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1、 現澆箱梁支架設計計算書現澆箱梁支架設計計算書第一章 編制依據1、編制依據1.1施工合同文件及其他相關文件。1.2工地現場考察所獲取的資料。1.3公路橋涵施工技術規范JTG/T F50-2011。1.4公路工程質量檢驗評定標準JTG F80-2004。1.5公路工程施工安全技術規范JTJ076-95。1.6公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程JTG E30-2005。1.7建筑施工模板安全技術規范JGJ 162-20081.8建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范JGJ 130-20111.9建筑施工高處作業安全技術規范JGJ 80-911.10建筑結構荷載規范GB50009-2001（2006年版2、）第二章 工程概況本工程為新建橋梁，起點樁號K3+799.97，終點樁號K3+866.03，橋長66.06m。橋跨布置為一聯，具體分跨為：（16+27+16）m。主橋箱梁采用C50混凝土。橋梁支架位于地勢較低的水田之中，在進行支架搭設前應進行地基處理。1上部結構采用現澆預應力砼變截面連續箱梁，橋梁與道路成75夾角，分為上下行兩座獨立的橋梁。橋梁平面位于R=1200mm的圓弧上，縱斷面位于0.54%的上坡上。2橋梁左、右幅不等寬，左幅橋梁寬度為25.25m，右幅橋梁寬度為22.5m，兩幅橋梁之間設置1.0m的中央分隔帶。左幅橋具體布置為：6m（人行道、非機動車道）+1.5m（機非分隔帶）+17.3、25m（機動車道）+0.50m（防撞欄）=25.25m；右幅橋具體布置為：6m（人行道、非機動車道）+1.5m（機非分隔帶）+14.5m（機動車道）+0.50m（防撞欄）=22.5m。上部結構為（16+27+16）m變截面預應力砼連續箱梁。橋墩處梁高1.7m，橋臺和中跨跨中梁高為1.1m，采用二次拋物線過渡，過渡段的方程式為Y=0.004167X2+1.1。左幅橋箱梁頂板寬25.25m，底板寬20.25m，懸臂寬2.5m，為單箱五室結構；右幅橋箱梁頂板寬22.5m，底板寬17.5m，懸臂寬2.5m，為單箱五室結構。標準段跨中頂板厚度25cm，底板厚度22cm，腹板厚50cm。支座附近頂板厚度54、0cm，底板厚度47cm，腹板厚65cm。支點處設橫隔梁，中橫隔梁寬2.0m，端橫隔梁寬1.2m。3橋臺采用座板式橋臺，基礎采用沖擊鉆鉆孔灌注樁基礎，橋臺樁基直徑為1.5m，按嵌巖樁設計，要求嵌入中風化石飛巖深度不小于1.0D（D為樁基直徑）。臺背回填透水性較好的砂礫石，回填尺寸按施工規范要求確定，回填時要求分層壓實，壓實度不小于96%。橋墩采用柱式橋墩，墩柱間設系梁。橋面橫坡：采用2.0%雙向橫坡，坡向外側，橋面橫坡通過箱梁斜置形成，箱梁頂、底板始終保持平行。4橋面鋪裝：4cm厚改性瀝青砼（AC-13C）+5 cm厚中粒式瀝青砼（AC-20C）防水層，鋪裝總厚9cm。橋面排水：橋面設置泄水管5、，直接將橋面雨水導入道路排水系統。5伸縮縫：為了保證梁能自由變形，在0#、3#橋臺處設置GQF-Z60型伸縮縫。支座采用GPZ（2009）橋梁盆式橡膠支座。6人行道欄桿：為了保證安全，在人行道外側設置欄桿，共兩道。防撞欄：在橋梁中線側設置兩道SS級加強型防撞欄，并在防撞欄外則設置外掛式花盆。第三章 現澆箱梁支架地基處理、支架搭設本工程連續梁均采用扣件式滿堂支架，施工工藝流程如下：地基處理擺底托立鋼管放置頂托搭設方木支底模預壓綁底腹板鋼筋支內模澆底腹板綁頂板鋼筋澆筑底板砼張拉灌漿拆架等工序。扣件式滿堂支架基礎需進行處理，支架強度、剛度、穩定性需進行驗算，支架搭設完畢后進行支架預壓，預壓荷載為澆注6、重量的1.2倍以上，通過預壓消除支架非彈性變形及找出支架彈性變形規律。箱梁砼澆筑采用二次澆筑法，第一次澆筑至腹板與翼緣板連接處，橫梁澆筑到中部；第二次澆筑橫梁上部及頂板。一、地基處理支架在同一跨地面盡量保持在一個水平面上，若地勢高低不平，則先挖成臺階狀，進行地基處理后再搭設。支架基礎先清除表面雜草、雜物，將松散、含水量大的淤泥進行清運，用透水性良好的土進行換填，松鋪厚度按30cm一層。施工前先對搭設支架范圍進行放樣，根據放樣范圍確定基礎處理范圍，支架基礎持力層選擇在粉質粘土層，需清除軟土厚約1.5m，然后回填1.0m厚的風化石，用大型振動壓路機分層碾壓密實，其上回填20cm厚級配碎石，表面用27、5cm厚C30砼硬化。在處理過的地基兩側挖設5050cm的磚砌排水溝，并與旁邊的自然排水溝連通，將雨水引進排水溝，防止雨水浸泡地基，避免支架產生不均勻沉降。二、支架的搭設橋梁支架順橋向長度為59m，橫橋向寬度為25.25m，左右兩側各設置1.0m寬的獨立人行道及操作平臺。右幅橫橋向寬度為22.45m，左右兩側各設置1.0m寬的獨立人行道及操作平臺。支架高度為1.5m2.5m不等。箱梁的現澆支架采用扣件式滿堂支架，用483.0架管搭設，使用與立桿配套可調底座、可調托撐。立桿頂托撐上設2道483.0架管；架管上設510cm的橫向方木，間距為20cm；模板采用厚15mm的優質竹膠合板。根據計算并結合8、類似工程的施工經驗，支架立桿順、橫橋向的間距布置為60cm60cm，水平桿步距為90cm。肋板和中橫梁下面由于荷載集中，宜加密，肋板下順橋向間距為60cm，橫橋向間距為30cm；中橫梁順橋向間距為30cm，橫橋向間距為60cm，即在中間再增設一排立桿。端橫梁由于位于橋臺臺帽上，無需立桿。滿堂支架搭設方法及要求如下：1）支架的組裝：支架從一端向另一端延伸，自下而上逐步搭設。2）搭設順序：地基換填處理鋪筑級配碎石澆筑水泥砼根據支架密度放樣安裝堅向、順、橫橋向鋼管搭設工作通道加密水平鋼管安裝加固剪刀撐鋼管安裝頂部欄桿。3）支架頂部標高控制：標高通過鋼管頂部的頂托控制，施工時測量隊在底板邊緣沿里程方向9、每隔5m提供控制點的標高，其余各點由工人拉線控制。4）滿堂支架搭設的要求：A、鋼管立柱底部應設墊木和底座，墊木采用厚度為50mm的高強度木板，底座采用150mm150mm15mm厚的鋼板底座。鋼管立柱頂部設可調支托，U型支托與楞梁兩側間如有間隙，必須楔緊，其螺桿伸出鋼管頂部不得大于200mm，螺桿外徑與立柱鋼管內徑的間隙不得大于3mm，安裝時應保證上下同心。B、在立桿距地面200mm高處，沿縱橫水平方向按縱下橫上的程序設掃地桿。可調支托底部的立柱頂端應沿縱橫向設置一道水平拉桿。掃地桿與頂部水平拉桿之間的間距，在滿足模板設計所確定的水平拉桿步距要求條件下，進行平均分配確定步距后，在每一步距處縱橫10、向應各設一道水平拉桿。縱橫向連接鋼管均與墩柱相鎖接；支架端部與墩柱、臺帽頂緊頂牢。支架設剪刀撐以提高其整體穩定性，每隔4m設一排。C、鋼管掃地桿、水平拉桿均采用對接連接。剪刀撐采用搭接，搭接長度不小于500mm，并采用2個旋轉扣件分別在離桿端不小于100mm處進行固定。D、當立柱底部不在同一高度時，高處的縱向掃地桿應向低處延長不少于2跨，高低差不得大于1m，立柱距邊坡上方邊緣不得小于0.5m。E、所有落地承重鋼板墊片是否全部墊實，且其軸線是否與支架在同一搭設軸線上；豎向鋼管的垂直度控制，要求其傾倒度不大于H/100；豎桿、水平加固桿、交叉拉桿剪刀撐等的配置是否符合要求；確定每一道剪刀撐前后、上11、下是否一致，搭接長度是否滿足要求，避免剪刀撐在斷面內出現空檔；檢查所有承重架鋼管是否與頂托座密貼，確保支架受力均勻。本橋支架不高，未超過一根架管的標準長度（6m），所以立桿無需接長。F、在橋面模架兩側設置寬度為1.2m的獨立人行通道，并設置專用的上下安全通道，人行通道和上下安全通道外側設置護欄，護欄高度為1.2m，本工程采用二道水平橫桿加掛密目安全網作為臨邊安全護欄。所用的材料如架管、扣件、對接卡、楞方、模板按規定頻率取樣送檢，合格后方能使用。施工時梁底面標高應根據設計高程+預留高度值準確放出，調整底模使之符合設計的線型。底模不設弧形拱度，在鋪設時要與下方的木楞格柵墊實。第四章 現澆箱梁支架設12、計計算現以左幅箱梁進行滿堂支架的受力計算，具體參數如下：箱梁底寬20.25m，頂寬25.25m，梁長59m，箱梁高度1.1m1.7m，箱梁底面積為1195m2。翼板寬度2.5m，厚度：0.3m0.45m。以左幅箱梁混凝土1068m3進行計算，考慮底板和翼板的受力不均，為便于安全，取梁底板以內支架進行計算，減去翼板66.3m3，以1001.7m3進行驗算。（一）、根據本橋現澆箱梁的結構特點，在施工過程中將涉及到以下荷載形式，取值情況如下：A）模板、支架重量G1k：0.75KN/m2； B）新澆混凝土的重量G2k：（1001.6924）/（20.2559） =19.88KN/m2；C）鋼筋重量G313、k：1.501001.7/1195=1.26 KN/m2；D）施工荷載Q1k：施工人員、施工材料和機具荷載，按均布荷載計算，當計算模板及其下次梁時取2.5 KN/m2；當計算次梁下的主梁時取1.5 KN/m2；當計算支架立柱及其他承載構件時取1.0KN/m2。為安全起見，施工荷載統一取2.5KN/m2。E）振搗時的荷載Q2k：2.00 KN/m2；F）風荷載Q4k：0.35KN/m2；結構荷載組合取值：（0.75+19.88+1.26+2.5+2.0+0.35）=26.74 KN/m2。（二）、支架材料計算取值如下：1、架管鋼材（Q235鋼）：抗壓、抗拉和抗彎強度設計值f205 N/mm2，抗14、剪強度設計值fv120 N/mm2。48架管外徑48mm，壁厚3.0mm，抵抗矩W（484-424）/（3248）=4493mm3，彈性模量E2.06105 N/mm22、木材（杉木）彎拉容許應力：【】11.0 N/mm2，容許剪應力【】1.4 N/mm2。木材（杉木）彈性模量E9000 N/mm2。3、竹膠板（五層）彎拉容許應力：【】105.5 N/mm2，容許剪應力【】5.03 N/mm2。竹膠板彈性模量E9898 N/mm2。4、受壓構件容許長細比：【】1505、受壓構件容許撓度：【f】3mm（三）、支架受力驗算如下：1、立桿驗算擬采用外徑48mm、壁厚3.0mm的鋼管進行滿堂支架立設，15、立桿頂部設頂托，保持立桿軸心受壓。通過上面計算，上部結構荷載按26.74 KN/m2計，鋼管水平間距0.6m0.6m間隔布置，則每區格面積：A10.6m0.6m0.36m2每根立桿承受荷載Q0.3626.749.63 KN回轉半徑r0.25 482 + 422 15.9mm豎向每隔h0.9m設橫向水平鋼管，則鋼管長細比h/r9001/15.956.6【】150 滿足要求。根據56.6查建筑施工模板安全技術規范附錄D得軸心受壓構件穩定系數=0.82448mm、壁厚3.0mm的鋼管受力面積為A2（482-422）/4=424.1mm2則豎向鋼管立桿受力為：Q/A29.63103/0.824424.16、127.6Mpa【】205Mpa應變為：/E27.6106/（206109）1.3410-4高度壓縮量Lh1.3410-427000.36mm（架管最高2.7m）可將其做為預留量，提高模板標高。通過上式計算，確定采用48mm、壁厚3.0mm的鋼管做為滿堂支架，間隔0.60.6m，豎向每間隔0.9m設縱橫向鋼管完全可以滿足安全施工要求。為保證支架的整體穩定性，在支架底部及頂部設剪刀撐，并在底部增設縱橫向的掃地撐，整個支架與墩柱相鎖扣，可以保證滿堂支架的整體穩定性。2、中橫梁下立桿驗算每個橋墩處設中橫梁，橫梁處混凝土為全密實體，梁高為1.7m，此處支架為最大受力之處，立桿需要加密，橫梁下支架加密成17、間距60cm30cm，即橫橋向間距60cm，順橋向間距30cm。中橫梁上部結構荷載取值如下：A）模板、支架重量G1k：0.75KN/m2； B）新澆混凝土的重量G2k：1.724 =40.8KN/m2；C）鋼筋重量G3k：1.501.7=2.55 KN/m2；D）施工荷載Q1k：施工人員、施工材料和機具荷載，按均布荷載計算，當計算模板及其下次梁時取2.5 KN/m2；當計算次梁下的主梁時取1.5 KN/m2；當計算支架立柱及其他承載構件時取1.0KN/m2。為安全起見，施工荷載統一取2.5KN/m2。E）振搗時的荷載Q2k：2.00 KN/m2；F）風荷載Q4k：0.35KN/m2；中橫梁處荷18、載組合取值：（0.75+40.8+2.55+2.5+2.0+0.35）=48.95 KN/m2。通過上面計算，上部結構荷載按48.95 KN/m2計，鋼管間距0.6m0.3m間隔布置，則每區格面積：A10.6m0.3m0.18m2每根立桿承受荷載Q0.1848.958.81KN則豎向鋼管支柱受力為：Q/A28.81103/0.824424.125.2Mpa【】205Mpa安全。3、竹膠模板驗算竹膠模厚度為1.5cm，竹膠模板下墊5cm10cm楞方作為次梁，間距為20cm。中橫梁下受力最為不利，取該處1m板寬進行驗算。中橫梁處荷載組合取值：（0.75+40.8+2.55+2.5+2.0+0.3519、）=48.95 KN/m2。間距為20cm的每1m板寬受力Q=1.00.248.95=9.79KN按均布荷載計算，即20cm板長承受的均布荷截q9.79/0.2=48.95KN/m彎矩Mql2/8=48.950.22/8=0.2448KNm，W=bh2/6應力M/W=60.2448106/（1000152）6.53Mpa【】105.5Mpa，安全。剪力驗算，剪力Q9.79/2=4.895KN， 毛截面面積矩：Sm=bh2/8=1.00.0152/8=2.8110-5m3毛截面慣性矩：Im=bh3/12=1.00.0153/12=2.8110-7m4 =QSm / Im b=4.8951032.20、8110-5/1.02.8110-7=489500N/m2=0.49Mpa【】5.03 Mpa。安全。剛度驗算，剛度f5ql4/384EI，其中Ibh3/12 f5ql4/384EI12548.951030.24/（384989810610.0153）0.00037m=0.37mm 【f】3mm，滿足要求。4、底模下次梁木方驗算竹膠板底模下墊木方做為次梁，次梁采用510cm楞方，楞方間距按20cm布設。（1）、中橫梁下立桿間距為60cm30cm，因此次跨徑為30cm。中橫梁處施工荷載：S0.75+1.724+2.55+2.5+2.0+0.3548.95KN/m2。每根次梁受力Q=0.30.2421、8.95=2.937KN按均布荷載計算q=2.937/0.3=9.79KN/m按簡支梁計算，跨中彎距M=ql2/8=9.790.32/8=0.11KNm（2）、非橫梁下立桿間距為60cm60cm，因此次梁跨徑為60cm。上部結構荷載為：（0.75+19.88+1.26+2.5+2.0+0.35）=26.74 KN/m2。每根次梁受力Q=0.60.226.74=3.2088KN按均布荷載計算q=3.2088/0.6=5.348KN/m按簡支梁計算，跨中彎距M=ql2/8=5.3480.62/8=0.24KNm因此取非橫梁下次梁進行驗算：木材應力：M/W，截面模量W=bh2/6因此M/W=6M/b22、h2=60.24106/（100502）=5.76Mpa木材容許應力：【】11Mpa，受力滿足要求，安全。剪力驗算，剪力Q3.2088/2=1.6044KN， 毛截面面積矩：Sm=bh2/8=0.10.052/8=3.12510-5m3毛截面慣性矩：Im=bh3/12=0.10.053/12=1.04210-6m4 =QSm / Im b=1.60441033.12510-5/0.11.04210-6=481166N/m2=0.4812Mpa【】1.4Mpa。安全。剛度驗算，剛度f5ql4/384EI，其中Ibh3/12 f5ql4/384EI1255.3481030.64/（3849109023、.10.053）0.96mm【f】3mm，滿足要求。5、頂托上承重架管（主梁）驗算頂托上放置兩根483.0架管作為承重梁，承重梁跨徑60cm，承受由次梁楞木方傳遞的三個集中荷載，每個集中荷截為0.60.226.74=3.2KN，如圖，在圖示狀態主梁鋼管受力最為不利。因為非橫梁下架管跨徑最大，因此取非橫梁下架管進行驗算為偏于安全，按簡支梁計算：跨中彎矩最大，M（3.20.10.5/0.6） （3/5） 2+3.20.6/40.8KNm架管的抵抗矩W（484-424）/（3248）=4493 mm3彎拉應力M/W0.8106/（24493）89.03Mpa ，小于【】205Mpa，安全。頂托上承重24、架管剪力驗算剪力Q3.23/2=4.8KN剪應力Q/A=4800/424.1=11.32Mpa【】120 Mpa，安全。頂托上承重架管鋼度驗算剛度f5ql4/384EI，其中I（484424）/64=107831mm4q可以近似等于均布荷載， q=3.23/0.6=16KNm f5ql4/384EI5161030.64/（3842.061011210783110-12）=0.00061m0.61mm 【f】3mm，滿足要求。第五章 地基強度驗算土基進行了換填處理，壓實度93%以上，根據試驗檢測經驗，其容許承載力不小于150Kpa。在進行場地硬化前，先進行地基承載力檢測，鋪設20cm厚級配碎石整25、平和壓實，然后再澆筑25cm厚C30混凝土面層。在本滿堂支架中，由上部結構傳至立桿基礎頂面的軸向力最大為9.63KN，根據結構層及荷載擴散剛性角原理，支架間距為0.6m0.6m經砼基礎擴散后，地基承載的有效面積為0.6m0.6m。支架立桿荷載通過C30混凝土結構層傳遞到地基上的應力為pkNk/A9.63/（0.60.6） 26.75KPa，遠小于地基容許承載力，滿足要求。第六章 支架沉降量計算支架的沉降主要由要荷載作用下支架的彈性變形、非彈性變形和地基沉降。根據地勘資料和支加地基處理方案，土層為5m厚亞粘土。根據公路橋涵地基與基礎設計規范JTJ02485（假設各土層自然沉降在混凝土澆灌期內不發26、生）SMSBZHi/Esi式中 S地基沉降量（mm）， Bz對地基施加的應力（Mpa） Hi第I層土厚度（mm）， Esi每I層土的壓縮模量（Mpa） MS沉降計算經驗系數沉降計算時，不考慮C30混凝土沉降量。Bz僅取混凝土自重產生的荷載得54.24KPa壓縮模量Esi粉質粘土Esi根據地質報告為11.2MPa沉降計算經驗系數MS據JTJ02485計算粘土0.755S0.7550.054245000/11.2=18.3mm支架的彈性變形上面已計算為0.36mm支架的非彈性變形值（公路橋涵施工手冊）一個鋼木結構接縫1.5mm，一個竹膠板與木接縫2mm。本支架共鋼木結構接縫，一個竹膠板與木接縫，合計3.5mm支架總預留量為18.3+0.36+3.522.16mm，施工時取23mm。 - 12 -