支架检算说明书(2008.5.1)

支架检算书

支架检算书

一、工程概况

郑州黄河公铁两用桥是京广铁路客运专线跨越黄河的特大型桥梁，桥梁全长14.887公里（QDK2+805.734～QDK657+709.611）。

郑州黄河公铁两用桥位于原阳县韩董庄乡前孟庄村东侧，距韩董庄引黄闸约3km，接现国道G107线，全长约3.8 KM。我项目部拟采用满堂支架施工的预应力箱梁共9孔（N130-N139），其中N130-N137为7孔40.7m现浇箱梁，N137-N139为2孔32.7m现浇箱梁。共计391延米。

40.7米预应力混凝土箱梁采用C50混凝土，每片混凝土箱梁方量为418m3，箱梁纵向预应力采用17Φs15.2钢绞线，重13.967t，横向预应力采用3Φs15.2钢绞线，重3.7t。普通钢筋80.33t。钢料重0.743t。

梁体为等高度预应力砼单箱单室梁。箱梁截面如下：

钢管脚手架采用钢管外径48mm，壁厚3.5mm碗扣式支架，纵向步距90cm；横向间距箱身下60cm，其他90cm；横杆层距120cm，纵横分别布置；剪刀撑沿线路方向每5米在横截面上设置一道，纵向设置5道即两侧翼板下各1道，两侧腹板下各1道，梁体中间1道，剪刀撑与地面成45°-60°角。

外模采用竹胶板，内模采用木模板。外模模板下部采用15×15cm的方木作为横向支撑肋，底模和翼沿模板的横向支撑肋中心间距为20cm，下部采用15×15cm的方木作为纵向方木支撑于竖杆的顶托上，翼沿下部的纵向方木中心间距为90cm，底板下部的纵向方木中心间距为60cm。侧模模板的竖向支撑肋采用15×15cm的方木，中心间距为30cm，竖向支撑肋外侧用外径48mm，壁厚3.5mm双钢管固定，双钢管竖向间距为60cm，双钢管的2根钢管之间穿16mm的圆钢做拉丝固定侧模，其纵向距离为90cm，竖向距离为60cm。

地基处理采用三七灰土换填处理，换填厚度为50cm，表面利用C20混凝土进行封层。处理完毕的地基表面应高出现有施工便道20cm，并与施工便道顺坡连接。地基两侧设置纵向排水沟，随时排走上表面的积水，防止破坏处理完毕的地基。

地基处理宽度为：17.2m；处理长度为：40.6m。三七灰土处理完毕的地基承载力不得小于150kPa。并利用轻型触探仪对处理完毕的地基进行检测。

二、荷载计算

荷载标准值：

钢筋砼容重取26.25kN/m3。

（1）单侧每延米翼板砼为：1.17m3/m，宽度3.35m。

翼板自重标准值：

（2）每侧腹板及半顶板每延米砼为：3.0m3/m，作用宽度为0.88m(腹板厚度0.5m，内倒角底边长0.38m，因此假设以上荷载的作用跨度为0.88m)  

腹板和半顶板自重标准值：

（3）腹板及顶、底板每延米砼为7.058m3/m，宽度5.54m

箱梁除去翼沿自重标准值：

（4）竹胶板自重标准值：

（5）15×15cm方木自重标准值：

    （6）施工人员及机械设备均布活荷载：

（7）振捣砼时产生的活荷载：

三、模板检算

模板材料为竹胶板，其静弯曲强度标准值为，弹性模量为：，模板厚度。模板截面抵抗矩和模板截面惯性矩取宽度为1m计算:

模板截面抵抗矩  

模板截面惯性矩   

（1）腹板宽度范围内的底部模板检算

腹板下模板受力最大，由腹板和半顶板的荷载组成，故检算该部位模板，梁体高度3.5m。

模板支撑肋中心距为0.2m，腹板宽度0.5m，腹板与底板内倒角横向边长为0.38m，因此，假设腹板和半顶板荷载作用在宽0.88m、长0.2m的模板上。模板在桥纵向按均布荷载作用下的三跨连续梁计算，跨度为：0.2m+0.2m+0.2m。

①强度计算

模板上的均布荷载设计值为：

最大弯矩：

    [可]

②挠度计算

刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度为：

δ  [可]。

（2）底板模板检算

底板下部钢管脚手架的布设、支撑肋净间距与腹板下部的构造相同。现用荷载gk3对箱梁底板模板进行计算，计算模型与(1)相同，采用三跨连续结构。

①强度计算

模板上的均布荷载设计值为：

最大弯矩：

    [可]

②挠度计算

刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度为：

δ   [可]。

（3）侧模模板检算

新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值：

 ，           

式中：γ——混凝土的重力密度，按实际取26.25kN/m3；

       t——新浇混凝土的初凝时间，无资料时取200/（T+15）h，得5.714h；

       T——混凝土的入模温度，取20oC；

       v——混凝土的浇注速度。取2.5m/h；

       H——模板计算高度，取2.9m；

       β1——外加剂影响修正系数，取1；

β2——混凝土坍落度影响修正系数，取1。

根据以上2个公式计算的新浇注混凝土对模板的最大侧压力F分别为52.175kN/m2，76.125kN/m2，取最小值52.175kN/m2作为侧模计算荷载。

计算中采用新浇注混凝土侧压力标准值F1=52.175kN/m2；倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2kN/m2。

竹胶板为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。按规范规定，强度验算要考虑新浇注混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇注混凝土侧压力。

竖向方木(次楞)中心距(纵向)0.3m，纵向钢管(主楞)中心距0.6m(竖向)，计算时，按照三跨连续梁计算。跨度为0.3m+0.3m+0.3m。

①强度计算

模板上的均布荷载设计值为：

最大弯矩：

     [可]

②抗剪强度计算

最大剪力：

最大剪应力：

③挠度计算

刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度为：

δ    [可]。

（4）翼沿模板检算

模板支撑肋中心距为0.2m，翼沿板横断面的高度是变化的，为了计算的方便，模板计算时荷载取均值。模板在桥纵向按均布荷载作用下的三跨连续梁计算，跨度为：0.2m+0.2m+0.2m。

①强度计算

模板上的均布荷载设计值为：

最大弯矩：

     [可]

②挠度计算

刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度为：

＜δ    [可]。

四、横向、纵向支撑肋检算

1、梁底板下的横向、纵向方木计算

1)横向方木计算

横向支撑肋方木截面15cm×15cm，间距20cm，按均布荷载下的三跨简支梁计算，计算跨度为0.6m+0.6m+0.6m。

，，

①强度计算

作用在方木上的均布荷载：

跨中最大弯矩：

     [可]

②挠度计算

刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

δ

  [可]。

2)纵向方木计算

①强度计算

按三跨连续梁计算，跨度为0.9m+0.9m+0.9m。取最不利荷载位置，计算简图如下：          q

横向方木间距为0.2m，为了计算方便把横向方木传递到纵向方木的荷载简化成均布荷载

跨中最大弯矩：

      [可]。

②挠度计算

刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

δ 

  [可]。

2、侧模竖向方木、纵向钢管计算

竖向方木(次楞)中心距(纵向)0.3m，纵向钢管(主楞)中心距0.6m(竖向)。

1）竖向方木计算

计算时，按照三跨连续梁计算。跨度为0.6m+0.6m+0.6m。

①强度计算

模板上的均布荷载设计值为：

最大弯矩：

     [可]

②抗剪强度计算

最大剪力：

最大剪应力：

③挠度计算

刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度为：

δ

 [可]。

2）纵向钢管计算

计算时，按照三跨连续梁计算。跨度为0.9m+0.9m+0.9m（拉丝纵距为0.9m）。纵向钢管为双钢管。

φ48mm×3.5mm钢管截面面积A=4mm2，截面模量W=5.08×103mm3，I=W×r=5.08×103 mm3×24mm=1.2×105 mm4。

P/2  P  P   P   P   P   P  P   P  P/2

①强度计算

模板上的集中荷载设计值为：

最大弯矩：

    [可]

②抗剪强度计算

最大剪力：

最大剪应力：     [可]

③挠度计算

刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度为：δ  [可]

④拉筋的计算

拉筋设置纵向间距为0.9m，竖向间距0.6m，该范围内按1根拉筋考虑计算。

N=52.175kN/m2×0.9m×0.6m=28.175kN

     [可]

选用直径16圆钢，截面面积为201mm2。满足要求。

3、翼沿横向方木、纵向方木计算

1)横向方木计算

横向支撑肋方木截面15cm×15cm，间距20cm，按均布荷载下的三跨简支梁计算，计算跨度为0.9m+0.9m+0.9m。

，，

①强度计算

作用在方木上的均布荷载：

跨中最大弯矩：

      [可]。

②挠度计算

刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

δ

   [可]。

2)纵向方木计算

①强度计算

按三跨连续梁计算，跨度为0.9m+0.9m+0.9m。取最不利荷载位置，计算简图如下：

q

横向方木间距为0.2m，为了计算方便把横向方木传递到纵向方木的荷载简化成均布荷载

跨中最大弯矩：

       [可]。

②挠度计算

刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

δ

   [可]。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

五、支架承载力检算

根据碗扣式支架的技术参数可知，支架钢管外径48mm，壁厚3.5mm，支架步距为1.2m时，单根承载力为3.0t。

（1）翼板下支架

由上面的计算知：翼板下方木纵梁所受荷载为16.417kN/m，所以单根立杆所承受的荷载为：

，满足要求。

（2）底、腹板下支架

由上面的计算知：底、腹板下方木纵梁所受荷载为28.423kN/m，所以单根立杆所承受的荷载为：

，满足要求。

（3）稳定性检算

有上面的计算可知支架立杆最大受力为：25.6kN。

，强度满足要求。

（偏于安全考虑按两端铰支取μ=1.0）

，符合要求。

查表得：稳定系数

，稳定性满足要求。

六、地基检算

支架立杆最大受力为：，立杆底托尺寸为：0.15cm×0.15cm，C20砼的应力扩散角取45°，计算模型如下：

立杆对砼表面的压强为：，砼标号为C20，满足要求。

立杆通过砼层对三七灰土层的压强为：

砼容重取2.5t/m3，砼层对灰土层的压强为：

灰土层所受总压强为：

地基处理后要求其承载力不小于150kPa，满足要求。

七、抗倾覆检算

由《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）知垂直于建筑物表面上的风荷载标准值为：

——风荷载标准值（kN/m2）；

——高度z处的风振系数；

——风荷载体型系数；

——风压高度变化系数；

——基本风压（kN/m2）。

（1）作用于梁体模板的风荷载

河南省原阳县基本风压，（取n=10）

，

取B类地面，高度20m的风压高度变化系数

作用于模板的风荷载标准值为：

沿纵向取0.9m长的模板为检算对象，作用于模板的风荷载为：

（2）作用于支架的风荷载

立杆外径D=48mm，纵向间距0.9m，横向间距0.6m，高度15m。

河南省原阳县基本风压，（取n=10）

取B类地面，高度15m的风压高度变化系数

立杆纵向间距为0.9m，故作用于支架的风荷载为：

风荷载对体系作用模型示意如下：

（3）支架自重

单根立杆自重0.06kN/m

支架自重力为：

（4）倾覆检算

风荷载产生的倾覆力矩为：

支架自重产生的抗倾覆力矩为：

取安全系数

满足抗倾覆要求。

八、附件

附件1：满堂支架施工设计图

附件2：满堂支架施工地基处理图