现浇箱梁模板及满堂支架方案计算书.docx

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现浇箱梁模板及满堂支架方案计算书

现浇箱梁模板及满堂支架方案计算书

1编制依据

1.1新建铁路xx至xx客运专线施工图设计文件及地勘报告，以及设计变更、补充、修改图纸及文件资料。

1.2国家有关的政策、法规、施工验收规范和工程建设标准强制性条文（城市建设部分），以及现行有关施工技术规范、标准等。

1.3参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》、《混凝土工程模板与支架技术》、《铁路桥涵施工手册》、《建筑施工计算手册》。

2工程概况

本段（40+64+40）m连续梁跨越G208国道。

连续段中心里程桩号为DK341+374；绝对标高为772.9～773.6m左右；地形较平坦，相对高差较小。

主线在该处与G108国道斜交叉，G208国道为沥青路面，路面宽22米，与线路交角129.12度。

梁全长145.5m，计算跨度为40+64+40,中支点处梁高6.05m，跨中10m直线段及边跨13.75m直线段梁高位3.05m边支座中心线至梁端0.75m，边支座横桥向中心距5.6m，中支座横桥向中心距5.9m。

梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。

箱梁顶宽12.0m，箱梁底宽6.7m。

顶板厚度40cm，腹板厚度40～80cm，底板厚度40～80cm。

全联在端支点、中支点及跨中共设5个横隔板，其中端支点横隔板厚105cm，中支点横隔板厚150cm，跨中横隔板厚50cm。

全联采用满堂支架法现浇施工。

3现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求

采用WDJ碗扣式多功能脚手杆搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。

立杆顶设二层方木，立杆顶托上纵向设15×15cm方木；纵向方木上设10×10cm的横向方木，其中在墩顶端横梁和跨中横隔梁下间距不大于0.25m（净间距0.15m）、在跨中其他部位间距不大于0.3m（净间距0.2m）。

模板宜用厚18mm的优质竹胶合板，横板边角宜用4cm厚木板进行加强，防止转角漏浆或出现波浪形，影响外观。

采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×60cm×90cm支架结构体系，支架纵横均设置剪刀撑，其中横桥向斜撑每1.8m设一道，纵桥向斜撑沿横桥没1.8m道。

4现浇箱梁支架验算

本计算书分别以中支点最大截面预应力混凝土箱形连续梁（单箱单室）和跨中等截面预应力混凝土箱形连续梁（横隔板）处为例，对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。

4.1荷载计算

4.1.1荷载分析

根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：

⑴q1——箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。

⑵q2——箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q2＝1.0kPa（偏于安全）。

⑶q3——施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。

⑷q4——振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。

⑸q5——新浇混凝土对侧模的压力。

⑹q6——倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。

⑺q7——支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：

满堂钢管支架自重

立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距

支架自重q7的计算值（kPa）

60cm×60cm×90cm

3.38

4.1.2荷载组合

模板、支架设计计算荷载组合

模板结构名称

荷载组合

强度计算

刚度检算

底模及支架系统计算

⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺

⑴＋⑵＋⑺

侧模计算

⑸＋⑹

⑸

4.1.3荷载计算

⑴箱梁自重——q1计算

根据跨G208国道现浇箱梁结构特点，我们取5－5截面（中支点横隔板两侧）、6－6截面（跨中横隔板梁）两个代表截面进行箱梁自重计算，并对两个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。

15-5截面（中支点横隔板梁两侧）处q1计算

根据横断面图，用CAD算得该处梁体截面积A=17.15m2则：

q1＝=＝

取1.2的安全系数，则q1＝66.55×1.2＝79.86kPa

注：

B——箱梁底宽，取6.7m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。

26-6截面（跨中横隔板梁）处q1计算

根据横断面图，用CAD算得梁体截面积A=10.51m2则：

q1＝=＝

取1.2的安全系数，则q1＝40.785×1.2＝48.942kPa

注：

B——箱梁底宽，取6.7m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。

⑵新浇混凝土对侧模的压力——q5计算

因现浇箱梁采取水平分层以每层30cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=28℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力

q5=

K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.2

当V/t=1.2/28=0.043＞0.035

h=1.53+3.8V/t=1.69m

q5=

4.2结构检算

4.2.1扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算

碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。

本工程现浇箱梁支架按φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也使用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。

⑴中支点横隔板两侧5-5截面处

在中支点横隔板，钢管扣件式支架体系采用60×60×90cm的布置结构，如图：

①、立杆强度验算

根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为90cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］=35kN（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载［N］=35kN、路桥施工计算手册中表13－5钢管支架容许荷载［N］=35.7kN）。

立杆实际承受的荷载为：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）

NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力

ΣNQK—施工荷载标准值；

于是，有：

NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×76.08=27.38KN

NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN

ΣNQK=0.6×0.6×0.6（q3+q4+q7）=0.36×（1.0+2.0+3.38）=2.296KN

则：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（27.38+0.36）+0.85×1.4×2.296=33.08KN＜［N］＝35kN，强度满足要求。

②、立杆稳定性验算

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：

N/ΦA+MW/W≤f

N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；

f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。

A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。

Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。

i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜。

长细比λ＝L/i。

L—水平步距，L＝0.9m。

于是，λ＝L/i＝57，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.829。

MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10

WK=0.7uz×us×w0

uz—风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=1.38

us—风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得：

us=1.2

w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2

故：

WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN

La—立杆纵距0.6m；

h—立杆步距0.9m，

故：

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.0536KN

W—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：

W=5.08×103mm3

则，N/ΦA+MW/W＝33.08×103/（0.829×489）+0.0536×106/（5.08×103）＝92.153KN/mm2≤f＝205KN/mm2

计算结果说明支架是安全稳定的。

4.2.2满堂支架整体抗倾覆验算

依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。

K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/ΣMw

采用跨中64m验算支架抗倾覆能力：

跨中支架宽16m，长64m采用60×60×90cm跨中支架来验算全桥：

支架横向27排；

支架纵向106排；

高度11m；

顶托TC60共需要27×106=2862个；

立杆需要27×106×11=31483m;

纵向横杆需要27×11/0.9×64=21120m；

横向横杆需要106×11/0.9×16=28728m；

故：

钢管总重（40608+26880+26737）×3.84=312.311t;

顶托TC60总重为：

2862×7.2=20.606t；

故q=312.311×9.8+20.606×9.8=3262.58KN；

稳定力矩=y×Ni=8×3262.58=26100.64KN.m

依据以上对风荷载计算WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2

跨中64m共受力为：

q=0.927×11×64=652.6KN；

倾覆力矩=q×5=652.6×5=3263KN.m

K0=稳定力矩/倾覆力矩=26100.64/3263=7.99>1.3

计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求

4.2.3箱梁底模下横桥向方木验算

本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用10×10cm方木，方木横桥向跨度在箱梁跨中截面处按L＝60cm进行受力计算,在中支点截面及跨中横隔板梁处按L＝