现浇箱梁碗口式满堂支架验算

一、 设计概况

1、工程概况

本合同K38+061分离立交桥，左幅孔径为4*25+4*25+4*25+6*25m，右幅孔径为4*25+3*25+3*25+4*25+4*25m。其中左幅4*25+4*25+4*25，右幅为4*25+3*25+3*25上部结构为预应力混凝土连续现浇箱梁。共计分为A、B、C、D、E、F六种类型现浇箱梁。

A类箱梁断面为单项四室结构，箱梁底宽13.43-13.68m，高1.5m，翼缘板宽2m，梁室高1.1m，底板厚0.2m，顶板厚0.2m，腹板宽0.45m；

B类箱梁断面为单项四室结构，箱梁底宽10.84-14.56m，高1.5m，翼缘板宽2m，梁室高1.1m，底板厚0.2m，顶板厚0.2m，腹板宽0.45m；

C类箱梁断面为单项四室结构，箱梁底宽13.68-16.88m，高1.5m，翼缘板宽2m，梁室高1.1m，底板厚0.2m，顶板厚0.2m，腹板宽0.45m；

D类箱梁断面为单项五室结构，箱梁底宽14.55-17.55m，高1.5m，翼缘板宽2m，梁室高1.1m，底板厚0.2m，顶板厚0.2m，腹板宽0.45m；

E类箱梁断面为单项六室结构，箱梁底宽16.88-23.59m，高1.5m，翼缘板宽2m，梁室高1.1m，底板厚0.2m，顶板厚0.2m，腹板宽0.45m；

F类箱梁断面为单项六室结构，箱梁底宽17.55-19.97m，高1.5m，翼缘板宽2m，梁室高1.1m，底板厚0.2m，顶板厚0.2m，腹板宽0.45m；

箱梁现浇段采用C50混凝土，共计9144.5m3。 2、材料选用概况

(1) 本工程脚手架为连续箱梁承重用，选用碗口式多排钢管脚手架，现浇箱梁外模选用1220X2440X14mm的优质竹胶板，方木选用落叶松方木。

(2) 钢管规格为Ф48X3.5mm，且有产品合格证。钢管的端部切口平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重锈蚀的钢管。钢管涂刷防锈漆作防腐处理，并定期复涂以保持其完好。

(3) 扣件按现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定选用，且与钢管管径相配套的可锻铸铁扣件，严禁使用不合格的扣件。旧扣件使用前进行质量检查，有裂纹、变形、腐蚀的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。

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3、脚手架基础处理

根据地质资料可知，桥区地基土由粘土组成。对支架基础而言，影响基础承载能力的主要是深度1.0m以内的表层种植土。因此对箱梁现场支架地基处理清除30cm软基换填100cm砂岩，分层碾压，并采用C20砼进行硬化10cm处理，具体方案如下：

①土质松软地基,利用开挖的路基砂岩分层填筑、碾压，达到承载力要求； ②原状土整平、碾压，达到承载力要求止。

③陡坡地段视地形情况设纵、横向台阶，台阶处采用浆砌片石砌筑，台阶应略高于地基，每级台阶平台地基应作整平压实，达到承载力要求止；

④、软基换填，清除软泥，换填开挖的路基石方、片石并分层压实；能用压路机碾压则用压路机碾压，不能碾压到位的则利用打夯机具压实，保证填筑的压实度，防止较大沉降,然后采用C20砼进行封底处理，厚10cm；

⑤承台处回填、基础回填及台阶的处理。扩大基础及承台周边采取特殊措施处理：选用足够强度的石渣人工分层回填，回填至原地面标高处。回填时注意分层用打夯机夯实，空隙率不能过大。承台及扩大基础的回填应尽早施工，以使沉降提前，即施工完一个承台或基础即可进行回填。

在地面硬化后或片碎石处理后，加强箱梁施工时的排水工作，在场地两侧开挖排水沟，并设置引水槽，严禁在施工场地内形成积水，造成地基不均匀沉降，引起支架失稳，出现安全隐患和事故。

4、现浇箱梁支架方案

本桥现浇箱梁支架采用碗扣满堂支架。支架全断面采用钢管脚手架搭设的支架，其中在腹板、底板、横梁处采用立杆纵距（沿着梁板方向）0.9m，立杆横距0.6m，横杆步距1.2m的搭设方法；在翼缘板处采用立杆0.9*0.9m，横杆步矩1.2m的搭设形式。

支架从上至下依次采用竹胶板（厚1.4cm）+横向方木（5*10cm，中对中间距20cm）+纵向方木（10*15cm，中对中间距60cm）+碗扣支架（纵向间距90cm*横向间距60村民，横杆步距120cm）。 二、支架验算

本桥箱梁支架受力计算按照左幅第一联第二孔箱梁支架进行计算。

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现浇箱梁横断面图

1、荷载计算

(1)箱梁荷载：箱梁钢筋混凝土自重G=1130m3*26KN/m3=29380KN，偏安全考虑取安全系数K=1.2，以全部重量作用在地板上计算单位面积压力F1=G*K/S=29380*1.2/（13.56*100）=26.02KN/㎡=352.83KN/m。

(2)模板自重：竹胶板容重7.5 kN/m2，厚14mm，每平米的重量为： 外模：1×（13.56+2×1.05+2.03×2）×0.014×7.5/13.56=0.153KN/m2 内模：1×（2.946×8+0.65×4）×0.014×7.5/13.56=0.22 kN/m2 模板荷载F2=0.153+0.22=0.373KN/㎡。

(3)方木自重：方木容重7.5 kN/m2，每平米的重量为：

纵向方木：（13.56/0.6×1×0.1×0.15）×7.5/13.56=0.19 kN/m2 横向方木：（1/0.2×13.56×0.05×0.1）×7.5/13.56=0.19 kN/m2 方木荷载F3=0.19+0.19=0.38KN/㎡；

(4)支架自重：考虑扣件的重量和箱梁内支架重量，支架高度均取12m，钢管容重3.84 kg/ m，每平米的重量为：

立杆：（1/0.6）×（13.56/0.6+6）×12×0.00384/13.56=0.162kN/m2 横杆：（1/0.6×13.56+（13.56/0.6+6）×1）×（12/1.2）×0.00384/13.56=0.15kN/m2

支架荷载F4=0.162+0.15=0.312KN/㎡。 (5)施工荷载F5： 取2.5KN/m2 (6)倾倒与振捣荷载F6： 取2KN/m2 (7)风荷载及其他偶然荷载F7：取2KN/㎡。 2、底模板强度检算

箱梁底模板采用高强度竹胶板，板厚1.4cm，竹胶板背肋横梁间距为20cm，背肋横梁为5×10cm方木，所以验算模板强度采用宽度b=100cm为计算单元，竹胶板下方木背肋布置可知，1m范围内竹胶板可看作多跨等跨连续梁，按五等跨均布荷载作用连续梁支点断面进行计算(参照建筑施工手册第四版P131页)：

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(1) 模板力学性能

① 弹性模量：E=0.1*105MPa

② 截面惯性距：I=bh3/12=100*1.43/12=22.87cm4=2.29*10-7 m4 ③ 截面抵抗距：W=bh2/6=100*1.42/6=32.65cm3=3.3*10-5 m3 ④ 截面积：A=bh=100*1.4=28cm2=2.8*10-3m3 (2)模板受力计算

① 底模板标准荷载：F= F1+F2+F5+F6+F7=26.02+0.373+2.5+2+2=32.89 KN/m2 ② 底模板设计荷载：q1=1.2*（F1+F2）+1.4*（F5+F6+F7）=1.2*（26.02+0.373）+1.4*（2.5+2+2）=40.78 KN/m2

③ 跨中最大弯矩：M1=mql2=0.078*40.78*0.22=0.127KN.m

④ 弯曲强度验算：σ1=M/W=0.127*103/(3.3*10-5)=3.89MPa<[σ]=11MPa 竹胶板弯曲强度满足要求，其中[σ]为竹胶板材料极限弯曲强度值。 ⑤ 挠度验算：

f1=f1ql4/（100EI）=0.644*40.78*0.24/(100*0.1*105*2.29*10-7) =0.183mm

竹胶板挠度满足要求。综上，竹胶板受力满足要求。 3、横梁强度计算

横梁为5cm*10cm方木，中对中间距为0.2m，横梁底部为纵梁，中对中间距为0.6m，所以验算横梁方木强度采用宽度b=20cm为计算单元，按按五等跨均布荷载作用连续梁支点断面进行计算(参照建筑施工手册第四版P131页)：

(1) 模板力学性能

① 弹性模量：E=0.1*105MPa

② 截面抵抗距：W=bh2/6=5*102/6=83.3cm3=8.33*10-5 m3 ③ 截面惯性矩：I=bh3/12=5*103/12=417cm4=4.17*10-6m4 (2)模板受力计算

① 作用在横梁上的标准荷载为：

F=F1+F2+ F3+F5+F6+F7=26.02+0.373+0.38+2.5+2+2=33.27 KN/m2

② 作用在横梁上的设计荷载为：

F=1.2*（F1+F2+ F3）+1.4*（F5+F6+F7）

=1.2*（26.02+0.373+0.38）+1.4*（2.5+2+2）=41.23KN/m2

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