Sta20+536橋現澆預應力鋼筋砼箱梁支架、縱橫梁、模板的方案及檢算

1、Sta.20+536橋現澆預應力鋼筋砼箱梁 支架、橫梁、分配梁、模板的方案及檢算 一、概況： Sta.20+536橋為麥麥高速鐵路橋之一，本橋為一聯(lián)四跨（2Om+25m+25m+20r預應力 鋼筋砼箱梁。 二、支架方案： 本橋現澆預應力鋼筋砼梁采用滿堂支架方案，支架采用 48.3 X 3.0 mm碗扣式鋼管支 架。梁端部支架立桿采用縱向間距 0.6m,底板下橫向間距采用 0.6m，翼緣板下橫向間距 采用0.9m；跨中部立桿采用縱向間距0.9m,底板下橫向間距0.6m,翼緣板下橫向間距0.9m, 步距1.21.5m。檢算時取1.5m。 支架頂橫向梁采用雙14a槽鋼，橫梁間距與支架縱向間距一致。

2、縱向梁（即模板背帶）采用 H20工字型木背帶，箱梁腹板下間距為0.3m，其余底板 0.3m，側模板處間距0.3m，翼緣板處0.4m。 模板采用竹膠合板或者木膠合板，厚度 20mm 三、支架檢算： 支架檢算高度按照最高處6m檢算。 碗扣式支架設計，縱、橫斷面圖及平面布置圖見附圖： 支架 48.3*3.0碗扣式鋼管腳手架搭設： 48.3*3.0碗扣式腳手架鋼管相應參數 d (mm) t (mm) A (mm2) lx (mm4) Wx (mm3) r (mm) 母米長質 量（kg/m） 48.3 3.0 427 5 1.1 X 10 4554 16 5.85 （一）、支架單根立桿穩(wěn)定承載力計算：

3、不組合風荷載時： d N = Af = 0.458 X 427X 205= 40091N=40.09KN A單根立桿的截面積，A取427mm f鋼材強度設計值，對Q235鋼取205N/mrm 軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數，按入=l0/r查表取值 表C穩(wěn)定系數表 X 0 1 2 3 4 5 6 1 8 r 9 0 1.000 0.997 0.995 0.992 0.989 0.987 0.984 0.9l 0.979 0.976 J0 0.974 0.971 0.563 0 966 0,963 O.PO 0.P58 Q.P55 0-952 U.949 20 0.947 0 944 0 941 0 93

4、8 0.936 0.933 0.930 0 P27 0.924 0.921 30 0.91S 0.915 0 912 0.909 0.906 0.903 0 S9? O.S90 0.393 0S9 40 (U加 0.382 曲79 0.875 0.872 0.S6S D.864 0.861 0.35S 0.855 50 0.S52 U.349 0.S46 0.543 0.S39 0.836 0.S32 C.S22 (50 0.8 IE 0.S14 0.310 0.80C 0.302 0.797 Q.793 0.789 0.7S4 0,779 70 0.775 0 770 0 755 U.7dO

5、 0.755 0.750 0.744 0 739 0 733 0.728 80 0.72 0.716 0.710 0.7D4 S638 0.692 0 685 0.680 D.S73 0.667 P0 0.661 0.654 0.648 0.1 0.634 O.62C5 D.618 0.611 0.603 0.595 X o 1 2 3 打 5 卩取值1.27 ； h （步距）取1.5m I o=k 卩 h=1*1.27*1.5=1.905m 入 1=1905/16=119, 2、處于頂端自由端時，lo=ky h; k取值2.0 ;卩取值1.27 ; h取自由端高度0.5m I 0=k 卩 h

6、=2*1.27*0.5=1.27m 入 2=1270/16=79.4 入取1、2式中最大值，所以入=119 查表取0.458 ; （二）、荷載分析及支架布置： 1、梁端和跨中截面砼荷載 截面圖 2 2 _ . 2 混凝土面積：s1=0.892m、s2=2.355m、刀 s3=2.848 m 每平米鋼筋砼荷載： 2 5=0.892 X 26- 2.65=8.75KN/m ; q2=2.355 X 26- 1.8=34.02KN/m2; qa=2.848 X 26- 3.6=20.57KN/m2 2、張拉底板加厚段截面砼荷載 底板加厚段截面圖 混凝土面積：s1=0.892m2、s2=4.737m2

7、、刀 s3=4.171mi 每平米鋼筋砼荷載： 5=0.892 X 26- 2.65=8.75KN/m2; q2=2.355 X 26- 1.8=34.02KN/m2; q3=4.171 X 26- 3.6=30.12KN/m2 3、施工荷載：按4KN/ m2考慮。 4、模板及背帶鋼支架等荷載: 2 :按 6KN/m考慮。 5、腳手架及其附件荷載： 鋼管 1 米 47.7N 水平桿1 0.6 米/根 28.2N 水平桿2 0.9 米/根 39.7N 6m咼支架單根立桿自重合計 : 0.6 X 0.6組合：47.7*6+(28.2+28.2 )*6/(1.5*0.36)=0.913kN 0.9

8、X 0.6組合：47.7*6+(39.7+28.2 )*6/(1.5*0.54)=0.786kN 0.9 X 0.9組合：47.7*6+(39.7+39.7 )*6/(1.5*0.81)=0.678kN (三) 、組合荷載作用下穩(wěn)定性檢算： 由于采用敞開式滿堂支架，風荷載對支架結構受力影響非常小，在組合荷載的受力分 析中不予考慮。 1、跨中部分： (1) 、箱梁跨中懸挑部分(Si):立桿間距設為0.9 X 0.9m。 每根立桿受力面積為0.9 x 0.9=0.81m ; 每根立桿的軸向受壓荷載 N=1.2刀NG+1.4刀Nk =1.2 x 0.678+1.4 x (8.75+4+6) x 0.

9、81 =22.08KN v40.09KN，穩(wěn)定。 (2) 、梁跨中梗肋部分(S2):立桿間距設為0.6 x 0.9m。 每根立桿受力面積為 0.6x0.9=0.54m2; 每根立桿的軸向受壓荷載 N=1.2刀Nb+1.4刀NU =1.2x 0.786+1.4 x(34.02+4+6) x0.54 =34.22KN v40.09KN，穩(wěn)定。 (3) 、箱梁跨中底板部分(Sa):立桿間距設為0.6 x 0.9m。 每根立桿受力面積為 0.6x0.9=0.54m2; 每根立桿的軸向受壓荷載 N=1.2刀Nb+1.4刀NU =1.2x 0.786+1.4 x(20.57+4+6) x0.54 =24.

10、05KN v40.09KN，穩(wěn)定。 2、箱梁跨中底板加厚段部分 : 箱梁跨中底板部分(Sa):立桿間距設為0.6 x 0.9m。 每根立桿受力面積為 0.6x0.9=0.54m2; 每根立桿架的軸向受壓荷載 N=1.2E NGk+1.4刀NQk =1.2x 0.786+1.4 x(30.12+4+6) x0.54 =31.27KN v40.09KN，穩(wěn)定。 (四) 、立桿的受壓變形量計算: 1、立桿的受壓變形計算： L=LN/fE L 為立桿的長度，計算長度 6m; NU為立桿受力最大處所承受的組合壓力荷載34.22KN; f 為鋼管抗拉、抗壓、抗彎的強度設計值205N/mm2; E為鋼管的彈

11、性模量2.06 x 105 N/mnl ; 35 L=6x 10 x 34.22 x 1000-( 205x 2.06 x 10 ) =4.86mm 取5mm(乍為彈性變形量。 2、整個支架系統(tǒng)的非彈性變形: 底托與立桿、立桿與立桿、立桿與頂托、頂托與橫梁、橫梁與縱梁，縱梁與模板，在 施工過程中，由于在加荷載前不可能完全密貼，加載以后可能會產生非彈性變形而壓緊密 貼，由此產生的非彈性變形，根據以往施工經驗，暫定為5mm 3、總變形量： 總變形量=非彈性變形+彈性變形 =5+5=10mm。 四、上部槽鋼（橫梁）檢算： 支架頂采用雙14a槽鋼為橫向支撐梁，上鋪縱向工字型木制背帶，然后鋪設20mm竹

12、 膠板作為模板。檢算時按照單根槽鋼計算，確保安全。 14a 槽鋼，截面抵抗矩 W=80.5 x 103mrh I x=564X 104mrH 按最大受力處簡支均布荷載計算， 計算荷載：qmax=（最大處鋼筋砼荷載+施工荷載+模板背帶荷載）x 0.6m qma尸（68.42+4+6） X 0.6=47.05KN/m 2 2 MU= 1/8qMaJ = 1/（8 X47.05 X 0.6 ）=2.12KN?m 1、強度檢算： c = MUWX= 2.12 X 106/80.5 X 103 = 26.34 N/mm2v 205 N/mni滿足要求（簡支梁） 2、撓度檢算： E=2.06X 1011

13、N/m2 , f = 5NUL4/384EI x=5X 47.05 X 103X 0.64/ （384X 2.06 X 1011X 564X 10-8） =6.83 X 10-5 mf=L/400=0.6/400=0.0015m，滿足要求。 五、工字型木背帶（縱向梁）檢算： （一）、梁端部位及跨中部位： 1250 0 - .-_ i r-*- 6100 a 320060049006003200 橫斷面砼荷載分布(單位：KN/m2) 80 縱橋向工字型木背帶，底板全部按間距0.3m布置在橫向槽鋼上，翼緣板處按照間距 0.4米布置。 工字木按照簡支梁計算，根據工字木產品的技術參數如下： 4342

14、lx=4613cm； W=461cm； E=1.0X 10 N/mm； Q=11.0KN; M=5.0 KN.m 梁端部位及跨中均按照跨度為0.6m的簡支梁進行計算； 1、腹板對應底板部分檢算： 砼荷載按照最大64.24KN/mi；模板荷載按照2.5KN/ ；人和機具活動荷載按照4KN/m； 梁自重 N1=64.24X 0.6 X 0.3=11.56(KN) 模板的荷載 N2=2.5X 0.6 X 0.3=0.45(KN) 人及機具活載 N6= 4.0 X 0.6 X 0.3=0.72(KN) 最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的彎矩和，計算公式如下： 均布荷載：q=1.2 X(

15、11.56+0.45+0.72)/0.9=16.97kN/m； 22 最大彎距：Mnaql /8=16.97 X 0.9 /8=1.72kN.m ； 最大剪力 QmaF ql/2=16.97 X 0.9/2=7.64kN ； (1) 、抗彎承載能力檢算： 工字木抗彎允許值M=5.0KN.m 咲1.72 v M=5.0KN.m， 則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。 (2) 、抗剪承載能力檢算： 工字木抗剪力允許值Q=11.0KN Qa=7.64 v Q=11.0KN， 則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。 (3) 、撓度檢算： 取撓度f=L/400 =0.6/4

16、00=1.5mm fi=5q|4/384EI x=5X 16.97 X 103 X 0.9 4/ (384X 1.0X 1010X 4613X 10-8) =0.00031m =0.31mmv f 所以腹板底工字木間距30cm布置完全能滿足要求。 2、除對應腹板以外的底板部分檢算： 工字木間距 0.3 米； 砼荷載按照最大30.12KN/m模板荷載按照2.5KN/m；人和機具活動荷載按照4KN/m; 梁自重 N1=30.12X0.9X0.3=8.13(KN) 模板的荷載 N2=2.5X0.9X0.3=6.75(KN) 人及機具活載 N6= 4.0 X 0.9 X 0.3=1.08(KN) 最大

17、彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的彎矩和，計算公式如下 : 均布荷載： q=1.2X(8.13+6.75+1.08)/0.9=21.3kN/m； 最大彎距：MLaX=ql 2/8=21.3 X 0.92/8=2.16kN.m ; 最大剪力 Qmax= q|/2=21.3 X 0.9/2=9.59kN ； ( 1 )、抗彎承載能力檢算： 工字木抗彎允許值 M=5.0KN.m MLx=2.16 v M=5.0KN.m, 則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。 (2) 、抗剪承載能力檢算： 工字木抗剪力允許值 Q=11.0KN Qmax=9.59vQ=11.0KN， 則工字型

18、的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。 (3) 、撓度檢算： 取撓度 f=L/400 =0.9/400=2.25mm f1=5ql4/384EIx=5X21.3X103X0.64/(384X1.0X1010X4613X10-8) -4 =1.6X10-4 m =0.16mmvf 所以除腹板以外的底板工字木按照間距 30c m布置完全能滿足要求。 3、翼緣板檢算： 翼緣板部分工字型木背帶按照間距 0.4 米布置； 砼荷載按照最大12.9KN/H2;模板荷載按照2.5KN/m2;人和機具活動荷載按照4KN/m; 梁自重 N1=12.9X 0.9 X 0.4=4.64(KN) 模板的荷載 N2

19、=2.5X 0.9 X 0.4=0.90(KN) 人及機具活載 N4 4.0 X 0.9 X 0.4=1.44(KN) 最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的彎矩和，計算公式如下： 均布荷載：q=1.2 X( 4.64+0.90+1.44)/0.9=9.31kN/m; 22 最大彎距：Mnaql /8=9.31 X 0.9 /8=0.94kN.m ; 最大剪力 QmaF ql/2=9.31 X 0.9/2=4.19kN ; (1) 抗彎承載能力檢算： 工字木抗彎允許值M=5.0KN.m Mk=0.94KN.m M=5.0KN.m, 則工字型的木背帶間距按照40cm布置完全能滿足要求。

20、 (2) 抗剪承載能力檢算： 工字木抗剪力允許值Q=11.0KN QaF4.19KNv Q=11.0KN , 則工字型的木背帶間距按照40cm布置完全能滿足要求。 (3) 撓度檢算： 取撓度f=L/400 =0.9/400=2.25mm f1=5ql4/384EI x=5X 9.31 X 103X 0.9 4/ (384X 1.0X 1010X 4613X 10-8) -4 =1.7X 10 m =0.17mmv f 則工字型的木背帶間距按照40cm布置完全能滿足要求。 (三)、側模部位工字木背帶檢算： 根據模板側壓力計算公式 R=0.22r ct。B 1 B 2. .V和F2=rcH兩個公式

21、的計算值，取較小 的一個。 rc砼的密度，一般取24 KN /m3; t。砼的初凝時間，一般泵送砼取 8小時； B 1外加劑影響系數，摻有高效減水劑或緩凝劑的取1.2 ; B 2砼坍落度影響系數，取1.15 ; V砼澆注速度m/h； H側壓力計算位置到新澆筑砼頂面的高度m 簡化以后梁公式變?yōu)椋?Fi=0.22r ctB i B 2 . V =58.29 N F2=rcH=24H V取0.8m/h , H取梁截面高度最大值 3.5米計算，Fi=52.14KN/mf; F2=84KN/nno 取其較小者F=F=58.29KN/mf作為計算荷載。 側模板壓力產生的荷載，按照0.9米簡支梁計算，工字型

22、木背帶間距0.3米計算； N=FX 0.9 X 0.3=58.29 X 0.9 X 0.3=15.74KN 機械振搗動荷載 N2=2.5X 0.9 X 0.3=0.675KN q=1.2 X (15.74+0.675)/0.9=21.87KN/m 22 最大彎距：Mnaql /8=21.87 X 0.9 /8=2.21kN.m ; 最大剪力 QmaF ql/2=21.87 X 0.9/2=9.84kN ; (1) 抗彎承載能力檢算： 工字木抗彎允許值M=5.0KN.m MLx=2.21KN.m M=5.0KN.m, 則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。 (2) 抗剪承載能力檢算

23、： 工字木抗剪力允許值Q=11.0KN QaX=9.84KNv Q=11.0KN , 則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。 (3) 撓度檢算： 取撓度f=L/400 =0.9/400=2.25mm f i =5q|4/384EI x=5X 21.87 X 103 X 0.9 4/ (384X 1.0X 1010X 4613X 10-8) -4 =4.1 X 10 m =0.41mmv f 則工字型的木背帶間距按照30cm布置完全能滿足要求。 六、模板檢算： 模板(面板自重忽略不計)面板采用竹膠板，鋪設在縱向間距0.3m、0.4m的工字型木 背帶上，按照最不利位置計算。 1、當工

24、字木間距為0.3米時，模板相當于跨度0.3米的簡支梁，最不利荷載位于梁端 腹板底對應處，最大荷載為98.6KN/m， 假設模板寬b=1m則最大線荷載為q線=74.24 X 1=64.24KN/m 跨中產生的最大彎矩為： M=ql2/8=64.24 X 0.3 2/8=0.72kN.m 木材容許彎應力為w=13Mpa則有 模板需要的截面模量:W=M/ w=0.72 X 103/ (13X 106) =5.54 X 10-擊=5.54 X 10臨 根據W=bh/6得： h= .、6W/b=6 5.54 104/1000 =18.23mmc 20mn, 所以可以采用20mm竹膠板作為模板。 2、當工

25、字木間距為0.4米時，模板相當于跨度0.4米的簡支梁，最不利荷載位于梁翼 緣板根部，最大荷載為12.9KN/mi, 假設模板寬b=1m則最大線荷載為q線=12.9 X仁12.9KN/m 22 跨中產生的最大彎矩為： M=ql/8=12.9 X 0.4 /8=0.258kN.m 木材容許彎應力為w=13Mpa則有 模板需要的截面模量:W=M/ w=0.258 X 103/ (13X 106) =1.98 X 10-5m=1.98 X 104mrm 根據W=bh6得： h= . 6W /b =6 1.98 104 /1000=10.90mrK 20mr, 所以可以采用20mr竹膠板作為模板。 七、

26、腳手架地基處理： 橋墩臺施工完成后，應對基坑進行分層碾壓回填，回填土的密實度不低于95%接近 頂層50cm范圍內更應加強碾壓，并盡量平整，碾壓平整范圍為墩臺中心線兩側各7.5米 范圍，確保地基頂面能夠均勻穩(wěn)定的承受來自支架系統(tǒng)傳來的荷載。 為了保證地基承載能力達到要求，可在地基頂面以下 3050c m范圍內換填塊石、片石 或碎石土、石灰土、水泥土等填料對地基進行改良，石灰或者水泥含量不小于10%如果 不具備換填改良條件，可在碾壓平整后的地基頂面澆筑厚不小于15cm的C15砼作為持力 層。 如果能夠保證連續(xù)梁施工能夠避開雨季，地基兩側可不設置排水溝；如果施工周期較 長，可能延續(xù)到雨季施工，則墩臺

27、中心兩側7.5米以外必須設置排水溝，排水溝深度不應 小于30cm,寬度不應小于60cm,并與自然排水系統(tǒng)連通。在雨季開始前，排水溝還應做 好防止?jié)B漏措施，防止水滲入到地基里，造成地基沉陷，危及支架系統(tǒng)的安全。 八、模板支撐系統(tǒng)的預壓： 腳手架及支撐、模板安裝好以后，應對整個系統(tǒng)進行預壓，以校核整個系統(tǒng)的彈性變 形和非彈性變形量，根據預壓測量結果進行統(tǒng)計、計算和分析，及時調整預留變形的值。 （一）、支架系統(tǒng)預壓的施工程序： 1、支架、模板安裝到位以后， 沿梁底模板兩側及翼緣板邊緣每 5 米設置一個測量觀測 點（即每個橫斷面設置 4 個點位），并做好標記。 2、先測量好每個點位的高程，做好記錄。 3、加載?？刹捎玫踯嚨跹b沙袋、預制砼塊等進行加荷，加荷過程應均勻，加荷可按照 梁體重量的 50%、1