4、碗扣式满堂支架制梁法检算书讲解

中铁二十二局集团有限公司海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标 满堂支架检算书

中铁22局海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标

箱梁满堂支架检算书

一、工程概况

（一）、本专项方案适用条件与范围

海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标桥梁上部结构。 （二）、技术条件

道路等级：城市快速路； 设计行车速度：80km/h；

设计汽车荷载：城-A级（荷载系数1.3） （三）、结构形式及设计主要参数

⑴ 截面类型为单箱多室。截面见下图。

⑵ 桥面宽度：主线桥宽度分13.25m、15.5m、26m、37m四种，B匝道为8m，C,D匝道为9.5m。

⑶梁体跨度为30m～40m，梁高为2.2m。

⑷ 梁体混凝土强度等级为C50，封锚采用强度等级为C50的补偿收缩混凝土。

25.8m箱梁标准断面图1

中铁二十二局集团有限公司海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标 满堂支架检算书

二、模板支撑架总体方案概况

现浇支架采用满堂支架，支架立杆支撑在承台和已硬化的地面基础上。 满堂支架立杆的纵向间距在梁端实心部份和梁端箱梁加厚段为60cm，其余按90cm布置；横向间距箱梁两侧箱室底板下横向间距90cm，翼板下横向间距90cm，腹板、中隔板以及横梁下的横向间距60cm。步距除地面以上、底板以下2层为60cm，其余均为120cm。支架设置纵桥向与横桥向的剪刀撑以维持支架的整体稳定，剪刀撑每隔4排设置一道。在水平方向，底层设置扫地杆，顶层设置水平剪刀撑，中间每隔4.8m增设一道水平剪刀撑。立杆顶端安装可调式U形顶托，在顶托内安装纵桥向I1O的工字钢，在横桥向安装10×10cm方木，方木在一般截面的间距布置为30cm，在中横梁及端横梁处的间距加密为20cm，上面再铺设竹胶板模板。

力学传递程序：现浇箱梁砼→模板（15mm竹胶板）→ 横向分配梁（10×10cm方木）→纵梁(工10工字钢)→钢管立杆(φ48×3.5mm)→基础。

由于本标段桥跨形式较多，此验算方案以Z91#-Z93#墩的第二十七联（30+30）m的一跨作为验算对象。

下面为支架横断面与纵断面布置图：

2

中铁二十二局集团有限公司海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标 满堂支架检算书

满堂支架横断面图布置图

支架横断面布置图

3

中铁二十二局集团有限公司海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标 满堂支架检算书

满堂支架纵断面布置图

支架纵断面布置图

三、方案设计依据及参数

4

中铁二十二局集团有限公司海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标 满堂支架检算书

1、海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）工程桥梁工程设计图； 2、本工程各桥梁下部结构设计图纸 ；

3、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)； 4、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；

5、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）； 6、《路桥施工计算手册》； 7、《公路施工手册》

8、《钢结构设计规范》（GB50017—2003）； 9、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）； 10、钢筋混凝土重度rc=26KN/m3； 11、恒载系数1.2，活载系数1.4。

12、施工人员及机械活载按1KN/m2。（参考【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》取值）。

13、模板重量q=2.5KN/m2。 竹胶板模板、木框架，参考【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》取值。 四、荷载计算

1、 箱梁横断面参数

被支撑梁段横截面面积：A=16.998m2；梁高H=2.2m，箱梁顶面宽度B=25.8m（如下图如示，单位：cm）。

2、 支架设计荷载

25.8m箱梁标准断面图5

中铁二十二局集团有限公司海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标 满堂支架检算书

①、箱梁结构荷载： q1=26KN/m3；

②、箱梁模板荷载：q2=2.5KN/m2； ③、振捣、倾倒混凝土荷载：q3=4 KN/m2；

④、施工人、机活载：q4=1.0KN/m

2

五、 结构设计内力及检算

由满堂支架布置图可知，腹板、中隔板及横梁位置立杆的横向*纵向间距为60*60cm，底板位置立杆的横向*纵向间距为90*60cm，其中腹板、中隔板及横梁位置梁高（混凝土净高）为2.2m，底板位置混凝土高度为0.5m。腹板、中隔板及横梁处的荷载处于最不利荷载位置，因此验算此位置的荷载即可。 1、横向分配梁荷载验算

横向分配梁采用10*10cm方木，作为支架横分配梁与底模板背楞，根据《木结构设计规范》 ：普通松木的抗弯强度设计值fm=13 MPa，抗剪强度fv=1.5 MPa，弹性模量为E=9.5*103 MPa，挠度极限值L/400。Wx=166.7cm3,Ix=833 cm4，Sx=125 cm3。

横向分配梁的间距按30cm布置，跨距为60cm。腹板及中隔板处混凝土的自重荷载q1-1=2.2*26=57.2KN/m2

计算荷载为1.2*（q1-1+q2）+1.4*(q3+q4)= 78.64 KN/m2

其线荷载q=0.3*78.64=23.6 KN/m，按2跨连续梁布置，其受力简图如下：

可求得Mmax=1.062KN.m，Vmax=8.85KN，Fmax=17.7KN

1） 弯拉应力σ=Mmax/ Wx=6.37 MPa< fm = 13 MPa,满足要求。 2） 剪应力τ=(Vmax*Sx)/(Ix*b)=1.32 MPa< fv = 1.5 MPa,满足要求。 3） 扰度ω=5ql4/384EI=0.5mm< l/400=1.5mm, 满足要求。

2、纵梁荷载验算

q=23.6KN/m6

中铁二十二局集团有限公司海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标 满堂支架检算书

纵梁采用工10工字钢，查《路桥施工计算手册》附表3-31热轧普通工字钢截面特性表，得工10型钢的截面特性：截面惯性矩Ix＝245cm4，Wx=49cm3，A=14.33 cm2；Sx=28.2cm3，d=4.5mm。钢材的力学性能：弹性模量E=2.1×105 MPa，容许弯曲应力σw=215 MPa，容许剪应力τ=125 MPa。

纵梁跨距为60cm，腹板及中隔板处混凝土的自重荷载q1-1=2.2*26=57.2KN/m2

计算荷载为1.2*（q1-1+q2）+1.4*(q3+q4)= 78.64 KN/m2

其线荷载q=0.6*78.64=47.2 KN/m，按2跨连续梁布置，其受力简图如下：

可求得Mmax=2.12KN.m，Vmax=17.7KN，Fmax=35.4KN

1）弯拉应力σ=Mmax/ Wx=43.2 MPa < σw = 215MPa ,满足要求。 2）剪应力τ=(Vmax*Sx)/(Ix*d)=45.3 MPa < τ = 125MPa,满足要求。

3）扰度ω=5ql4/384EI=0.15mm < l/400=1.5mm, 满足要求。 3、支架立杆荷载验算

支架立杆采用φ48×3.5mm钢管（鉴于市场上反复周转使用的钢管构件规格难以达标，在计算中采用φ48×3.0mm钢管进行计算），其在腹板中隔板及横梁处的纵横向布置为0.6*0.6m，步距为1.2m。钢管的力学参数如下：

φ48×3.0mm钢管相关设计参数 外径d（mm） 48 抵抗矩W（mm3） 4.493×103 壁厚t(mm) 3.0 回旋半径（mm） 15.95 截面积A（mm2） 4.24×102 弹性模量 2.0×105

立杆、横杆承载性能

惯性矩I（mm4） 1.078×105 钢管容许应力 205MPa 7

中铁二十二局集团有限公司海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标 满堂支架检算书

立杆 步距（m） 0.6 1.2 1.8 2.4 1）强度验算

允许荷载（KN） 横杆长度（m） 40 30 25 20 0.9 12 1.5 1.8 横杆 允许集中荷载（KN） 4.5 3.5 2.5 2.0 允许均布荷载（KN） 12 7 4.5 3 计算荷载=1.2*（q1-1+q2）+1.4*(q3+q4)=78.64KN/m2

单根立杆所受荷载N=78.64*0.6*0.6=28.3 KN < 30KN，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》（JGJ166-2008）有关模板支架立杆的稳定性计算公式：

N/?A?MW/W?[?](组合风荷载)

N―钢管所承受的最大垂直荷载，上式计算得N＝13.41KN; 单根钢管截面面积（按壁厚3mm计，另外乘以0.75折减系数）: A=424×0.75=318mm2

ф为轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得ф， λ＝L/i，回转半径i＝15.78mm，L为立杆步距，L＝120cm，

λ＝L/i＝120/1.578＝76.04，查路桥施工计算手册附录三P790页，得ф＝0.676 MW为计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩： MW＝0.85×1.4MWK＝（0.85×1.4ωK1ah2）/10

式中MWK―风荷载标准值产生的弯矩形;ωK―风荷载标准值; 1a―立杆纵距；h―立杆步距； ωK＝0.7μzμsω0

μz―风压高度变化系数，本工程邻近海面，地面粗糙度为A类，离地面高度大于10m，查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（GBJBJ166-2008）表7.2.1风压高度变化系数得μz＝1.38

μs―风荷载体型系数，查《建筑结构荷载规范》表7.3.1风荷载体型系数第36项得μs＝1.2；

ω0―基本风压（KN/㎡），查《建筑结构荷载规范》表D.4雪压和风压表，得ω0

8

中铁二十二局集团有限公司海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标 满堂支架检算书

＝0.8KN/㎡,

故：ωK＝0.7μzμsω＝0.7×1.38×1.2×0.8＝0.93KN/㎡ 1a＝90cm，h＝120cm

所以，MW＝0.85×1.4MWK＝（0.85×1.4ωK1a h2）/10 ＝（0.85×1.4×0.93×0.9×1.22）/10＝0.14KN.m 故，N/(фA)+ MW/W＝13.41×103/(0.676×367)+0.14/ (5.08×103)

＝54.05+27.56＝81.61MPa＜[δ]=205MPa 满足要求。

4、 基础验算

地基处理应根据现场的地基情况确定，对于原状路面考虑直接将底托支撑在沥青路面上，承载力及沉降量均能满足要求。而对于绿化带、基坑开挖处等较软弱的地基则考虑换填5%灰土处理，分层压实，采用轻型触探仪进行检测，处理后承载力要求不小于200KPa.验收合格后再在地基上浇筑15cm厚的C20混凝土垫层。

支架底托尺寸15cm×15cm,底托直接放置在硬化后的混凝土垫层或原有沥青路面上，若按照45°的进行扩散，混凝土垫层与地基接触的面积应按450mm×450mm，取单根立杆最大受力28.3KN进行计算，那么产生的最大基底应力为 σ＝F/A=28.3/（0.45*0.45）＝139.7Kpa < 200 kpa，满足要求。 5、满堂支架整体抗倾覆分析计算

根据JTJ/T-2011《公路桥涵施工技术规范》5.2.8条稳定性要求，支架在自重和风荷载等作用下的抗倾覆定时，倾覆稳定系数不得小于1.3。

根据《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004，支架为临时结构，按1/10频计算：

基本风速：V10=28.8m/s 基本风压：W10=0.5KN/m2

空气重力密度：γ=0.012017e-0.0001Z=0.012017e-0.0001×15=0.012 KN/m3 高度Z处的设计基准风速：Vd= K2K5V10=0.79×1.38×28.8=34.3m/s

9

中铁二十二局集团有限公司海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标 满堂支架检算书

设计基准风压：Wd=(γVd2)/(2g)=(0.012×34.32)/(2×9.81)=0.72KN/m2 支架+梁高按3.8m实体计算，则： 桥横向风荷载标准值：

Fwh=k0k1k3WdAwh=0.75×1.1×1.0×0.72×30×3.8=67.7KN

其中：k0为设计风速重建期换算系数，对于施工架设期桥梁，k0取0.75。 K1为风载阻力系数，k0取1.1。

K3为地形、地埋条件系数，一般地区k3取1.0。 Wd为设计基准风压。

Awh为横向迎风面积，按实际尺寸计算(30×3.8)。

着力点距迎风面荷载中心距10+1.9=11.9m，10米为墩高，则弯矩： 倾覆M倾=67.7×11.9=805.63KN·m 2、支架整体稳定验算

当支架搭设完毕，而主梁未开始作业时，支架自重小，整体稳定性最差，故选此状态进行控制计算。 抗倾覆M=G*L

G：模板、方木、支架钢管等自重 L：自重重心到支墩外侧立杆的距离=12.9m 模板：0.012×10.19×9=1.1KN/m

方木：翼板处7.24/0.2×0.1×0.1×8=2.89KN/m 底板：3×0.1×0.1×8=0.24KN/m

纵向方木：17×1×0.1×0.15×8=2.04KN/m 钢桁架片：2.8KN/m

桥梁宽25.8m，长30m，支架最高6.6m，支架宽25m，支架横向35排，纵向40排，高度取6.6m。

30m跨支架总重G＝30×25.8×3.17＝2453.58KN； M抗=【（1.1+2.89+0.24+2.04+2.8）×30】×3.8+2453.58 =3487.56KN.m

稳定系数M抗/M倾=3487.56/805.63=4.33＞1.3，满足要求。

10

中铁二十二局集团有限公司海沧货运通道（疏港通道-海翔大道段）Ⅱ标 满堂支架检算书

验算完毕，经验算支架符合要求，可按方案布置使用。

2015年7月

11

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4aha.html