HR型可调重型门式脚手架设计和计算
HR型可调重型门式脚手架设计和计算
1、方案比较
由于本标段预应力混凝土连续箱梁总长为1300米共计七联，若采用普通钢管脚手搭设满堂支架，架设时工作量和劳动强度大，施工工效低，而且钢管和扣件损耗也比较大，经过方案比较，我们选择HR型可调重型门式脚手架作为本桥箱梁现浇砼的支架。
2、该脚手架的特点
HR型可调重型门式脚手架，具有搭设效率高。搭设是普通钢管扣件脚手架的5倍，高度调节范围大，能适应各种高度变化的需要，减少了不必要的钢管损失，承载能力强，使用寿命长，重复使用经济效益显著。
由于本桥箱梁荷载沿纵向是分段变化的，而箱梁沿横向分布又很不均匀，为了使门架的承载力得到充分利用，用纵向构架布设，由于桥墩以及安装连接器加厚处箱梁下荷载较大，门架跨距选用0.60米，附近处选用1.2米，跨中部分门架跨距选用1.5米，翼缘板部分荷载较小，门架跨距选用1.2或1.5米。门架的横向排布如附图所示，由于箱梁底部分荷载较大，考虑采用7排门架，翼缘板部分荷载较小，每侧只布设三排门架。
为了增强支架的整体稳定性应采用¢48×3㎜钢管，对支架进行适当加固，纵向水平杆门架每排每二至三层加固一次，调节杆每排加固一次；横向水平杆门架每二至三层每三跨加固一次，调节杆每三跨加固一次。
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3、支架设计
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4、荷载计算
①一榀门架的稳定承载能力设计值
Nd=kϕAf
k--材料强度调整系数，对搭设高度30m以下，k=0.8
ϕ--轴心受压稳定系数
A--单榀门架立杆的截面积A=856mm2 f--材料强度设计值，取f=205Mpa.
ϕ值确定 φ57×2.5钢管 截面积A1=428mm2
φ26.5×2钢管
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截面各惯性矩I1=π（D4-d4）/64=1.59×105mm4
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4
截面惯性矩I2=π（D4-d4）/64=1.1627×104mm则I=I1+I2=1.706×105mm4门架的回转半经
则门架的长细比为λ=h/i=1900/19.96=95.20 查表得ϕ=0.6248
故Nd=kϕAf=0.8×0.6248×856×205=87712N=87.712KN
即门架承载设计值为87.712KN,为了在使用中更安全可靠，搭设高度30m以下，许用荷载为每榀门架75KN。
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i=I/A1=.706×105/428=19.96mm
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②箱梁各截面变化处箱梁部分线荷载 a．Ⅳ-Ⅳ截面每米长箱梁荷载：
q=2.5S1=2.5×{[1/2(1.96+2.08)×6.0+1/2(0.7+1.96)×3.0+1/2(0.35 +0.7)×2.0+1/2(0.15+0.35)×2.0]×2.0}=2.5×35.32=88.3(t/m) b．Ⅲ-Ⅲ截面每米长箱梁荷载：
q=2.5S2=2.5×{ S1-[1/2×(0.96+1.08)×5.25+1/2×(0.22+0.92)×1.76-1/2 ×0.1×0.1] ×2=2.5×22.6136=56.53(t/m)
c．Ⅱ-Ⅱ截面每米长箱梁荷载：
q=2.5S3=2.5{S1-[1/2×(1.46+1.58)×5.25-1/2×0.25×1.8×2-1/2×0.25×0.25 ×2+1/2(0.22+1.17)×2.35-1/2×0.1×0.1-1/2×0.25×0.7]×2}=2.5×{35.32-
d．Ⅰ-Ⅰ截面每米长箱梁荷载：
q=2.5×S4×{ S1-[1/2×(1.46+1.58)×5.55-1/2×0.25×1.8×2-1/2×0.25×0.25
×2+1/2×(0.22+1.44)×3.0-1/2×0.1×0.1-1/2×0.25×0.7]×2} =2.5×{35.32-20.642}=36.70(t/m) 5、支撑体系荷载验算：
为了简化计算，施工人员和设备重量、振捣荷载及模板支架本身的荷载按平均0.40t/m2计算，则箱梁部分每米长26×0.4=10.4(t/m)计算。
①Ⅳ-Ⅳ截面部分门架的荷载验算：
N=1.3NQk=1.3×(88.3+10.4)×0.6=76.99(t)
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18.0165}=43.26(t/m)
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N1=N/13=76.99/13=5.92(t)
N=1.3 NQk=1.3×1.2×[1/2(56.53+43.26)+10.4]=94.06(t) N2=N/13=94.06/13=7.24(t)
N=1.3 NQk=1.3×1.2×[1/2(43.26+36.70)+10.4]=78.59(t) N3=N/13=78.59/13=6.05(t)
N=1.3 NQk=1.3×1.5×[(36.70+10.40)=91.85(t) N4=N/13=91.85/13=7.07(t)
求。
注：N1～N4-- 一榀门架所承受的荷载 NQK-- 一排门架共承受的荷载
6、为了保证支撑体系的可靠承载必须对地基进行适当处理，并对支撑体系进行适当加固以提高其整体性，同时在搭设门架时必须使门架垂直搭设。 7、支承件的布置
(1)围林布置
沿桥向在HR型可调重型门架可调上托座进行铺设10cm×15cm围林作支承件，横向布置10cm×10cm二四木方，按照横向0.305m 间距横桥向布置二四木方。但是
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结论：经过验算，单榀门架的荷载都小于其稳定承载能力7.5t，故符合承载要
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横方向的二四方的间距在满足1.22m×2.44m胶合板的铺设要求时，可作适当调整，但要满足围林二四木方承载力的要求。然后再在二四木方上铺设1.22m×2.44m胶合板，二四木方同围林以及胶合板同二四木方均采用铁钉销钉。
(2)模板的弯矩和挠度计算（按连续梁计算） ①底模：
a．桥墩以及安装连接器加厚处弯矩和挠度计算
Mmax=pL2/10=(5.05+0.4)×104×0.3052×1/10=5.07×102(N•m) W=ab2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4(m3)
σmax= Mmax/W=5.07×102/(0.375×10-4) =13.5(Mpa)
=2.18(mm)
b．跨中部分弯矩和挠度计算
由于此部分箱梁均布荷载小于箱梁桥墩以及安装连接器加厚部分荷载，因此此部分底模不需要加以计算。
②二四木方：
a．桥墩以及安装连接器加厚处弯矩和挠度计算：
Mmax=pL2/10=qal2/10=(5.05+0.4)×104×0.305×1.02/10=1.66×103(N•m)
22-43
W=ab/6=0.1×0.1/6=1.667×10(m)
σmax= Mmax/W=1.66×103/(1.667×10-4)=9.97(Mpa)
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=(5.05+0.4)×104×1.0×0.3054/[128×0.6×1010×(1×0.0153/12)]
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fmax=pb4/(128EI)=pmab4/(128EI)
=(5.05+0.4)×104×0.305×1.04/[128×9×109×(0.1×0. 13/12)] =1.73(mm)
b．跨中部分弯矩和挠度计算：
22422
Mmax=pL/10=qal/10=(1.41+0.4)×10×0.305×1.0/10=5.52×10(N•m)
W=ab2/6=0.1×0.12/6=1.667×10-4(m3)
σmax= Mmax/W=5.52×102/(1.667×10-4) =3.31(Mpa)
=(1.41+0.4)×104×0.305×1.04/[128×9×109×(0.1×0. 13/12)] =0.58(mm)
a．桥墩以及安装连接器加厚处弯矩和挠度计算：
22423
Mmax=pL/10=qal/10=(5.05+0.4)×10×1.0×0.6/10=1.96×10(N•m)
W=ab2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4(m3)
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σmax= Mmax/W=1.96×10/(3.75×10)=5.23(Mpa)
=(5.05+0.4)×104×1.0×0.64/[128×9×109×(0.1×0. 153/12)] =0.22(mm)
b．跨中部分弯矩和挠度计算：
Mmax=pL2/10=qal2/10=(1.41+0.4)×104×1.0×1.52/10=4.07×103(N•m)
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W=ab2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4(m3)
σmax= Mmax/W=4.07×103/(3.75×10-4)=10.09(Mpa)
=(1.41+0.4)×104×1.0×1.54/[128×9×109×(0.1×0. 153/12)] =2.83(mm)
c．Ⅱ-Ⅱ截面与Ⅰ-Ⅰ截面之间部分弯矩和挠度计算
Mmax=pL2/10=qal2/10=(1.54+0.4)×104×1.0×1.22/10=2.79×103(N•m) W=ab2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4(m3)
σmax= Mmax/W =2.79×103/（3.75×10-4）=7.44(Mpa)
=1.24(mm)
结论：经过对底模、二四方、围林的弯矩和挠度计算，模板支承体系的布置符合施工要求。
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=(1.54+0.4)×104×1.0×1.24/[128×9×109×(0.1×0. 153/12)]
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