第55講支架設(shè)計

第55講支架設(shè)計(3)《橋梁施工》精品資源共享課陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學院主講：曾紹武任務(wù)導入在橋梁設(shè)計與施工過程中，由于客觀條件的需要，不可避免的需要在施工現(xiàn)場搭設(shè)支架，立模板進行混凝土現(xiàn)場澆筑工作，本教學項目以石閘立交橋的模板支架設(shè)計計算工程實例為授課內(nèi)容，分析研究如何進行模板支架設(shè)計計算。

掌握案例中支架驗算的內(nèi)容及方法任務(wù)3

熟悉本案例工程概況及支架設(shè)計概況任務(wù)1

理解箱梁支撐體系驗算理論及荷載分析任務(wù)2能力目標教學目標石閘立交處于昆明市主城東二環(huán)路中北，南接大樹營立交，北接小壩立交，在二環(huán)路與白龍路相交路口。石閘立交段新建主線2條、匝道7條，累計總長4327.987m，主線主要有：箱梁32聯(lián)114孔；匝道橋主要有：箱梁15聯(lián)47孔。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁梁高1.8m，主線箱梁頂寬13m～23.015m，翼板寬度3m。一、工程概況

石閘立交效果圖橋跨布置1線路序號段落孔數(shù)×跨徑長度平均高度結(jié)構(gòu)形式（m）（m）Ea線1Ea5-1～Ea5-65×3015012.55預(yù)應(yīng)力箱梁2Ea5-6～Ea5-93×23.2569.7512.44普通鋼筋砼箱梁3Ea5-9～Ea5-123×23.2569.7512.39普通鋼筋砼箱梁4Ea5-12～Ea5-153×309012.7預(yù)應(yīng)力箱梁5Ea5-15～Ea5-183×309012.85預(yù)應(yīng)力箱梁6Ea5-18～Ea5-224×2510013.82普通鋼筋砼箱梁7Ea5-22～Ea5-264×2510015.9普通鋼筋砼箱梁8Ea5-26～Ea5-304×2510018.17普通鋼筋砼箱梁9Ea5-30～Ea5-3335+52+3512220.12預(yù)應(yīng)力箱梁10Ea5-33～Ea5-362×21.45+2567.921.66普通鋼筋砼箱梁11Ea5-36～Ea5-393×257520.38普通鋼筋砼箱梁12Ea5-39～Ea5-423×309018.2預(yù)應(yīng)力箱梁13Ea5-42～Ea5-453×309015.8預(yù)應(yīng)力箱梁14Ea5-45～Ea5-505×23.25116.2512.66普通鋼筋砼箱梁15Ea5-50～Ea5-544×23.25939.94普通鋼筋砼箱梁16Ea5-54～Ea5-5823.25+3×24.797.359.44普通鋼筋砼箱梁Eb線1Eb5-1～Eb5-65×3015011.05預(yù)應(yīng)力箱梁2Eb5-6～Eb5-93×23.2569.7511.23普通鋼筋砼箱梁3Eb5-9～Eb5-123×23.2569.7511.49普通鋼筋砼箱梁4Eb5-12～Eb5-153×309011.8預(yù)應(yīng)力箱梁5Eb5-15～Eb5-183×309012.5預(yù)應(yīng)力箱梁6Eb5-18～Eb5-223×25+24.899.814.24普通鋼筋砼箱梁7Eb5-22～Eb5-264×24.899.216.36普通鋼筋砼箱梁8Eb5-26～Eb5-304×21.5+2185.518.22普通鋼筋砼箱梁9Eb5-30～Eb5-3335+52+3512220.44預(yù)應(yīng)力箱梁10Eb5-33～Eb5-363×257521.14普通鋼筋砼箱梁11Eb5-36～Eb5-393×257519.47普通鋼筋砼箱梁12Eb5-39～Eb5-423×309017.47預(yù)應(yīng)力箱梁13Eb5-42～Eb5-453×309015.27預(yù)應(yīng)力箱梁14Eb5-45～Eb5-505×23.5117.512.41普通鋼筋砼箱梁15Eb5-50～Eb5-544×23.5949.65普通鋼筋砼箱梁16Eb5-54～Eb5-5823.25+3×2598.58.94普通鋼筋砼箱梁橋跨布置2線路序號段落孔數(shù)×跨徑長度平均高度結(jié)構(gòu)形式（m）（m）SZ1線1SZ1-1～SZ1-521.262+21.259+25+24.84692.36717.5普通鋼筋砼箱梁2SZ1-5～SZ1-830.5+46+26102.514.62連續(xù)鋼箱梁3SZ1-8～SZ1-102×357012.57預(yù)應(yīng)力箱梁4SZ1-10～SZ1-1338+46+321168.02連續(xù)鋼箱梁5SZ1-13～SZ1-163×23682.78普通鋼筋砼箱梁SZ2線1SZ2-2～SZ2-53×30907.64預(yù)應(yīng)力箱梁2SZ2-5～SZ2-83×30903.17預(yù)應(yīng)力箱梁SZ3線1SZ3-1～SZ3-43×309012.2預(yù)應(yīng)力箱梁2SZ3-4～SZ3-73×30908.58預(yù)應(yīng)力箱梁3SZ3-7～SZ3-114×251004.07普通鋼筋砼箱梁SZ4線2SZ4-1～SZ4-54×301205預(yù)應(yīng)力箱梁3SZ4-5～SZ4-102×23.25+2×23+22.785115.28510.53普通鋼筋砼箱梁SZ5線2SZ5-1～SZ5-43×24723.12普通鋼筋砼箱梁3SZ5-4～SZ5-84×24967.27普通鋼筋砼箱梁4SZ5-8～SZ5-923.83523.8358.67普通鋼筋砼箱梁橋跨布置3全橋采用Φ48×3.5mm碗扣式鋼管滿堂支架。一般部位立桿步距0.9m（橫橋向）×0.9m（順橋向）；橫梁處排架采用套搭0.9m（橫橋向）×0.9m（順橋向）加密，尺寸為0.45m（橫橋向）×0.45m（順橋向）；全橋橫桿步距1.2m。全橋設(shè)置剪刀撐。13m標準橋?qū)挾螜M橋向排架共17排，排架外側(cè)立面及中間搭設(shè)3排縱向剪刀撐，順橋向間距為5排；橫向剪刀撐每5排支架搭設(shè)4道；以保證排架結(jié)構(gòu)靜定及排架的整體穩(wěn)定性。箱梁底支架設(shè)計概況

箱梁底支架設(shè)計概況梁底模板采用122cm×244cm×12mm優(yōu)質(zhì)竹膠板，側(cè)面進行細刨，以保證結(jié)合嚴密；箱梁側(cè)模采用鋼模板。模板底順橋向鋪設(shè)10cm寬×10cm高方木，間距30cm，模板與方木間用釘子釘牢，板頂高程均掛線調(diào)整，復(fù)測核實，以確保模板高程準確。方木下為橫橋向10cm寬×15cm高方木支撐，間距同支架立桿排距。滿堂碗扣支架立桿底鋪設(shè)15cm×15cm方木，立桿高程依靠可調(diào)頂托與可調(diào)底托進行調(diào)整。箱梁支架示意圖

立桿步距0.9m×0.9m橫桿步距1.2m。全橋設(shè)置剪刀撐梁底模板采用竹膠板模板底順橋向鋪10cm×10cm方木，間距30cm方木下為橫橋向10cm寬×15cm高方木支撐滿堂碗扣支架立桿底鋪設(shè)15cm×15cm方木1．基本假定⑴立桿兩端視為鉸接，自由長度取大橫桿的間距。⑵只計作用在支架體系上的豎直荷載，不考慮水平力和風力。⑶按設(shè)計的立桿橫向（垂直橋向）間距均為0.9m，縱向（順橋向）間距均為0.9m，橫梁處套搭6排0.9m×0.9m支架，橫桿豎向步距為1.2m進行驗算。二箱梁支撐體系驗算理論

2.基本參數(shù)

鋼管形心主慣性矩—（取121900mm4）鋼管橫截面的面積—（取489mm2）鋼管橫截面的慣性半徑—（取15.8mm）鋼材的屈服極限—（取205Mpa）鋼材的彈性模量—（取205Gpa）鋼管鉸接后的自由長度—柔度或長細比—細長桿件的柔度限界值—容許應(yīng)力折減系數(shù)—鋼材的強度容許應(yīng)力—（取166.7Mpa）細長桿的臨界應(yīng)力—3.鋼管的長細比因為，屬于非細長壓桿；根據(jù)鋼管的長細比，查有關(guān)資料可知：容許應(yīng)力折減系數(shù)Ψ取0.744。三、荷載分析

1．永久荷載（分項系數(shù)取1.2）⑴新灌鋼筋砼的容重鋼筋砼容重—（取26KN/m3）體積—箱梁底寬—二、荷載分析

⑵模板、墊木及支撐體系重量：⑶支架自重，詳見下表取最大支架高度21.66m進行計算：序號立桿橫橋向間距立桿橫橋向間距橫桿步距支架自重（kg/m3）1909012015.22906012019.63606012024.0三、荷載分析

2．可變荷載（分項系數(shù)取1.4）⑷砼澆灌沖擊荷載：⑸可能荷載：⑹施工荷載（施工人員、施工機械設(shè)備等）：四、支架驗算（以Ea線第一聯(lián)為例）

1．荷載計算以Ea第一聯(lián)為例，橋?qū)?3m，翼板寬3m，梁高1.8m。由于翼板厚度遠小于梁體，因此只計算除翼板部分（陰影部分）支架穩(wěn)定性（偏安全）。因橫桿不直接承受豎向荷載，故不驗算橫桿承載力及撓度。支架的整體穩(wěn)定性驗算轉(zhuǎn)化為對單肢立桿穩(wěn)定性的驗算。空腹段截面面積：

空腹段每平方米的重：

空腹段荷載總重量：實腹段截面面積：實腹段荷載總重量：實腹段每平方米的重：

根據(jù)設(shè)計的鋼管間距，實腹段處每根鋼管在上述荷載作用下的應(yīng)力為：根據(jù)設(shè)計的鋼管間距，空腹段處每根鋼管在上述荷載作用下的應(yīng)力為：應(yīng)力計算根據(jù)《公路施工手冊·橋涵》橫桿步距1.2m時，每根立桿的設(shè)計荷載為30kN。按設(shè)計的鋼管間距，空腹段處每根鋼管承受的荷載為：實腹段處每根鋼管承受的荷載為：荷載計算《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）》第9.2.3條規(guī)定：支架的立柱應(yīng)保持穩(wěn)定，并用撐拉桿固定。當驗算模板及其支架在自重和風荷載等作用下的抗傾倒穩(wěn)定時，驗算傾覆的穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.3。取一跨30m長，13m寬箱梁為例進行計算。支架高度取最大21.66m。支架整體抗傾覆驗算長排數(shù)數(shù)量單位重總重立桿211734121385.7770橫桿30171891804.4140.5橫桿15.334189363.64.4141.3頂托117345787.54.3底托117345786.33.6合計（噸）159.7單跨支架數(shù)量計算表風壓計算：其中

—風壓高度變化系數(shù)，取1.0

—風荷載腳手架體型系數(shù)，取1.2

—基本風壓，取0.3kN/m2支架整體抗傾覆驗算則作用于支架的風荷載：作用于箱梁側(cè)模的風荷載：由以上計算得知，按設(shè)計的支架方案，實腹段、空腹段支架均滿足施工要求。支架整體抗傾覆驗算橫橋向方木（10cm×15cm）驗算方木長度4m，實際為多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，計算中將其簡化為簡支結(jié)構(gòu)，計算結(jié)果偏于安全。橫橋向方木計算參數(shù)木方寬度：b=10cm；高度h=15cm；支撐跨度為0.9m或0.45m；空腹段間距：0.9m；實腹段間距：0.45m。慣性矩：截面矩：彈性模量：橫橋向方木應(yīng)力計算空腹段：橫橋向方木應(yīng)力計算實腹段：木材容許抗彎強度為，故空腹段和實腹段的木方強度均滿足要求。橫橋向方木撓度計算空腹段：

，故撓度滿足要求。實腹段：

，故撓度滿足要求。由以上計算得知，按設(shè)計方案，實腹段、空腹段橫橋向方木均滿足施工要求。方木長度4m，實際為多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，計算中將其簡化為簡支結(jié)構(gòu)，計算結(jié)果偏于安全。順橋向方木（10cm×10cm）驗算木方寬度：b=10cm；高度h=10cm；支撐跨度為0.9m或0.45m；間距：0.3m。慣性矩：截面矩：彈性模量：順橋向方木計算參數(shù)空腹段：順橋向方木應(yīng)力計算實腹段：木材容許抗彎強度為，故空腹段和實腹段的木方強度均滿足要求。順橋向方木應(yīng)力計算空腹段：，故撓度滿足要求。實腹段：，故撓度滿足要求。由以上計算得知，按設(shè)計方案，實腹段、空腹段順橋向方木均滿足施工要求。順橋向方木撓度計算梁底模板采用122cm×244cm×12mm優(yōu)質(zhì)竹膠板，其下為10cm×10cm