下穿铁路现浇箱梁满堂支架计算书.docx

'下穿铁路现浇箱梁满堂支架计算书1、编制依据⑴《市北路下穿铁路立交工程施工图》；⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；⑶《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；⑷《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；⑸《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ128-2000）；⑹《公路桥涵抗风设计规范》（JTG/TD60-01-2004）；⑺《公路桥涵钢结构和木结构设计规范》（JTJ025-86）；⑻《装备式公路钢桥使用手册》；⑼《路桥施工计算手册》。⑽《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）⑾《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）；⑿《钢结构设计规范》（GB50017-2003）⒀《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）⒁《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）2、工程概况路下穿铁路立交工程施工图设计起始里程为K1+850，终点里程为K1+940，全长90m。道路下穿杭深铁路龙江特大桥，相交处道路里程为K1+888，杭深线里程为K915+838.252。机动车道分别于5#、6#、7#桥墩间下穿，与铁路的斜交角为34°，左侧机动车道两侧路缘距5#桥墩承台边缘最小净距为2.69m，距离6#桥墩承台边缘最小净距为3.27m，右侧机动车道两侧路缘距6# 桥墩承台边缘最小净距为2.53m，距离7#桥墩承台边缘最小净距为3.43m。相交处道路路面标高为5.62m，铁路桥对应处梁底标高为10.84m，桥下净空5.22m。路机动车道采用左右两幅简支小箱梁桥下穿杭深线龙江特大桥，非机动车道及人行道采用路基形式下穿杭深线龙江特大桥。桥梁采用1-30m预应力混凝土简支箱梁结构；桥台均采用桩接盖梁式桥台，基础均采用Φ1.5m钻孔桩，台后设置6m搭板，全桥两侧及非机动车道靠近桥墩侧均设置SS级防撞护栏。3、满堂支架搭设方案（1）满堂支架设计现浇箱梁的满堂支架采用碗扣式钢管脚手架搭设，根据梁体自重及施工附加荷载计算立杆布置间距和横杆竖向步距，基础采用现浇一层20cm厚C20级砼，上铺方木作脚手架支垫。（2）满堂支架安装碗扣式满堂脚手架搭设前铺好垫木，检查脚手架有无弯曲、接头开焊、断裂等现象，无误后方可安装。①安装准备按桥梁各跨不同的支架高度计算，计算支架数量，确定支架纵横间距。拼装到顶层立杆后，装上顶层可调“U”型托，并根据设计标高将“U”型托顶面调整到设计标高位置。②支架立杆位置放样用全站仪放出梁中心线，然后用钢尺放出底座十字线，标示清楚。③安放底座按标示的底座位置先安放底座，然后将旋转螺丝顶面调整在同一水平面上。可调底座与垫木间用铁钉固定。④安装立杆、横杆和上托座 从一端开始，按照顺桥向60cm，横桥向底板区60cm安装底层立杆，横杆，调整立杆垂直度和位置后并将碗扣稍许扣紧，一层立杆、横杆安装完后再进行第二层立杆和横杆的安装，直至最顶层，最后安放上托座。拼装时，脚手架立杆必须保证垂直度，尤其必须在第一层所有立杆与横杆安装调整完成无误后，方可继续向上拼装，否则会引起以后各层拼装困难，并依设计标高将U型上托座调至设计标高位置。（3）安放方木、铺底模在上托座调整好后铺设纵向方木，铺设时注意使其两纵向方木接头处于U型上托座上，接着按10cm间距铺设横向方木，根据放样出的中线铺钉涂塑板做为箱梁底模。铺设顶层顺桥向方木,在铺设时注意使两纵向方木接头处位于“U”型托可调支撑处，铺设横向方木，使用水平仪检查标高，使用木楔调整标高，无误后安装箱梁底模。横、纵向顶层方木交叉处使用扒钉做梅花状加固。必须注意横、纵向方木接头位置要错开，且任何相邻横向方木接头不能在同一竖直面上。（4）设置剪刀撑横向、纵向剪刀撑采用普通钢管脚手架通过扣件与碗扣架的立杆相连，每隔二排立杆设置一道横向剪刀撑，每跨设置2道纵向剪刀撑。（5）设置横向斜撑由于在受当地气候及潮汐的影响，在水上施工部分，还需额外增加横向斜撑，保证支架在横向外力作用下，增加抵抗力，一般与剪刀撑配合使用。接着按10cm间距铺设横向方木，根据放样出的中线铺钉涂塑板做为箱梁底模。铺设顶层顺桥向方木,在铺设时注意使两纵向方木接头处位于“U”型托可调支撑处，铺设横向方木，使用水平仪检查标高，使用木楔调整标高，无误后安装箱梁底模。横、纵向顶层方木交叉处使用扒钉做梅花状加固。必须注意横、纵向方木接头位置要错开，且任何相邻横向方木接头不能在同一竖直面上。 4、计算书4.1、满堂支架处模板、方木计算4.1.1使用材料混凝土：γ砼=26.0KN/m3。竹胶板:γ竹胶板=9.0KN/m3；[σw]=11.45Mpa；E=6.0×103Mpa（优质品）；δ=0.015m；长×宽=2.44×1.22m。方木：γ木=5.0KN/m3；[σw]=12.0Mpa；E=9.0×103Mpa（马尾松）。φ48×3.5钢管：q管=0.0384KN/m；[σ]=140.0Mpa；E=2.1×105Mpa；I=1.219×10-7m3；Wx=5.08×10-6m3；r=1.58×10-2m；A=4.89×10-4m2。4.1.2模板计算箱梁支点处，1.6m梁实体横隔梁下底板模板的受力最大，作为控制计算部位。4.1.2.1荷载按纵向每1m宽度计：（1）板自重：q1=0.015×1.0×9.0=0.135KN/m。⑵钢筋混凝土自重：q2=1.6×1.0×26.0=41.6KN/m。⑶施工荷载：均布荷载2.5KN/m2集中荷载2.5KN（验算荷载）q3=2.5×1.0=2.5KN/mp=2.5KN（验算荷载）。⑷振捣混凝土时产生的荷载：2.0KN/m2q4=2.0×1.0=2.0KN/m。荷载组合：组合Ⅰ：q=q1+q2+q3+q4=0.135+41.6+2.5+2.0=46.235KN/mP=0 组合Ⅱ：q=q1+q2=0.135+41.6=41.735KN/mP=2.5KN4.1.2.2强度验算（1）计算模式：由于竹胶板底模下布置木横梁(10×10×400cm)，中对中间距20cm,净间距10cm。本计算按十跨连续梁计算图1-2-1受力简图（2）截面特性：A=b×h=1.0×0.015=0.015m2W=bh2/6=1.0×0.0152/6=3.75×10-5m3I=bh3/12=1.0×0.0153/12=2.8125×10-7m4（3）强度验算①采用荷载组合Ⅰ，施工荷载按均布荷载时：Mmax=0.105ql2+0.158pl=0.105×46.235×0.12+0=0.049KN·m取安全系数为1.3，则：σmax=Mmax/W×1.3=0.049/(3.75×10-5)×10-3×1.3 =1.699Mpa＜[σw]=11.45Mpa满足正截面承载力要求！②再以集中荷载2.5KN进行验算图1-2-2受力简图M=0.105ql2+0.158pl=0.105×41.735×0.12+0.158×2.5×0.1=0.083KN·m取安全系数为1.3，则：σ=M/W×1.3=0.083/(3.75×10-5)×10-3×1.3=2.877Mpa＜[σw]=11.45Mpa满足要求！4.1.2.3刚度验算采用荷载组合II，施工荷载按均布荷载时：q=q1+q2=0.135+41.6=41.735KN/mp=0⑵刚度验算取安全系数为1.3，则：f=(0.664ql4+1.097pl3)/100EI×1.3 =(0.664×41.735×0.14+0)/(100×6.0×106×2.8125×10-7)×1.3=0.024mm＜[f]=0.1/400=0.00025m=0.25mm满足要求！当验算模板及其支架的刚度时，其最大变形不得超过下列允许值：（1）、结构表面外露的模板，为模板构件计算跨度的1/400；（2）、结构表面隐藏的模板，为模板构件计算跨度的1/250；（3）、支架的压缩变形值或弹性挠度，为相应构件计算跨度的1/1000。竹胶板:γ竹胶板=9.0KN/m3；[σw]=11.45Mpa；E=6.0×103Mpa（优质品）；δ=0.015m；长×宽=2.44×1.22m。结论：竹胶板其正截面弯曲强度、刚度满足其容许承载力要求！4.1.310×10木横梁计算基础上的横木受力最大,梁高1.6m的实体梁，该部分横木作为控制计算部位。木横梁为10×10×400cm的方木，方木横桥向布设，横木中对中间距为20cm。4.1.3.1荷载横木中对中间距20cm，故每根承受0.2m宽度范围荷载，按纵向每0.2m计算。⑵板、横木自重：q1=0.015×0.2×9.0+0.1×0.1×5.0=0.077KN/m。⑵混凝土自重：q2=1.6×0.2×26.0=8.32KN/m。⑶施工荷载：均布荷载2.5KN/m2集中荷载2.5KN（验算荷载）q3=2.5×0.2=0.5KN/mp=2.5KN（验算荷载）。⑷振捣混凝土时产生的荷载：2.0KN/m2q4=2.0×0.2=0.4KN/m。荷载组合： 组合Ⅰ：q=q1+q2+q3+q4=0.077+8.32+0.5+0.4=9.297KN/mP=0KN组合Ⅱ：q=q1+q2=0.077+8.32=8.397KN/mP=2.5KN4.1.3.2强度验算⑴计算模式：按两跨连续梁计算图4-3-1受力简图⑵截面特性：A=b×h=0.10×0.10=0.01m2W=bh2/6=0.10×0.102/6=1.67×10-4m3I=bh3/12=0.10×0.103/12=8.33×10-6m4⑶强度验算①采用荷载组合Ⅰ，施工荷载按均布荷载时：Mmax=MB=0.125ql2+0.188pl=0.125×9.297×0.62=0.418KN·m取安全系数为1.3，则： σmax=Mmax/W×1.3=0.418/(1.67×10-4)×10-3×1.3=3.25Mpa＜[σw]=12.0Mpa满足要求！②再以集中荷载2.5KN进行验算图1-3-2受力简图M=0.125ql2+0.188pl=0.125×9.297×0.62+0.188×2.5×0.6=0.7003KN·m取安全系数为1.3，则：σ=MB/W×1.3=0.7003/(1.67×10-4)×10-3×1.3=5.451Mpa＜[σw]=12.0Mpa满足要求！4.1.3.3刚度验算采用荷载组合II：q=q1+q2=0.077+8.32=8.397KN/mp=0⑵刚度验算取安全系数为1.3，则： fmax=0.521ql4/100EI×1.3=(0.521×8.397×0.64×103)/(100×9.0×109×8.33×10-6)×1.3=0.098mm＜[f]=0.6/400=1.5mm。满足要求！方木梁承载力验算结论：根据以上验算的结果，墩顶横隔梁、现浇梁底板及腹板处设置10×10×400cm的方木梁，中对中间距20cm，跨径为60cm。其正截面弯曲强度、刚度满足其容许承载力要求！4.2、碗扣式钢管满堂支架计算4.2.1使用材料混凝土：γ砼=26.0KN/m3。竹胶板:γ竹胶板=9.0KN/m3；[σw]=11.45Mpa；E=6.0×103Mpa（优质品）；δ=0.015m；长×宽=2.44×1.22m。方木：γ木=5.0KN/m3；[σw]=12.0Mpa；E=9.0×103Mpa（马尾松）。φ48×3.5钢管：q管=0.0384KN/m；[σ]=140.0Mpa；E=2.1×105Mpa；I=1.215×10-7m3；W=5.08×10-6m3；i=1.58×10-2m；A=4.89×10-4m2。4.2.2碗扣支架计算4.2.2.1支架性能表4-3-1φ48mm*3.5mm钢管杆件性能表立杆横杆步距（cm）允许荷载（KN）横杆长度（cm）允许集中荷载（KN）允许均布荷载（KN）6040904.512120301203.57 180251502.54.524020180234.2.2.2荷载碗扣支架立杆布置方式立杆间距60×60cm、水平步距为90cm。（一）、恒载：支架以上模板体系荷载取q1=0.015×0.6×9.0+0.1×0.1×0.6×5.0×5(平均根数)=0.231KN/m。钢筋混凝土荷载：q2=1.6×0.6×26=24.96KN/m。施工荷载：均布荷载取q3=2.5×0.6=1.5KN/m。振捣混凝土时产生的荷载取q4=2.0×0.6=1.2KN/m。（二）、活载：风、作业机具和人在模板上行走时产生的均布荷载：q5=2.0×0.6=1.2KN/m。1）、最不利荷载位置计算：⑴箱梁横隔板、腹板等实体处的立杆间距为60×60cm处：①恒载：支架以上模板体系荷载：p1=0.231×0.6=0.206KN；混凝土梁高1.6m：p2=24.96×0.6=14.98KN；施工荷载：p3=1.5×0.6=0.9KN；振捣混凝土时产生的荷载取p4=1.2×0.6=0.72KN。②活载：风、作业机具和人在模板上行走时产生的均布荷载：P5=1.2×0.6=0.72KN/m。 荷载组合：P=1.2×恒载+1.4×活载=1.2×（P1+P2+P3+P4）+1.4×P5=1.2×(0.231+14.98+0.9+0.72)+1.4×0.72=21.094KN＜[N]=30KN。2）、钢管支架的稳定性单根钢管截面面积（壁厚3.5mm计，另外乘以0.75折减系数）A=π（D2-d2）/4×0.75=4.89×10-4m2×0.75=3.67×10-4m2；W=5.08×10-6m3；截面最小回转半径i=(D2+d2)1/2/4=15.78mm；。钢管长度取90cm,按两端铰接，l0=900mm，则：λ=l0/i=900/15.78=57.03﹤[λ=150]轴心受压构件稳定系数φ=0.7∴σmax=N/（φA）=21.094/（0.7×3.67×10-4）×10-3=82.11Mpa＜[σ]=140Mpa。满足要求4.2.3混凝土扩大基础计算4.2.3.1荷载碗扣支架采用C20砼基础宽1350cm、厚20cm；扩大基础底地基需换填100cm厚碎石土，压实后地基承载力大于200KPa。计算结果中立杆最大竖向荷载：P1=21.094KN钢管自重：G1=3.84×10-2×（1.3+0.6*2*2）m=0.142KN基础自重：G2=0.6×0.6×0.2×26.0=1.872KN竖向荷载：N1=21.094+0.142=21.236KN。（演算扩大基础抗压强度） N2=21.18+0.142+1.872=23.108KN。（演算扩大基础底地基承载力）4.2.3.2承载力演算竖向支架底座尺寸为0.15×0.15m，基础面积：A1=0.15×0.15=0.0225m2A2=0.6×0.6=0.36m2σ1=N1/A1=21.236/0.0225=0.943MPa＜[σ砼]=13.4MPaσ2=N2/A2=23.108/0.36=64.188KPa＜[σ地]=200KPa故原始地面换填100cm厚碎石土，整平碾压后地基承载力大于200KPa即可满足扩大基础持力层要求；基础采用20cm厚C20混凝土，满足施工要求。4.3、设计计算结论经过以上的计算，模板、方木、钢管支架、地基基础在各工况下能满足设计要求，结构安全可靠，能满足施工需要。'