现浇箱梁碗扣式脚手架满堂支架设计计算
摘 要 以***高速公路***互通立交主线K135+525桥左幅第7联为例，详细论述了碗扣式脚手架满堂支架现浇箱梁施工支架的设计及计算。
关键词 碗扣式脚手架 满堂支架 现浇梁施工 设计 计算
碗扣式脚手架运用于现浇桥梁已是相当成熟的技术，其施工工艺简单、操作方便，***高速公路***立交工程中现浇箱梁施工量采用该体系支架。
1 工程概况
1.1 总概况
***高速***互通立交位于市以北约10 km处***镇，为连接己通车**速公路和拟建的***泸高速公路而设，互通区起点里程为K135+260，终点里程为K137+950，互通区共设主线桥4桥，匝道桥6座，桥梁的形式主要为3跨或4跨为一联现浇连续箱梁。
施工方案确定中对于地基承载力高、墩柱高度小于15m的桥跨考虑采用碗扣式脚手架搭设满堂红作为支架体系，整个***互通工程共计有22联现浇箱梁采用该体系。
1.2 主线K135+135桥左幅第7联
本联跨上部结构为19+19+15m钢筋混凝土现浇连续箱梁，箱梁高度为1.4m，底板、顶板厚度均为0.25m，桥面宽为12m，底板宽为7.5m，共有408.9m3C40混凝土。下部为1.6×1.6m和1.4×1.4m钢筋混凝土方墩，墩柱倒角为0.2×0.2m，墩柱平均高度为7m。
2 支架初步设计
2.1 立杆及横杆的初步设计
根据经验及初略计算，来选定立杆间距。腹板重Q1=36.4kn/ m2，空心段重Q2=13kn/m2，底板宽b=7.5m，箱梁长s=53m，单根立杆允许承载力保守取[N]=40kn。
腹板处每平方米需要立杆根数：1.2Q1/[N]=1.1；取安全系数1.3，则为1.43。 空心段每平方米需要立杆根数：1.2Q2/[N]=0.4；取安全系数1.3，则为0.52.
所以选定空心段底板立杆纵横向间距为：0.9×0.9=0.81m2＜1/0.52=1.92 m2，满足要求。 腹板及中、端横梁等实心处立杆间距为：0.6×0.9=0.54m2＜1/1.43=0.70 m2，满足要求。 由于箱梁高仅为1.4m，立杆间距一般取1.2m。 2.2 底模、纵横梁的初步确定
底模采用竹胶板。根据经验，由于箱梁高度仅为1.4m，一般选用1.5cm厚的高强度竹胶板。纵横梁均采用方木，宽度均为0.1m，方木允许受弯强度为[σ]=12Mpa，纵梁高为h1，横梁高为h2。
据经验及初略计算，来选定纵梁的高度、横梁的高度及横梁间距。横梁间距一般选择0.3m。
23ql由公式h=
4b[?] 得，h1=0.13m，故取0.15m；h2=0.09m，取0.1m。
2.3 碗扣式满堂支架搭设布置图
N×60N×90空心段N×60中隔墙N×90空心段N×60端横墙φ3×48剪刀撑×90×90×60×60×90
×90中横墙碗扣式支架平面示意图翼缘板区底板区域×60翼缘板区3 支架检算
碗扣式脚手架满堂支架竖向力传递过程：箱梁钢筋混凝土和模系统的自重及施工临时荷(活载)通过底模传递到横梁上，横梁以集中荷载再传递给纵梁，纵梁以支座反力传递到每根立杆，立杆通过底托及方木传递至钢筋混凝土基础、地基。下面以这种力的传递方式依次对支架的底模、横梁、纵梁、立杆、地基承载力进行检算。
3.1 荷载计算 3.1.1 竖向荷载计算
①本桥钢筋混凝土配筋率>2%，所以钢筋混凝土自重取26Kn/m3，以K135+525桥左幅第7联为例，箱梁混凝土体积为408.9m3，所以按照最不利工况，将翼缘板部分的混凝土重量折算到地板上，混凝土的自重如下计算：
F1=V×γ÷V’=32.24kn/m3 式中：V为整联箱梁混凝土体积； γ为钢筋混凝土的容重，取26KN/m3； v’为除去翼缘板箱梁混凝土体积。
对于腹板、横梁等实心段，混凝土高度h1=1.4m，空心段混凝土高度为h2=0.5m。 故，实心段混凝土自重：F1a=F1×h1=45.14kPa，
空心段混凝土自重：F1b= F1×h2=16.12kPa。 ②模板自重，一块1.22m×2.44m竹胶板的质量为32kg： F2=32kg×9.8N/kg÷(1.22m×2.44m)=105.35Pa ③纵横梁方木荷载：
10cm?10cm方木：g1=0.1m×0.1m×7.5m×（1/0.25+1）×γ÷(7.5m×1m)=0.375kpa
10cm?15cm方木：g2=0.1m×0.15m×11×γ÷7.5m=0.165kpa 式中：γ——取7.5KN/m ④模及支撑荷载，取3kpa：F3=3kpa ⑤临时荷载
施工人员及机具：G1=2.5kPa 振捣荷载：G2=2.0 kPa
3 则临时荷载为：G=4.5kpa 3.1.2 水平荷载计算
①混凝土振捣时对侧模的荷载取：4KPa ②新浇混凝土对侧模的最大侧压力： P1?kh?26?1.4?36.4kpa
P2?k?ch?1.2?26?1.05?32.76kpa
式中：k ---外加剂影响修正系数，取1.2 v----混凝土浇注速度，取0.5m/h
?0.5/15?1.05m h---有效压头高度，h?0.22?24.9v/T?0.22?24.9 T---混凝土入模温度，取15?C 则有：
Pmax?36.4KPa
一般应计算风载，但是由于地区常年均为微风，可以不考虑风载。 3.2 底模验算
A、模板的力学性能（取10cm宽度模板进行计算） ①弹性模量（厂家提供数据） E=948Mpa ②截面惯性矩
I=bh3/12=0.1×0.0153/12=2.813×10-8m· ③截面抵抗矩
W= bh2/6=0.1×0.0152/6=3.75×10-6m3 B、模板受力计算
底模下的横梁间距30cm，可以把底模简化为三跨连续梁进行计算。按照最不利工况，对腹板、横梁等实心段进行验算，空心段荷载较实心段小，故不进行验算。强度检算荷载组合为：①+②+④+⑤；刚度检算荷载组合为：①+②+④
①底模强度检算
q’=F1a×1.2+F2×1.2+F3×1.2+G×1.4=64.2 kPa q=q’×0.1m=64.2×0.1=6.42kN/m Mmax=1/10×ql2=0.040 kN·m
σ=Mmax/W=15.4MPa≤［σW］=47MPa 满足要求。 本支架各部件（除去立杆）均为受弯构件，仅需要检算弯矩，下同不再赘述。 ②底模刚度验算
q’=F1a×1.2+F2×1.2+F3×1.2=57.87 kPa q=q’×0.1m=57.87×0.1=5.79kN/m
f=0.689×ql4/100EI=0.19mm≤［f］=0.3m/400=0.75mm 满足要求。 3.3 横梁检算 A.横梁力学性能 ①弹性模量 E=10×103Mpa ②截面惯性矩
I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4 ③截面抵抗矩
W= bh2/6=0.1×0.12/6=0.167×10-3m3 B、横梁受力计算
横梁间距0.3cm，可以把横梁简化为三跨连续梁进行计算。按照最不利工况，对腹板、横梁等实心段进行验算，空心段荷载较实心段小，故不进行验算。按照最不利工况，对腹板、横梁等实心段和空心段分别进行验算。强度检算荷载组合为：①+②+③+④+⑤；刚度检算荷载组合为：①+②+③+④
碗扣式脚手架满堂支架计算
