左右线洋河2号大桥槽形梁支架检算书3.1

新建青岛至连云港铁路工程

左右线洋河2号大桥

槽形梁临时支架检算书

、

中铁十局集团济南勘察设计分公司

2015年2月

新建青岛至连云港铁路工程

左右线洋河2号大桥

槽形梁临时支架检算书

计算：_____________________

复核：_____________________

审核：_____________________

审定：_____________________

中铁十局集团济南勘察设计分公司

2015年2月

新建青连线左右线洋河2号大桥 槽形梁临时支架检算

目 录

一、工程概况 .................................................................................................................................... 1 二、计算依据 .................................................................................................................................... 2 三、现浇梁临时支架荷载分析........................................................................................................ 2

1、计算参数 .............................................................................................................................. 2 2、荷载分析 .............................................................................................................................. 3 3、各部位方木检算 .................................................................................................................. 5 4、碗扣架检算 ........................................................................................................................ 11 5、地基强度检算 .................................................................................................................... 12 四、结论 .......................................................................................................................................... 13 五、建议 .......................................................................................................................................... 13

新建青连线左右线洋河2号大桥 槽形梁临时支架检算

左右线洋河2号大桥 槽形梁临时支架检算书

一、工程概况

新建青岛至连云港铁路工程左右线洋河2号大桥槽形梁梁长31.6m，主梁高度3.5m，为直腹板截面，腹板厚0.6m。梁体底宽12.45m，梁体顶宽14.18m，槽形结构内侧净宽10.88m。

现浇梁采用48*3.5mm碗扣支架，从上到下依次为1.5cm厚竹胶板模板→方木梁→48×3.5mm碗扣架→20cm厚混凝土基础→压实地基。各个部位使用的方木型号及布置方式根据具体情况进行布置。

腹板外悬臂部分从上到下依次为：1.5cm厚竹胶板模板→10×5cm方木纵梁间距20cm→10×10cm方木横梁间距60cm和90cm→48×3.5mm碗扣架→20cm厚混凝土基础→压实地基。圆弧倒角处纵向10×5cm方木适当加密

腹板下从上到下依次为：1.5cm厚竹胶板模板→10×15cm方木纵梁间距25cm→水平钢管与立杆扣接支撑→48×3.5mm碗扣架→20cm厚混凝土基础→压实地基。

槽内从上到下依次为：1.5cm厚竹胶板模板→10×8cm方木纵梁间距20cm→10×12cm方木横梁间距120cm→48×3.5mm碗扣架→20cm厚混凝土基础→压实地基。

纵肋下从上到下依次为：1.5cm厚竹胶板模板→10×10cm方木纵梁间距20cm→水平钢管与立杆扣接支撑→48×3.5mm碗扣架→20cm厚混凝土基础→压实地基。

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横肋下从上到下依次为：1.5cm厚竹胶板模板→10×8cm方木横梁间距20cm→水平钢管与立杆扣接支撑→48×3.5mm碗扣架→20cm厚混凝土基础→压实地基。

纵向倒角下从上到下依次为：1.5cm厚竹胶板模板→10×5cm方木横梁间距20cm→10×10cm方木纵梁间距60cm和90cm→48×3.5mm碗扣架→20cm厚混凝土基础→压实地基。

碗扣架立杆在腹板下横向间距为30cm，纵向间距60cm，在槽板下横向间距为60cm和90cm，纵向间距90cm和120cm，水平杆步距0.6m。立杆（包含顶底托）高度按4m计算，按规范要求设置纵、横向剪刀撑。

碗扣支架详细布置见《跨环胶州湾特大桥槽形梁碗扣支架施工图》。 二、计算依据

（1）《左右线洋河2号大桥槽形梁碗扣支架施工图》 （2）《路桥施工计算手册》 （3）《建筑施工计算手册》

（4）《钢结构设计规范》（GB50017-2003） （5）《材料力学I》（第四版） （6）《结构力学I》（第2版）

（7）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）

（8）《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规程》（JGJ166-2008） 三、现浇梁临时支架荷载分析

1、计算参数

（1）混凝土容重：26kN/m3；

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（2）模板和支架荷载：1kN/m2； （3）施工人员、堆放荷载：1kN/m2； （4）倾倒混凝土冲击荷载：2kN/m2； （5）振捣混凝土产生荷载：2kN/m2。 2、荷载分析

如图1至图4所示，梁体部分支撑于墩顶，本次支架计算荷载仅考虑支架实际支撑的梁体部分。

为了方便进行荷载分析，将梁体划分为多个区域分别进行计算，分布选择腹板悬臂部分、腹板下、槽内、纵肋、横肋进行检算。

图1 支架布置平面图（cm）

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图2 支架布置横断面图（cm）

图3 梁中心线处支架布置纵断面图（cm）

图4 腹板下支架布置纵断面图（cm）

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3、各部位方木检算 （1）腹板悬臂部分方木检算

保守按厚度1.2m，宽度0.865m计算，纵向10cm×5cm方木间距20cm，圆弧倒角部分适当加密，纵向方木下为10cm×10cm横向方木间距60cm和90cm布置。

①纵向10cm×5cm方木计算 混凝土自重

N1A=26kN/m3×1.2m×0.865m=27kN/m

模板荷载

N2A=2.065m×1kN/m2=2.1kN/m

梁体混凝土、模板为静荷载取1.2倍系数，人员、堆载、混凝土浇筑、混凝土振捣为动荷载取1.4倍系数，则该区域荷载为：

NA=1.2×(27+2.1)+1.4×(1+2+2)×0.865=41kN/m

该区域分布8根纵向方木，按6根计算，则单根10cm×5cm方木承受线荷载为

qa=NA/6=41/6=6.8kN/m

按跨度90cm简支梁计算，

A-max3qAL2A36.890028.3MPa10MPa 4bh245010023qALA36.89001MPa2MPa 4bh450100A-max由上述计算可知，纵向方木的设置满足承载力要求。 ②横向10cm×10cm方木计算

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考虑圆弧倒角外直线部分，承受上部纵向方木传递的集中力，传递的荷载直接作用于碗扣架立杆上。立杆支撑间距60cm，按简支梁考虑，横向方木受力情况如下图所示：

图5 腹板悬臂部分横向方木受力示意图

其中P=6.8×0.9=6.1kN，L=0.6m。 方木承受最大弯矩为

M=6.1×0.2=1.2kN•m=1.2×106N•mm

方木截面抵抗矩为

W=bh2/6=100×1002/6=1.7×105mm3

弯曲应力情况

M1.21067.1MPa[]10MPa 5W1.710方木承受剪力为6.1kN，则剪应力

3FS36.11030.9MPa <[]2MPa

2A2100100由上述计算可知，横向10cm×10cm方木的设置满足承载力要求。 横断面图中3#、4#单根立杆荷载为

6.8kN/m×0.9m×4=24.5kN

（2）腹板下方木检算

保守按高度3.5m，宽度0.785m计算，纵向10cm×15cm方木间距23.75cm，支撑在横向水平钢管顶，纵向跨度0.6m和0.9m。

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混凝土自重

N1B=26kN/m3×3.5m×0.785m=71.4kN/m

模板荷载

N2B=3.2m×1kN/m2=3.2kN/m

梁体混凝土、模板为静荷载取1.2倍系数，人员、堆载、混凝土浇筑、混凝土振捣为动荷载取1.4倍系数，则该区域荷载为：

NB=1.2×(71.4+3.2)+1.4×(1+2+2)×0.785=95kN/m

该区域分布4根纵向方木，按3根计算，则单根10cm×15cm方木承受线荷载为

qb=NB/3=95/3=31.7kN/m

按跨度90cm简支梁计算，

3qBL2B331.79002B-max8.6MPa10MPa

4bh241001502B-max3qBLB331.79001.4MPa2MPa 4bh4100150由上述计算可知，纵向方木的设置满足承载力要求。 横断面图中5#-8#单根立杆承受荷载为

31.7kN/m×0.9m=28.5kN

（3）槽内方木检算

取梁中心线处槽进行检算，顶板厚度44.5cm，横桥方向长3m，顺桥方向长1.3m，顺桥向布置的10cm×8cm方木间距20cm布置，跨度1.2m，顺桥向方木下为横桥向10cm×12cm方木间距1.2m布置，跨度0.9m。

①纵向10cm×8cm方木计算

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混凝土自重

N1C=26kN/m3×3m×0.445m=34.7kN/m

模板荷载

N2C=3m×1kN/m2=3kN/m

梁体混凝土、模板为静荷载取1.2倍系数，人员、堆载、混凝土浇筑、混凝土振捣为动荷载取1.4倍系数，则该区域荷载为：

NC=1.2×(34.7+3)+1.4×(1+2+2)×3=66.2kN/m

该区域分布15根纵向方木，按13根计算，则单根10cm×8cm方木承受线荷载为

qc=NC/13=66.2/13=5.1kN/m

按跨度120cm简支梁计算，

C-max3qCL2C35.1120026.9MPa10MPa 4bh248010023qCLC35.112000.6MPa2MPa 4bh480100C-max由上述计算可知，纵向方木的设置满足承载力要求。 ②横向10cm×12cm方木计算

横向方木承受上部纵向方木传递的集中力，传递的荷载直接作用于碗扣架立杆上。立杆支撑间距90cm，按简支梁考虑，横向方木受力情况如下图所示：

图6 槽内横向方木受力示意图

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其中P=5.1×0.6=3.1kN，L=0.9m。 方木承受最大弯矩为

M=1.6×106N•mm

方木截面抵抗矩为

W=bh2/6=100×1202/6=2.4×105mm3

弯曲应力情况

M1.61066.7MPa[]10MPa 5W2.410方木承受剪力为7.75kN，则剪应力

3FS37.751031MPa <[]2MPa

2A2100120由上述计算可知，横向10cm×12cm方木的设置满足承载力要求。 单根立杆荷载为

3.1kN×5=15.5kN

（4）纵肋下方木检算

纵肋宽30cm，总高度1.04m，每个肋下纵向布置4根10cm×10cm方木，跨度90cm和120cm。

混凝土自重

N1D=26kN/m3×0.3m×1.04m=8.1kN/m

模板荷载

N2D=0.3m×1kN/m2=0.3kN/m

梁体混凝土、模板为静荷载取1.2倍系数，人员、堆载、混凝土浇筑、混凝土振捣为动荷载取1.4倍系数，则该区域荷载为：

ND=1.2×(8.1+0.3)+1.4×(1+2+2)×0.3=12.2kN/m

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每个肋下分布4根纵向方木，按2根计算，则单根10cm×10cm方木承受线荷载为

qd=ND/2=12.2/2=6.1kN/m

按跨度120cm简支梁计算，

3qDL2D36.112002D-max6.6MPa10MPa

4bh241001002D-max3qDLD36.112000.5MPa2MPa 4bh4100100由上述计算可知，纵向方木的设置满足承载力要求。 单根立杆荷载为

6.1kN/m×1.2m×2=14.6kN

（5）横肋下方木检算

横肋宽50cm，总高度1.2m，每个肋下横向布置5根10cm×8cm方木，跨度90cm和60cm。

混凝土自重

N1E=26kN/m3×0.5m×1.2m=15.6kN/m

模板荷载

N2E=0.5m×1kN/m2=0.5kN/m

梁体混凝土、模板为静荷载取1.2倍系数，人员、堆载、混凝土浇筑、混凝土振捣为动荷载取1.4倍系数，则该区域荷载为：

NE=1.2×(15.6+0.5)+1.4×(1+2+2)×0.5=22.8kN/m

每个肋下分布5根纵向方木，按3根计算，则单根10cm×8cm方木承受线荷载为

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qe=NE/3=22.8/3=7.6kN/m

按跨度90cm简支梁计算，

E-max3qEL2E37.690025.8MPa10MPa 224bh4801003qELE37.69000.6MPa2MPa 4bh480100E-max由上述计算可知，纵向方木的设置满足承载力要求。 单根立杆荷载为

7.6kN/m×0.9m×3=20.5kN

4、碗扣架检算

各部位立杆受力情况如下：

腹板悬臂部分单根立杆受力24.5kN。 腹板下单根立杆受力28.5kN。 槽内单根立杆受力15.5kN。 纵肋下单根立杆受力14.6kN。 横肋下单根立杆受力20.5kN。

纵、横肋交叉处单根立杆受力14.6/1.3+20.5/1.5=24.9kN。 综上，腹板下立杆受力较大为28.5kN。

脚手架立杆规格为φ48×3.5mm，截面面积A=4.89cm2，立杆的截面回转半径i=1.58cm；立杆的抗压容许应力[σ]=215N/mm2；

立杆的计算长度l0由《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》5.6.3可得，l=h+2a，其中步距h=60cm，a=60cm（立杆伸出顶层水平杆的距离，按60cm计算），l=0.6+0.6×2=1.8m，则立杆的长细比为

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λ=l/i=180/1.58=113.9

查表可得稳定系数φ=0.487，则立杆的容许承载力为：

[N]=φA[σ]=0.487×489×215=51201N=51.2kN>N腹=28.5kN，满足要求。 5、地基强度检算

单根立杆承受荷载为28.5kN，垫层混凝土厚度20cm，混凝土应力扩散角45度，立杆作用力作用在改良地基上面积为s=3.14×(0.2+0.024)×(0.2+0.024)=0.158m2，则混凝土垫层下的换填地基承载力28.5/0.158=180kPa。

根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》5.5.1式 Ag=N/fg

式中Ag——立杆基础底面积；

fg——地基承载力特征值（kPa）。当为天然地基时，应按地勘报告选用；当为回填地基时，应乘以折减系数0.4。

立杆荷载为28.5kN，考虑承台附近为回填土，原始地基承载力特征值为50kPa，则立杆所需支撑面积为Ag=N/fg=28.5/50=0.57m2。求得半径为r=0.43m，则立杆荷载应力在土中需扩散0.43-0.158=0.27m，灰土应力扩散角为28°，则需换填深度为h=0.27×ctg28=0.5m，所以换填灰土深度不小于0.5m。

承台基坑及泥浆池处地基承载力特征值fg=50×0.4=20kPa，则立杆所需支撑面积为Ag=N/fg=28.5/20=1.43m2。求得半径为r=0.67m，则立杆荷载应力在土中需扩散0.67-0.158=0.5m，灰土应力扩散角为28°，则需换填深度为h=0.5×ctg28=0.94m，考虑临近杆件影响取1m，所以换填灰土深度不小于1m。

偏于安全考虑，基坑回填时要分层压实，换填深度不小于1m，其它原始地面换填深度不小于0.5m，换填土压实后地基承载力不小于180kPa。

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四、结论

1、方木的强度满足规范要求。 2、碗扣架承载力满足要求。 五、建议

1、经计算，本支架受力及稳定性均能满足规范要求。需要指出的是，立杆的稳定性是按轴心受压杆件的假设计算的，虽然考虑了实际的偏心和一定的安全余度，但在实际施工中还是要严格按照有关施工规范要求搭设支架，尽可能减少施工误差，并采取有效措施保持支架的整体稳定性，支架尽可能与墩身进行可靠连接。另外，地基及基础均应满足承载力要求，承台附近基坑回填及泥浆池回填时要分层碾压密实。

2、碗扣架计算时立杆顶伸出最上层水平杆距离按60cm计算，现场施工时不得大于该值。

3、需设置纵、横向剪刀撑，纵、横向剪刀撑在支撑架四周连续设置，中间剪刀撑间距不得大于4.5m。

4、在跨越涵洞引道时，引道内需用混凝土分台阶找平，提前放出立杆位置，避免台阶高差变化处位于立杆位置。引道与线路斜交，且引道范围标高较其它位置低，建议此范围内碗扣架设置水平剪刀撑以加强支架稳定性。

5、梁倒角处设置斜钢管支撑。立杆在槽底和肋底高度不同，深入每个槽的立杆数为四根或六根，考虑槽内有水平杆扣接在立杆上顶紧纵横肋模板，建议深入槽内的立杆在靠近立杆顶部位置设置水平剪刀撑，以增加稳定性，

6、梁体混凝土浇筑时混凝土面要在各肋处均匀上升，防止局部侧压力大导致临近肋模板变形。

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