拱桥满堂支架专项方案

c d 振捣混凝土时产生的荷载 风荷载 1.4 1.4

本工程满堂支架采用轮扣式脚手架搭设，其立杆的布置按0.6m*0.6m,0.9m*0.6m的组合形式布置，其上设可调顶托，上铺钢管和方木形成模板平台，支架承载最不利情况为拱板砼浇注完毕尚未初凝前底板范围内的杆件承载。 1.4、荷载组合

以第三跨左幅支架和模板为验算对象，根据建筑施工碗扣脚手架安全技术规范，模板支架主要检算立杆稳定性。设计荷载主要考虑拱圈荷载、模板荷载、支架自重荷载和施工荷载，计算如下：

a.左幅单跨拱圈混凝土方量:554.56m3; b.钢筋:187.185T, 187.185*10=1871.85 KN; c.左幅单跨混凝土自重:554.56*2.5*10=13864KN; 左幅单跨平面面积 16.5*45=742.5m2;

拱圈钢筋混凝土自重荷载q1=（13864+1871.85）/742.5＝21.19KN/m2;

模板与支架自重取钢筋混凝土荷载30%，q2=21.19*30%=6.357KN/m2，并按均布荷载计算。 a.施工人员、施工材料及机具重量，按均布荷载：q3=1.5KN； b.混凝土灌注振捣：q4= 3.0 KN； c.风荷载标准值采用：q5=0.6KN；

d.浇筑混凝土产生的水平荷载取：q6=1.5KN； 2、支架验算

支架布置：立杆在横墙横截面处横距为60cm；立杆在横墙处纵距为60cm，横距为60cm，其余纵距为90cm；横杆步距为120cm； 2.1、荷载

计算公式：N=1.2*(P1+P2)+1.4*∑P； P1=0.9*0.6*q1=0.9*0.6*21.19=11.44KN； P2=0.9*0.6*q2=0.9*0.6*6.357=3.43KN；

∑P=0.9*0.6*(q3+q4+q5+q6)=0.9*0.6*(1.5+3.0+0.6+1.5)=3.564KN； N=1.2*(P1+P2)+1.4*∑P=1.2*（11.44+3.43）+1.4*3.564=22.834KN；

根据《公路桥涵施工手册》（下册）p10页，表13-5碗扣式构件设计荷载值，横杆间距为120cm，每根立杆设计荷载为[N] =30KN, N<[N]能满足要求。 2.2、立杆稳定性计算 N<φAf;

钢管承受的垂直荷载N=22.834KN； 脚手架钢管截面特性：

立杆外直径48mm，壁厚3.5mm，截面积A=489mm2，Φ为轴心受压杆件的稳定系数，钢管回转半径i=15.94mm ;

长细比λ=L/r=1200/15.94=75，取λ=75，查表知：稳定系数φ=0.75；Q235钢的抗压强度， [σ]=205KN/mm2

N=22.83KN<φAf=(0.75*424*205)/103=65.2KN, 能满足要求。 3、地基承载力计算

根据工程地质勘察资料，原砂卵石层碾压密实，经轻型动力触探仪做地基承载力检测(检测取五个点位，数值均值为245.2kpa)，再填碎石10cm厚，承载力均在210kpa左右;最后在上面施做20cm厚的C25混凝土层。

立杆最小纵、横距为60*60cm；取地基承载力系数0.4 底托底地基承载力计算：σ=N/A=22.83/(0.6*0.6)=63.42Kpa;

1原地基：f=245.2*0.4=98.08>63.42Kpa； ○

2碎石垫层：f=210*0.4=84>63.42Kpa; ○

3C25抗压强度fc=11.9Mpa>63.42KPa, 故能满足要求。 ○

故，原地基，碎石垫层及混凝土层均能满足承载力要求，三者结合使用也能满足承载力要求。 4、扣件抗滑移计算

依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2011)，轮扣式支架抗滑移能力远大于扣件式支架，故以扣件式为不利情况计算扣件抗滑移。 双扣件承载力设计值:16KN； 扣件抗滑移承载力系数：0.8； 本工程实际双扣件承载力：16*0.8=12.8KN；

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5): 抗滑移承载力计算公式：R≤RC，RC=12.8KN； R:水平杆传给立杆的竖向力设计值：

由于纵向或横向水平杆与立杆连接时，将所有力传递给立杆，其立杆轴心设计值为N，计算公式如下：

不组合风荷载时：N=1.2∑NGK+1.4∑NQK 组合风荷载时：N=1.2∑NGK+0.9*1.4∑NQK

所以N= R≤Rc

∑NGK——永久荷载对立杆产生的轴向力标准值综合（KN） ∑NQK——可变荷载对立杆产生的轴向力标准值综合（KN） 计算如下：

1）、永久荷载对立杆产生的轴向力荷载值： （1）脚手架自重（KN）查表A.0.2（JGJ130—2011） NG1=0.1666*11.7=1.95KN；

（2）模板自重（KN），模板自重为0.30KN/M2； NG2=0.30*0.90*0.60=0.162KN；

（3）钢筋混凝土楼板自重（KN），钢筋混凝土楼板自重为25.1KN/M2； NG3=25.1*0.12*0.90*0.60=1.627KN； 经计算NG=1.95+0.162+1.627=3.739；

2）、活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土产生的荷载，施工活荷载标准值为3.00KN/M2 NQ=3*0.9*0.6=1.62KN；

N=1.2*3.739+0.9*1.4*1.62 =4.49+2.04=6.59KN =R

因拱圈底模和侧模均采用厚度为6mm钢板，主、次楞为[10槽钢，当各块钢模板相互连接成一个拱形整体时，类似于钢拱架，拱箱梁总荷载沿拱轴线水平和垂直方向向下传递至基础，又因其下有密布满堂支架的支撑，其强度和刚度远远满足安全使用的要求，这里就不再进行计算。 6、临时通道工字钢计算

选用I45b工字钢，28根,间距60cm；

通道段工字钢荷载：15735.85*7.2/45=2517.74KN； 每根I45b工字钢均布荷载：2517.74/28/16.5=5.45KN/m；

M＝5.45*7.2/8＝4.9KN·m，其中7.2为工字钢跨度；抗弯计算：σ＝M/W＝4.9*103/1500.4＝3.26Mpa<[б]＝145Mpa（弯曲应力规范规定值），其中W＝1500.4是查《路桥施工计算手册》P808-P809页，抗弯计算满足要求。

挠度计算：f＝5ql4/(384EI）=5*3.26**72004/(384*2.1*105*3.3759×108)＝1.6mm，其中I是截面惯矩、33759是查《路桥施工计算手册》P796页，f

结论：根据以上计算结果可知，每排钢管桩顶布置I45b工字钢，工字钢跨度在7.2m的情况下，受力可以满足施工安全需要。 7、支架抗风验算

风荷载作用下立杆的弯矩按以下式子进行计算：

1.4?klal02Mw?

10其中： la立杆纵距，l0为立杆计算长度，?k为横向风荷载标准值。

?k =0.7μZμS ωW0

式中：μZ---风压高度变化系数，取1.46

μS---脚手架风荷载体形系数，取1.3 ω---脚手架挡风系数，取0.087 W0---基本风压，计算中取0.862MPa。

?k=0.7×1.46×1.3×0.087×0.862=0.1 KN/m2。

1.4?klal021.4?0.1?0.6?2.12Mw???0.037KN?m

1010考虑风荷载效应时，立杆稳定性按下式进行验算：

1.2N11.4N21.4Nw?0.9(?)?f ?A?Aw代入数据，得

1.2*12601/0.381*4.89*10 -4+0.9(1.4*2558/0.381*4.89*10 -4+1.4*37/5.08*10 -6） =132.02Mpa < f =205Mpa; 因此支架抗风稳定性满足要求。 8、预压试验计算

1)、方法一：选用能装砂800~1000Kg的预压试验专用砂袋，计算按800Kg/袋考虑, 左幅拱圈施工时总荷载为：15735.85*1.2=18883KN=1888300Kg；

左幅单跨拱圈砂袋用量：1888300/800=2361个，半幅砂袋用量7083个，计划7100个砂袋。 2)、方法二：选用能装水5000Kg的预压试验专用水袋（橡胶或PVC）,

左幅单跨拱圈水袋用量：1888300/5000=378个，半幅水袋用量1133个，计划1150个水袋。 附录： 1、图纸

ZJ-1、满堂支架地基剖面图 ZJ-2、拱桥预压图

ZJ-3、单跨半幅预压观测点布置图 ZJ-4、拱桥满堂支架I平面图 ZJ-5、拱桥满堂支架II平面图 ZJ-6、拱桥横向支架立面图 ZJ-7、拱桥第一跨纵向支架立面图 ZJ-8、拱桥第二跨纵向支架立面图