目 录
1.编制依据 ............................................... - 1 - 2.工程概况 ............................................... - 2 - 3.现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求 ......................... - 2 - 4.现浇箱梁支架验算 ....................................... - 3 -
4.1荷载计算 .......................................... - 3 -
4.1.1荷载分析 ..................................... - 3 - 4.1.2荷载组合 ..................................... - 4 - 4.1.3荷载计算 ..................................... - 5 - 4.2结构检算 .......................................... - 7 -
4.2.1腕扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算 ........... - 7 - 4.2.2满堂支架整体抗倾覆验算 ...................... - 14 - 4.2.3立杆底座和地基承载力计算 .................... - 16 - 4.2.4箱梁底模强度计算 ............................ - 17 - 4.2.5模板底横向方木验算： ........................ - 19 - 4.2.6横向方木底纵向方木计算： .................... - 20 -
西一大桥主梁现浇箱梁模板 及满堂支架方案计算书
1.编制依据
1.1亚行贷款酒泉市城市环境综合治理项目的有关投标文件。 1.2现场调查、施工能力及类似工程施工工法、科技成果和经验；我单位为完成本合同段工程拟投入的管理人员、专业技术人员、机械设备等资源。
1.1建筑部颁布的《建筑工程施工现场管理规定》、及国家建设工程强制性标准、《建筑施工手册》。
1.5国家、酒泉市有关部门颁布的环保、质量、合同、安全等方面的法律法规要求。
1.6国家、交通部现行的有关工程建设施工规范、验收标准、安全规则等。
《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ 2-2008） 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011） 《公路工程技术标准范》（JTG/B01-2003） 路桥施工计算手册 建质【2009】87号等。
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2.工程概况
主梁结构为120m+120m预应力混凝土独塔双索面斜拉桥，桥梁宽37.6m，本桥主梁采用双边箱梁开口截面，预应力混凝土结构。箱梁底面为平坡，箱梁中心处梁高3.2m，顶面为2%双向横坡，拉索锚固在主梁两侧，风嘴部分宽50cm。标准段箱梁顶板厚30cm，底板以及两侧边腹板厚40cm，箱梁顶面全宽37.6m，外侧边腹板与顶板交汇处实体段为拉索锚固区与风嘴区，合计厚250cm，箱梁底板宽之和8m。为了改善桥面板的受力，主梁纵向在顶板下缘设置了2道加劲肋，加劲肋宽30cm，高70cm，纵梁与桥面板相交处设20×20cm倒角。
主梁按照横梁位置划分梁段，全桥共划分2×20=40个梁段，桥塔无索区2×2=4个梁段，长24.8m；拉索区共2×17个标准梁段，每个标准梁段6m，共2×102m，端部无索区各1个梁段，梁段长2×5.48m，主梁分为2×（21.88+5×18）+16m共13个施工节段，主梁采用支架现浇。
3.现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求
采用碗扣式脚手杆搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。立杆顶设二层方木，方木均采用东北落叶松，顺纹方木，立杆顶托上纵向设10×15cm方木；横向设10×10cm的纵向方木，模板用15mm的优质竹胶合板。
主梁支架搭设采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×60cm×120cm（斜腹板）+90cm×60cm×120cm（中间箱式）
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+60cm×60cm×120cm（斜腹板侧）支架结构体系，支架纵横均设置剪刀撑，其中纵、横桥向斜撑每隔5格设一道。
4.现浇箱梁支架验算
主梁段 梁端长（m) 0# 16 1# 18 2# 18 3# 18 4# 18 5# 18 6# 19.52 6#端横梁 2.48 混凝土方量(m³) 770.94 733.67 562.46 562.46 562.46 562.46 573.89 298.4 根据主梁分段长度、混凝土方量、主梁断面构造等分析，每号块主梁分3个中横梁，中横梁之间标准间距为6m，0#号块横梁间距为6.4m。
由于0#块主梁混凝土方量最大，且横梁间距离为6.4m，取0#块横梁间距离荷载进行计算可代表其他主梁段荷载验算。
6#块端横梁为实心混凝土，荷载较大，需单独计算。 0#块计算原则：
分别以6.4m长0#块（砼方量最大，可代表1#~6#块）斜腹板、中梁，1#索张拉完后拆除中间箱式，保留两侧斜腹板支撑整体梁重为例，对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。 4.1荷载计算
4.1.1荷载分析
根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：
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⑴ q1—— 箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。 ⑵ q2—— 箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q2＝1.0KN/㎡（偏于安全）。
⑶ q3—— 施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取2.5 KN/㎡；当计算肋条下的梁时取1.5 KN/㎡；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0 KN/㎡。
⑷ q4—— 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0 KN/㎡，对侧板取4.0 KN/㎡。
⑸ q5—— 新浇混凝土对侧模的压力。
⑹ q6—— 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0 KN/㎡。 ⑺ q7—— 支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：
满堂钢管支架自重 立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距 60cm×60cm×120cm 90cm×60cm×120cm 支架自重q7的计算值(kPa) 2.82 2.07 4.1.2荷载组合
模板、支架设计计算荷载组合 - 4 -
荷载组合 模板结构名称 强度计算 底模及支架系统计算 ⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺ 刚度检算 ⑴＋⑵＋⑺ 4.1.3荷载计算
根据现浇箱梁结构特点，取0#块斜腹板、中梁的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。
（1）0#块斜腹板自重：
根据横断面图，用CAD算得该处梁体截面积（一半）A=15.7m2
则：主桥0#块斜腹板支架每延米现浇段混凝土方量为15.7m³，则斜腹板箱梁每㎡所产生的荷载q1为：
q斜=15.7×2600×10/10.65=38.33kN/㎡ （2）0#块中梁自重：
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根据横断面图，用CAD算得梁体截面积（一半）A=2.74m2，则主梁中板每延米混凝土方量为2.74m³，均布荷载为q顶=2.74×2600×10/7.8=9.13KN/㎡。
（3）主桥0#A类横梁荷载：
㎡。
A类横梁面积为2.1㎡，每延米混凝土量为2.1m³，均布荷载qA=2.1×2600×10/0.9=60.7KN/㎡。
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（4）6#块端横梁为2.48m宽，3.2m高实心混凝土，每平方米均布荷载为q端=1×1×3.2×2600×10=83.2KN/㎡。
4.2结构检算
4.2.1碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算
碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。
本工程现浇箱梁支架按φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也使用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。
主梁支架构造图：
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4-1主梁支架标准纵断面
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4-2主梁支架横断面图
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4-3主梁支架平面图
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4.2.1.1立杆强度验算
根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］=33kN（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载［N］=33kN、路桥施工计算手册中表13－5钢管支架容许荷载［N］=33.1kN）。
立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）
NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力； NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力 ΣNQK—施工荷载标准值； 于是，
（1）斜腹板立杆荷载有：NG1K=0.6×0.6×q斜=0.6×0.6×38.33=13.8KN
NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN ΣNQK=0.6×0.6×(q3+q4+q7)=0.36×(1.0+2.0+2.82)=2.1KN 则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（13.8+0.36）+0.85×1.4×2.1=19.49KN＜［N］＝33kN，强度满足要求。
（2）中箱室有：NG1K=0.6×0.9×q顶=0.6×0.9×9.13=4.93KN NG2K=0.6×0.9×q2中=0.6×0.9×1.0=0.54KN
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ΣNQK=0.6×0.9×(q3+q4+q7)=0.54×(1.0+2.0+2.07)=2.74KN
则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（4.93+0.54）+0.85×1.4×2.74=9.82KN＜［N］＝33kN，强度满足要求。
（3）A类横梁有：
NG1K=0.6×0.6×qA=0.6×0.6×60.7=21.85KN NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN
ΣNQK=0.6×0.6×(q3+q4+q7)=0.36×(1.0+2.0+2.45)=1.96KN 则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（21.85+0.36）+0.85×1.4×1.96=28.98KN,28.98KN为2根立杆的荷载，单根荷载为14.49KN＜［N］＝33kN，强度满足要求。 （4）6#端横梁有：
NG1K=0.6×0.3×q端=0.6×0.3×83.2=14.98KN NG2K=0.6×0.3×q2=0.6×0.3×1.0=0.18KN
ΣNQK=0.6×0.3×(q3+q4+q7)=0.18×(1.0+2.0+2.45)=0.98KN 则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（14.98+0.18）+0.85×1.4×0.98=19.36KN＜［N］＝33kN，强度满足要求。 4.2.1.2立杆稳定性验算
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根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/ΦA+MW/W≤f
N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；
f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。
A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。
Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。 i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜。 长细比λ＝L/i。
L—水平步距，L＝1.2m。
于是，λ＝L/i＝76，参照材料力学查得Φ＝0.813。 MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距； MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10 WK=0.7uz×us×w0
uz—风压高度变化系数，参考《桥梁支架安全施工手册》表2-1得uz=1.0
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us—风荷载脚手架体型系数，查《桥梁支架安全施工手册》表2-3得：us=1.0
w0—基本风压，查《桥梁支架安全施工手册》附录1以50排计算（考虑36m长支架）， w0=0.55KN/m2
故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1×1×0.55=0.385KN La—立杆纵距0.6m； h—立杆步距1.2m，
故：MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.04KN
W— 截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：
W=5.08×103mm3
则，N/ΦA+MW/W＝27.48（最大轴力）×103/（0.829×489）+0.04×106/（5.08×103）＝75.66 KN/mm2≤f＝205KN/mm2
计算结果说明支架是安全稳定的。 4.2.2满堂支架整体抗倾覆验算
依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。
K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/ΣMw
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采用18m验算支架抗倾覆能力：
支架宽40m，长20m采用60×90×120cm支架来验算全桥： 支架横向45排； 支架纵向34排； 高度7.8m；
顶托TC60共需要45×34=1530个； 立杆需要45×34×7.8=11934m; 纵向横杆需要45×7.8/1.2×20=5850m； 横向横杆需要34×7.8/1.2×40=8840m；
故：钢管总重（11934+5850+8840）×3.84=102.2t; 顶托TC60总重为：1530×7.2=11t； 故q=102.2×9.8+11×9.8=1109KN； 稳定力矩= y×Ni=10×1109=11090KN.m 依据以上对风荷载计算：
WK=0.7uz×us×w0=0.7×1×1×0.55=0.385KN/ m2 20m共受力为：q=0.385×7.8×40=120KN； 倾覆力矩=q×5=120×5=700KN.m
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K0=稳定力矩/倾覆力矩=11090/700=15.84>1.3 计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求 4.2.3立杆底座和地基承载力计算
60(90)cm 60(90）cm ⑴ 立杆承受荷载计算(以6#端横梁支架为例计算) 在两侧立杆的间距为60×30cm，每根立杆上荷载为： N＝a×b×q＝ a×b×(q端+q2+q3+q4+q7)
＝ 0.6×0.3×（(1.2×83.2+1.4×（1.0+1.0+2.0+2.94)）=19.72kN ⑵ 立杆底托验算
立杆底托验算： N≤Rd
通过前面立杆承受荷载计算，每根立杆上荷载最大值为： N＝a×b×q＝ a×b×(q1+q2+q3+q4+q7) ＝ 19.72kN
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底托承载力（抗压）设计值，一般取Rd =40KN; 得：19.72KN＜40KN 立杆底托符合要求。 ⑵ 立杆地基承载力验算
原地面为河卵石地层，设计地勘承载力特征值为500 Kpa，通过50t压路机压实，经实验室检测地基承载力为154 Kpa，压实面顶浇筑15cm厚C20混凝土作为调平层。
N立杆地基承载力验算：Ad≤K·fk
式中： N——为脚手架立杆传至基础顶面轴心力设计值； Ad——为立杆底座面积Ad=10cm×10cm=100cm2； 按照最不利荷载考虑，立杆底拖下砼基础承载力：
N/A=19.72/0.01=1972 Kpa ＜[fcd]=20000 Kpa，底拖下砼基础承载力满足要求。
底托坐落在15cm砼层上，按照力传递面积计算： A=(2×0.15×tg450+0.15)2=0.2025㎡ 按照最不利荷载考虑：
NA=19.72/0.2025=97.4KPa≤154KPa，地基承载力满足施工要求。
4.2.4斜腹板箱梁底模强度计算
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（1）斜腹板荷载计算
斜腹板均布荷载q斜=38.33KN/㎡， 模板体系荷载按规范规定P2=0.75kN/㎡， 混凝土施工倾倒荷载按规范规定P3=4.0kN/㎡， 混凝土施工振捣荷载按规范规定P4=2.0kN/㎡， 施工机具人员荷载按规范规定P5=2.5kN/㎡。
则P1计=(38.33+0.75)×1.2+(4.0+2.0+2.5)×1.4= 58.8kN/㎡。 箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，竹胶板方木背肋间距为200mm，模板受力计算按三跨等跨连续梁考虑，验算模板强度采用宽b=1000mm平面竹胶板。
a.模板力学性能
（1）弹性模量E=0.1×105MPa。
（2）截面惯性矩：I=bh3/12=100×1.53/12=28.12 cm4 （3）截面抵抗矩：W= bh2/6=100×1.52/6=37.50 cm3 （4）截面积：A=bh=100×1.5=150 cm2 b.模板受力计算(按三跨等跨连续梁考虑) 底模板均布荷载:q1=P1计×b=58.8×1=58.8KN/m
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由三跨等跨连续梁最大正应力计算公式（《路桥施工计算手册》）： σmax=0.100ql2/w=0.100×58.8×0.22×106/（37.50×103） =6.27MPa≤[σ]=19 MPa 竹胶板强度满足要求。 c. 挠度计算
从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为： f=q1L4/128EI
=58.8×204/(128×0.1×105×28.12) =0.26mm＜L/400=0.5mm 竹胶板刚度满足要求。 综上，竹胶板受力满足要求。
4.2.5模板底横向方木（10×10cm）验算： 方木横向间距为0.3m，跨径为0.6m，则： q2=P1计×0.3=58.8×0.3=17.64
最大弯矩W=0.1×q2l2=0.1×17.64×0.62=0.635KN.m
所用木枋规格尺寸为10×10cm,抗弯截面模量w=bh2/6=166.7cm3，I=b×h3/12=8.333×10-6m4
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最大正应力：σmax=Mmax/w = 635/ 166.7 =3.8MPa≤[σ]=9 MPa 强度满足要求。
在荷载作用下，挠度计算为
fmax= q2L4/128EI=17.64×0.64/(128×9×103×8.333×10-6)= 0.24mm≤[f]=L/400=600/400=1.5mm 刚度满足要求。
4.2.6横向方木底纵向方木计算：
受力分析：纵向方木为横向方木的支撑结构，其下方支撑在支架上。根据荷载传递路径，纵向方木主要承受上部横向方木传下来的荷载。30cm间距10×10cm方木每平方重为0.1×0.1×6/0.3=0.2KN/㎡。
P3计=P1计+0.2KN/㎡=58.8+0.2=59KN/㎡。 纵向方木横向间距为0.6m，跨径为0.6m，则： q3=P3计×0.6=59×0.6=35.4kN/m. 计算模型按三跨等跨连续梁计算，
最大弯矩W=0.1×ql2=0.1×35.4×0.62=1274N.m
所用方木规格尺寸为15×10cm,抗弯截面模量w=bh2/6=250cm3，I=b×h3/12=1.25×10-5m4
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最大正应力：σmax=Mmax/w = 1274/ 250 =5.1MPa≤[σ]=9 MPa 强度满足要求。
在荷载作用下，挠度计算为
fmax= qL4/128EI=35.4×0.64/(128×9×103×1.25×10-5)= 0.32mm≤[f]=L/400=600/400=1.5mm 刚度满足要求。
4.2.7端横梁梁底模强度计算 （1）端横梁荷载计算
斜腹板均布荷载q斜=82.3KN/㎡， 模板体系荷载按规范规定P2=0.75kN/㎡， 混凝土施工倾倒荷载按规范规定P3=4.0kN/㎡， 混凝土施工振捣荷载按规范规定P4=2.0kN/㎡， 施工机具人员荷载按规范规定P5=2.5kN/㎡。
则P1计=(82.3+0.75)×1.2+(4.0+2.0+2.5)×1.4= 111.56kN/㎡。
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箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，竹胶板方木背肋间距为200mm，模板受力计算按三跨等跨连续梁考虑，验算模板强度采用宽b=1000mm平面竹胶板。
a.模板力学性能
（1）弹性模量E=0.1×105MPa。
（2）截面惯性矩：I=bh3/12=100×1.53/12=28.12 cm4 （3）截面抵抗矩：W= bh2/6=100×1.52/6=37.50 cm3 （4）截面积：A=bh=100×1.5=150 cm2 b.模板受力计算(按三跨等跨连续梁考虑)
底模板均布荷载:q1=P1计×b=111.56×1=111.56KN/m
由三跨等跨连续梁最大正应力计算公式（《路桥施工计算手册》）： σmax=0.100ql2/w=0.100×111.56×0.22×106/（37.50×103） =11.9MPa≤[σ]=19 MPa 竹胶板强度满足要求。 c. 挠度计算
从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为： f=q1L4/128EI
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=111.56×204/(128×0.1×105×28.12) =0.49mm＜L/400=0.5mm 竹胶板刚度满足要求。 综上，竹胶板受力满足要求。
4.2.8模板底横向方木（10×10cm）验算： 方木横向间距为0.2m，跨径为0.3m，则： q2=P1计×0.2=111.56×0.2=22.31KN/㎡ 最大弯矩W=0.1×q2l2=0.1×22.31×0.32=0.2KN.m
所用木枋规格尺寸为10×10cm,抗弯截面模量w=bh2/6=166.7cm3，I=b×h3/12=8.333×10-6m4
最大正应力：σmax=Mmax/w = 200/ 166.7 =1.2MPa≤[σ]=9 MPa 强度满足要求。
在荷载作用下，挠度计算为
fmax= q2L4/128EI=22.31×0.34/(128×9×103×8.333×10-6)= 0.02mm≤[f]=L/400=600/400=1.5mm 刚度满足要求。
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4.2.9横向方木底纵向方木计算：
受力分析：纵向方木为横向方木的支撑结构，其下方支撑在支架上。根据荷载传递路径，纵向方木主要承受上部横向方木传下来的荷载。30cm间距10×10cm方木每平方重为0.1×0.1×6/0.3=0.2KN/㎡。
P3计=P1计+0.2KN/㎡=111.56+0.2=111.58KN/㎡。 纵向方木横向间距为0.3m，跨径为0.6m，则： q3=P3计×0.3=111.58×0.3=33.47kN/m. 计算模型按三跨等跨连续梁计算，
最大弯矩W=0.1×ql2=0.1×33.47×0.62=1205N.m
所用方木规格尺寸为15×10cm,抗弯截面模量w=bh2/6=250cm3，×h3/12=1.25×10-5m4
最大正应力：σmax=Mmax/w = 1205/ 250 =4.82MPa≤[σ]=9 MPa 强度满足要求。
在荷载作用下，挠度计算为
fmax= qL4/128EI=33.47×0.64/(128×9×103×1.25×10-5)= 0.32mm≤[f]=L/400=600/400=1.5mm 刚度满足要求。
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I=b
经计算，支架及模板均满足施工要求。
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