滿堂支架計(jì)算

1、滿堂支架計(jì)算摘要：滿堂支架是現(xiàn)澆梁板比較常見的支撐體系，對現(xiàn)澆梁板的施工安全及質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，本文結(jié)合畢都高速法窩樞紐互通C匝道橋現(xiàn)澆箱梁的施工，介紹了滿堂支架的設(shè)計(jì)及驗(yàn)算方法。 中國論文網(wǎng) /2/view-.htm關(guān)鍵詞：箱梁支架設(shè)計(jì)驗(yàn)算 中圖分類號： S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 一、工程概況 杭瑞高速畢節(jié)至都格（黔滇界）公路法窩樞紐互通C匝道跨線橋上部構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力混凝土等高截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁（兩箱單室），橋長254.46m，箱梁頂面寬8.5m，底面寬4.5，箱梁梁高為1.4m；第一聯(lián)（3*20）、第二聯(lián)（3*20）、第三聯(lián)（3*20）、第四聯(lián)（14.

2、2+2*20+14.2）；中支點(diǎn)橫隔梁厚180，邊支點(diǎn)橫隔梁厚130，每跨跨中設(shè)置橫隔梁一道，橫隔梁厚50，腹板厚50-70。采用滿堂支架進(jìn)行施工， 二、現(xiàn)澆箱梁滿堂支架布置設(shè)計(jì) 采用WDJ碗扣式多功能腳手桿搭設(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，立桿頂托上縱向設(shè)1515cm方木；縱向方木上設(shè)1010cm的橫向方木，其中在墩頂端橫梁和跨中橫隔梁下間距不大于0.25m（凈間距0.15m）、在跨中其他部位間距不大于0.3m（凈間距0.2m）。模板宜用厚15mm的優(yōu)質(zhì)竹膠合板。 采用立桿橫橋向間距縱橋向間距橫桿步距為60cm60cm120cm和60cm90cm120

3、cm支架結(jié)構(gòu)體系，其中，在墩頂兩側(cè)各8米范圍內(nèi)的支架采用60cm60cm120cm的布置形式，其余部分采用60cm90cm120cm的布置形式，但在跨中橫隔梁板下1米范圍內(nèi)60cm60cm120cm的布置形式；另外考慮到橋梁處于彎道及斜坡上支架受力的不均勻性，適當(dāng)加密曲線內(nèi)側(cè)及低坡處支撐桿件數(shù)量。支架縱橫均設(shè)置剪刀撐，其中橫橋向斜撐每5米設(shè)一道，縱橋向斜撐沿橫橋向每7.2米設(shè)一道。 三、現(xiàn)澆箱梁支架驗(yàn)算 由于C匝道橋第二聯(lián)為高墩施工，平均墩高25米，因此以C匝道橋第二聯(lián)箱梁為例，對荷載進(jìn)行計(jì)算及對其支架體系進(jìn)行檢算。 （一）、荷載計(jì)算 1、荷載分析 根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在施工過程中將涉

4、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q21.0kPa。 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2.5kPa；當(dāng)計(jì)算肋條下的梁時(shí)取1.5kPa；當(dāng)計(jì)算支架立柱及替他承載構(gòu)件時(shí)取1.0kPa。 q4 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，對底板取2.0kPa，對側(cè)板取4.0kPa。 q5 新澆混凝土對側(cè)模的壓力。 q6 傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載，取2.0kPa。 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： 滿堂鋼管支架自重 立桿橫橋向間距立桿縱橋向

5、間距橫桿步距 支架自重q7的計(jì)算值(kPa) 60cm60cm120cm 2.94 60cm90cm120cm 2.21 3、荷載計(jì)算 箱梁自重q1計(jì)算 由于C匝道橋第二聯(lián)箱梁為高墩，因此我們選取C匝道橋第二聯(lián)為驗(yàn)算對象，且取AA截面、BB截面（中支點(diǎn)橫隔板）CC截面（邊支點(diǎn)橫隔板）三個(gè)代表截面進(jìn)行箱梁自重計(jì)算，并對三個(gè)代表截面下的支架體系進(jìn)行檢算。 A-A截面q1計(jì)算 根據(jù)橫斷面圖，用CAD算得該處梁體截面積A=4.695m2則： q1 = 取1.2的安全系數(shù)，則q5kPa B-B截面（中支點(diǎn)橫隔板梁）處q1計(jì)算 根據(jù)橫斷面圖，用CAD算得該處梁體截面積A=7.6m

6、2則： q1 = 取1.2的安全系數(shù)，則q143.911.252.69kPa C-C截面（邊支點(diǎn)橫隔板梁）處q1計(jì)算 根據(jù)橫斷面圖，用CAD算得該處梁體截面積A=8.688m2則： q1 = 取1.2的安全系數(shù)，則q142.621.251.15kPa 新澆混凝土對側(cè)模的壓力q5計(jì)算 因現(xiàn)澆箱梁采取水平分層以每層30cm高度澆筑，在豎向上以V=1.2m/h澆筑速度控制，砼入模溫度T=25控制，因此新澆混凝土對側(cè)模的最大壓力 砼的初凝時(shí)間為to=200/（T+15)=200/(25+15)=5 根據(jù)F=0.22cto12V=0.22*25*5*1.2*1.15*1.2=41.572KN/ 其中c為

7、砼的重力密度，取25KN/m3， 1為外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時(shí)取1.0，摻具有緩凝作用的外加劑 時(shí)取1.2； 2為混凝土坍落度影響修正系數(shù)，當(dāng)坍落度小于30mm時(shí)，取0.85；5090mm時(shí)，取1.0；110150mm時(shí)，取1.15； V為混凝土地的澆筑速度，取1.2m/h。 另根據(jù) F=c H =25*1.4=33.6KN/ 其中H混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆混凝土頂面的總高度，m 選取兩值中的最小值作為新澆砼對側(cè)模的壓力，即q5=33.6KN/ （二）、結(jié)構(gòu)檢算 1、扣件式鋼管支架立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算 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。 （1）B-B截面

8、（中支點(diǎn)橫隔板梁）處 在墩頂兩側(cè)各8米范圍內(nèi)及橫隔板下1米范圍內(nèi)的支架采用60cm60cm120cm的布置形式。 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=33.1kN（查路橋施工計(jì)算手冊中表135）。 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，有：NG1K=0.60.6q1=0.60.652.69=18.97KN NG2K=0.60.6q2==0.36KN NQ

9、K=0.60.6(q3+q4+q7)=0.36(1.0+2.0+2.94)=2.139KN 則：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（18.97+0.36）+0.851.42.139=25.74KNN33.1kN，強(qiáng)度滿足要求。 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/Wf N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)）； f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f205N/mm2（查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A489

10、mm2。 軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長細(xì)比查表即可求得。 i截面的回轉(zhuǎn)半徑，查路橋施工計(jì)算手冊表13-4得i15.78。 長細(xì)比L/i。 L水平步距，L1.2m。 于是，L/i76，參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范查附錄C得0.744。 MW計(jì)算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎距； MW=0.851.4WKLah2/10 WK=0.7uzusw0 uz風(fēng)壓高度變化系數(shù)，參考建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表7.2.1得uz=1.38 us風(fēng)荷載腳手架體型系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表6.3.1第36項(xiàng)得：us=1.2 w0基本風(fēng)壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附表D.4 w0=0.8KN/m2 故：WK=0.7uzu

11、sw0=0.71.381.20.8=0.927KN La立桿縱距0.6m； h立桿步距1.2m， 故：MW=0.851.4WKLah2/10=0.0953KN W 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/W25.74103/（0.744489）+0.0953106/（5.08103）89.51 KN/mm2f205KN/mm2 計(jì)算結(jié)果說明支架是安全穩(wěn)定的。 A-A截面處 在跨中4-16米范圍內(nèi)的支架采用60cm90cm120cm的布置形式。 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

12、N=33.1kN（查路橋施工計(jì)算手冊中表135）。 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，有：NG1K=0.60.9q1=0.60.932.55=17.58KN NG2K=0.60.9q2==0.54KN NQK=0.60.9(q3+q4+q7)=0.54(1.0+2.0+2.21)=2.813KN 則：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（17.58+0.54）+0.851.42.81

13、3=25.09KNN33.1kN，強(qiáng)度滿足要求。 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/Wf N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)）； f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f205N/mm2（查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)長細(xì)比查表即可求得。 i截面的回轉(zhuǎn)半徑，查路橋施工計(jì)算手冊表13-4得i15.78。 長細(xì)比L/i。 L水平步距，L1.2m。 于是，L/i76，參照建筑施工扣件式鋼管

14、腳手架安全技術(shù)規(guī)范查附錄C得0.744。 MW計(jì)算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎距； MW=0.851.4WKLah2/10 WK=0.7uzusw0 uz風(fēng)壓高度變化系數(shù)，參考建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表7.2.1得uz=1.38 us風(fēng)荷載腳手架體型系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表6.3.1第36項(xiàng)得：us=1.2 w0基本風(fēng)壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附表D.4 w0=0.8KN/m2 故：WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KN La立桿縱距0.9m； h立桿步距1.2m， 故：MW=0.851.4WKLah2/10=0.143KN W 截面模量查表建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范

15、附表B得： W=5.08103mm3 則，N/A+MW/W25.09103/（0.744489）+0.143106/（5.08103）97.11 KN/mm2f205KN/mm2 計(jì)算結(jié)果說明支架是安全穩(wěn)定的。 2、滿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 采用第二聯(lián)60m驗(yàn)算支架抗傾覆能力： 跨中支架寬10.5m，長60m采用6090120cm跨中支架來驗(yàn)算全橋： 支架橫向18排； 支架縱向67排； 支架平均高度按15m（根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范

16、，滿堂腳手架步距為1.2，支架高寬比不大于2）； 頂托TC60共需要1867=1206個(gè)； 立桿需要186715=18090m; 縱向橫桿需要1815/1.260=13500m； 橫向橫桿需要6715/1.210.5=8794m； 故：鋼管總重（18090+13500+8794）3.841=155.115t; 頂托TC60總重為：12067.2=8.68t； 故q=（155.115+8.68）9.8=1605.19KN； 穩(wěn)定力矩= yNi=10.5/21605.19=8427.25KN.m 依據(jù)以上對風(fēng)荷載計(jì)算WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KN/ m2 跨中

17、60m共受力為：q=0.9271560=834.3KN； 傾覆力矩=q15/2=834.310=6257.25KN.m K0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=8427.25/6257.25=1.351.3 計(jì)算結(jié)果說明本方案滿堂支架滿足抗傾覆要求（本方案中滿堂支架的高度不能超過15米）。 3、箱梁底模下橫橋向方木驗(yàn)算 本施工方案中箱梁底模底面橫橋向采用1010cm方木，木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值參照杉木進(jìn)行計(jì)算w=11MPa，=1.7MPa,E=9000MPa。 （1）中支點(diǎn)橫隔板兩側(cè)截面（按BB截面受力）處 按橋跨頂縱向截面處3米范圍進(jìn)行受力分析，按方木橫橋向跨度L60cm進(jìn)行驗(yàn)算。 方木間距計(jì)算

18、q(q1+ q2+ q3+ q4)B(52.69+1.0+2.5+2)3=174.57kN/m M(1/8) qL2=(1/8)128.550.627.9kNm W=(bh2)/6=(0.10.12)/6=0.m3 則： n= M/( Ww)=7.9/(0.110000.9)=4.8(取整數(shù)n5根) dB/(n-1)=3/4=0.75m 注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 經(jīng)計(jì)算，方木間距小于0.75m均可滿足要求，實(shí)際施工中為滿足底模板受力要求，方木間距d取0.25m，則n3/0.2512。 每根方木撓度計(jì)算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.3310-6m4

19、則方木最大撓度： fmax=(5/384)(qL4)/(EI)=(5/384)(174.570.64)/(1291068.3310-60.9)=3.6310-4ml/400=0.6/400=1.510-3m (撓度滿足要求) 每根方木抗剪計(jì)算 = MPa=1.7MPa 符合要求。 （2）按AA截面處 按橋跨頂縱向截面處12米范圍進(jìn)行受力分析，按方木橫橋向跨度L90cm進(jìn)行驗(yàn)算。 方木間距計(jì)算 q(q1+ q2+ q3+ q4)B(32.55+1.0+2.5+2)12=456.6kN/m M(1/8) qL2=(1/8)456.60.9246.23kNm W=(bh2)/6=(0.10.12)/

20、6=0.m3 則： n= M/( Ww)=46.23/(0.110000.9)=27.9(取整數(shù)n28根) dB/(n-1)=12/27=0.44m 注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 經(jīng)計(jì)算，方木間距小于0.44m均可滿足要求，實(shí)際施工中為滿足底模板受力要求，方木間距d取0.3m，則n12/0.340。 每根方木撓度計(jì)算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.3310-6m4 則方木最大撓度： fmax=(5/384)(qL4)/(EI)=(5/384)(456.60.94)/(4091068.3310-60.9)=1.4410-3ml/400=0.9/400=2.

21、2510-3m (撓度滿足要求) 每根方木抗剪計(jì)算 = MPa=1.7MPa 符合要求。 4、扣件式鋼管支架立桿頂托上順橋向方木驗(yàn)算 本施工方案中WDJ多功能碗扣架頂托上順橋向采用1515cm方木，方木在順橋向的跨距在箱梁跨中按L90cm（橫向間隔l60cm布置）進(jìn)行驗(yàn)算，在墩頂橫梁部位按L60cm（橫向間隔l60cm布置）進(jìn)行驗(yàn)算，橫橋向方木順橋向布置間距在中支點(diǎn)橋墩兩側(cè)均按25（中對中間距）布設(shè)，在箱梁跨中部位均按30cm布設(shè)，木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值參照杉木進(jìn)行計(jì)算。 中支點(diǎn)橫隔板兩側(cè)截面（按BB截面受力）處 方木抗彎計(jì)算 p=lq/nl(q1+ q2+ q3+ q4)B/n0.6

22、(52.69+1.0+2.5+2)3/10=10.47kN Mmax(a1+a2)p(0.3+0.05)10.47=3.66kNm W=(bh2)/6=(0.150.152)/6=5.610-4m3 = Mmax/ W=3.66/(5.610-4)=6.54MPa0.9w9.9MPa（符合要求） 注：0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 方木抗剪計(jì)算 Vmax=3p/2=(310.47)/2= 15.71kN = MPa=1.53MPa 符合要求。 每根方木撓度計(jì)算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.150.153)/12=4.210-5m4 則方木最大撓度： fmax= =2.9610-40.9L/400=0.90.6/400m=1.3510-3m 撓度滿足要求。 (3)中橫隔板兩側(cè)截面（按AA截面受力）處 方木抗彎計(jì)算 p=lq/nl(q1+ q2+ q3+ q4)B/n0.6(32.55+1.0+2.5+2)2/5=9.13kN Mmax(a1+a2)p(0.45+0.15)9.13=5.48kNm W=(bh2)/6=(0.150.152)/6=5.610-4m3 = Mmax/ W=5.48/(5.610-4)=9.79MPa0.9w9.9MPa（符合要求） 注：0.9為方木的不均