1、東烏-包西鐵路聯絡線工程格德爾蓋公路中橋現澆箱梁模板及滿堂支架計算書一、荷載計算1.1荷載分析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：qi箱梁自重荷載，新澆混凝土密度取2600kg/m3。q2箱梁內模、底模、內模支撐及外模支撐荷載，按均布荷載計算，經計算取q2=1.0kPa(偏于安全)。q3施工人員、施工材料和機具荷載，按均布荷載計算，當計算模板及其下肋條 時取2.5kPa當計算肋條下的梁時取1.5kPa；當計算支架立柱及替他承載構 件時取1.0kPa=q4振搗混凝土產生的荷載，對底板取2.0kPa,對側板取4.0kPa。q5新澆混凝土對側模的壓力。q6傾倒混凝土產生的水

2、平荷載，取 2.0kPa。q7支架自重，經計算支架在不同布置形式時其自重如下表所示：滿堂鋼管支架自重立桿橫橋向間距X立桿縱橋向間距 祕桿步距支架自重q7的計算值(kPa)60cmX60cmX120cm2.9460cmX90cmX120cm2.211.2荷載組合模板、支架設計計算荷載組合模板結構名稱何載組合強度計算剛度檢算底模及支架系統計算(1) + + + + (7)(1) +側模計算+1.3荷載計算箱梁自重一一qi計算根據跨G208國道現澆箱梁結構特點，我們取 5-5截面（橋墩斷面兩側）、6-6截面（跨中橫隔板梁）兩個代表截面進行箱梁自重計算，并對兩個代表截面下的支架體系進行檢算，首先分別進

3、行自重計算。預應力箱梁橋墩斷面q1計算連續梁支點斷面圖002I ±515%80nsIt!AU4005%-I31-007500根據橫斷面圖，用CAD算得該處梁體截面積A=12.7975m2則:W Yc A 26 12.7975 qi =B B7.544.365kPa取1.2的安全系數，則q= 44.365 *2= 53.238kPa注：B箱梁底寬，取7.5m，將箱梁全部重量平均到底寬范圍內計算偏于安全 預應力箱梁跨中斷面q1計算連續梁跨中斷面圖12001.5%1.5%200I-LIHI20002-4207500根據橫斷面圖，用CAD算得梁體截面積A=5.342m2則:W=B B26 5

4、.3427.518.52kPa取 1.2 的安全系數，則 qi= 18.52 >1.2= 22.224kPa注：B箱梁底寬，取6.7m,將箱梁全部重量平均到底寬范圍內計算偏于安全。新澆混凝土對側模的壓力 q5計算因現澆箱梁采取水平分層以每層30cm高度澆筑，在豎向上以V=1.2m/h澆筑速度控制，砼入模溫度T=28C控制，因此新澆混凝土對側模的最大壓力q5=PmK r hK為外加劑修正稀數，取摻緩凝外加劑K=1.2當 V/t=1.2/28=0.043> 0.035h=1.53+3.8V/t=1.69mq5=Pm K r h 1.2 25 1.6950.7KPa二、結構檢算2.1扣件

5、式鋼管支架立桿強度及穩定性驗算碗扣式鋼管腳手架與支撐和扣件式鋼管腳手架與支架一樣，同屬于桿式結構，以立桿承 受豎向荷載作用為主，但碗扣式由于立桿和橫桿間為軸心相接，且橫桿的“H型插頭被立桿的上、下碗扣緊固，對立桿受壓后的側向變形具有較強的約束能力，因而碗扣式鋼管架穩定 承載能力顯著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超過35%）。本工程現澆箱梁支架按© 48X 3.5mm岡管扣件架進行立桿內力計算，計算結果同樣也使用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。橋墩斷面處在預應力箱梁橋墩縱向兩側各4米范圍內，鋼管扣件式支架體系采用60X30X120cm的布置結構，如圖：模板斜撐立桿橫桿0.6

6、卩.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.60.6 ,0.6 ,0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 ,0.6 0.6模板 斜撐立桿 、立桿強度驗算根據立桿的設計允許荷載，當橫桿步距為90cm,立桿可承受的最大允許豎直荷載為N =35kN （參見WBJ碗扣型多功能支架使用說明）。立桿實際承受的荷載為：N=1.2 （ Ngik+Ng2k） +0.85 X 1.4 SKN （組合風荷載時）N G1K支架結構自重標準值產生的軸向力；N G2K構配件自重標準值產生的軸向力工NQK施工荷載標準值；于是，有：Ngik=0.6 X.6 Xi=0.6 X.6 X3.238=19.17KNN

7、g2k=0.6 X0.6 毎=0.6 X0.6 1.0=0.36KN藝Nqk=0.6 為.6 (q3+q4+q7)=0.36 (1.0+2.0+2.94)=2.14KN貝U:N=1.2 ( Ngik+Ng2k) +0.85 X 1.4 1QKN1.2 X( 19.17+0.36) +0.85 1.4 2.14=25.98KNv N = 35kN，強度滿足要求。、立桿穩定性驗算 根據建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范有關模板支架立桿的穩定性計算公式：N/ A+Mw/WWfN 鋼管所受的垂直荷載，N=1.2 ( Ngik+Ng2k) +0.85 X 1.4 !QiN (組合風荷載時)，同 前計算

8、所得；f鋼材的抗壓強度設計值，f = 205N/mm2參考建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技 術規范表 得。A© 48mnX 3.5m鋼管的截面積 A = 489mm2。一軸心受壓桿件的穩定系數，根據長細比入查表即可求得 。i 截面的回轉半徑，查建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范附錄B得i = 15.8mm。長細比k= L/i。L水平步距，L = 1.2m。于是，入二L/i = 76,參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范查附錄C得二0.744。Mw 計算立桿段有風荷載設計值產生的彎距；M W=0 . 85 X1 .4 XWK XLa Xh2/1 0WK=0.7uzXusXw0uz風

9、壓高度變化系數，參考建筑結構荷載規范表得uz=1.38us風荷載腳手架體型系數，查建筑結構荷載規范表 第36項得：us=1.2wo基本風壓，查建筑結構荷載規范附表D.4 wo=O.8KN/m2故： WK=0.7uzXusXw0=0.7X1.38X1.2X0.8=0.927KNLa立桿縱距O.9m；h立桿步距1.2m,故：Mw=0.85 X.4 Wk >LaXh2/10=0.143KNW截面模量查表建筑施工扣件式腳手架安全技術規范附表B得：W=5.08 X03mm3則,N/ A+Mw/W = 25.98 X03/ (0.744 489) +0.143 X06/ (5.08 為 03)= 9

10、9.56KN/mm2* 205KN/mm2計算結果說明支架是安全穩定的?？缰袛嗝嫣幵陬A應力箱梁跨中20米范圍內，鋼管扣件式支架體系采用 60>90X120cm的布置結構, 如圖：模板斜撐立桿/VII /yX/ f 、LAAJk 、/ /.«/fx0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 ,0.9 0.9 0.9 ,0.9 ,0.9 Q.9 Q.9 0.9 ,0.9 ,0.9 0.9 ,0.9 0.9模板 斜撐立桿 、立桿強度驗算根據立桿的設計允許荷載，當橫桿步距為120c m,立桿可承受的最大允許豎直荷載為N =30kN (參見WBJ碗扣型多功能支架使用說明)。立桿實際承受的荷載

11、為：N=1.2 ( Ngik+Ng2k) +0.85 X 1.4 1KN (組合風荷載時)N G1K支架結構自重標準值產生的軸向力；NG2K 構配件自重標準值產生的軸向力工Nqk施工荷載標準值；于是，有： NG1K=0.6X0.9 Xq1=0.6X0.9 X22.224=12.0KNNG2K=0.6X0.9 Xq2=0.6X0.9 X1.0=0.54KN藝NQK=0.6 X.9 (q3+q4+q7)=0.54 X.0+2.0+3.38)=2.81KN貝U: N=1.2 ( Ng1k+Ng2k) +0.85 X 1.4 1QKN1.2 X( 12+0.54) +0.85 1.4 X2.81=18

12、.39KN V N = 35kN，強度滿足要求。 、立桿穩定性驗算 根據建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范有關模板支架立桿的穩定性計算公式：N/ A+Mw/WGN 鋼管所受的垂直荷載，N=1.2 ( Ng1k+Ng2k) +0.85 X 1.4 IQiN (組合風荷載時)，同 前計算所得；f鋼材的抗壓強度設計值，f = 205N/mm2參考建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技 術規范表 得。A© 48mnX 3.5m鋼管的截面積 A = 489mm2。 一軸心受壓桿件的穩定系數，根據長細比入查表即可求得 。i 截面的回轉半徑，查建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范附錄 B得i = 15.

13、8mm。長細比k= L/i。L水平步距，L = 1.2m。于是，入二L/i = 76,參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范查附錄 C得二 0.744。M w 計算立桿段有風荷載設計值產生的彎距；Mw=0.85 X.4 Wk XLaXh2/10Wk=0.7uzXjs>W0uz風壓高度變化系數，參考建筑結構荷載規范表得uz=1.38us風荷載腳手架體型系數，查建筑結構荷載規范表 第36項得：us=1.2WO基本風壓，查建筑結構荷載規范附表D.4 wo=O.8KN/m2故：Wk=O.7uzXOs>wo=O.7 X.38 *2 %.8=O.927KNLa立桿縱距O.9m；h立桿步距1.

14、2m,故: Mw=0.85 1.4 Wk*La*h2/1O=O.143KNW 截面模量查表建筑施工扣件式腳手架安全技術規范附表 B 得：W=5.08 >1O3mm3貝U, N/A+Mw/W = 18.39 1O3/ (O.829 489) +O.143 1O6/ (5.08 XO3)= 73.514KN/mm2* 2O5KN/mm2計算結果說明支架是安全穩定的。2.2滿堂支架整體抗傾覆驗算依據公路橋涵技術施工技術規范實施手冊第 9.2.3 要求支架在自重和風荷栽作用下 時，傾覆穩定系數不得小于 1.3。Ko=穩定力矩/傾覆力矩=y *Ni/工Mw采用跨中28m驗算支架抗傾覆能力：跨中支架

15、寬12m，長28m采用6O>9OX12Ocm跨中支架來驗算全橋：支架橫向 21 排；支架縱向 32排；高度 9.4m；頂托TC60共需要21X32=672個；立桿需要 21X32X9.4=6317m;縱向橫桿需要 21X9.4/1.2 2X=4606m；橫向橫桿需要32X9.4/1.2 X=3808m；故：鋼管總重(6317+4606+3808) X3.84=56.6t;頂托 TC60 總重為：672X7.2=4.8t;故 q=56.6 X.8+4.8 X.8=601.7KN;穩定力矩=y >Ni=6>601.7=3610KN.m依據以上對風荷載計算 Wk=0.7w>U

16、sXW0=0.7 為.38 1.2 0.8=0.927KN/ m2跨中 28m 共受力為：q=0.927 >9.4 >28=244KN ;傾覆力矩=qX5=244X5=1220KN.mK0=穩定力矩/傾覆力矩=2610/1220=2.96>1.3計算結果說明本方案滿堂支架滿足抗傾覆要求2.3箱梁底模下橫橋向方木驗算本施工方案中箱梁底模底面橫橋向采用10X0cm方木，方木橫橋向跨度在箱梁跨中截面處按L二60cm進行受力計算，在中支點截面及跨中橫隔板梁處按L= 60cm進行受力計算，實際布置跨距均不超過上述兩值。如下圖將方木簡化為如圖的簡支結構(偏于安全)，木材尺寸單位：cmq（

17、KN/m）底模下橫橋向方木受力簡圖的容許應力和彈性模量的取值參照杉木進行計算，實際施工時如油松、廣東松等力學性能優 于杉木的木材均可使用。方木材質為杉木，S w =11MPa St =1 7MPa E=9000MPa橋墩斷面處按中支點截面處4米范圍進行受力分析，按方木橫橋向跨度L = 60cm進行驗算 方木間距計算q = (qi+ q2+ q3+ q4)X B (53.238+1.0+2.5+2) X 4=234.952kN/mM = (1/8) qL2=(1/8) X 234.952 X住60.57kNmW=(bh2)/6=(0.1X 0)/6=0.000167m3則:n= M/( W X

18、SW )=10.57/(0.000167 X 11000X 0.9)=取4整數 n = 7根)d= B/(n-1)=4/6=0.67m注：0.9為方木的不均勻折減系數。經計算，方木間距小于0.67m均可滿足要求，實際施工中為滿足底模板受力要求，方木間距 d 取 0.25m，則 n = 4/0.25= 16。 每根方木撓度計算方木的慣性矩 I=(bh3)/12=(0.1 X 0/12=8.33 X 1m4則方木最大撓度：fmax=(5/384)X (qL4)/(EI) =(5/384) X (234.952 X 血10 X 9XSX08.33 X -1x 0.9) =5.88 X 10mv l/

19、400=0.6/400=1.5Xm0(撓度滿足要求) 每根方木抗剪計算S = (1/2)(qL)/(nA)=(1/2) X (234.952X 0.6)/(16 X 0.1 X 0.1X 0.9)=0.489MPav $T=1.7MPa 符合要求。中跨斷面處按中支點截面處20米范圍進行受力分析，按方木橫橋向跨度L = 90cm進行驗算。方木間距計算q = (q1+ q2+ q3+ q4)X B (22.224+1.0+2.5+2) X 20=554.48kN/mM = (1/8) qL2=(1/8) X 554.48 X=56.14kNmW=(bh2)/6=(0.1 X 0)/5=0.0001

20、67m3則:n= M/( W xSW )=56.14/(0.000167 x 11000X 0.9)=3取9整數 n = 34根)d= B/(n-1)=20/33=0.6m注：0.9為方木的不均勻折減系數。經計算，方木間距小于 0.6m均可滿足要求，實際施工中為滿足底模板受力要求，方木間距 d 取 0.4m，則 n = 20/0.3= 66.7 (66.7取整 67)。 每根方木撓度計算方木的慣性矩x 0/12=8.33 x 1m4則方木最大撓度：fmax=(5/384)x (qL4)/(EI) =(5/384) >C (554.48 x 04)0(50 x 9 X6 X08.33 x

21、0.9) =1.4 x 103mv 1/400=0.9/400=2.25犬10(撓度滿足要求) 每根方木抗剪計算S = (1/2)(qL)/(nA)=(1/2) x (554.48x 0.9)/(67 x 0.1 x 0.1 x 0.9)=0.828MPa v Sr=1.7MPa 符合要求。2.4扣件式鋼管支架立桿頂托上順橋向方木驗算本施工方案中 WDJ多功能碗扣架頂托上順橋向采用15 x15cm方木，方木在順橋向的跨距在箱梁跨中處按 L = 90cm (橫向間隔I = 60cm布置)進行驗算，在箱梁橋墩斷面按L =60cm (橫向間隔1= 60cm布置)進行驗算，橫橋向方木順橋向布置間距在橋

22、墩4m范圍按0.25m (中對中間距)布設，的跨中 20m范圍按0.3m (中對中間距)布設，將方木簡化為如 圖的簡支結構(偏于安全)。木材的容許應力和彈性模量的取值參照杉木進行計算，實際施 工時如油松、廣東松等力學性能優于杉木的木材均可使用。頂托上順橋向方木受力簡圖ppp尺寸單位：cm方木材質為杉木，S w =11MPaSt =1 7MPaE=9000MPa頂托上順橋向方木受力簡圖PPP尺寸單位：cm方木材質為杉木，S w =11MPa St =1 7MPa E=9000MPa90橋墩斷面處 方木抗彎計算p=lq/n = l(qi+ q2+ q3+ q4)x B/m0.6 x (53.238

23、+1.0+2.5+2) x 4/16=8.81kNMmax= (a1+a2)p= (0.3+0.05) x 8.81=3.084kN W=(bh2)/6=(0.15 x 021/6=5.6 x 1m3S = Mhax/ W=3.084/(5.6x4)l=05.51MPa v0.9 S= 9.9MPa (符合要求)注：0.9為方木的不均勻折減系數。 方木抗剪計算Vmax=3p/2=(3 x 8.81)/2= 13.215kNS = (3/2) Vmax /A=(3/2)13.215/ (0.15X 0.15) =0.881MPa< ST x 0.9 =1.7 x 0.9=1.53MPa符合

24、要求。 每根方木撓度計算方木的慣性矩 l=(bh3)/12=(0.15 0.15)/12=4.2 10-5m4則方木最大撓度:fm=PL3ax48EI墾 3L2 4a224EI38.81 0.60.05 8.81648 9 1054.2 10624 9 104.210 53 0.62 4 0.152=1.53 乂410 0.9 X L/400=0.9 X 0.6/400m=1.35 史10故，撓度滿足要求橋墩斷面處 方木抗彎計算p=|q/n = I(q1+ q2+ q3+ q4) X B/申0.6 X (22.224+1.0+2.5+2) X 20/67=4.965kNMmax= (a1+a2

25、)p= (0.45+0.15) X 4.965=2.979kN W=(bh2)/6=(0.15 X 02|/6=5.6 x -1m3S Mbax/ W=2.979/(5.6X4)|=05.3MPav0.9 河 =9.9MPa (符合要求)注：0.9為方木的不均勻折減系數。 方木抗剪計算Vmax=3p/2=(3 X 4.965)/2 7.448kNSw(3/2) Vmax /A=(3/2)7.448/ (0.15X 0.15) =0.497MPa vSrX 0.91.7 X 0.9 =1.53MPa 每根方木撓度計算方木的慣性矩 I=(bh3)/12=(0.15 0X5V124.2 X-5m4則

26、方木最大撓度：上pL3ap 224.965 0.930.05 4.96522fmax3L2 4a26565 3 0.92 4 0.15248EI 24EI48 9 104.2 1024 9 104.2 10=2.635 X41V0.9 X L/4000.9 X 0.9/400m=2.025 X|W故，撓度滿足要求2.5底模板計算箱梁底模采用竹膠板，取各種布置情況下最不利位置進行受力分析，并對受力結構進行 簡化（偏于安全）如下圖:q(kN/m)25(或30)尺寸單位： cm通過前面計算，橫橋向方木布置間距分別為0.25m和0.3m時最不利位置，則有:竹膠板彈性模量 E= 5000MPa方木的慣性

27、矩 l=(bh3)/12=(1.0 X 0勸/32=2.8125 X-1m4橋墩斷面處底模板計算模板厚度計算q=( qi+ q2+ q3+ q 4)1=(53.238+1.0+2.5+2)X 0.25=14.685kN/mq l214.685 0.258模板需要的截面模量：W=M011532.13 10 5m2W 0.90.9 6.0 103則:Mmax=820.115KN m模板的寬度為1.0m,根據W、b得h為:I56 2.13 10 5 : 10.0113m 11.3mm因此模板采用1220X2440X15mm規格的竹膠板。橋墩斷面處底模板計算模板厚度計算底模及支撐系統簡圖q(kN/m)

28、竹膠板*U U U UU U U U(30討10X 10 cm橫橋向方木底模驗算簡圖8.32 0.38q=( qi+ q2+ q3+ q4)1=(22.224+1.0+2.5+2)X 0.3=8.32kN/mh=6WV b6 1.74 1050.0102m 10.2 mm因此模板采用1220X2440X15mm規格的竹膠板。模板需要的截面模量：W=M0.09431.74 10 5m2w 0.90.9 6.0 10則:8q l2Mmax=20.094KN m模板的寬度為1.0m,根據W、b得h為:2.6側模驗算根據前面計算，分別按10X0cm方木以25cm和30cm的間距布置，以側模最不利荷載

29、部位進行模板計算，則有：10 X0cm方木以間距30cm布置模板厚度計算q=( q4+ q5)l=(4.0+50.7)X 0.3=16.41kN/m模板需要的截面模量：W=M018533.426 10 5m2w 0.90.9 6.0 10則:8Mmax=20.185KN m模板的寬度為1.0m,根據W、b得h為:q l216.41 0.38h=6WV b6 3.426 105 10.0143m 14.3mm因此模板采用1220X2440X15mm規格的竹膠板。模板剛度驗算fmax= ql4128EI4冬1 037 =7.38 10_4m V0.9 X 0.3/400m=7.5 X-1m128

30、5 106 2.8125 101010cm方木以間距25cm布置模板厚度計算q=( q4+ q5)l=(4.0+50.7)X 0.25=13.675kN/m貝U： Mmax= 813.675 0.250.107 KN m8模板需要的截面模量:W=- Mw °.90.1070.9 6.0 103521.981 10 5 m2模板的寬度為1.0m,根據W、b得h為:6 1.981 10 5 / 10.0109m 11mm根據施工經驗，為了保證箱梁底面的平整度，通常竹膠板的厚度均采用12mm以上，因此模板采用1220X2440X15mm規格的竹膠板 模板剛度驗算fmax=ql4128EI1

31、3675128 5 10640.252.8125 107 =2.97 10一4m V 0.9 X 0.25/400m=6.25>dm2.7立桿底座和地基承載力計算60(90)60(90)立桿承受荷載計算在橋墩斷面立桿的間距為60X30cm，每根立桿上荷載為：N = aX bX= a X bX (q1+q2+q3+q4+q7)=0.6 X 0.6 X (53.238+1.0+1.0+2.0+2.94)=21.66kN在跨中斷面立桿的間距為 60X90cm，每根立桿上荷載為：N = aX bX= a X bX (q1+q2+q3+q4+q7)=0.6 X 0.9 X (22.224+1.0+1.0+2.0+2.94)=15.75kN立桿底托驗算立桿底托驗算：NKRd通過前面立桿承受荷載計算，每根立桿上荷載最大值為橋墩斷面處間距60 X 60cm布置的立桿，即：N = aX bX于 a X bX (q1+q2+q3+q4+q7)=0.6 X 0.6 X (53.238+1.0+1.0+2.0+2.94)=21.66kN底托承載力(抗壓)設計值，一般取Rd =40KN;得：21.66KN v 40KN 立桿底托符合要求。立桿地基承載力驗算根據設計圖紙地質圖得泥質砂巖深度約3-4米，承載力為200 Kpa。將原地面整平（斜