高速公路现浇箱梁支架计算书

目 录

一、概述 .................................................................. 2 二、计算依据 .............................................................. 2 三、计算参数取值 .......................................................... 3 四、盘扣式支架验算 ........................................................ 4 五、盘扣支架的相关说明 ................................................... 14 六、结论 ................................................................. 18

F 匝道桥第8联现浇箱梁支架计算书

一、概述

小屯枢纽互通式立交F 匝道桥第8联为27+27+35+27m预应力砼连续箱梁，上跨沪昆高速公路，梁高2.0米，桥面宽度净10米，为单箱双室截面。其中上跨高速公路采用大钢管H 型钢门洞支架外，其余采用满堂式支架施工，满堂式支架采用盘扣式支架。

盘扣式支架的M60支撑架体的宽度为10.8米，箱梁底板位置横向采用间距0.9、1.2、1.5、1.8米（用于横桥向翼板位置），纵向间距采用1.2米（用于顺桥向立柱两侧）、1.5米。架体顶托上方铺设主龙骨，主龙骨采用75*150H的热轧H 型钢。次龙骨采用高度为200mm 的高强H20木工字梁，沿顺桥向放置，实心部位排列间距为200mm ，空心箱体部位排列间距为250mm ，上铺15mm 厚的竹胶合板。侧模由内到外结构依次为：竹胶板，横向10×10方木，竖向φ48X3.0双肢钢管，横向方木间隔25㎝，竖向钢管间隔不超过60㎝。如下图所示：

二、计算依据

1、《F 匝道桥上第8联连续箱梁现浇支架设计图》 2、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)

3、《公路桥涵钢结构设计规范》（JTG D64-2015） 4、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-2008) 5、《建筑施工手册》(第四版)

6、《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-2011)； 7、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008） 8、《M60盘扣式支撑架检测报告》(2010)

9、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》（JGJ231-2010） 10、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011 11、《建筑拆除工程安全技术规范》(JGJ147-2004)

三、计算参数取值

1、荷载取值表

截面几何惯性矩Ix ＝4.618X107 mm4

四、盘扣式支架验算

1、计算方法

1）计算方法 依据规范JGJ231-2010及盘扣行业惯例。 2）取值面积均为AutoCAD 软件“面域”功能取得，数据准确。 2、箱梁侧模计算

箱梁模板采用15mm 厚竹胶合板，胶合板背后内楞用100*100mm方木，间距25cm ，纵桥向布置，大楞用Φ48*3.0mm双肢钢管，间距60cm ，竖向布置，拉杆采用Φ14拉杆。

2.1新浇混凝土对模板侧面的压力 p m a x =0. 2γ2t 0K 1K υ12/2=

/2

0. ⨯22⨯2⨯46⨯1. ⨯21. 11=50. 5 30. 91K p a

p max =γH =24⨯1.55=37.2Kpa

其中：P max —新浇混凝土对模板的最大侧压力（Kpa ）

H —混凝土浇注层（在水泥初凝时间以内）的厚度（m ），本例取第一次箱梁浇筑高度，腹板倒角处高1.55m 。

υ—混凝土的浇筑速度（m/h），混凝土出料为15~24m3/h，本例取浇筑为24m 3/h，

箱梁第一次浇筑一跨方量105m 3，故浇筑速度为1.55/(105/24)=0.35m/h，考虑施工实际情况取0.5m/h。

t 0—新浇混凝土的初凝时间（h ），本例取6h 。

γ—混凝土的重度（KN/m3），本例取24 KN/m3

K 1—外加剂影响修正系数，掺缓凝作用的外加剂取1.2。 K 2—混凝土坍落度影响修正系数，取1.15

取较小值30.91KN/m2作为本工程的计算荷载 有效压头高度为h= Pmax/γ=30.91/24=1.29m

倾倒混凝土时对垂直模板产生的水平荷载：4.0KN/m2 荷载分项系数

新浇筑混凝土对模板侧面的压力：取1.2 倾倒混凝土时产生的荷载：取1.4 2.2胶合板验算

胶合板跨度0.25m ，次楞间距0.25m ，跨径0.6m ，主楞间距0.6m ，跨径0.5m 。 侧模采用δ＝15mm 的胶合板，按连续梁考虑，取单位长度(1.0米) 板宽进行计算。 1）荷载计算

N=1.2×30.91+1.4×4.0=42.69kN/m2 则：q=42.69×1（顺桥向取1m ）=42.69KN/m 胶合板（δ＝15 mm）截面参数及材料力学性能指标: A=1000×15=1.5×104mm 2

W=bh2/6=1000×152/6=3.75×104mm 3

I=bh3/12=1000×153/12=2.81×105mm 4 2）计算简图

3）应力及刚度验算

满足σmax =0. 1qL 2/W =0. 1⨯42. 69⨯2502/3. 75⨯104=7. 12MPa

要求。

τmax =0. 6qL /A =0.6×42.69×250/1.5×104=0.43Mpa

f max

qL 4

=0. 677=0. 667⨯42. 69⨯2504/(100⨯9⨯103⨯2. 81⨯105)

100EI

=0.44mm

次楞采用100×100方木，间距0.25m ，跨径0.6m 。 1）荷载计算

N=1.2×30.91+1.4×4.0=42.69kN/m2 则：q=42.69×0.25=10.67KN/m

100×100截面参数及材料力学性能指标: A=100×100=1.0×104mm 2

W=bh2/6=100×1002/6=1.67×105mm 3

I=bh3/12=100×1003/12=8.33×106mm 4 2）计算简图

3）应力及刚度验算

σmax =0. 1qL 2/W =0. 1⨯10. 67⨯6002/1. 67⨯10=2. 3MPa

5

要求。

τmax =0. 6qL /A =0.6×10.67×600/1.0×104=0.38Mpa

f max

qL 4

=0. 677=0. 667⨯10. 67⨯6004/(100⨯9⨯103⨯8. 33⨯106)

100EI

=0.12mm

主楞用Φ48*3.0mm双肢钢管，间距0.6m ，跨径0.5m 。承受次楞传来的集中荷载，为简化计算转换为均布荷载。

1）荷载计算

N=1.2×30.91+1.4×4.0=42.69kN/m2 则：q=42.69×0.6=25.61KN/m

φ48×3.0mm 钢管截面参数及材料力学性能指标（壁厚按2.7mm 考虑）: A=3.84x102mm 2 W=4.25x103mm 3

I=0.99x105mm 4 2）计算简图

σmax =0. 1qL 2/W =0. 1⨯25. 61⨯5002/(4. 25⨯103⨯2) =75. 32MPa

205Mpa ，满足要求。

τmax =2⨯0. 6qL /A =2×0.6×25.61×500/(3.84×102×2)=20.0Mpa

120Mpa ，满足要求。

f max

qL 4

=0. 677=0. 667⨯25. 61⨯5004/(100⨯2. 1⨯105⨯0. 99⨯105⨯2)

100EI

=0.26mm

拉杆采用Φ14圆钢，M14螺栓的有效面积为115mm 2。 螺栓联结时，安全系数取1.4。 许用应力：F=205/1.4=146Mpa

许用拉力：[P]=F×A=146×115=16790N=16.79KN 拉杆所受拉力为： F=Pab

式中 F—拉杆承受的拉力，KN P—混凝土的侧压力，KPa

a—拉杆横向间距 b—拉杆竖向间距

F=42.69×0.6×0.5=12.81KN

混凝土厚度：0.25m （上顶板）+0.25m（下底板）=0.5m。

胶合板跨度：0.25m ，次龙骨间距0.25m ，次龙骨跨度1.5m ，主龙骨间距 1.5m主龙骨跨度1.5m 。

底模采用δ＝15 mm的胶合板，按连续梁考虑，取单位长度(1.0米) 板宽进行计算。 1）荷载计算

钢筋砼荷载：0.5（混凝土厚度）×1（顺桥向取1米）×26 = 13KN/m 模板自重：0.75×1=0.75KN/m 人机荷载：2.5×1=2.5 KN/m 振动荷载：2.0×1=2.0 KN/m

q=1.2×(13+0.75)+1.4×（2.5+2.0）=22.8kN/m 胶合板（δ＝15 mm）截面参数及材料力学性能指标: A=1000×15=1.5×104mm 2

W=bh2/6=1000×152/6=3.75×104mm 3

I=bh3/12=1000×153/12=2.81×105mm 4 2）计算简图

3）应力及刚度验算

σmax =0. 1qL 2/W =0. 1⨯22. 8⨯2502/3. 75⨯104=3. 8MPa

求。

τmax =0. 6qL /A =0.6×22.8×250/1.5×104=0.23Mpa

f max

qL 4

=0.677=0.677⨯22.8⨯2504/(100⨯9⨯103⨯2.81⨯105)

100EI

=0.23mm

次龙骨采用H20木工字钢，间距0.25m ，跨度1.5m ，次龙骨重量取值0.05KN/m。 1）荷载计算

钢筋砼荷载：0.5（混凝土厚度）×0.25×26 = 3.25KN/m 模板自重：0.75×0.25=0.19KN/m 人机荷载：2.5×0.25=0.625KN/m 振动荷载：2.0×0.25=0.5KN/m

q=1.2×(3.25+0.19+0.05)+1.4×（0.625+0.5）=5.76KN/m 2）计算简图

3）强度及刚度验算

M max =0. 1qL 2=0. 1⨯5. 76⨯1. 52=1. 3KN ∙m

求。

Q max =0. 6qL =0.6×5.76×1.5=5.18KN

f max

qL 4

=0.677=0.677⨯5.76⨯15004/(100⨯450⨯109)

100EI

=0.43mm

主龙骨采用高度为150mm 的H 型钢，间距1.5m ，跨度为1.5m ，按照均布荷载下简支梁计算。（H 钢梁自重取值 0.15KN/m）。

1）荷载计算

混凝土重量：0.77×1.5×26/1.5=20.02KN/m 模板自重：0.75×1.5=1.13KN/m 人机荷载：2.5×1.5=3.75KN/m 振动荷载：2.0×1.5=3.0KN/m

次龙骨自重:(0.05KN/m×主龙骨支距内6根×1.5m )/1.5=0.3KN/m q=1.2×(20.02+1.13+0.3+0.15)+1.4×（3.75+3.0）=35.37kN/m 2）计算简图

3）应力及刚度验算

σmax =0. 125qL 2/W =0. 125⨯35. 37⨯15002/90. 6⨯103=109. 80MPa

205Mpa ，满足要求。

τmax =0. 5qL /A =0.5×35.37×1500/1.816×103=14.61Mpa

求。

f max

5qL 4==5⨯35. 37⨯15004/(384⨯2. 1⨯105⨯679⨯104) 384EI

=1.64mm

胶合板跨度：0.20m ，次龙骨间距0.20m ，次龙骨跨度1.5m ，主龙骨间距 1.2m，主龙骨跨度1.5m 。

底模采用δ＝15 mm的胶合板，按连续梁考虑，取单位长度(1.0米) 板宽进行计算。 1）荷载计算

钢筋砼荷载：2.0（混凝土厚度）×1（顺桥向取1米）×26 = 52KN/m 模板自重：0.75×1=0.75KN/m

人机荷载：2.5×1=2.5 KN/m 振动荷载：2.0×1=2.0 KN/m

q=1.2×(52+0.75)+1.4×（2.5+2.0）=69.6kN/m 胶合板（δ＝15 mm）截面参数及材料力学性能指标: A=1000×15=1.5×104mm 2

W=bh2/6=1000×152/6=3.75×104mm 3

I=bh3/12=1000×153/12=2.81×105mm 4 2）计算简图

3）应力及刚度验算

σmax =0. 1qL 2/W =0. 1⨯69. 6⨯2002/3. 75⨯104=7. 42MPa

要求。

τmax =0. 6qL /A =0.6×69.6×200/1.5×104=0.56Mpa

f max

qL 4

=0.677=0.677⨯69.6⨯2004/(100⨯9⨯103⨯2.81⨯105)

100EI

=0.29mm=L/400=240/400=0.60mm，满足要求。 4.2次龙骨H20木工字梁验算

次龙骨采用H20木工字钢，间距0.20m ，跨度1.5m ，次龙骨重量取值0.05KN/m。 1）荷载计算

钢筋砼荷载：2.0（混凝土厚度）×0.20×26 = 10.4KN/m 模板自重：0.75×0.20=0.15KN/m 人机荷载：2.5×0.20=0.5KN/m 振动荷载：2.0×0.20=0.4KN/m

q=1.2×(10.4+0.15+0.05)+1.4×（0.5+0.4）=13.98KN/m 2）计算简图

3）强度及刚度验算

M max =0. 1qL 2=0. 1⨯13. 98⨯1. 52=3. 15KN ∙m

要求。

Q max =0. 6qL =0.6×13.98×1.5=12.58KN

f max

qL 4

=0. 677=0. 667⨯13. 98⨯15004/(100⨯450⨯109)

100EI

=1.05mm

主龙骨采用高度为150mm 的H 型钢，间距1.2m ，跨度为1.5m ，按照均布荷载下二跨连续梁计算。（H 钢梁自重取值 0.15KN/m）。

1）荷载计算

混凝土重量：2.19×1.5×26/2.4=35.59KN/m 模板自重：0.75×1.5=1.13KN/m 人机荷载：2.5×1.5=3.75KN/m 振动荷载：2.0×1.5=3.0KN/m

次龙骨自重:(0.05KN/m×主龙骨间距内9根×1.5m )/2.4=0.28KN/m q=1.2×(35.59+1.13+0.28+0.15)+1.4×（3.75+3.0）=54.03kN/m 2）计算简图

3）应力及刚度验算

σmax =0. 125qL 2/W =0. 125⨯54. 03⨯12002/90. 6⨯103=107. 34MPa

205Mpa ，满足要求。

τmax =0. 625qL /A =0.625×54.03×1200/1.816×103=22.31Mpa

要求。

f max

qL 4

=0. 521=0. 521⨯54. 03⨯12004/(100⨯2. 1⨯105⨯679⨯104)

100EI

=0.41mm

立杆承受主龙骨H150型钢传来的力按最大不利位置为箱梁腹板处，横向间距1.2m, 纵向间距1.5m 。

立杆惯性矩 I（㎝4）=23.1cm4，截面模量W （㎝3）=7.7㎝3，回转半径i(cm)2.021cm。

1）无风荷载时支架立杆强度检算 N=54.03×1.2=64.84KN

长细比λ＝L/i＝1500/20.21=74.2 式中：L —立杆计算长度，此处取1500mm

i —立杆截面回转半径，计算为20.21mm 。

查《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规范》附录D 得φ＝0.68，单根钢管的允许承载力。

[N]＝φA[σ]＝0.68×5.74×102×300＝117096N ≈117KN 单根支架立柱承受的荷载：

N ＝64.84KN

N = (35.59+1.13+0.28+0.15)×1.2×1.2+(3.75+3.0)×1.4×0.9×1.2 =63.7KN

Wk =μz ·μs ·Wo 式中：

Wk ——风荷载标准值（kN/m2）；

μz ——风压高度变化系数，按附录B 确定，采用1.25； μs ——风荷载体型系数，竖直面取1.2；

W0——风压按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009）的规定安顺地区取0.3 Wk = 1.25×1.2×0.3=0.45KN/m2

风荷载对立杆产生弯距:MW =0.9×1.4 WK la h 2/10 (WK =0.45) =0.9×1.4×0.45×1.5×1.5/10=0.191KN*m 立杆压弯强度：

N W /φA+MW /W=63.7×103/0.68×5.74×102+0.191×106/7.7×103=188MPa≤

2

[f]=300MPa,满足要求。 6、地基的计算

立杆下设置底托，底托尺寸为150mm ×150mm 。底托下置于15cm 厚的C20砼垫层上，

立杆最大轴力为：N=54.03×1.2=64.84KN。

C20砼垫层：

σN ＝N/A=64.84×103 /（150×150）=2.88 MPa

混凝土应力扩散按450计算，则地基土所受应力为： σ= N/A=64.84/(0.45*0.45)=320kPa

基底处理后，我们要求地基承载力不得小于320kpa 。

根据以上承载力要求，针对不同区域的原始基础特点采取不同的处理措施，以满足承载力要求。采取换填40cm 碎石土，并浇筑15cm 厚C20混凝土可以保证地基承载力的要求。 五、盘扣支架的相关说明

1、材料材质强度说明：

2、顶托、底座材质强度特别说明：

六、结论

通过上述计算，小屯枢纽互通式立交F 匝道桥第8联连续箱梁采用盘扣式支架现浇施工，满足施工安全和受力要求。