现浇箱梁满堂支架方案计算汇总
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边跨现浇段堂支架计算书
一、工程概况
郁江二桥位于桂平市城东南部长安工业园区内，距现有的郁江大桥和桂平航运枢纽对外交通桥郁江约4.9公里处，是南宁至梧州、玉林至桂平和梧贵高速这三条公路的连接纽带。
郁江二桥桥梁的起点桩号为K1+146.5，终点桩号为K2+504.5，主桥为90+165+165+90米预应力混凝土矮塔斜拉桥，主桥采用90+165+165+90m单索面三塔预应力混凝土矮塔斜拉桥，主跨布置双孔单向通航设计，桥宽30.5m，梁高3.2~6.2m，主塔为弧线形花瓶式塔，塔高22.0m，全桥共计144根斜拉索，斜拉索梁上间距4m,塔上理论索距0.8m，主梁采用单箱三室大悬臂等截面预应力混凝土箱梁，顶部为机动车道，下部在箱梁两侧顺底板悬挑出去设人行通道。箱梁梁高6.2m—3.2m,梁体全宽30.5m，采用单箱三室加悬臂的形式，悬臂端部厚度为0.28m。斜拉索锚固点布设在箱梁的中室，张拉端位于梁体内。
箱梁纵向划分为中墩顶托架现浇0号、1号梁段、19个悬臂浇筑梁段、边跨支架现浇段、边跨合拢段、中跨合拢段。中墩顶0号、1号梁段同时浇筑，梁段共长11m，悬臂浇筑梁段数及梁段长度从中墩至跨中布置为：19×4.0m，边跨现浇段长度6.37m，边跨合拢段、中跨合拢段长度均为2.0m。边跨现浇段为2.5m实心段及3.87m渐变段，实心段受力全部在过渡墩盖梁上，故此次计算取23A-23A断面向中垮方向0.6m范围段。
边跨现浇段采用满堂支架施工，支架采用WDJ碗扣式多功能钢管脚手架，基底进行填土碾压后，浇筑混凝土搭设碗扣支架，碗扣支架经过预压合格后，铺设模板。内、外模板采用大面积的竹胶板制作，内支撑立杆采用φ48×3.0mm钢管。
二、编制依据
（1）《公路桥涵施工手册》
（2）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
（3）《建筑结构荷载规范》
（4）《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》
（6）《建筑施工计算手册》
（7）《公路桥涵施工技术规范》
（8）、桂平郁江二桥工程设计文件及招标文件等。
（9）、我公司拥有的技术管理水平、机械设备状况、工法及科技成果以及我公司在以往工程积累的施工经验。
三、支架计算
3.1边跨现浇端满堂支架布置及搭设要求
满堂支架架管使用Φ48×3.0的钢管碗扣支梁，纵桥向间距支点0.6米范围采用0.3m，其余部分采用0.9m；横桥向采用0.9m，腹板处1.8米范围采用0.6m进行加密；水平步距都为1.2米。
纵向、横向和水平向都需要设剪刀撑，横桥向共计均布设置四道剪刀撑，水平上下都设置水平剪刀撑；纵桥向共计均布设置九道剪刀撑，使支架成为整体。
为充分利用钢管的轴心受压能力，使用调节螺杆与钢管轴心连接。支模的大龙骨用10×10cm的方木立向搁置在立杆的调节螺杆上，调节螺杆插入立杆保持轴心受力；大龙骨上放10×5cm的方木作小龙骨，间距25cm作为横肋，小龙骨上铺18mm的竹胶合板。
3.2现浇箱梁支架验算
本计算书以支点0.6米范围为例（23A-23A截面往中垮方向0.6m范围），对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。
3.2.1荷载计算
3.2.1.1荷载分析
根据本桥现浇段的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：
⑴ q
—箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。
1
⑵ q
—箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取
2
q
＝1.0kPa（偏于安全）。
2
—施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋
⑶ q
3
条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及其他承载构件时取1.0kPa。
—振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。
⑷ q
4
⑸ q
—新浇混凝土对侧模的压力。
5
⑹ q
6
—倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。
⑺ q
7
—支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：
满堂钢管支架自重
立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆
步距支架自重q
7
的计算值(kPa)
60cm×90cm×120cm 0.04
3.2.1.2荷载组合
模板、支架设计计算荷载组合
模板结构名称
荷载组合
强度计算刚度检算底模及支架系统计算⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺⑴＋⑵＋⑺侧模计算⑸＋⑹⑸
3.2.2.3荷载计算
⑴箱梁自重——q
1
计算
根据现浇箱梁结构特点，我们取跨中横截面进行箱梁自重计算，并对截面下的支架体系进行检算，首先进行自重计算。
①30m箱梁中点处q
1
计算
根据横断面图，用CAD算得该处梁体截面积A=45.26m2则：
q 1 ＝
B
W
=
B
A
c
?
γ
＝73
.
54
5.2
6.
45
26
=
?
kpa
取1.2的安全系数，则q
1
＝54.73×1.2＝65.68kPa
注：B——箱梁底宽，取21.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于
安全。
⑵新浇混凝土对侧模的压力——q
5
计算
因现浇箱梁采取水平分层以每层50cm高度浇筑，在竖向上以V=0.3m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=25℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力
q
5=h
K
P
m
?
?
=γ
K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.0 当V/t=0.3/25=0.012〈0.035
h=0.5+3.8V/t=2.78m
q 5=KPa
h
K
P
m
28
.
72
78
.2
26
1=
?
?
=
?
?
=γ
3.2.2结构检算
3.2.2.1碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算
碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。
本工程现浇箱梁支架按φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也使用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。
⑴支点0.6米范围
钢管碗扣式支架体系采用30×90×120cm的布置结构（腹板位置1.8m加密为60cm 间距），如图：
横向布置
纵向布置
①、立杆强度验算
根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm ，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N ］= 29.2（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载［N ］= 29.2，路桥施工计算手册中表13－5钢管支架容许荷载［N ］= 29.2）。
立杆实际承受的荷载为：N=1.2（N G1K +N G2K ）+0.85×1.4ΣN QK （组合风荷载时） N G1K —支架结构自重标准值产生的轴向力； N G2K —构配件自重标准值产生的轴向力； ΣN QK —施工荷载标准值；
于是，有：N G1K =0.9×0.3×q 1=0.9×0.3×65.68=17.73 KN N G2K =0.9×0.3×q 2=0.9×0.3×1.0=0.27KN
ΣN QK =0.9×0.3×(q 3+q 4+q 7)=0.27×(1.0+2.0+0.41)=0.92 KN
则：N=1.2（N G1K +N G2K ）+0.85×1.4ΣN QK =1.2×（17.73 + 0.27）+0.85×1.4×0.27 =21.92KN ＜［N ］＝29.2kN ，强度满足要求。
②、立杆稳定性验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/ΦA+M W /W ≤f
N —钢管所受的垂直荷载，N=1.2（N G1K +N G2K ）+0.85×1.4ΣN QK （组合风荷载时），同前计算所得；
f —钢材的抗压强度设计值，f ＝205N/mm 2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。
A —φ48mm ×3.0㎜钢管的截面积A ＝424mm 2。
Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。
i —截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B 得i ＝15.95mm 。
长细比λ＝L/i
L —水平步距，L ＝1.2m 。
于是，λ＝L/i ＝75.24，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C 得Φ＝0.75。
M W —计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；
M W =0.85×1.4×W K ×La ×h 2/10 W K =0.7u z ×u s ×w 0
u z —风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得u z =1.38
u s —风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得：u s =1.2 w 0—基本风压，查《建筑结构荷载规范》附表D.4 w 0=0.8KN/m 2 故：W K =0.7u z ×u s ×w 0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN La —立杆纵距0.3m ； h —立杆步距1.2m ，
故：M W =0.85×1.4×W K ×La ×h 2/10=0.85×1.4×0.927×0.3×1.22/10=0.048KN W —截面模量查表《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》附表B 得： W=4.49×103mm 3。
则，N/ΦA+M W /W ＝21.92×103/(0.75×424)+0.048×106/(4.49×103)=100.78KN/mm 2
≤f ＝205KN/mm 2。
计算结果说明支架是安全稳定的。
3.2.3满堂支架整体抗倾覆验算
依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。
K 0=稳定力矩/倾覆力矩=y ×N i /ΣMw 采用整体支架验算支架抗倾覆能力：
跨中支架宽5.4m ，长30m 采用60×90×120cm 跨中支架来验算全桥： 支架自重经计算得：54.7T 故q=54.7×9.8=536.05KN ；
稳定力矩= y ×N i =39×536.05=20905.95KN.m
依据以上对风荷载计算W K =0.7u z ×u s ×w 0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m 2
共受力为：q=0.927×12.7×4.2=49.45KN ； 倾覆力矩=q ×5=49.45×5=247.25KN.m
K 0=稳定力矩/倾覆力矩=20905.95/247.25=84.5>1.3 计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求。 3.2.4箱梁底模下横桥向方木验算
本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用10×10cm 方木，方木横桥向跨度在箱梁支
点0.6米范围按L ＝50cm 进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述值。如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全），木材选用松木计算。方木最低抗弯强度值[σ]=9MP ，方木弹性模量E=9×103 MP 。
按支点0.6米范围进行受力分析，按方木横桥向跨度L ＝90cm 进行验算。 方木间距计算
q ＝(q 1+q 2+q 3+q 4)×B ＝(65.68+1.0+2.5+2)×0.6=42.71kN/m M ＝(1/8)qL 2=(1/8)×42.71×0.92＝4.32kN ·m W=(bh 2)/6=(0.1×0.12)/6=0.000333m 3
则：n= M/( W ×[δw ］)=4.32/(0.000333×9000×0.9)=1.6(取整数n ＝2根) d ＝B/(n-1)=0.6/1=0.6m
注：0.9为方木的不均匀折减系数。
经计算，方木间距小于0.6m 均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d 取0.3m ，则n ＝0.6/0.3＝2。
② 每根方木挠度计算
方木的惯性矩I=(bh 3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m 4 则方木最大挠度：
f max =(5/384)×［(qL 4)/(EI)］=(5/384)×［(42.71×0.64)/(150×9×106×8.33×10-6×0.9)］=5.47×10-4m ＜l/400=0.6/400=1.5×10-3m (挠度满足要求) 3.2.6底模板计算
箱梁底模采用竹胶板，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，并对受力结构
进行简化（偏于安全）如下图：
通过前面计算，横桥向方木布置间距分别为0.3m 和0.9m 时最不利位置，则有： 竹胶板弹性模量E ＝5000MPa
方木的惯性矩I=(bh 3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m 4 底模板计算 模板厚度计算
q=(q 1+q 2+q 3+q 4)l=(65.58+1.0+2.5+2)×0.3=21.35kN/m
则：M max =m KN l q ?=?=?24.08
3.035.2182
2 模板需要的截面模量：W =
53
104.410
0.69.024.09.0][-?=??=?W M σm 2
模板的宽度为1.0m ，根据W 、b 得h 为：
h=mm m b W 2.160162.01104.4665
==??=?-
因此模板采用1220×2440×18mm 规格的竹胶板。 3.2.7侧模验算
根据前面计算，分别按5×10cm 方木以20cm 的间距布置，以侧模最不利荷载部位进行模板计算，则有：
模板厚度计算
q=(q 4+q 5)l=(4.0+72.88)×0.2=15.38kN/m
则：M max =m KN l q ?=?=?0769.08
2.038.1582
2 模板需要的截面模量：W =
53
1042.110
0.69.00769
.09.0][-?=??=?W M σm 2
模板的宽度为1.0m ，根据W 、b 得h 为：
h=mm m b W 2.90092.01
1042.1665
==??=?-
根据施工经验，为了保证箱梁底面的平整度，通常竹胶板的厚度均采用12mm 以上，因此模板采用1220×2440×18mm 规格的竹胶板。
3.2.8地基承载力计算 ⑴ 立杆承受荷载计算
在支点0.6米范围最不利位置立杆的间距为30×60cm ，每根立杆上荷载为： N ＝a ×b ×q ＝a ×b ×(30.65+q2+q3+q4+q7)
＝0.3×0.6×(65.68+1.0+1.0+2.0+0.04)=12.37kN
⑵立杆地基承载力验算
地基用20cm 厚混凝土进行垫层，根据经验及试验，地基承载力达到[f k ]= 200～250Kpa 。
立杆地基承载力验算：
d
A N
≤K ·f k
式中： N ——为脚手架立杆传至基础顶面轴心力设计值；
A d ——为立杆底座面积A d =15cm ×15cm=225cm 2；
按照最不利荷载考虑，立杆底拖下砼基础承载力：
[]KPa KPa A N f cd
d 58008.5490225
.037.12＝＜==，底拖下砼基础承载力满足要求。
底托坐落在20cm 加砼层上，按照力传递面积计算：
22
2.015.04515.02(m tg A =+??=）ο
f k 为地基承载力标准值；
K 调整系数；混凝土基础系数为1.0 按照最不利荷载考虑：
A
N =KPa m KN 85.612.037.122 ≤K ·[f k ]=1.0×235KPa 将混凝土作为刚性结构，按照间距30×60cm 布置，在1平方米面积上地基最大承载力F 为:
F ＝a ×b ×q ＝a ×b ×(q 1+q 2+q 3+q 4+q 7)
＝1.0×1.0×(65.68+1.0+1.0+2.0+0.04)=69.72kN 则，F ＝69.72kpa ＜[f k ]=1.0×235Kpa 经过地基处理后，可以满足要求。