现浇箱梁模板及满堂支架方案计算书

1、 编制依据

（ 1 ）国家及地方政府、相关部委的法律法规、规章制度，建设单位的相关规定和要求；

（ 2 ）项目施工承包合同；

（ 3 ）本项目采用的标准、规范、规程等相关技术要求；

（ 4 ）我部对项目策划和与本项目相关的管理规定；

（ 5 ）我部对该项目的施工调查情况；

（ 6 ）我公司现有或可协调、组织、解决的施工装备和技术工艺。

2、 工程概况

**天桥，设计汽车荷载为公路 - II 级。上部结构为 17+34+17 米预应力砼连续梁，桥面净宽 7 米，箱梁顶宽 8 米，底宽 4.45 米，梁高 1.5 米，采用满堂支架施工；下构桥台均为柱式台，钻孔桩基础；桥墩为实体方墩，钻孔桩基础。

3、 现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求

采用 WDJ 碗扣式多功能脚手杆搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。立杆顶设二层方木，立杆顶托上纵向设 10 × 15cm 方木；纵向方木上设 10 × 10cm 的横向方木，其中在墩顶端横梁和跨中横隔梁下间距不大于 0.25m （净间距 0.15m ）、在跨中其他部位间距不大于 0.3m （净间距 0.2m ）。模板宜用厚 15mm 的优质竹胶合板，横板边角宜用 4cm 厚木板进行加强，防止转角漏浆或出现波浪形，影响外观。

底板腹板位置处采用立杆横桥向间距 ×纵桥向间距×横杆步距为 60cm × 60cm × 90cm 支架结构体系；翼缘板位置处采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为 60cm × 60cm × 90cm 支架结构体系。支架纵横均设置剪刀撑，其中横桥向斜撑每 1.8m 设一道，纵桥向斜撑沿横桥每 1.8m 设一道。

门洞采用 C30 基础，基础形式为 50cm × 50cm × 950cm ，基础顶预埋 1cm 厚钢板与钢管连接；基础用 426 × 8mm 钢管作为立柱，钢管间距为 1.5 米，钢管柱顶焊接 1cm 后 50cm × 50cm 钢板，钢板上焊接双拼 I40b 工字钢作为横梁；横梁上采用 I40b 工字钢作为纵梁，纵梁间距为 60cm 。

4、 现浇箱梁支架验算

本计算书分别以 跨中和跨端 处为例，对荷载进行计算 ，并 对其支架 和门洞 体系进行检算。

4.1 荷载计算

4.1.1 荷载分析

根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：

⑴  q ₁ ——  箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取 2600kg/m ³ 。

⑵  q ₂ ——  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 q ₂ ＝ 1.0kPa （偏于安全）。

⑶  q ₃ ——  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 ；当计算支架立柱及替他承载构件时取 1.0kPa 。

⑷  q ₄ ——  振捣混凝土产生的荷载，对底板取 2.0kPa ，对侧板取 4.0kPa 。

⑸  q ₅ ——  新浇混凝土对侧模的压力。

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

4.1.2 荷载组合

模板、支架设计计算荷载组合

4.1.3 荷载计算

⑴   箱梁自重 ——q ₁ 计算

根据 设计图纸取跨中和跨端 两个代表截面进行箱梁自重计算，并对两个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。

①  跨中截面 处 q ₁ 计算

       根据横断面图，用 CAD 算得该处梁体截面积 A= 4.299 m ² 则：

取 1.2 的安全系数，则 q ₁ ＝ 25.12 ×1.2 ＝ 30.14 kPa

注： B——  箱梁底宽，取 4.45 m ，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。

②  跨端截面 处 q ₁ 计算

   根据横断面图，用 CAD 算得梁体截面积 A= 8.098 m ² 则：

  取 1.2 的安全系数，则 q ₁ ＝ 4 7.31 ×1.2 ＝ 56.77 kPa

  注： B——  箱梁底宽，取 4.45 m ，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。                              

4.2 结构检算

4.2.1 扣件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   梁底 截面处

在中支点横隔板，钢管扣件式支架体系采用 60×60×90 cm 的布置结构，如图：

因为跨中处荷载小于跨端处，因此只需对跨端处进行验算。

①、立杆强度验算

根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为 90cm ，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［ N ］ =35kN （参见公路桥涵施工手册中表 13 － 5 碗口式构件设计荷载［ N ］ =35kN 、路桥施工计算手册中表 13 － 5 钢管支架容许荷载［ N ］ =35.7kN ）。

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；

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×3.5 ㎜钢管的截面积 A ＝ 489mm 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 ＝ 15.8 ㎜。

       长细比 λ ＝ L/i 。

   L— 水平步距， L ＝ 0.9m 。

于是， λ ＝ L/i ＝ 57 ，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 ＝ 0.829 。

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 0.6m ；

h— 立杆步距 0.9m ，

故： M _W =0.85×1.4×W _K ×La×h ² /10=0.0536KN

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=5.08×10 ³ mm ³

4.2. 2 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 跨端 截面处按 L ＝ 60cm 进行受力计算 ， 实际布置跨距均不超过上述两值。如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。

按 跨端处 3米范围内 进行受力分析，按方木横桥向跨度 L ＝ 60cm 进行验算。

①   方木间距计算

q ＝ （ q ₁ + q ₂ + q ₃ + q ₄ ） ＝ （ 47.31 +1.0+2.5+2 ） × 3 = 158.43 kN/m

M ＝ (1/8) qL ² =(1/8)× 158.43 ×0.6 ² ＝ 7.1 kN·m

W=(bh ² )/6=(0.1×0.1 ² )/6=0.000167m ³

则：  n= M/( W× ［ δw ］ )= 7.1 /(0.000167×11000×0.9)= 4.3 ( 取整数 n ＝ 5 根 ) d ＝ B/(n-1)= 3 / 4 = 0.75 m

  注： 0.9 为方木的不均匀折减系数。

       经计算，方木间距小于 0.75 m 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 ＝ 3/0.3 ＝ 10 。