天桥箱梁施工现浇支架计算书.doc
天桥箱梁施工现浇支架计算1.工程简介：LK0+170匝道桥：设计为单箱三室结构，共一联5跨，箱梁宽15.5m，其中箱体底宽11.5m，采用满堂碗扣式钢管支架。 XK0+677连接线桥：设计为单箱单室结构，共一联3跨，箱梁宽8.5m，其中箱体底宽4.5m，由于该桥在K223+766.4上跨主线，在该处采用工字钢门式支架外，其余均采用碗扣式钢管满堂支架。门式支架结构型式如下：工字钢支架体系由扩大基础、500×10mm钢管、砂筒、横桥向双拼I32a工字钢、I32b工字钢纵梁、10cm×10cm木方(间距0.3m)横向分配梁、12cm×12cm木方(间距0.3m)纵向分配梁组成。K216+700天桥设计为单箱单室结构，共一联2跨，箱梁宽6.5m，其中箱体底宽4.0m，由于该桥在K216+700上跨主线，在该处采用工字钢门式支架外，其余均采用碗扣式钢管满堂支架。门式支架结构型式如下：工字钢支架体系由扩大基础、500×10mm钢管、砂筒、横桥向双拼I32a工字钢、I32b工字钢纵梁、10cm×10cm木方(间距0.3m)横向分配梁、12cm×12cm木方(间距0.3m)纵向分配梁组成。K217+060天桥设计为单箱单室结构，共一联2跨，箱梁宽6.5m，其中箱体底宽3.5m，由于该桥在K217+060上跨主线，在该处采用工字钢门式支架外，其余均采用碗扣式钢管满堂支架。门式支架结构型式如下：工字钢支架体系由扩大基础、500×10mm钢管、砂筒、横桥向双拼I32a工字钢、I32b工字钢纵梁、10cm×10cm木方(间距0.3m)横向分配梁、12cm×12cm木方(间距0.3m)纵向分配梁组成。 箱梁模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。箱梁底模板采用定型大块胶合板模板(厚15mm)，然后直接铺装在10cm×10cmm木方上；侧模、翼缘板模板为沿桥梁走向的专用桥梁竹胶模板。本项目现浇箱梁分两次浇筑混凝土。第一次浇筑翼缘板以下的混凝土，第二次浇筑顶板和翼缘板。LK0+170桥现浇箱梁第一次浇筑LK0+170桥现浇箱梁第二次浇筑XK0+677桥在K223+766.4上跨主线，在该处采用工字钢门式支架外，其余均采用碗扣式钢管满堂支架。门式支架净高不小于5m，净宽不小于5m。满堂支架搭设示意图如下图所示。满堂支架搭设示意图本方案中，安全系数取1.2。2.支架计算依据公路桥涵施工技术规范(JTG_TF50-2011)木结构设计规范(GB 50005-2003)混凝土结构设计规范(GB 50010-2010) 钢结构设计规范(GB 50017-2011) 建筑工程大模板技术规程(JGJ74-2003)建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范(JGJ 166-2008)建筑施工门式钢管脚手架安全技术规程(JGJ128-2000)建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)建筑结构荷载规范(GB500092001)扣件式钢管脚手架计算手册，王玉龙，2008年建筑施工计算手册，江正荣，2001年7月3.施工荷载计算及其传递支架选型完成后，其计算的思路和原则应从上至下进行。3.1.底模荷载施工人员及设备荷载标准值1.5KN/m2。倾倒混凝土时产生的竖向荷载经验值2.04.0KN/m2。振捣混凝土时对水平模板产生的荷载标准值为2.0KN/m2。模板自重荷载标准值木模为0.50-0.55KN/m2。钢筋混凝土密度取26 KN/m3，根据箱梁断面荷载作如下划分： K216+700桥现浇箱梁断面示意模板荷载效应组合：恒载×1.2+活载×1.4。（活载主要包括：施工人员荷载、施工机具荷载、倾倒混凝土荷载、振捣混凝土荷载。恒载主要包括：混凝土荷载、模板自重荷载）3.2.横向分配梁梁底横向分配梁（模板次楞）荷载取值与底模荷载相同。3.3.纵梁纵梁（模板主楞）荷载为横向分配梁（模板次楞）传递的集中荷载。3.4.立杆（临时墩）立杆（临时墩）荷载为纵梁（模板主楞）下传集中荷载。由于在模板计算荷载时已考虑了恒载和活载的组合效应，故模板主楞下传至立杆的荷载可直接计算立杆稳定性。3.5.地基荷载为立杆（临时墩）下传集中荷载。落地支架计算顺序：模板横梁（分配梁）纵梁立杆（临时墩）地基。4.碗扣式满堂支架计算满堂式碗扣支架体系由支架基础（15cmC20砼垫层）、钢垫板、48×3.5mm碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调节顶托、12cm×12cm木方做横向分配梁(该分配梁在腹板下间距为0.6m，在其余地方间距为0.9m)、间距为30cm的10cm×10cm木方做纵向分配梁；模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。12cm×12cm木方分配梁沿横桥向布置，直接铺设在支架顶部的可调节顶托上，箱梁底模板采用定型大块竹胶模板，直接铺装在10cm×10cm木方分配梁上进行连接固定；侧模、翼缘板模板为沿桥梁走向的竹胶模板。根据箱梁施工技术要求、荷载重量、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标，现浇箱梁立杆布置，纵桥向所有立杆步距为60cm，横桥向立杆步距为：箱体处为60cm，其余地方为90cm；支架横杆步距为在支架顶下120cm、支架底部沿高度方向120cm范围步距为60cm（各三层），其余为120cm。支架在桥纵向每360cm间距设置剪刀撑；支架两端的纵、横杆系通过垫木牢固支撑在桥墩上；立杆顶部安装可调节顶托，立杆底部支立在可调节底托上，以确保地基均衡受力。4.1.支架材料参数.材料选择.WJ碗扣为48×3.5 mm钢管；.立杆、横杆承载性能如下表所示： 立杆、横杆承载性能表立 杆横 杆步距（m）允许载荷（KN）横杆长度（m）允许集中荷载（KN）允许均布荷载（KN）0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.04.2.荷载分析计算梁底木模实际是支架体系的一部分。对于小钢管满堂支架来说，木模面板的强度决定了横向分配梁（模板次楞）的间距，横向分配梁的强度又决定了纵梁（模板主楞）的间距和立杆的横距，纵梁的强度又决定了立杆的纵距。计算中取值：施工人员及设备荷载为1.5KN/m2，倾倒混凝土时产生的竖向荷载为4.0KN/m2，振捣混凝土时对水平模板产生的荷载为2.0KN/m2，木模自重荷载为0.50Kg/m2。混凝土密度取26KN/m3，底板和顶板混凝土胀模系数为1.05。计算底板时，施工人员荷载、设备荷载、木模自重荷载需要考虑箱内的影响。由于腹板下底模受力最大，以其作为控制计算。箱梁腹板计算高度取1.7m，其混凝土自重荷载为1.7×26=44.2KN/m2。 q1=（44.2+0.5）×1.2+（1.5+4+2）×1.4=64.14KN/m2（适应计算模板承载能力） q2=（44.2+0.5）×1.2=53.64KN/m2（适应计算模板抗变形能力）翼缘板处底板混凝土(后面简称为底板混凝土)自重荷载0.45×1.05×26=12.29KN/m2。 q3=（12.29+0.5×2）×1.2+（1.5×2+4+2）×1.4=28.55KN/m2（适应计算模板承载能力） q4=（12.29+0.5×2）×1.2=15.95KN/m2（适应计算模板抗变形能力）4.3.底模面板计算以腹板下底模面板做控制计算。 面板采用15mm厚竹胶板，模板次楞（纵向分配梁）间距为0.3m。参照路桥施工计算手册表13-1,取模板宽d=0.2m，模板跨径L1=0.25m；则模板每米长上的荷载为q=q1×0.2=64.14×0.2=12.83kN/m（适应计算模板承载能力）q=q2×0.2=53.64×0.2=10.73kN/m（适应计算模板抗变形能力）跨中弯矩M=qL12/10=12.83×0.22÷10=0.051kNm底模模板采用高强度竹胶板，其允许弯应力取w=9.5MPa，模板需要的截面模量W=M/(1.2×w)=0.051÷(1.2×9.5×103)=4.47×10-6 m2根据W、b得h为：h=(6w/b)0.5=(6×4.47×10-6÷0.2)0.5=0.016m模板截面尺寸采用0.015m×0.2m核算其挠度，则有取木材弹性模量 E=9.0×106kN/m2 I=bh3/12=0.2×0.0153÷12=5.63×10-8 m4则挠度 f=5qL14/(384EI)=5×10.73×0.24÷(384×9.0×106×5.63×10-8)=4.41×10-4m f/L1=4.41×10-4÷0.2=0.0022>1/400=0.0025满足要求。4.4.底模次楞（纵向分配梁，忽略次楞自重，按简支梁）计算纵梁跨度L2=0.6m，横桥向间距为0.3m。箱体下面次楞荷载为q纵1=64.14×0.3=19.24kN/m。底板下面次楞荷载为q纵2=28.55×0.3=8.57kN/m。跨中弯矩M= q纵1L22/8=19.24×0.62/8 =0.866KNm需要的截面模量 W=M/(1.2×w)=0.866÷(1.2×9.5×103)=0.76×10-4 m2纵梁宽度b预设为0.1m，则有纵梁高度h=(6w/b)0.5=(6×0.76×10-4÷0.1)0.5=0.068m初步取截面为0.1m×0.10m，根据选定的截面尺寸核算其挠度，有 I=bh3/12=0.1×0.13÷12=8.33×10-6 m4f=5q纵1L14/(384EI)=5×19.24×0.64÷(384×9.0×106×8.33×10-6)=3.92×10-4m f/L1=3.92×10-4÷0.6=0.000721/400=0.0025故选用截面尺寸为0.1m×0.1m，间距为0.3m，跨距为0.6m的木方能满足要求。4.5.底模主楞（横梁）计算横梁荷载为纵向分配梁传递的集中力11.54kN（腹板下，荷载间距30cm；19.24×0.6=11.54kN）、7.71KN（底板下，荷载间距30cm；8.57×0.9=7.71kN），以腹板下横梁作为控制计算。横梁选用12×12cm方木.腹板下立杆纵向步距60cm，横向步距60cm；翼缘板下立杆纵向步距60cm，横向步距90cm；按简支梁计算。 主楞： 主楞截面面积A=0.12×0.12m2=0.0144m2主楞截面抵抗矩W=bh2/6=12×122/6cm3=288cm3主楞截面惯性矩I=bh3/12=12×123/12cm3=1728cm4腹板下纵梁计算结果： 箱体下横梁(方木)受力计算模式单位:mm跨中弯矩Mmax=11.54×0.3-11.54×0.15=1.731KNmw=Mmax/w=1731×106/2886.01MPa<w=9.5MPa 满足要求跨中剪力Q剪切力= 11.54×2÷0.0144×103=1.60×106Pa=1.60MPa =1.7 MPa,满足要求挠度计算根据n=2,n为偶数，l=60cmWmax=(5n2+2)pl3/384nEI
