桥梁满堂支架专项技术方案

中洲桥满堂支架验算补充方案

设于水中的支架，尚应考虑水流压力、流冰压力和船只漂流物等冲击力荷载，还应考虑一般冲刷和局部冲刷的影响，水中桥梁支架应在雨季前完成梁体施工，（我部计划安排在8月份进行施工），水中栈桥梁底标高应在20年一遇水位以上。中洲河河面宽约14m，平均水深约1.2m,平时枯水季节水流速度2.5s,流量约30m3/s。进行支架验算时，一般冲刷和局部冲刷的影响荷载，取值2.0kPa。 三、施工方案

2.1砼现浇空心板的施工方法

1、地基处理（同前施工方案，省略） 2、支架搭设及技术要求

（1）、现浇空心板满堂支架采用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5×7cm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0.1m（净间距0.05m）、在跨中其他部位间距不大于0.12m（净间距0.06m）。模板宜用厚1.2cm的优质竹胶合板，横板边角用2cm厚木板加强，防止转角漏浆或出现波浪形，影响外观。支架纵横均按图示设置剪刀撑，其中横桥向斜撑每2.7m设一道，纵桥向斜撑沿横桥向共设4～5道，支架外表面必须满布剪刀撑。

每根立杆底部应设置横钢作为垫板，连接整体，同时支架立杆必须设置纵、横向扫地杆。剪刀撑、斜撑搭设应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设。

杆的纵、横向间距及横杆步距等搭设要求如下：

采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为70cm×70cm×120cm支架布置形式)。

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（2）支架搭设技术要求 （同前施工方案，省略）

3、支架受力检算

空心板断面较大，为1×30m变截面预应力混凝土空心板（单箱双室），空心板高度1.8—3.3m，空心板顶宽9m。对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。

2.2.3.1荷载计算 2.2.3.1.1荷载分析

根据本桥现浇空心板的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：

⑴ q1—— 空心板自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。（取26.44KN/m2）

⑵ q2—— 空心板内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载

计算，经计算取q2＝1.0kPa（偏于安全）。

⑶ q3—— 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 q4—— 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。

⑸ q5—— 新浇混凝土对侧模的压力。

⑹ q6—— 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。

⑺ q7—— 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：

表2.2.3.1-1满堂钢管支架自重

立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×70cm×70cm×120cm 支架自重q7的计算值(kPa) 2.21 (8) q8—— 水中的支架，尚应考虑水流压力、流冰压力和船只漂流物等冲击力荷载，以及一般冲刷和局部冲刷的影响荷载，取2.0kPa。

2.2.3.1.2荷载组合

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表2.2.3.1-2模板、支架设计计算荷载组合

荷载组合 模板结构名称 强度计算 ⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺+底模及支架系统计算 （8） 侧模计算 4、结构检算

（1）碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算

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%）。

本工程现浇空心板支架立杆强度及稳定性验算，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强度及稳定性计算公式进行分析计

A、Ⅰ－Ⅰ截面处

中洲桥范围内，碗扣式钢管支架体系采用70×70×120cm的布置结构，如下图5.1－6。

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刚度检算 ⑴＋⑵＋⑺+（8） ⑸＋⑹ ⑸ 模板斜撑立杆大横杆纵 向模板斜撑立杆小横杆单位：m横 向

图2.2.3.2.1-1 脚手架70×70×120cm布置图

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时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］＝30kN（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载）。

立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）

NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力； NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力 ΣNQK—施工荷载标准值；

于是，有：NG1K=0.7×0.7×q1=0.7×0.7×26.44=12.95KN

NG2K=0.7×0.7×q2=0.7×0.7×1.0=0.49KN Σ

NQK=0.7

×

0.7

×

(q3+q4+q7+q8)=0.49

×

(1.0+2.0+2.21+2)=3.53KN

则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（12.95+0.49）+0.85×1.4×3.53=20.33KN＜［N］＝30KN ，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+MW/W≤f

N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（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/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。

A—支架立杆的截面积A＝450mm2(取φ48mm×3.5mm钢管的截面积)。 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》

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附录B得i＝15.8㎜。

长细比λ＝L/i。

L—水平步距，L＝0.7m。

于是，λ＝L/i＝44，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.88。

MW—计算立杆段有风荷载及流水荷载设计值产生的弯距； MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10 WK=0.7uz×（us+uw)×w0

uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得uz=1.38 us—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：us=1.2

uw—流水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：uw=1.0

w0—基本风压及流水荷载，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4 w0=0.8KN/m2

故：WK=0.7uz×（us+uw)×w0=0.7×1.38×(1.2+1)×0.8=1.7KN/ m2 La—立杆纵距0.7m；

h—立杆步距1.2×La×h2/10=0.143

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=5.26×103mm3

则，N/ΦA+MW/W＝20.33×103/（0.88×450）+0.037×106/（5.26×103）

＝58.37KN/mm2≤f＝205KN/mm2

计算结果说明支架是安全稳定的。 5、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。

K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/ΣMw 16m长度验算支架抗倾覆能力：

桥梁宽度12.5m，长16m采用70×70×120cm跨中支架来验算全桥：

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支架横向23排； 支架纵向18排； 高度3.4m；

顶托TC70共需要23×18=368个； 立杆需要23×18×3.4=1407m;

纵向横杆需要18×3.4/1.2×16=1041m； 横向横杆需要23×3.4/1.2×12.5=814m； 故：钢管总重（1407+1041+814）×3.84=12.52t; 顶托TC70总重为：3.058t； 故q=12.52×9.8+3.058×9.8=152.66KN； 稳定力矩= y×Ni=6.75×152.66=1030.45KN.m

依据以上对风荷载及流水荷载计算WK=0.7uz×（us+uw)×w0=0.7×1.38×(1.2+1)×0.8=1.7KN/ m2

共受力为：q=1.7×3.4×16=92.48KN； 倾覆力矩=q×3=92.48×3=277.44KN.m

K0=稳定力矩/倾覆力矩=1030.45/277.44=3.71>1.3 计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求。 6、空心板底模板计算

空心板底模采用优质竹胶板，铺设在支架立杆顶托上顺桥向方木上的横桥向方木上。其中横桥向方木按0.12m间距布置，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）如图5.1-11：

通过前面分析计算及布置方案，在桥墩旁实心段（取墩顶截面）处，横桥向方木布置间距分别为0.12m（净距0.07m）时，为底模板荷载最不利位置，则有：

竹胶板弹性模量E＝5000MPa

方木的惯性矩I=(bh3)/12=(1.0×0.0123)/12=1.44×10-7m4

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底模及支撑系统简图 竹胶板q(kN/m)

125×7cm横桥向方木底模验算简图q(kN/m)12尺寸单位：cm

图2.2.3.2.5-1 底模支撑系统及验算

⑴桥墩顶截面处底模板计算 ① 模板厚度计算

q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(26.44+1.0+1.0+2)×0.12=3.652 kN/m

ql23.6520.1220.0065KNm 则：Mmax=88模板需要的截面模量：W=

M0.006562

m1.20310[W]0.90.96.0103模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为：

6W61.203106 h=0.007m7mm

b1因此，模板采用915×1083×12mm规格的竹胶板。 ② 模板刚度验算

ql43.6520.124-4－5＝8.2110mfmax=＜0.7×0.12/400m=2.1×10m 67128EI1285101.4410故，挠度满足要求。

7、支架预压（同前施工方案，省略）

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