现浇梁支架计算书

现浇梁支架设计计算书

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目 录

第一章 设计条件........................................ 1 1.1工程概况 ........................................ 1 1.2主要计算依据 .................................... 1 第二章 主桥支架结构受力计算 ............................ 2 2.1 概况 ........................................... 2 2.2 分配梁计算 ...................................... 3 2.3贝雷梁计算 ...................................... 4 2.4 横梁2I56计算 ................................... 6 第三章 主桥基础计算 ................................... 11 3.1 钢管稳定性计算 ................................. 11 3.2 钢管桩承载力计算 ............................... 12 第四章 引桥满堂支架结构受力计算 ........................ 14 4.1 概况 .......................................... 14 4.2分配梁I12计算 ................................. 14 4.3脚手管计算 ..................................... 15 4.4脚手架基础计算 ................................. 17 第五章 主塔牛腿脚手管支架结构受力计算 .................. 19 5.1 概况 .......................................... 19 5.2分配梁I12计算 ................................. 19 5.3脚手管计算 ..................................... 21

第一章 设计条件

1.1工程概况

本桥桥梁全长608m，其中主桥长340m，东西引桥长268m。主桥桥型为预应力混凝土半漂浮体系斜拉桥，跨径布置为80＋180＋80＝340m，主梁为双主梁截面预应力混凝土箱梁，桥梁中心线处梁高2.4m；引桥为等截面预应力混凝土连续箱梁，桥梁中心线处梁高2.3m，主桥宽度25m，引桥宽度22m。

1.2主要计算依据

1．

3．《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）； 4．《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）； 5．《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）； 6．《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）； 7．《木结构设计规范》（GB 50005-2003）； 8．《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）； 9．《建筑施工计算手册》第二版。

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第二章 主桥支架结构受力计算

2.1 概况

主桥采用C50混凝土，双主梁截面，桥面全宽为25m，主梁桥梁中心线处梁高2.4m，翼板外侧梁高2.213m。主梁两侧悬臂长2.5m，箱底宽3m，悬臂端部后0.15m，悬臂根部0.4m。主梁中跨桥面板厚0.28m，边跨桥面板厚0.4m；箱型截面中跨底板厚0.28m，边跨底板厚0.45m，桥塔附近范围加厚至0.7m；箱型截面顶板（即斜拉索锚固区）厚度均为0.4m，横隔板厚度为0.6m；腹板厚度除桥塔附近范围腹板加厚至0.65m，其余均为0.5m。主梁中跨横梁间距6.5m，横梁腹板厚0.3m，边跨横梁间距5.4m，横梁腹板厚0.6m。主梁截面支架布置图如下：

木模系统脚手架系统双拼槽12背带对拉螺杆大块钢模底模分配梁I12.6贝雷片主梁中跨截面（单位：主梁中跨截面mm）

木模系统脚手架系统双拼槽12背带大块钢模底模对拉螺杆分配梁I12.6塔旁主梁截面mm） 塔旁主梁截面（单位：

木模系统脚手架系统双拼槽12背带对拉螺杆大块钢模底模分配梁I12.6主梁边跨截面（单位：mm）

主梁边跨截面

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2.2 分配梁计算

2.2.1荷载条件

1）模板重量：1.3kN/ m²； 2）混凝土容重：26kN/m3； 3）施工荷载：2.0kN/m²；

4）型钢重量：I12重量0.142kN/m，I14重量0.169kN/m； 5）考虑8级风作用，正常工作状态最大风速取18.5m/s。 2.2.2抗弯计算

纵桥向风荷载对支架影响极小可忽略不计，仅考虑横桥向风荷载对支架结构的影响，风荷载对分配梁无影响。

1）主梁横梁厚度为60cm时，横梁底部分配梁I12间距37.5cm（非横梁处间距75cm），贝雷片最大间距1.4m：

1=MW=(2.40.375+0.50.188)26+(1.3+2.0)0.563+0.1421.42103/877=89MPa

<170MPa 满足要求

2）主梁横梁厚度为30cm时，横梁底部分配梁I14间距75cm，贝雷片最大间距2.1m：

2=MW=(2.40.3+0.50.45)26(1.32.0)0.75+0.1692.12103/8102=147MPa

<170MPa 满足要求 2.2.3抗剪计算

1）（边跨）主梁横梁厚度为60cm时，横梁底部分配梁I12间距37.5cm（非横梁处间距75cm）：

=Qbh=(2.40.375+0.50.188)26+(1.3+2.0)0.563+0.1691.4103/25126=31MPa

<110MPa 满足要求。

3

2）（中跨）主梁横梁厚度为30cm时，横梁底部分配梁I14间距75cm：

=Qbh=(2.40.3+0.50.45)26(1.32.0)0.75+0.1692.1103/25.5140=37MPa

<110MPa 满足要求。

2.3贝雷梁计算

2.3.1荷载条件

1）模板重量：1.3kN/ m²； 2）混凝土容重：26kN/m3； 3）施工荷载：2.0kN/m²；

4）型钢重量：I12重量0.142kN/m，I14重量0.169kN/m； 5）考虑8级风作用，正常工作状态最大风速取18.5m/s。

6）贝雷梁重量：非加强型贝雷片单片重1.0kN/m；加强型贝雷片单片重1.5kN/m 2.3.2抗剪计算

纵桥向风荷载对支架影响极小可忽略不计，仅考虑横桥向风荷载对支架结构的影响，风荷载对贝雷梁的作用由贝雷片之间的网片承担，在作贝雷梁抗弯、抗剪等计算时可不予考虑。

1．主桥塔身处15m跨支架加强型贝雷片抗剪（通长贝雷片14片）：

贝雷梁许用剪力：[Q]=ξnK[N]=0.85×14×245=2915kN 式中：ξ——贝雷梁载荷分配折减系数，为0.85； n——贝雷梁数量；

[N]——贝雷片容许剪力（kN），245kN.

该处主梁箱型部分荷载由型钢承担，15m跨结构荷载包括主梁、3道横梁及支架自重等，则贝雷片承担最大剪力为：

Qmax=[（1.82＋0.82×2）×14×26＋7.9×26×15]/2＋（1.3×15＋1.5×14＋2

×15＋0.142×15×1/0.75）×15/2=2495kN<[Q]=2915kN 满足要求

4

2．主桥边跨12m跨支架贝雷片抗剪：

贝雷梁许用剪力：[Q]=ξnK[N′]=0.85×24×245=4998kN

结构最大剪力：Qmax=（661＋1.3×25＋1.0×20＋2×25＋0.169×25×1/0.75）×

12/2=4675kN<[Q]=5003kN

满足要求。

3．主桥中跨12m跨支架贝雷片抗剪：

贝雷梁许用剪力：[Q]=ξnK[N′]=0.85×20×1.43×171.5=4169kN

结构最大剪力：Qmax=（477＋1.3×25＋1.0×20＋2×25＋0.169×25×1/0.75）×

12/2=3511kN<[Q]=4169kN

满足要求。 2.3.3抗弯计算

1．主桥塔身处15m跨支架加强型贝雷片抗弯：

贝雷梁许用弯矩：[M]＝ξn [M1]＝0.85×14×1688=20087KN·m 式中：ξ——贝雷梁载荷分配折减系数，为0.85； n——贝雷梁数量；

[M1]——弦杆容许承载力（kN），为563kN；

结构最大弯矩：Mmax ＝2495/7.5×152/8=9356KN·m <[M]=20087KN·m 满足要求

2．主桥边跨12m跨支架非加强型贝雷片抗弯：

贝雷梁许用弯矩：[M]＝0.85×24×788=16075KN·m

结构最大弯矩：Mmax ＝（661＋1.3×25＋1.0×24＋2×25＋0.142×25×1/0.75）

×12/8=14004KN·m <[M]=16075KN·m

满足要求

3．主桥中跨12m跨支架非加强型贝雷片抗弯：

贝雷梁许用弯矩：[M]＝0.85×20×788=13396KN·m

结构最大弯矩：Mmax ＝（477＋1.3×25＋1.0×20＋2×25＋0.169×25×1/0.75）

×122/8=10820KN·m <[M]=13396KN·m

满足要求。

2

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2.3.4挠度计算

1．主桥塔身处15m跨支架加强型贝雷梁最大挠度：

f5ql4384EI52495/7.51510541243842.061057743410145

=13mm

式中：E——钢的弹性模量，为2.06×10Mpa；

I——贝雷梁的总贯性矩，单片加强型贯性矩为577434cm4； l——支架跨度跨度，为12m。

2．主桥边跨12m跨支架非加强型贝雷梁最大挠度：

f5ql4384EI5(661+1.325+1.520+225+0.142251/0.75)12103842.0610250500102454412=16mm3．主桥中跨12m跨支架非加强型贝雷梁最大挠度：

f5ql4384EI5(477+1.325+1.024+225+0.169251/0.75)12103842.0610250500102054412=15mm

2.4 横梁2I56计算

2.4.1横桥向6根钢管横梁计算

主桥中跨横梁2I56承受荷载：12m跨荷载/2+12m跨荷载/2；N＝Q左＋Q右＝3511＋3511＝7022kN，用结构软件midas对其进行建模计算：

1）模型

(单位：tonf)

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2）组合应力

最大应力值：118Mpa<[σ]=170Mpa 满足要求 3）剪应力

最大剪应力值：64Mpa<[τ]=110Mpa 满足要求 4）钢管支反力

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最大支反力力：132.7tonf。 2.4.2横桥向7根钢管横梁计算

主桥塔身旁横梁2I56承受最大荷载：15m跨荷载/2+12m跨荷载/2；N＝Q左＋Q右＝[（1.82＋0.82×2）×14×26＋15.03×26×15]/2＋（1.3×25＋1.5×24＋2×25＋0.142×25×1/0.75）×15/2＋4675＝4485＋4675＝9160kN。

主桥边跨横梁2I56承受最大荷载：12m跨荷载/2+12m跨荷载/2；N＝Q左＋Q右＝4675＋4675＝9350kN。

主桥边跨横梁承受更大荷载，对其进行建模计算：

1）模型

(单位：tonf)

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2）组合应力

最大应力值：97Mpa<[σ]=170Mpa 满足要求 3）剪应力

最大剪应力值：89Mpa<[τ]=110Mpa 满足要求 4）钢管支反力

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最大支反力力：156.5tonf。

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第三章 主桥基础计算

3.1 钢管稳定性计算

3.1.1风荷载

1．风压

WKSZW0

W0WK11600V2

——风荷载标准值（kpa）； ——风荷载体型系数,取0.6； ——风压高度变化系数，取2.45； ——基本风压（kN/m2）；

SZW0V——正常工作状态最大风速，取V＝18.5m/s； WKSZW0SZ0.62.450.32kpa18.52V216001600

2．风荷载作用在钢管的弯矩

M190.80.329/210.4kNm

3．风荷载作用在梁上对钢管的弯矩

M2122.40.329/613.8kNm

3.1.2钢管长细比

双肢结构长细比计算：



li

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式中：

——钢管长细比； i——钢管线刚度；

l——钢管长度。

li90.2832

属于b类截面 查表得: φ=0.929

3.1.3钢管稳定性

NφAβmMγW(1－0.8N/N'EX)σ=+γ——截面塑性发展系数，取1.0

NEX——欧拉临界力，NEXEA(1.1)35919kN

22βm——等效弯矩系数，取1.0

σ=NφA+βmMγW(1－0.8N/N'EX)3

156.59.8100.92919905(10.413.8)1061780440310.8156.5/35919

82.93.186.0Mpaf170MPa

钢管桩的稳定性满足要求。

3.2 钢管桩承载力计算

1、荷载条件：

1）最大桩顶荷载为156.5tonf； 2）土体情况如下表所示：

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土层名称 人工填土 砂砾 圆砾 卵石 侧摩阻力标准值 容许承载力 土层厚度 （kPa） （kPa） （m） 2 3 8 6 30 100 120 140 140 300 400 600 2、钢管桩承载力：

RaqpaApupqsiali

式中：

Raqpa——单桩竖向承载力特征值；

、qsia——桩端端阻力、桩侧阻力特征值，开口桩端承力取安全系数0.8，侧

摩阻力标准值取安全系数2；

Ap——桩底端横截面面积； up——桩身周边长度；

li——第

i层岩土的厚度。

RaqpaApupqsiali0.84003.140.163.140.8(30210031207)/21668KN1565KN

当钢管桩入土深度达到12m时，承载力满足要求。

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第四章 引桥满堂支架结构受力计算

4.1 概况

引桥上部结构采用C50混凝土，单箱五室箱梁形截面，桥面标准宽度为22m，与主桥相接处局部加宽至25m，箱梁桥梁中心线处梁高2.3m，翼板外侧梁高2.113－2.135m。引桥两侧悬臂长2.5m，悬臂端部厚0.15m，悬臂根部厚0.4m。箱梁顶板厚0.28m，底板厚0.25，在横梁边缘腹板厚0.8m，跨中范围腹板厚0.5m。引桥箱梁截面支架如下图：

4.2分配梁I12计算

4.2.1荷载条件

1）模板及分配梁重量：1.3kN/ m²； 2）混凝土容重：Q2＝26kN/m3；

3）施工荷载：施工人员及设备荷载Q3=1.0kN/m²，振捣混凝土产生的荷载

Q4=2.0kN/m²；

4）考虑8级风作用，正常工作状态最大风速取18.5m/s。 4.2.2抗弯计算

1．墩顶处脚手管纵横间距为0.6m和0.9m时：

MW(1.30.60.930.60.9260.62.40.9)0.9/47710106Mpa

3满足要求

2．底板处脚手管纵横间距为1.2m和0.9m时：

MW(1.31.20.931.20.9261.20.530.9)0.9/4771058Mpa

3满足要求

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4.2.2抗剪计算

1．墩顶处脚手管纵横间距为0.6m和0.9m时：

Nbh(1.30.60.930.60.9260.62.40.9)/251261029Mpa

3满足要求

2．底板处脚手管纵横间距为1.2m和0.9m时：

MW(1.31.20.931.20.9261.20.530.9)/251261016Mpa

3满足要求

4.3脚手管计算

4.3.1荷载条件

1）模板及分配梁重量：1.3kN/ m²； 2）混凝土容重：Q2＝26kN/m3；

3）施工荷载：施工人员及设备荷载Q3=1.0kN/m²，振捣混凝土产生的荷载

Q4=2.0kN/m²；

4）脚手架结构自重按规范JGJ166-2008表3.4，单肢脚手管及配件最大重量

0.9kN；

5）考虑8级风作用，正常工作状态最大风速取18.5m/s。 4.3.2立杆计算

1．单肢立杆轴向力计算：

N1.2Q11.4(Q3Q4)LxLy1.2Q2V

式中：

Q1——模板、分配梁、脚手管及配件重量；

Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距； V——Lx、Ly段的混凝土体积；

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1）腹板位置：

N[1.2(1.30.9)1.4(1.02.0)]0.451.21.2262.30.451.23.6938.7542.4KN

2）立杆纵距为1.2m底板位置：

N[1.2(1.30.9)1.4(1.02.0)]0.91.21.226(0.280.25)0.91.27.3917.8625.2KN

3）立杆纵距为0.6m底板位置：

N[1.2(1.30.9)1.4(1.02.0)]0.90.61.226(0.580.55)0.90.63.6919.0422.7KN

4）墩顶实心段：

N[1.2(1.30.9)1.4(1.02.0)]0.90.61.2262.30.90.63.6938.7542.4KN

2．稳定性计算：

NAf，l0i

f——钢材强度设计值 A——立杆横截面积；

——脚手管长细比；

l0——立杆节间长度； i——脚手管线刚度；

——轴心受压杆件稳定系数。

l0i1.21.5810276

查表得：0.714

NAf0.7144.8920510171.6kN42.4kN

满足要求。

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4.3.3斜杆计算

根据前面计算可知水平风荷载标准值为Wk0.32

Wk在立杆及斜杆中产生的内力为Wv、Ws： WvhaWkA1.20.60.321.20.0480.037kN

Wshaa22WkA1.20.60.6220.321.20.0480.04kN

n1Ws9Ws90.040.36kN其中，Qc为扣件抗滑强度，取8kN。

高度大于8m的模板支撑架并有风荷载作用时，应验算迎风立杆所产生的拉力，不得超过立杆轴向力荷载，即PWv0

P(1.21.31.43.0)0.90.63.1KN

WWv110.0370.41KN 满足要求。

4.4脚手架基础计算

4.4.1荷载条件

1）取横桥向单排脚手架作计算，F＝33.3×26×0.6＝520KN； 2）混凝土厚度15cm，扩散角45度； 3）碎石层下土层容许承载力为140kPa； 4）脚手管底端铺设6×0.25×0.05m脚手板 4.4.2承载力计算

墩顶处基础承受最大荷载，对底下基础做承载力验算：

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p042.476(0.250.15tan452)90kpa140kpa 满足要求

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第五章 主塔牛腿脚手管支架结构受力计算

5.1 概况

桥塔采用C50混凝土，在桥塔下塔柱上部设置牛腿，用于放置主梁的竖向支座及纵横向限位支座。牛腿实心段混凝土最高5.5m，空心部分顶底板厚均为0.4m。牛腿截面支架布置图如下：

木模板系统工分配梁上油托桥轴线碗扣式脚手架碗扣式脚手架脚手管塔肢抱箍下油托木垫板脚手架斜撑杆木垫板立面图侧面图桥轴碗扣式脚手架线平面图

桥塔牛腿截面（单位：cm）

5.2分配梁I12计算

5.2.1荷载条件

1）模板重量：0.3kN/ m²；

2）型钢重量：I12重量0.142kN/m，

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3）混凝土容重：Q2＝26kN/m3；

4）施工荷载：施工人员及设备荷载Q3=1.0kN/m²，振捣混凝土产生的荷载

； Q4=2.0kN/m²

5）考虑8级风作用，正常工作状态最大风速取18.5m/s。 4.2.2抗弯计算

1．实心段砼高5.5m处脚手管纵横间距为0.6m和0.3m时：

MW[(0.30.60.142)0.330.60.3260.65.50.3]0.3/4771026Mpa3 满足要求

2．顶底板处（厚均为0.4m）脚手管纵横间距为0.6m和0.9m时：

MW[(0.30.60.142)0.930.60.9260.60.80.9]0.9/4771039Mpa3 满足要求

3．实心段砼高3.1m处脚手管纵横间距为0.6m和0.6m时：

MW[(0.30.60.142)0.630.60.6260.63.10.6]0.6/4771059Mpa3 满足要求

5.2.2抗剪计算

1．实心段砼高5.5m处脚手管纵横间距为0.6m和0.3m时：

Nbh[(0.30.60.142)0.330.60.3260.65.50.3]/251261022Mpa

3满足要求

2．顶底板处（厚均为0.4m）脚手管纵横间距为0.6m和0.9m时：

MW[(0.30.60.142)0.930.60.9260.60.80.9]/251261010Mpa

3满足要求

3．实心段砼高3.1m处脚手管纵横间距为0.6m和0.6m时：

MW[(0.30.60.142)0.630.60.6260.63.10.6]/251261024Mpa

3满足要求

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5.3脚手管计算

5.3.1荷载条件

1）模板重量：0.3kN/ m²；

2）型钢重量：I12重量0.142kN/m， 3）混凝土容重：Q2＝26kN/m3；

4）施工荷载：施工人员及设备荷载Q3=1.0kN/m²，振捣混凝土产生的荷载

； Q4=2.0kN/m²

5）脚手架结构自重按规范JGJ166-2008表3.4，单肢脚手管及配件最大重量

0.9kN；

6）考虑8级风作用，正常工作状态最大风速取18.5m/s。 5.3.2立杆计算

1．单肢立杆轴向力计算：

N1.2Q11.4(Q3Q4)LxLy1.2Q2V

式中：

Q1——模板、分配梁、脚手管及配件重量；

Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距； V——Lx、Ly段的混凝土体积；

1）实心段砼高5.5m处脚手管纵横间距为0.6m和0.3m时：

N[1.2(0.30.90.142/0.6)1.43]0.60.31.2265.50.60.31.0730.8932.0KN

2）顶底板处（厚均为0.4m）脚手管纵横间距为0.6m和0.9m时：

N[1.2(0.30.90.142/0.6)1.43]0.60.91.2260.80.60.93.2013.4816.7KN

3）实心段砼高3.1m处脚手管纵横间距为0.6m和0.6m时：

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N[1.2(0.30.90.142/0.6)1.43]0.60.61.2263.10.60.62.1334.8236.9KN

2．稳定性计算：

NAf，l0i

f——钢材强度设计值 A——立杆横截面积；

——脚手管长细比；

l0——立杆节间长度； i——脚手管线刚度；

——轴心受压杆件稳定系数。

l0i1.21.5810276

查表得：0.714

NAf满足要求 5.3.3斜杆计算

0.7144.8920510171.6kN36.9kN

根据前面计算可知水平风荷载标准值为Wk0.32

Wk在立杆及斜杆中产生的内力为Wv、Ws： WvhaWkA1.20.30.321.20.0480.074kN

Wshaa22WkA1.20.30.3220.321.20.0480.08kN

n1Ws9Ws90.080.72kN其中，Qc为扣件抗滑强度，取8kN。

高度大于8m的模板支撑架并有风荷载作用时，应验算迎风立杆所产生的拉力，不得超过立杆轴向力荷载，即PWv0

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P(1.21.31.43.0)0.90.63.1KN

WW

v110.0740.81KN 满足要求。

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