支架计算书.docx

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支架计算书

1方案简述

本现浇梁采用满堂支架施工，支架搭设高度按照最高处11m控制（硬化地面至箱梁底板高度）。

箱梁腹板下支架横桥向采用30cm间距布置，顶底板下横桥向采用60cm布置，翼缘板下横桥向采用90cm布置（顺桥向钢管间距始终为30cm和90cm不等），具体布置见满堂支架搭设平面图及箱梁截面图。

本桥纵断面位于R=2000m的竖曲线上，平面位于R=350m（起点AK0+148.96，终点AK0+277.724）。

桥型布置图

满堂支架搭设横断面图

底模系统纵桥向采用10cm×10cm方木（腹板下纵向采用14cm高工字钢）直接立于钢管架顶托上，横向采用10cm×10cm方木作为分配梁，中心距30cm、净间距20cm，顶面铺设1.4cm厚竹胶板底模，侧模、内膜采用竹胶板拼装。

满堂支撑支架搭设时，沿墩身横向中线搭设第一排，然后间距按照30cm设置4排，横桥向间距参考上图，保证墩顶实心段部分承重支架为30cm顺桥向布置，其它部分按照顺桥向间距90cm布置；由于桥梁为曲线布置，因此支架采用采用折线形式搭设，中间断开部分采用短钢管和扣件连接。

2受力计算

由于支架顺桥向布置为30cm、90cm两种间距形式，因此分两种工况计算钢管架受力，第一种为墩顶实心段部分，钢管支架30cm顺桥向布置；第二种为梁体变截面及标准截面段，钢管支架按照顺桥向90cm布置。

S1=24.15m2S2=0.75m2S3=0.75m2

2.1工况一下中间部分受力计算（S1部分）

第一工况下计算实心段部分支架及模板系统受力，具体支架布置形式参照方案图。

由于工况一下，箱梁截面为实心截面，因此只需计算中间部分支架横向布置为60cm和翼缘板下受力即可。

2.1.1中间部分S1受力计算

⑴荷载取值

S1部分钢筋混凝土：

24.15m2×1m×26KN/m3÷（10.5m×1m）=59.8KN/m2；

底模系统：

取值3KN/m2；

施工荷载：

取值1KN/m2；

浇筑混凝土冲击荷载：

4KN/m2；

考虑1.3倍安全系数后，荷载组合取值为：

Q=1.3×（59.8+3+1+4）=88.14KN/m2=0.08814N/mm2

⑵竹胶板受力计算

竹胶板规格采用2.44m×1.22m×0.014m，考虑竹胶板处于湿状，由《桥路工程常用数据资料与计算手册》查得竹胶板力学性能指标取[σ]=35MPa、E=5×103。

取单位1mm宽竹胶板为单元体，则

W=bh2/6=（1×142）/6=32.67mm3

I=bh3/12=228.67mm4

横向方木间距采用300mm，方木净距为200mm，为了安全考虑，竹胶板的计算按简支梁计算，则

M=ql2/8=（0.08814N/mm2×1mm×3002）÷8=991.6N·mm

σ=M/W=991.6/32.67=30.352MPa≤[σ]=35MPa满足要求

fmax=5ql4/384EI=（5×0.08814×2004）÷（384×5×103×228.67）

=1.6mm

⑶横向方木分配梁计算

方木材质选用红松，规格采用10cm×10cm。

根据《路桥施工计算手册》，A3级木材弹性模量E=9×103MPa，抗弯强度为[σ]=12MPa；考虑木材湿状下弹性模量及抗弯强度的折减系数为0.9，折减后的弹性模量为E=8×103MPa，抗弯强度为[σ]=10.8MPa。

W=bh2/6=1.67×105mm3

I=bh3/12=8.33×106mm4

纵梁方木横桥向间距60cm（此处计算按60cm），小方木顺桥向间距为30cm，因此方木跨度为600mm，方木按照简支梁计算，则每根分配梁承受横向长度30cm的竹胶板传来的荷载，纵向承受60cm长度的竹胶板传来的荷载，

60cm跨度上分配梁承受的荷载为：

0.08814×300=26.442N/mm

由此得

M=ql2/8=1189890N·mm

σ=M/W=1189890/1.67×105=7.13MPa≤[σ]=10.8MPa满足要求

fmax=5ql4/384EI=（5×26.442×6004）÷（384×8×103×8.33×106）

=0.67mm≤l/400=600/400=1.5mm满足要求

⑷纵梁受力计算

分配梁在纵梁上每个支点产生的力为：

R=26.442×600=15865.2N

因此横梁承受荷载转换为线荷载为：

q=15865.2/300=52.884N/mm

纵梁材料选用10cm×10cm方木，计算得I=8.33×106mm4,W=1.67×105mm3,A=10000mm2，E=8×103MPa;按照简支梁计算则有：

M=ql2/8=（52.884×3002）/8=594945N·mm

σ=M/W=594945/1.67×105=3.563MPa≤[σ]=10.8MPa满足要求

fmax=5ql4/384EI=0.084mm≤L/400=2.25mm满足要求

纵梁的支座反力：

R=ql=15865.2N

支架上部结构受力体系计算结果如下表：

序号

名称

所用材料

承受荷载

最大弯

曲应力

最大挠度

允许应力

1

底模

1.4cm竹胶板

0.08814N/mm2

30.352MPa

1.6mm

35MPa

2

分配梁

10cm×10cm方木

26.442N/mm

7.13MPa

0.67mm

10.8MPa

3

大梁

10cm×10cm方木

52.884N/mm

3.563MPa

0.084mm

10.8MPa

结论：

支架上部整体受力满足要求。

2.1.2翼缘板下受力计算

⑴荷载取值

S2、S3部分钢筋混凝土：

0.75m2×1m×26KN/m3÷（2.5m×1m）=7.8KN/m2；

底模系统：

取值3KN/m2；

施工荷载：

取值1KN/m2；

浇筑混凝土冲击荷载：

4KN/m2；

考虑1.3倍安全系数后，荷载组合取值为：

Q=1.3×（7.8+3+1+4）=15.8KN/m2=0.0158N/mm2

⑵竹胶板受力计算

竹胶板规格采用2.44m×1.22m×0.014m，考虑竹胶板处于湿状，由《桥路工程常用数据资料与计算手册》查得竹胶板力学性能指标取[σ]=35MPa、E=5×103。

取单位1宽竹胶板为单元体，则

W=bh2/6=（1×142）/6=32.67mm3

I=bh3/12=228.67mm4

横向方木间距采用300mm，方木净距为200mm，为了安全考虑，竹胶板的计算按简支梁计算，则

M=ql2/8=（0.0158N/mm2×1mm×3002）÷8=177.75N·mm

σ=M/W=177.75/32.67=5.441MPa≤[σ]=35MPa满足要求

fmax=5ql4/384EI=（5×0.0158×2004）÷（384×5×103×228.67）

=0.288mm

⑶横向方木分配梁计算

方木材质选用红松，规格采用10cm×10cm。

根据路桥施工计算手册，A3级木材弹性模量E=9×103MPa，抗弯强度为[σ]=12MPa；考虑木材湿状下弹性模量及抗弯强度的折减系数为0.9，折减后的弹性模量为E=8×103MPa，抗弯强度为[σ]=10.8MPa。

W=bh2/6=1.67×105mm3

I=bh3/12=8.33×106mm4

纵梁方木横桥向间距90cm，小方木顺桥向间距为30cm，因此方木跨度为900mm，方木按照简支梁计算，则每根分配梁承受横向长度30cm的竹胶板传来的荷载，纵向承受90cm长度的竹胶板传来的荷载，

90cm跨度上分配梁承受的线荷载为：

q=0.0158×300=4.74N/mm

由此得

M=ql2/8=479925N·mm

σ=M/W=479925/1.67×105=2.87MPa≤[σ]=10.8MPa满足要求

fmax=5ql4/384EI=（5×4.74×9004）÷（384×8×103×8.33×106）

=0.61mm≤l/400=600/400=1.5mm满足要求

⑷纵梁受力计算

分配梁在纵梁上每个支点产生的力为：

R=4.74×900=4266N

因此纵梁承受荷载转换为线荷载为：

q=4266/300=14.22N/mm

纵梁跨度30cm，10cm×10cm方木，计算得I=8.33×106mm4,W=1.67×105mm3,A=10000mm2，E=8×103MPa;按照简支梁计算则有：

M=ql2/8=（14.22×3002）/8=159975N·mm

σ=M/W=159975/1.67×105=0.958MPa≤[σ]=10.8MPa满足要求

支座反力R=14.22×300=4266N

fmax=5ql4/384EI=0.023mm≤L/400=2.25mm满足要求

支架上部结构受力体系计算结果如下表：

序号

名称

所用材料

承受荷载

最大弯

曲应力

最大挠度

允许应力

1

底模

1.4cm竹胶板

0.0158N/mm2

5.441MPa

0.288mm

35MPa

2

分配梁

10cm×10cm方木

4.74N/mm

2.87MPa

0.61mm

10.8MPa

3

纵梁

10cm×10cm方木

14.22N/mm

0.958MPa

0.023mm

10.8MPa

结论：

支架上部整体受力满足要求。

2.1.3腹板下计算

由于腹板下纵梁采用10cm工字钢，间距等同于腹板下支架，顶部横向30cm间距铺设10cm×10cm方木分配梁，上铺竹胶板模板，纵梁材料及截面属性变化，因此重新计算腹板下受力。

由于实心段处截面高度未发生变法，因此荷载组合仍采用

Q=1.3×（59.8+3+1+4）=88.14KN/m2=0.08814N/mm2

⑴竹胶板受力计算

竹胶板规格采用2.44m×1.22m×0.014m，考虑竹胶板处于湿状，由《桥路工程常用数据资料与计算手册》查得竹胶板力学性能指标取[σ]=35MPa、E=5×103。

取单位1宽竹胶板为单元体，则

W=bh2/6=（1×142）/6=32.67mm3

I=bh3/12=228.67mm4

横向方木间距采用300mm，方木净距为200mm，为了安全考虑，竹胶板的计算按简支梁计算，则

M=ql2/8=（0.08814N/mm2×1mm×3002）÷8=991.575N·mm

σ=M/W=991.575/32.67=30.351MPa≤[σ]=35MPa满足要求

fmax=5ql4/384EI=（5×0.08814×2004）÷（384×5×103×228.67）

=1.6mm

⑵横向方木分配梁计算

方木材质选用红松，规格采用10cm×10cm。

根据路桥施工计算手册，A3级木材弹性模量E=9×103MPa，抗弯强度为[σ]=12MPa；考虑木材湿状下弹性模量及抗弯强度的折减系数为0.9，折减后的弹性模量为E=8×103MPa，抗弯强度为[σ]=10.8MPa。

W=bh2/6=1.67×105mm3

I=bh3/12=8.33×106mm4

纵梁方木横桥向间距30cm，小方木顺桥向间距为30cm，因此方木跨度为300mm，方木按照简支梁计算，则每根分配梁承受横向长度30cm的竹胶板传来的荷载，纵向承受30cm长度的竹胶板传来的荷载，

30cm跨度上分配梁承受的线荷载为：

q=0.08814×300=26.442N/mm

由此得

M=ql2/8=297472.5N·mm

σ=M/W=297472.5/1.67×105=1.78MPa≤[σ]=10.8MPa满足要求

fmax=5ql4/384EI=（5×26.442×3004）÷（384×8×103×8.33×106）

=0.004mm≤l/400=600/400=1.5mm满足要求

⑶纵梁受力计算

分配梁在纵梁上每个支点产生的力为：

R=26.442×300=7932.6N

因此纵梁承受荷载转换为线荷载为：

q=7932.6/300=26.442N/mm

纵梁跨度30cm，14cm高工字钢，查表得I=7120000mm4,W=101714mm3,A=2150mm2，E=2.1×105;按照简支梁计算则有：

M=ql2/8=（26.442×3002）/8=297472.5N·mm

σ=M/W=297472.5/101714=2.925MPa≤[σ]=140MPa满足要求

支座反力R=26.442×300=7932.6N

fmax=5ql4/384EI=0.002mm≤L/400=2.25mm满足要求

支架上部结构受力体系计算结果如下表：

序号

名称

所用材料

承受荷载

最大弯

曲应力

最大挠度

允许应力

1

底模

1.4cm竹胶板

0.08814N/mm2

30.351MPa

1.6mm

35MPa

2

分配梁

10cm×10cm方木

26.442N/mm

1.78MPa

0.004mm

10.8MPa

3

纵梁

14cm工字钢

26.442N/mm

2.925MPa

0.002mm

140MPa

结论：

支架上部整体受力满足要求。

2.1.4满堂支架受力计算

所选组合荷载为0.08814N/mm2、0.0158N/mm2，按照支架的布置形式，纵向跨度30cm，横向间距60cm、90cm不等，计算横向间距为90cm、60cm时满堂支架系统立杆受力，则每根立杆承受的荷载：

中间部分：

P1=0.08814N/mm2×600mm×300mm=15865.2N=15.86KN

腹板下：

P2=0.08814N/mm2×300mm×300mm=7932.6N=7.93KN

翼缘板下：

P2=0.0158N/mm2×900mm×300mm=4266N=4.266KN

根据JGJ130-2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.4.5规定，满堂支架立杆的计算长度为：

顶层立杆段参照：

l0=kμ1（h+2a）

底层立杆段参照：

l0=kμ2h

k—满堂支架立杆计算长度附加系数，k取值按照支架高度10m~20m考虑，k=1.217

a—立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度；伸出按照20cm考虑，a=0.2m

μ1、μ2—考虑满堂支架整体稳定因素的单杆计算长度系数，取值（按照加强型构造）μ1=2.284μ2=3.806

由上得：

顶层立杆段参照：

l0=kμ1（h+2a）=1.217×2.284×（0.6+2×0.2）=2.78m

非顶层立杆段参照：

l0=kμ2h=1.217×3.806×0.6=2.779m

满堂支架采用φ48.3mm×3.5mm钢管，A=5.06cm2、I=12.71cm4、W=5.26cm3、i=1.59cm、f=205N/mm2

λ=l0/i=175（顶层）、175（非顶层）

查表Ψ=0.232（顶层）、0.232（非顶层）取顶层检验稳定性

不考虑风荷载组合，立杆稳定性应符合下式：

N/（ΨA）≤f取顶层计算：

N=0.232×5.06×100×205=24KN

N≥P1=15.86KNN≥P2=7.93KNN≥P3=4.266KN稳定性满足要求

结论：

工况一下，支架及底模系统受力满足要求。

2.2工况二下受力计算

由于箱梁实心段结束后，支架搭设形式纵向间距均一致，因此工况二下箱梁截面选择为，箱梁实心段结束处（即刚进入空心箱室时的截面），在此工况下做受力分析，箱梁标准截面情况将不再计算受力。

S1=S9=0.75m2S2=S5=S8=1.61m2S3+S4=S6+S7=3.696m2

2.2.1腹板受力计算

⑴荷载取值

S2部分钢筋混凝土：

1.61m2×1m×26KN/m3÷（0.7m×1m）=59.8KN/m2；

底模系统：

取值3KN/m2；

施工荷载：

取值1KN/m2；

浇筑混凝土冲击荷载：

4KN/m2；

考虑1.3倍安全系数后，荷载组合取值为：

Q=1.3×（59.42+3+1+4）=88.14KN/m2=0.08814N/mm2

⑵竹胶板受力计算

竹胶板规格采用2.44m×1.22m×0.014m，考虑竹胶板处于湿状，由《桥路工程常用数据资料与计算手册》查得竹胶板力学性能指标取[σ]=35MPa、E=5×103。

取1mm宽竹胶板为单元体，则

W=bh2/6=（1×142）/6=32.67mm3

I=bh3/12=228.67mm4

横向方木间距采用300mm，方木净距为200mm，为了安全考虑，竹胶板的计算按简支梁计算，则

M=ql2/8=（0.08814N/mm2×1mm×3002）÷8=991.6N·mm

σ=M/W=991.6/32.67=30.352MPa≤[σ]=35MPa满足要求

fmax=5ql4/384EI=（5×0.08814×2004）÷（384×5×103×228.67）

=1.6mm

⑶横向方木分配梁计算

方木材质选用红松，规格采用10cm×10cm。

根据《路桥施工计算手册》，A3级木材弹性模量E=9×103MPa，抗弯强度为[σ]=12MPa；考虑木材湿状下弹性模量及抗弯强度的折减系数为0.9，折减后的弹性模量为E=8×103MPa，抗弯强度为[σ]=10.8MPa。

W=bh2/6=1.67×105mm3

I=bh3/12=8.33×106mm4

纵梁间距300mm，横向方木跨度为300mm，横向方木按照简支梁计算，则每根分配梁承受横向宽度30cm的竹胶板传来的荷载，纵向承受30cm长度的竹胶板传来的荷载。

30cm跨度上分配梁承受的线荷载为：

q=0.08814×300=26.442N/mm

由此得

M=ql2/8=297472.5N·mm

σ=M/W=297472.5/1.67×105=1.78MPa[σ]=10.8MPa满足要求

fmax=5ql4/384EI=（5×26.442×3004）÷（384×8×103×8.33×106）

=0.042mm≤l/400=600/400=1.5mm满足要求

⑷纵梁受力计算

分配梁在纵梁上每个支点产生的力为：

R=26.442×300=7932.6N

因此纵梁承受荷载转换为线荷载为：

q=7932.6/300=26.442N/mm

纵梁跨度为90cm，采用14cm高工字钢，查表得I=7120000mm4,W=101714mm3,A=2150mm2，E=2.1×105;按照简支梁计算则有：

M=ql2/8=（26.442×9002）/8=2677252.5N·mm

σ=M/W=2677252.5/101714=26.32MPa≤[σ]=140MPa满足要求

支座反力R=26.442×900=23797.8N

fmax=5ql4/384EI=0.151mm≤L/400=2.25mm满足要求

支架上部结构受力体系计算结果如下表：

序号

名称

所用材料

承受荷载

最大弯

曲应力

最大挠度

允许应力

1

底模

1.4cm竹胶板

0.08814N/mm2

30.352MPa

1.6mm

35MPa

2

分配梁

10cm×10cm方木

26.442N/mm

1.78MPa

0.042mm

10.8MPa

3

纵梁

14cm工字钢

26.442N/mm

26.32MPa

0.151mm

140MPa

结论：

支架上部整体受力满足要求。

2.2.2顶底板下受力计算

⑴荷载取值

S2、S3部分钢筋混凝土：

3.696m2×1m×26KN/m3÷（4.2m×1m）=22.88KN/m2；

底模系统：

取值3KN/m2；

施工荷载：

取值1KN/m2；

浇筑混凝土冲击荷载：

4KN/m2；

考虑1.3倍安全系数后，荷载组合取值为：

Q=1.3×（22.88+3+1+4）=30.88KN/m2=0.03088N/mm2

⑵竹胶板受力计算

竹胶板规格采用2.44m×1.22m×0.014m，考虑竹胶板处于湿状，由《桥路工程常用数据资料与计算手册》查得竹胶板力学性能指标取[σ]=35MPa、E=5×103。

取单位1宽竹胶板为单元体，则

W=bh2/6=（1×142）/6=32.67mm3

I=bh3/12=228.67mm4

横向方木间距采用300mm，方木净距为200mm，为了安全考虑，竹胶板的计算按简支梁计算，则

M=ql2/8=（0.03088N/mm2×1m×3002）÷8=347.4N·mm

σ=M/W=347.4/32.67=10.6MPa≤[σ]=35MPa满足要求

fmax=5ql4/384EI=（5×0.03088×2004）÷（384×5×103×228.67）

=0.563mm

⑶横向方木分配梁计算

方木材质选用红松，规格采用10cm×10cm。

根据路桥施工计算手册，A3级木材弹性模量E=9×103MPa，抗弯强度为[σ]=12MPa；考虑木材湿状下弹性模量及抗弯强度的折减系数为0.9，折减后的弹性模量为E=8×103MPa，抗弯强度为[σ]=10.8MPa。

W=bh2/6=1.67×105mm3

I=bh3/12=8.33×106mm4

横向方木跨度为600mm，横向方木按照简支梁计算，则每根分配梁承受横向宽度30cm的竹胶板传来的荷载，纵向承受60cm长度的竹胶板传来的荷载，

60cm跨度上分配梁承受的线荷载为：

q=0.03088×300=9.264N/mm

由此得

M=ql2/8=416880N·mm

σ=M/W=416880/1.67×105=2.496MPa≤[σ]=10.8MPa满足要求

fmax=5ql4/384EI=（5×9.264×6004）÷（384×8×103×8.33×106）

=0.235mm≤l/400=600/400=1.5mm满足要求

⑷纵梁受力计算

分配梁在纵梁上每个支点产生的力为：

R=9.264×600=5558.4N

因此纵梁承受荷载转换为线荷载为：

q=5558.4/300=18.528N/mm

纵梁跨度为90cm，10cm×10cm方木，计算得I=8.33×106mm4,W=1.67×105mm3,A=10000mm2，E=8×103MPa;按照简支梁计算则有：

考虑到纵梁实际受力状态为连续梁，按三跨连续梁简化模型计算如下（纵向方木最小长度不小于2.7m）：

查路桥计算手册：

最大弯矩位于支座B、C点，MB=MC

MB=MC=-0.1ql2=-0.1×18.528×9002=1500768N·mm

σ=M/W=1500768/1.67×105=8.99MPa≥[σ]=10.8MPa满足要求

fmax=0.667ql4/100EI=1.217mm≥L/400=2.25mm满足要求

支架上部结构受力体系计算结果如下表：

序号

名称

所用材料

承受荷载

最大弯

曲应力

最大挠度

允许应力

1

底模

1.4cm竹胶板

0.03088N/mm2

10.6MPa

0.563mm

35MPa

2

分配梁

10cm×10cm方木

9.264N/mm

2.496MPa

0.235mm

10.8MPa

3

纵梁

10cm×10cm方木

18.528N/