满堂支架计算书

兴宁至汕尾高速公路五华至陆河段石下枢纽互通工程

A匝道1号桥现浇箱梁满堂支架计算书

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施工单位：中交第二公路工程局有限公司 编制日期：二○一七年五月一日

1.支架验算

1.1布置说明：

满堂支架采用外径φ48mm，壁厚3.5mm碗扣件组成，布置为纵横向立杆间距底板和翼板按60cm×60cm布置，纵横向立杆间距腹板底按60cm×30cm布置，横梁2m范围内纵横向立杆间距底板按60cm×30cm布置，纵横向立杆间距翼板底按60cm×60cm布置；支架最高高度9.695m，步距1.2m，设置一排纵、横向联接横管，使所有立杆联成整体；为确保支架的整体稳定性，在每4.5m纵向立杆和每4.5m横向立杆各设置一道剪刀撑。支架搭设好后，测量每10m放出高程控制点，然后挂线，将可调顶托调整到计算高程位置，本支架使用的可调顶托可调范围为20cm左右。然后铺设纵横向方木，纵向按60cm间距布置，横向按60cm和30cm间距（腹板处及横梁2m范围内横向均为30cm）布置，完成后，再铺设底模，模板采用2cm竹胶板。模板安装完成即可进行支架预压。满堂支架布置示意图如下：

A匝道1#桥满堂支架跨中横向布置断面图（单位：cm）

A匝道1#桥满堂支架桥墩2m范围横向布置断面图（单位：cm）

A匝道1#桥满堂支架纵向布置图（单位：cm）

箱 梁10cm*10cm方木90cm*60cm碗扣架15cmC30砼天然夯实土上下通道

A匝道1#桥满堂支架平面布置图（单位：cm）

排水沟30*40cm90cm*60cm碗扣架

1.2设计参数：

(依据《钢结构设计规范》取值)： 钢材抗弯强度设计值fm=215MPa 钢材抗剪强度设计值fv=125MPa 弹性模量 E=2.1×105MPa

表1.2-1 碗扣式钢管截面特性

外径 d(mm) 48 壁厚 t(mm) 3.0 截面积A(mm2) 4.24×102 惯性矩I(mm4) 1.078×105 抵抗矩W(mm3) 4.49×103 回转半径 每米长自i（mm） 重（kg） 15.94 壁厚实际为3.5mm，基于安全考虑壁厚按3.0mm计算：

表1.2-2 立杆允许设计荷载

名称 立杆 步距(m) 0.6 1.2 允许设计荷载(kN) 40 30 2.桥墩2m范围支架检算

3号～4号墩两侧各2m范围支架按60cm×30cm间距布置，该断面面积为21.875㎡（电子图计算），底板宽度为8.75m，该位置长度为2m。对该位置进行支架检算：

i、支架布置以60×30cm间距布置，钢筋砼重量以25KN/m3计 每延米砼重量为：21.875×1×25=6.875（KN）

则单位面积承重为q1=6.875/（8.75×1）=62.5（KN/㎡） 由于钢管布置为60cm×30cm，则

单根承载力为：q1=62.5KN/㎡×0.6×0.3=11.25(KN/根)

ii、底模及内模构造荷载 取 q2=5KN/㎡

iii、扣件支架自重（按最高度9.695m计算）

立杆自重（采用φ48×3.5㎜，碗扣式钢管单位重量为5.602kg/m） q31=0.05602×9.695=0.3（KN/根） 可调托座

q32=0.045KN/m×1个=0.045（KN/根） 横杆自重

q33=0.0247KN/m×8×0.3=0.118（KN/根） 所以碗扣式钢管脚手支架自重：

q3=q31+q32+q33=0.3+0.045+0.118=0.706（KN/根）

iv支架施工均布荷载标准值，以3KN/㎡计，基于安全考虑，取5KN/㎡） q4=5KN/㎡

v、单根立杆设计轴向力 荷载组合：

施工恒载：NGK=q1+q2×0.6×0.3+q3 =11.25+5×0.6×0.3+0.706 =12.856（KN/根）

活荷载：NQK=q4×0.6×0.3=5×0.6×0.3=0.9（KN/根） 轴向力：N=1.2 NGK＋1.4 NQK = 1.2×12.856＋1.4×0.9

=16.69(KN/根) vi、碗扣式支架稳定性检算

24㎜2; 回转半径i=1.59cm 则λ=I0/i=120/1.59=75 查表得ф=0.813

N/(ф×A)=16690/（0.813×424）=48.4Mpa<205Mpa （其中Q235钢管容许应力为205 Mpa） 根据以上计算可知，立杆的稳定性符合要求。

3.跨中支架检算

3号～4号跨中碗扣式脚手架按60cm×60cm间距布置，其断面面积9.035㎡，箱梁底板宽度为8.75m（用电子图计算），对该位置进行支架检算：

i、支架布置以60×60cm间距布置，钢筋砼重量以25KN/m3计 每延米砼重量为：9.035×1×25=225.87（KN）

则单位面积承重为q1=225.87/（8.75×1）=25.8（KN/㎡） 由于钢管布置为60cm×60cm，则

单根承载力为：25.8KN/㎡×0.6×0.6=9.288(KN/根) ii、底模及内模构造荷载 取 q2=5KN/㎡

iii、扣件支架自重（按高度9.695m计算）

立杆自重（采用φ48×3.5㎜，碗扣式钢管单位重量为5.602kg/m） q31=0.05602×9.695=0.3（KN/根）

可调托座

q32=0.045KN/m×1个=0.045（KN/根） 横杆自重

q33=0.0247KN/m×8×0.6=0.119（KN/根） 所以碗扣式钢管脚手支架自重：

q3=q31+q32+q33=0.3+0.045+0.119=0.707（KN/根） iv q4=5KN/㎡

v、单根立杆设计轴向力 荷载组合：

施工恒载：NGK=q1+q2×0.6×0.6+q3 =9.288+5×0.6×0.6+0.707 =11.795（KN/根）

活荷载：NQK=q4×0.6×0.6=5×0.6×0.6=1.8（KN/根） 轴向力：N=1.2 NGK＋1.4 NQK = 1.2×11.795＋1.4×1.8 =16.674(KN/根) vi、碗扣式支架稳定性检算 24㎜2; 回转半径i=1.59cm 则λ=I0/i=120/1.59=75 查表得ф=0.813

N/(ф×A)=16674/（0.813×424）=48Mpa<205Mpa （其中Q235钢管容许应力为205 Mpa） 根据以上计算可知，立杆的稳定性符合要求。

4.桥墩两侧2m范围内纵横方木力学检算

纵向方木采用15×10cm，横向采用10×10cm，材质为松木，按较低强度等级TC13取值，抗弯允许应力fm=13（N/mm2），顺纹抗剪fv=1.4（N/mm2），横纹局部承压fc90=1.9（N/mm2），弹性模量E=10000（N/mm2），露天折减系数为0.9。A=100c㎡，I=833cm4，Wa=167cm3。

i 、箱梁混凝土荷载：

支架布置以60×30cm间距布置，钢筋砼重量以25KN/m3计 每延米砼重量为：21.875×1×25=6.875（KN）

则单位面积承重为q1=6.875/（8.75×1）=62.5（KN/㎡） ii、施工荷载

a、底模及内模构造荷载 取 q2=5KN/㎡ b、其他或荷载 取 q4= 5KN/㎡

iii、荷载组合，由于支架布置为60cm×30cm，则 q=(q1+q2+q4)L=（62.5+5+5）×0.3=21.75（KN/m） 即 q=21.75×1000 =2.175×104 （N/m） iv、木楞跨中弯矩

Mmax=ql2/8=2.175×104×0.62/8=978.75（N·m） v、弯应力验算

σm=M/Wa=978.75/（167/1000000）=5.86×106（N/㎡） 即 σm=5.86×106/1000000

=5.86（N/mm2）<11.7（N/mm2） 其中：抗弯容许应力为fm=13×0.9=11.7（N/mm2） 满足要求。 vi、局部承压应力验算

荷载：q×0.3/2=2.175×104×0.3/2=3263（N）

承压应力：3263/（100×100）=0.326（N/mm2）< fc90=1.71（N/mm2） 其中：横纹局部承压fc90=1.9×0.9=1.71（N/mm2） 满足要求。 vii、剪应力验算

荷载：q×0.6/2=2.175×104×0.6/2=6525（N）

承压应力：6525/（100×100）=0.653（N/mm2）< fv=1.26（N/mm2） 其中：fv=1.4×0.9=1.26（N/mm2） 满足要有。

5.跨中纵横向方木力学检算

i 、箱梁混凝土荷载：

支架布置以60cm×60cm间距布置，钢筋砼重量以25KN/m3计 每延米砼重量为：9.035×1×25=225.87（KN）

则单位面积承重为q1=225.87/（8.75×1）=25.8（KN/㎡） ii、施工荷载

a、底模及内模构造荷载 取 q2=5KN/㎡ b、其他或荷载 取 q4=5KN/㎡

iii、荷载组合，由于支架布置为60cm×60cm，腹板底支架横向间距为30cm，则

q=（q1+q2+q4）L=（25.8+5+5）×0.3=10.74（KN/m） 即 q=10.74×1000 =1.074×104 （N/m） iv、木楞跨中弯矩

Mmax=ql2/8=1.074×104×0.62/8=483（N·m） v、弯应力验算

σm=M/Wa=483/（167/1000000）=2.×106（N/㎡） 即 σm=2.×106/1000000

=2.（N/mm2）<11.7（N/mm2） 其中：fm=13×0.9=11.7（N/mm2） 满足要求。 vi、局部承压应力验算

荷载：q×0.3/2=1.074×104×0.3/2=1611（N）

承压应力：1611/（100×100）=0.161（N/mm2）< fc90=1.71（N/mm2） 其中：fc90=1.9×0.9=1.71（N/mm2） 满足要求。 vii、剪应力验算

荷载：q×0.6/2=1.074×104×0.6/2=3222（N）

承压应力：3222/（100×100）=0.322（N/mm2）< fv=1.26（N/mm2） 其中：fv=1.4×0.9=1.26（N/mm2） 满足要求。

6.地基承载力计算

地基处理范围为桥梁投影每侧各出1.5m，周围设置50×50cm的排水沟,填土段要求分层压实，原状土段要求清表后压实，压实度不低于93%。支架底托为15cm×10cm，底托下为15cm×10cm方木，方木下面为15cm厚C25砼防水层，最下面铺石渣。混凝土的扩散角按45°取，石渣的扩散角按45°考虑。 根据上面的计算，再考虑立杆自重，按16.69KN考虑。

（1）混凝土垫层承载力，由上可知立杆最大轴力为16.69KN, A1为底托面积，15cm×15cm。 σ1=F1/A1=16.69/0.152=741KPa

（2）10cm防水层承载力（混凝土厚度按15cm验算） L2=0.15+2×0.15×tg45°=0.35m

σ2=F1/A2=16.69/0.452=82KPa<200kPa

石渣垫层或地基的强度需为200kPa才能满足要求，故施工前进行承载力实验，达到要求后方可施工。