西一大橋主梁現(xiàn)澆箱梁模板及滿(mǎn)堂支架方案計(jì)算書(shū)

1、PAGE - 0 -目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc394695499 1.編制依據(jù) - 25 -西一大橋主梁現(xiàn)澆箱梁模板及滿(mǎn)堂支架方案計(jì)算書(shū)1.編制依據(jù)1.1亞行貸款酒泉市城市環(huán)境綜合治理項(xiàng)目的有關(guān)投標(biāo)文件。1.2現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、施工能力及類(lèi)似工程施工工法、科技成果和經(jīng)驗(yàn)；我單位為完成本合同段工程擬投入的管理人員、專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員、機(jī)械設(shè)備等資源。1.1建筑部頒布的建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理規(guī)定、及國(guó)家建設(shè)工程強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、建筑施工手冊(cè)。1.5國(guó)家、酒泉市有關(guān)部門(mén)頒布的環(huán)保、質(zhì)量、合同、安全等方面的法律法規(guī)要求。1.6國(guó)家、交通部現(xiàn)行的有關(guān)工程建設(shè)施工規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、安全規(guī)則

2、等。城市 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%A1%A5%E6%A2%81%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E6%96%BD%E5%B7%A5&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（CJJ 2-2008）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)范（JTG/B01-2003）路橋施工計(jì)算手冊(cè)建質(zhì)【2009】87號(hào)等。2.工程概況主梁結(jié)構(gòu)為120m+120m預(yù)應(yīng)力混凝土獨(dú)塔雙索面斜拉橋，橋梁寬37.6m，本橋主梁采用雙邊箱梁開(kāi)口截面，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。箱

3、梁底面為平坡，箱梁中心處梁高3.2m，頂面為2%雙向橫坡，拉索錨固在主梁兩側(cè)，風(fēng)嘴部分寬50cm。標(biāo)準(zhǔn)段箱梁頂板厚30cm，底板以及兩側(cè)邊腹板厚40cm，箱梁頂面全寬37.6m，外側(cè)邊腹板與頂板交匯處實(shí)體段為拉索錨固區(qū)與風(fēng)嘴區(qū)，合計(jì)厚250cm，箱梁底板寬之和8m。為了改善橋面板的受力，主梁縱向在頂板下緣設(shè)置了2道加勁肋，加勁肋寬30cm，高70cm，縱梁與橋面板相交處設(shè)2020cm倒角。主梁按照橫梁位置劃分梁段，全橋共劃分220=40個(gè)梁段，橋塔無(wú)索區(qū)22=4個(gè)梁段，長(zhǎng)24.8m；拉索區(qū)共217個(gè)標(biāo)準(zhǔn)梁段，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)梁段6m，共2102m，端部無(wú)索區(qū)各1個(gè)梁段，梁段長(zhǎng)25.48m，主梁分為2（

4、21.88+518）+16m共13個(gè)施工節(jié)段，主梁采用支架現(xiàn)澆。3.現(xiàn)澆箱梁滿(mǎn)堂支架布置及搭設(shè)要求采用碗扣式腳手桿搭設(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，方木均采用東北落葉松，順紋方木，立桿頂托上縱向設(shè)1015cm方木；橫向設(shè)1010cm的縱向方木，模板用15mm的優(yōu)質(zhì)竹膠合板。主梁支架搭設(shè)采用立桿橫橋向間距縱橋向間距橫桿步距為60cm60cm120cm（斜腹板）+90cm60cm120cm（中間箱式）+60cm60cm120cm（斜腹板側(cè)）支架結(jié)構(gòu)體系，支架縱橫均設(shè)置剪刀撐，其中縱、橫橋向斜撐每隔5格設(shè)一道。4.現(xiàn)澆箱梁支架驗(yàn)算主梁段0#1#2#3#4#5#

5、6#6#端橫梁梁端長(zhǎng)（m)16181818181819.522.48混凝土方量(m)770.94733.67562.46562.46562.46562.46573.89298.4根據(jù)主梁分段長(zhǎng)度、混凝土方量、主梁斷面構(gòu)造等分析，每號(hào)塊主梁分3個(gè)中橫梁，中橫梁之間標(biāo)準(zhǔn)間距為6m，0#號(hào)塊橫梁間距為6.4m。由于0#塊主梁混凝土方量最大，且橫梁間距離為6.4m，取0#塊橫梁間距離荷載進(jìn)行計(jì)算可代表其他主梁段荷載驗(yàn)算。6#塊端橫梁為實(shí)心混凝土，荷載較大，需單獨(dú)計(jì)算。0#塊計(jì)算原則：分別以6.4m長(zhǎng)0#塊（砼方量最大，可代表1#6#塊）斜腹板、中梁，1#索張拉完后拆除中間箱式，保留兩側(cè)斜腹板支撐整體梁

6、重為例，對(duì)荷載進(jìn)行計(jì)算及對(duì)其支架體系進(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(guò)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q21.0KN/（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2.5 KN/；當(dāng)計(jì)算肋條下的梁時(shí)取1.5 KN/；當(dāng)計(jì)算支架立柱及替他承載構(gòu)件時(shí)取1.0 KN/。 q4 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，對(duì)底板取2.0 KN/，對(duì)側(cè)板取4.0 KN/。 q5 新澆混凝土對(duì)側(cè)模的壓力。 q6 傾倒

7、混凝土產(chǎn)生的水平荷載，取2.0 KN/。 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(mǎn)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)60cm60cm120cm2.8290cm60cm120cm2.074.1.2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(chēng)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4.1.3荷載計(jì)算根據(jù)現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，取0#塊斜腹板、中梁的支架體系進(jìn)行檢算，首先分別進(jìn)行自重計(jì)算。（1）0#塊斜腹板自重：根據(jù)橫斷面圖，用CAD算得該處梁體截面積（一半）A=15.7m2則：主橋0#塊斜腹板支架每延米現(xiàn)澆段混凝土方量為15.7m，

8、則斜腹板箱梁每所產(chǎn)生的荷載q1為：q斜=15.7260010/10.65=38.33kN/ （2）0#塊中梁自重： 根據(jù)橫斷面圖，用CAD算得梁體截面積（一半）A=2.74m2，則主梁中板每延米混凝土方量為2.74m，均布荷載為q頂=2.74260010/7.8=9.13KN/。（3）主橋0#A類(lèi)橫梁荷載：A類(lèi)橫梁面積為2.1，每延米混凝土量為2.1m，均布荷載qA=2.1260010/0.9=60.7KN/。（4）6#塊端橫梁為2.48m寬，3.2m高實(shí)心混凝土，每平方米均布荷載為q端=113.2260010=83.2KN/。4.2結(jié)構(gòu)檢算4.2.1碗扣式鋼管支架立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算碗扣式鋼

9、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(guò)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）。主梁支架構(gòu)造圖：4-1主梁支架標(biāo)準(zhǔn)縱斷面4-2主梁支架橫斷面圖4-3主梁支架平面圖立桿強(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120cm，立桿可承受的最大允許豎直荷載為N=33kN（參見(jiàn)公路

10、橋涵施工手冊(cè)中表135碗口式構(gòu)件設(shè)計(jì)荷載N=33kN、路橋施工計(jì)算手冊(cè)中表135鋼管支架容許荷載N=33.1kN）。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，（1）斜腹板立桿荷載有：NG1K=0.60.6q斜=0.60.638.33=13.8KNNG2K=0.60.6q2=0.60.61.0=0.36KN NQK=0.60.6(q3+q4+q7)=0.36(1.0+2.0+2.82)=2.1KN則：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.

11、851.4NQK=1.2（13.8+0.36）+0.851.42.1=19.49KNN33kN，強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。（2）中箱室有：NG1K=0.60.9q頂=0.60.99.13=4.93KNNG2K=0.60.9q2中=0.60.91.0=0.54KN NQK=0.60.9(q3+q4+q7)=0.54(1.0+2.0+2.07)=2.74KN則：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（4.93+0.54）+0.851.42.74=9.82KNN33kN，強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。（3）A類(lèi)橫梁有：NG1K=0.60.6qA=0.60.660.7=21.85KNNG2K=0.60.6

12、q2=0.60.61.0=0.36KNNQK=0.60.6(q3+q4+q7)=0.36(1.0+2.0+2.45)=1.96KN則：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（21.85+0.36）+0.851.41.96=28.98KN,28.98KN為2根立桿的荷載，單根荷載為14.49KNN33kN，強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。（4）6#端橫梁有：NG1K=0.60.3q端=0.60.383.2=14.98KNNG2K=0.60.3q2=0.60.31.0=0.18KNNQK=0.60.3(q3+q4+q7)=0.18(1.0+2.0+2.45)=0.98KN則：N=1.2（NG

13、1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（14.98+0.18）+0.851.40.98=19.36KNN33kN，強(qiáng)度滿(mǎn)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

14、錄B得i15.8。長(zhǎng)細(xì)比L/i。L水平步距，L1.2m。于是，L/i76，參照材料力學(xué)查得0.813。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)，參考橋梁支架安全施工手冊(cè)表2-1得uz=1.0us風(fēng)荷載腳手架體型系數(shù)，查橋梁支架安全施工手冊(cè)表2-3得：us=1.0w0基本風(fēng)壓，查橋梁支架安全施工手冊(cè)附錄1以50排計(jì)算（考慮36m長(zhǎng)支架）， w0=0.55KN/m2故：WK=0.7uzusw0=0.7110.55=0.385KNLa立桿縱距0.6m；h立桿步距1.2m，故：MW=0.851.4WKLah2/10=0.

15、04KNW 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/W27.48（最大軸力）103/（0.829489）+0.04106/（5.08103）75.66 KN/mm2f205KN/mm2計(jì)算結(jié)果說(shuō)明支架是安全穩(wěn)定的。4.2.2滿(mǎn)堂支架整體抗傾覆驗(yàn)算依據(jù)公路橋涵技術(shù)施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)第9.2.3要求支架在自重和風(fēng)荷栽作用下時(shí)，傾覆穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.3。K0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=yNi/Mw采用18m驗(yàn)算支架抗傾覆能力：支架寬40m，長(zhǎng)20m采用6090120cm支架來(lái)驗(yàn)算全橋：支架橫向45排；支架縱向34排；高度7.8m；頂托TC60共

16、需要4534=1530個(gè)；立桿需要45347.8=11934m;縱向橫桿需要457.8/1.220=5850m；橫向橫桿需要347.8/1.240=8840m；故：鋼管總重（11934+5850+8840）3.84=102.2t; 頂托TC60總重為：15307.2=11t；故q=102.29.8+119.8=1109KN；穩(wěn)定力矩= yNi=101109=11090KN.m依據(jù)以上對(duì)風(fēng)荷載計(jì)算：WK=0.7uzusw0=0.7110.55=0.385KN/ m220m共受力為：q=0.3857.840=120KN；傾覆力矩=q5=1205=700KN.mK0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=11090/

17、700=15.841.3計(jì)算結(jié)果說(shuō)明本方案滿(mǎn)堂支架滿(mǎn)足抗傾覆要求4.2.3立桿底座和地基承載力計(jì)算60(90)cm60(90）cm 立桿承受荷載計(jì)算(以6#端橫梁支架為例計(jì)算)在兩側(cè)立桿的間距為6030cm，每根立桿上荷載為： Nabq ab(q端+q2+q3+q4+q7) 0.60.3（(1.283.2+1.4（1.0+1.0+2.0+2.94)）=19.72kN 立桿底托驗(yàn)算立桿底托驗(yàn)算： NRd通過(guò)前面立桿承受荷載計(jì)算，每根立桿上荷載最大值為：Nabq ab(q1+q2+q3+q4+q7) 19.72kN底托承載力（抗壓）設(shè)計(jì)值，一般取Rd =40KN;得：19.72KN40KN 立桿底

18、托符合要求。 立桿地基承載力驗(yàn)算原地面為河卵石地層，設(shè)計(jì)地勘承載力特征值為500 Kpa，通過(guò)50t壓路機(jī)壓實(shí)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)地基承載力為154 Kpa，壓實(shí)面頂澆筑15cm厚C20混凝土作為調(diào)平層。立桿地基承載力驗(yàn)算：Kk式中： N為腳手架立桿傳至基礎(chǔ)頂面軸心力設(shè)計(jì)值；Ad為立桿底座面積Ad=10cm10cm=100cm2；按照最不利荷載考慮，立桿底拖下砼基礎(chǔ)承載力：N/A=19.72/0.01=1972 Kpa fcd=20000 Kpa，底拖下砼基礎(chǔ)承載力滿(mǎn)足要求。底托坐落在15cm砼層上，按照力傳遞面積計(jì)算：A=(20.15tg450+0.15)2=0.2025按照最不利荷載考慮：=19

19、.72/0.2025=97.4KPa154KPa，地基承載力滿(mǎn)足施工要求。4.2.4斜腹板箱梁底模強(qiáng)度計(jì)算（1）斜腹板荷載計(jì)算斜腹板均布荷載q斜=38.33KN/，模板體系荷載按規(guī)范規(guī)定=0.75kN/，混凝土施工傾倒荷載按規(guī)范規(guī)定=4.0kN/，混凝土施工振搗荷載按規(guī)范規(guī)定=2.0kN/，施工機(jī)具人員荷載按規(guī)范規(guī)定=2.5kN/。則P1計(jì)=(38.33+0.75)1.2+(4.0+2.0+2.5)1.4= 58.8kN/。箱梁底模采用高強(qiáng)度竹膠板，板厚t=15mm，竹膠板方木背肋間距為200mm，模板受力計(jì)算按三跨等跨連續(xù)梁考慮，驗(yàn)算模板強(qiáng)度采用寬b=1000mm平面竹膠板。a.模板力學(xué)性能

20、（1）彈性模量E=0.1105MPa。（2）截面慣性矩：I=bh3/12=1001.53/12=28.12 cm4（3）截面抵抗矩：W= bh2/6=1001.52/6=37.50 cm3（4）截面積：A=bh=1001.5=150 cm2b.模板受力計(jì)算(按三跨等跨連續(xù)梁考慮)底模板均布荷載:q1=P1計(jì)b=58.81=58.8KN/m由三跨等跨連續(xù)梁最大正應(yīng)力計(jì)算公式（路橋施工計(jì)算手冊(cè)）：max=0.100ql2/w=0.10058.80.22106/（37.50103） =6.27MPa=19 MPa 竹膠板強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。c. 撓度計(jì)算從竹膠板下方木背肋布置可知，竹膠板可看作為多跨等跨連

21、續(xù)梁，按三等跨均布荷載作用連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為： f=q1L4/128EI=58.8204/(1280.110528.12)=0.26mmL/400=0.5mm 竹膠板剛度滿(mǎn)足要求。綜上，竹膠板受力滿(mǎn)足要求。4.2.5模板底橫向方木（1010cm）驗(yàn)算：方木橫向間距為0.3m，跨徑為0.6m，則： q2=P1計(jì)0.3=58.80.3=17.64最大彎矩W=0.1q2l2=0.117.640.62=0.635KN.m所用木枋規(guī)格尺寸為1010cm,抗彎截面模量w=bh2/6=166.7cm3，I=bh3/12=8.33310-6m4最大正應(yīng)力：max=Mmax/w = 635/ 166.7

22、 =3.8MPa=9 MPa強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。在荷載作用下，撓度計(jì)算為fmax= q2L4/128EI=17.640.64/(12891038.33310-6)=0.24mmf=L/400=600/400=1.5mm 剛度滿(mǎn)足要求。4.2.6橫向方木底縱向方木計(jì)算：受力分析：縱向方木為橫向方木的支撐結(jié)構(gòu)，其下方支撐在支架上。根據(jù)荷載傳遞路徑，縱向方木主要承受上部橫向方木傳下來(lái)的荷載。30cm間距1010cm方木每平方重為0.10.16/0.3=0.2KN/。P3計(jì)=P1計(jì)+0.2KN/=58.8+0.2=59KN/?？v向方木橫向間距為0.6m，跨徑為0.6m，則： q3=P3計(jì)0.6=590.6=

23、35.4kN/m.計(jì)算模型按三跨等跨連續(xù)梁計(jì)算，最大彎矩W=0.1ql2=0.135.40.62=1274N.m所用方木規(guī)格尺寸為1510cm,抗彎截面模量w=bh2/6=250cm3，I=bh3/12=1.2510-5m4最大正應(yīng)力：max=Mmax/w = 1274/ 250 =5.1MPa=9 MPa強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。在荷載作用下，撓度計(jì)算為fmax= qL4/128EI=35.40.64/(12891031.2510-5)=0.32mmf=L/400=600/400=1.5mm 剛度滿(mǎn)足要求。4.2.7端橫梁梁底模強(qiáng)度計(jì)算（1）端橫梁荷載計(jì)算斜腹板均布荷載q斜=82.3KN/，模板體系荷載

24、按規(guī)范規(guī)定=0.75kN/，混凝土施工傾倒荷載按規(guī)范規(guī)定=4.0kN/，混凝土施工振搗荷載按規(guī)范規(guī)定=2.0kN/，施工機(jī)具人員荷載按規(guī)范規(guī)定=2.5kN/。則P1計(jì)=(82.3+0.75)1.2+(4.0+2.0+2.5)1.4= 111.56kN/。箱梁底模采用高強(qiáng)度竹膠板，板厚t=15mm，竹膠板方木背肋間距為200mm，模板受力計(jì)算按三跨等跨連續(xù)梁考慮，驗(yàn)算模板強(qiáng)度采用寬b=1000mm平面竹膠板。a.模板力學(xué)性能（1）彈性模量E=0.1105MPa。（2）截面慣性矩：I=bh3/12=1001.53/12=28.12 cm4（3）截面抵抗矩：W= bh2/6=1001.52/6=37.50 cm3（4）截面積：A=bh=1001.5=150 cm2b.模板受力計(jì)算(按三跨等跨連續(xù)梁考慮)底模板均布荷載:q1=P1計(jì)b=111.561=111.56KN/m由三跨等跨連續(xù)梁最大正應(yīng)力計(jì)算公式（路橋施工計(jì)算手冊(cè)）：max=0.100ql2/w=0.100111.560.22106/（37.50103） =11.9MPa=19 MPa 竹膠板強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。c. 撓度計(jì)算從竹膠板下方木背肋布置可知，竹膠板可看作為多跨等跨連續(xù)梁，按三等跨均布荷載作用連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為： f=q1L4/128EI=111.56204/(1280.