1、木坡引水隧洞土建工程（合同編號: MP2010/C）調壓井頂部混凝土襯砌施工腳手架受力計算書批準：審核：編寫：中國水利水電第九工程局有限公司木坡水電站項目部二一一年九月一日目 錄1 工程概況 . 12 調壓井頂部鋼管腳手架受力分析 . 12.1 鋼拱架受力分析 . 12.1.1 荷載取值 . 12.1.2 荷載分項系數 . 32.1.3 荷載計算 . 32.1.4 受力分析 . 42.2 腳手架受力分析 . 52.2.1 荷載取值 . 52.2.2 總荷載計算 . 52.2.3 立桿長細比計算 . 52.2.4 立桿穩定性計算 . 6i1 工程概況調壓井頂部頂拱混凝土澆筑施工采用的模板支撐方案

2、為：在頂拱部位采用I12.6工字鋼制作成鋼拱架直接支撐模板，鋼拱架間距0.5m，調壓井頂部頂拱跨度為14.0m。鋼拱架下部采用48mm的鋼管腳手架支撐鋼拱架，鋼管腳手架立桿橫距0.5m，立桿縱距0.75m，步距0.75m；為確保該支撐系統安全可靠，我部對其進行了受力分析計算，證明該支撐系統滿足施工安全要求，其受力分析過程如下。2 調壓井頂部鋼管腳手架受力分析根據調壓井頂部混凝土澆筑分倉情況，由于每倉邊墻混凝土僅有2.2m和4.04m高，而頂拱混凝土每倉高度為5.24m，頂拱混凝土起拱位置的模板受水平壓力最大，而頂拱中心點位置的模板受豎直壓力最大，故取頂拱部位起拱點和頂拱中心點作為最不利位置進行

3、受力分析。2.1 鋼拱架受力分析2.1.1 荷載取值（1）豎向荷載豎向荷載最大值出現在頂拱中心點位置。 混凝土側壓力計算混凝土最大側壓力按下列二式計算，并取兩個計算結果中的較小值：p=0.22ct012v1/2；p=cH；式中：p新澆筑混凝土對模板的最大側壓力，kN/m2；c混凝土的表觀密度，根據本工程實際情況，鋼筋混凝土取25kN/m3；t0新澆筑混凝土的初凝時間，h，可按實測確定。當缺乏試驗資料時，可采用計算（T為混凝土的澆筑溫度）。根據混凝土配合比試驗，此處取t0=5h。 t0=200（/T+15）v混凝土的澆筑上升速度，此處取0.8m/h；H混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高

4、度，此處取1.2m；1外加劑影響修正系數，不摻外加劑時取1.0，摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2， 1本工程取1.0；2混凝土坍落度影響修正系數，當坍落度小于3cm時，取0.85；當坍落度為39cm時，取1.0；當坍落度大于9cm時，取1.15，本工程取1.15。薄壁混凝土側壓力的計算分布圖形如下圖所示，圖中有效壓頭高度h=p/c，單位m， hH則有：p=0.22ct012v1/2=0.222551.01.150.81/2=28.29kN/m2；p=cH=25×1.2=30kN/m2最終取混凝土側壓力 p豎直 =28.29kN/m2； 模板自重：0.75kN/m2； 施工人員和設備荷

5、載標準值：1.5kN/m2；振搗產生的荷載（水平模板）：2kN/m2；泵送混凝土傾倒產生荷載：4kN/m2；注：以上數據查水利水電工程模板施工規范和施工組織設計。（2）水平荷載水平荷載最大值出現在頂拱起拱點位置。 混凝土側壓力計算混凝土最大側壓力按下列二式計算，并取兩個計算結果中的較小值：p=0.22ct012v1/2=0.222551.01.150.61/2=24.5kN/m2；p=cH=25×5.24=131.0kN/；此處H取5.24m，起拱處混凝土澆筑上升速度v取0.6m/h。最終取混凝土側壓力p水平=24.5kN/m2；由于模板自重、施工人員和設備荷載均為豎直方向，計算水平

6、方向荷載時不予考慮， 振搗產生的荷載（豎直模板）：4kN/m2； 泵送混凝土傾倒產生荷載：4kN/m2；注：以上數據查水利水電工程模板施工規范和施工組織設計。22.1.2 荷載分項系數荷載分項系數見下表 （查水利水電工程模板施工規范）：調壓井頂部頂拱處支撐鋼拱架間距75cm，鋼拱架圓弧形拱用豎直桿和斜桿支撐，支撐桿間距為50cm，起拱處用橫向水平桿支撐，詳見調壓井頂部混凝土施工示意圖。由于鋼拱架圓弧直徑8.08m，在50cm間距間的弧線近似為直線，且圓弧形桿件受徑向力情況好于直桿，考慮一定安全性和簡化計算，對于鋼拱架圓弧形拱按水平直桿（頂拱中心點）和豎直直桿（頂拱起拱點）考慮進行受力分析。（1

7、）豎直荷載混凝土自重荷載：q1 =p豎直a=28.29×0.5=14.15kN/m；（頂拱中心點按水平直桿考慮）；鋼模板自重荷載：q2=0.750.5=0.38kN/m；I12.6工字鋼自重荷載：q3 =14.2×9.8×0.5/1000=0.07kN/m；活動荷載按集中荷載考慮，P（1.5+4+2）0.50.75=2.81kN，作用于頂拱橫截面的1=豎向對稱軸上。則均布荷載設計值為：q=1.2（q1q2q3）=1.2×（14.15+0.38+0.07）=17.52kN/m 集中荷載設計值為：P=1.4P1=1.42.81=3.93kN。（2）水平荷載混

8、凝土水平荷載按均布荷載考慮：q1 =p按豎直桿考慮）；活動荷載按集中荷載考慮，P'（4+4）0.50.75=3kN，作用于頂拱橫截面的豎向對1=稱軸上。則均布荷載設計值為：q1=1.2q1=14.70 kN/m；集中荷載設計值為：P'=1.4P'1=1.43=4.2kN。''水平a=24.5×0.5=12.25kN/m；（頂拱起拱處32.1.4 受力分析調壓井頂部頂拱混凝土支撐鋼拱架制作采用I12.6工字鋼鋼管，其截面積為：A=1810mm2；回轉半徑：i=5.19mm；截面模量：W=7746mm3。（1）豎直方向頂拱中心點鋼拱架的受力計算簡圖

9、如下：P=3.93kN17.52kN/mAB根據計算簡圖，計算得水平桿在中心處的彎矩值為：M max=q2/8+P/4=17.52×0.52/8+3.39×0.5/4=0.97kNm；2max=M max /W=0.97×106/7746=125.2N/mmf=205N/mm2；其中：工字鋼抗彎強度；fQ235鋼抗拉、抗壓、抗彎強度設計值，205N/mm2。則蝶閥室頂拱中心點鋼拱架滿足強度要求。（2）水平方向水平桿的受力計算簡圖如下：q=BP=4.2kNA根據計算簡圖，計算得水平桿在中心處的彎矩值為：M max=q2/8+P/4=14.70×0.52/8

10、+4.2×0.5/4=0.98kNm；max=M max /W=0.98×106/7746=126.5N/mm2f=205N/mm2；4則調壓井頂拱起拱點鋼拱架滿足強度要求。（3）橫向水平桿調壓井頂部起拱點支撐鋼拱架橫向水平桿受兩端傳來的軸向壓力，其所受壓力為： 混凝土水平壓力：P''0=p水平ab=24.5×0.5×0.75=9.19kN；活動荷載按集中荷載考慮，P''（4+4）0.50.75=3kN； 1=則集中荷載設計值為：P=1.2P''0+1.4P1=1.2×9.19+1.4×

11、3.0=15.23kN；max=P/A=15.23×103÷1810=8.41N/mm2f=205N/mm2；則調壓井頂拱鋼拱架橫向水平桿滿足強度要求。 ''2.2 腳手架受力分析由于鋼拱架下部支撐鋼管腳手架立桿橫距0.5m，縱距0.75m，步距0.75m，調壓井頂部頂拱混凝土施工荷載全部由鋼拱架傳向下部腳手架的立桿，腳手架橫向水平桿和縱向水平桿僅承擔連接穩定作用，故僅需對腳手架立桿進行受力分析。2.2.1 荷載取值 模板自重0.75kN/m2，背管及扣件、管箍按1.8 kN/m2考慮，計算得每榀鋼拱架重2.5 kN，換算后為0.42kN/ m2； 新澆鋼筋

12、混凝土自重：p=cH=251.2=30kN/m2； 施工腳手板自重標準值：0.35kN/m2； 施工人員和設備荷載標準值：計算支架及其它結構構件時取1kN/m2； 振搗砼時產生的荷載標準值：將蝶閥室頂拱混凝土作為整體考慮，取2kN/m2； 入倉對模板的沖擊荷載：入倉對模板的沖擊荷載采用4kN/m2。注：以上數據查水利水電工程模板施工規范和施工組織設計。2.2.2 總荷載計算靜荷載：G1=1.2(0.75+1.8+0.42+30+3.5)=43.76kN/m2；動荷載：G2=1.4(1+2+4)=9.8kN/m2；總荷載：G=G1+G2=43.76+9.8=53.56kN/m2。2.2.3 立桿

13、長細比計算蝶閥室頂拱混凝土支撐腳手架采用48鋼管（壁厚3.5mm），其截面積為：A=489mm2；回轉半徑：i=15.8mm；5腳手架的立桿橫距為0.5m，步距為0.75m，則立桿長細比為：=0 /i=kh/i=1.155×1.5×750/15.8=82.3=210；式中：長細比；受壓、受拉構件的容許長細，此處取210；l0立桿計算長度，m，l0=kh；k計算長度附加系數，此處取值1.155；考慮腳手架整體穩定因素的單桿計算長度系數，此處取1.5；h腳手架步距，mm。由于立桿長細比大于受壓、受拉構件的容許長細，故立桿長細比滿足要求。2.2.4 立桿穩定性計算 立桿的穩定性計算公式為：=其中： Nf；