自重荷载取0.15；gk3局部件平均自重荷载取0.1kpa；则Gk=0.3×15×(0.18+0.15+0.1)=1.94KN。杆件自重传给地基的均布荷载PkPGK=GK/SK=1.94/0.3×0.3=21.5kpa，取PK=1.5PGK=1.5×21.5=32.25kpa。（2）箱梁自重，内外模重量以及施工振捣、料机具等合计均布荷载，P=(140.5+2.5+2.5+1.5) ×1.5=220.5kpa （3）地基承载力计算均布荷载PD=P+PK=220.5+32.25=252.75kpa 经过处理后的地基承载力远大于252.75kpa，故满足要求。六、 底板处满堂支架受力检算底板处碗扣式脚手架布置按顺桥向间距60cm，横桥向间距60cm，横杆步距90cm。底板处脚手架每一根立杆受力如下：1. 施工人员、机械、材料荷载： NQ1=P1A=2.5×0.6×0.6=0.9KN2. 混凝土冲击及振捣混凝土时产生的荷载：NQ2=P2A=2.5×0.6×0.6=0.9KN3. 梁体钢筋混凝土自重荷载：NG1=P31A=65×0.6×0.6=23.4KN4. 模板、支架自重荷载：NG2=P4A=1.5×0.6×0.6=0.54KN按规范进行荷载组合有：N=( NQ1+ NQ2) ×1.4+( NG1+ NG2) ×1.2=(0.9+0.9) ×1.4+(23.4+0.54) ×1.2=31.248KN翼缘板处满堂支架单根立杆承受压力大小为：31.248KN该钢管为48×3.5mm钢管，A=489mm2钢管回转半径：I2=(d2+d12)/4 =（15.8mm）25. 按强度验算：=N/A=31248/489=63.9MPa205MPa，符合要求。（杆件自重产生的应力很小，可以忽略不计）6. 稳定性验算按稳定性计算立杆的受压应力（步距900mm）长细比：=L/I=900/15.8=56.96查表得：=0.829组合风荷载时：=Nw/A+Mw/WNw =( NG1+ NG2) ×1.2+( NQ1+ NQ2) ×1.4×0.9=(0.9+0.9) ×1.4×0.9+(23.4+0.54) ×1.2=30.996KNwo=Vw2/1600=28.42/1600=0.5KN/m2wk=0.7u1u2wo=0.7×1.28×0.8×0.5=0.36KN/m2Mw=1.4wklah2/10=1.4×0.36×0.6×0.92/10=24.5N.m=Nw/A+Mw/W=30996/(0.829×489)+24500/5080=57.37MPa205MPa，符合要求。7. 地基承载力计算（1）碗扣式钢管脚手架，架杆自重荷载Pk，根据中国建筑工业出版社出版的施工结构计算与设计手册脚手架立杆验算截面承受的构架自重荷载：Gk=a×H0×(gk1+ gk2+ gk3)式中：H0立杆高度取15m； a立杆纵距0.6m；gk1基本构架杆部件的平均自重荷载取0.18kpa；gk2配件平均自重荷载取0.15；gk3局部件平均自重荷载取0.1kpa；则Gk=0.6×15×(0.18+0.15+0.1)=3.87KN。杆件自重传给地基的均布荷载PkPGK=GK/SK=3.87/0.6×0.6=10.75kpa，取PK=1.5PGK=1.5×10.75=16.125kpa。（2）箱梁自重，内外模重量以及施工振捣、料机具等合计均布荷载，P=(65+2.5+2.5+1.5) ×1.5=107.25kpa （3）地基承载力计算均布荷载PD=P+PK=107.25+16.125=123.375kpa 经过处理后的地基承载力远大于123.375kpa，故满足要求。七、 分配横梁受力计算1. 10×15方木 10×15cm方木采用木材材料为A3A1类，其容许应力，弹性模量按A3类计，即：w12Mpa，E9×103，10cm×15cm方木的截面特性：净截面抵抗矩：W10×152/6375cm3毛截面惯性矩：I=10×153/12=2812.54cm4毛截面惯矩：Sm=（10×15/2）×15/4=281.25cm3（1） 在腹板部位：10cm×15cm纵向分配梁验算：腹板部位的砼荷载q=114KN/m2,立杆纵向间距为30cm，横向间距为30cm.纵梁跨中弯矩：M=1/8ql2=1/8×114×0.32=1.283KN.m支点剪力：Q=1/2ql=1/2×114×0.3=17.1Kn弯曲强度：w=M/W=1283000/375000=3.42MPa12MPa，满足要求。挠度：f=5ql4/384EI=l/400，满足要求。