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1、满堂支架的计算算例一、概述1、工程概况安庆长江公路大桥 E 标工程南岸堤外引桥为双幅分离式桥梁，单幅一联 6 跨（640m=240m）为单箱单室预应力混凝土斜腹板等截面连续梁，梁高 2.5m，箱梁顶板跨12.75m，底板宽 5.384m，箱梁顶、底板厚均为 0.25m ,腹板厚 0.5m，两侧翼缘板悬臂长度均为 2.85m，全桥仅在桥墩支点截面处设置端，中横梁。桥面横坡在-3%2%变化，桥面横坡由梁底垫石变高度使梁体整体旋转而形成，箱梁横断面与梁高均保持不变；桥面纵破为2.75%。桥面横坡见下表：桥面横坡一览表墩 号 桥 面 横 坡 梁底轴线与桥轴线距离（cm）左幅（%） 右幅（%） 左幅 右
2、幅YR11 0.116 0.020 662.20 657.15YR12 -1.217 0.020 665.65 657.15YR13 -2.551 -2.551 669.00 655.60YR14 -3.000 -3.000 670.15 654.35YR15 -3.000 -3.000 670.15 654.35YR16 -3.000 -3.000 670.15 654.35YR17 -3.000 -3.000 670.15 654.35箱梁采用单向预应力体系，纵向预应力钢束设置采用 j15.24 钢绞线，Rby=1860Mpa，波纹管制孔。每跨单侧腹板内设置 6 束 16 孔钢束，在接缝处
3、采用钢束联结器接长；顶板设置 12 束 7 孔钢束，钢束长为 14 米，一端为 P 锚，一端为张拉锚，钢束跨越桥墩顶分布置，每侧各长 7 米；底板设置 4 束 7 孔钢束，一端为 P 锚，一端为张拉锚，每束钢束跨越施工接缝分布在两跨内。2、施工方法简介南堤外引桥位于缓和曲线段，桥位区多为农田、耕地及居民拆迁区，陆地施工条件相对较好。施工时，先将桥位地基处理后，采用扣件式满堂脚手架单幅逐跨现浇施工工艺进行施工，施工时，翼缘模板及外侧模采用定制钢模板（按首跨长配置一套模板），内模采用胶合板（按首跨长配置一套模板），底模采用玻璃钢竹胶板（按一个标准跨和一个首跨长度配置）。总体施工工艺流程如下：3、施
4、工工艺流程二、满堂支架搭设及预压1、地基处理先用推土机将表层耕质土、有机土推平并压实；承台基坑清淤后采用分层回填亚粘土并整平压实。原有地基整平压实后，再在其上填筑大约 30cm 的黄土，并选择最佳含水量时用振动压路机进行辗压，辗压次数不少于 3 遍，如果发现弹簧土须及时清除，并回填合格的砂类土或石料进行整平压实，然后在处理好的黄土层上铺设 20cm 石子，采用人工铺平，用 YZ16 吨振动压路机进行辗压。在石子层上按照安装满堂支架脚手钢管立杆所对应的位置铺设枕木；为尽量减少地基变形的影响，在承台基坑回填好的地基上铺设大型废钢模板（此处不铺设枕木），废钢模板铺设时，面板朝下。压实的黄土层及石子层
5、的宽度大约为 28 米。为避免处理好地基受水浸泡，在两侧开挖 4030cm 的排水沟，排水沟分段开挖形成坡度，低点开挖集水坑。2、支架安装本支架采用“扣件”式满堂脚手架，其结构形式如下：纵向立杆间距为 90cm，横向立杆间距除箱梁腹板所对应的位置处间距按 46cm 布置外，其余按 90cm 左右间距布置（可详见堤外引桥满堂支架横向布置图），在高度方向每间隔 1.2m 设置一排纵、横向联接脚手钢管，使所有立杆联成整体，为确保支架的整体稳定性，在每三排横向立杆和每三排横向立杆各设置一道剪刀撑。在地基处理好后，按照施工图纸进行放线，纵桥向铺设好枕木，便可进行支架搭设。支架搭设好后，测量放出几个高程控
6、制点，然后带线，用管子割刀将多余的脚手管割除，在修平的立杆上口安装可调顶托，可调顶托是用来调整支架高度和拆除模板用的，本支架使用的可调顶托可调范围为 20cm 左右。由于整个堤外引桥位于缓和曲线上，因此拟将每跨支架划分为 8 个直线段拟和桥面箱梁曲线，每个直线段 5m。施工时注意支架间距应相应调整。脚手管安装好后，在可调顶托上铺设 I14 工字钢，箱梁底板下方的 I14 工字钢横向布置，长 6m，间距为 0.9m；由于本方案外侧模板及翼缘模板为大型钢模板，为考虑模板整体移动，在翼缘板下所对应的位置 I14 工字钢采用顺桥向布置。I14 工字钢铺设好后，然后在箱梁底板下宽 6 米的 I14 工字
7、钢铺设 6X12cm 的木枋，木枋铺设间距为：在箱梁腹板所对应的位置按 18cm 布置，底板其余位置按 3035cm 布置。木枋布置好后可进行支架预压。3、支架预压安装模板前，要对支架进行压预。支架预压的目的：1、检查支架的安全性，确保施工安全。2、消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。预压荷载为箱梁单位面积最大重量的 1.1 倍。本方案采用水箱加水分段预压法进行预压：施工前，按照水箱加工图纸加工好水箱，水箱采用 3mm 厚钢板进行满焊加工，加工好后进行试水试验，确保水箱不漏水。每一段预压长度为 20 米左右，由于首跨现浇长度为47 米，故首跨需分三次预压，标准跨为 4
8、0 米及尾跨 33 米均需分两次预压。根据箱梁横截面特性，共制作 6 个大水箱（B 型水箱）和 6 个小水箱（A 型水箱），大水箱尺寸为：3 米高，3 米宽，6.5 米长；小水箱尺寸为：1.5 米高，2 米宽，6.5 米长。水箱加工后采用16t 汽车吊进行吊装就位，大水箱安放在箱梁底板所对应的位置，小水箱安放在两侧翼缘板所对应的位置，12 个水箱布置成 3 排 4 列，然后用水泵加水进行预压(详见堤外引桥预压步骤示意图)。 为了解支架沉降情况，在加水预压之前测出各测量控制点标高，测量控制点按顺桥向每 5 米布置一排，每排 4 个点。在加载 50%和 100%后均要复测各控制点标高，加载 100
9、%预压荷载并持荷 24 小时后要再次复测各控制点标高，如果加载 100%后所测数据与持荷 24 小时后所测数据变化很小时，表明地基及支架已基本沉降到位，可用水管卸水，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸水。卸水时通过水管将水排至水沟中或桥位区外，以免影响处理好的地基承载力，卸水完成后采用 16t 汽车吊将水箱前移。卸水完成后，要再次复测各控制点标高，以便得出支架和地基的弹性变形量（等于卸水后标高减去持荷后所测标高），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形（即塑性变形）量。预压完成后要根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高。经过几跨施工，得出支架
10、预压后总沉降量在 415mm 之间，最大非弹性变形量为13mm，平均非弹性变形量为 7mm 左右。4、支架受力验算、底模板下次梁（612cm 木枋）验算：底模下脚手管立杆的纵向间距为 0.9m，横向间距根据箱梁对应位置分别设为 0.46 和0.9 m，顶托工字钢横梁按横桥向布置，间距 90cm；次梁按纵桥向布置，间距 35cm 和 18cm 。因此计算跨径为 0.9m，按简支梁受力考虑，分别验算底模下斜腹板对应位置和底板中间位置：a、斜腹板对应的间距为 18cm 的木枋受力验算底模处砼箱梁荷载：P1 = 2.526 = 65 kN /m2 （按 2.5m 砼厚度计算）模板荷载：P2 = 200
11、 kg/m2 = 2 kN /m2设备及人工荷载：P3 = 250 kg /m2 = 2.5 kN /m2砼浇注冲击及振捣荷载：P4 = 200 kg/m2 = 2 kN /m2则有 P = （P1 + P2 + P3 + P4）= 71.5 kN /m2W = bh2/6 = 6122/6 =144 cm3由梁正应力计算公式得： = qL2/ 8W = （71.50.18）10000.92 / 814410-6 = 9.05 Mpa = 10Mpa 强度满足要求；由矩形梁弯曲剪应力计算公式得： = 3Q/2A = 3（71.50.18）103（0.9 /2）/ 261210-4= 1.21
12、Mpa = 2Mpa（参考一般木质）强度满足要求；由矩形简支梁挠度计算公式得：E = 0.1105 Mpa； I = bh3/12 = 864cm4f max = 5qL4 / 384EI = 512.871031030.94 / 38486410-811010 = 1.273mm f = 1.5mm（ f = L/400 ）刚度满足要求。b、底板下间距为 35cm 的木枋受力验算中间底板位置砼厚度在 0.50.7m 之间，按 0.7m 进行受力验算，考虑内模支撑和内模模板自重，木枋间距 0.35m，则有：底模处砼箱梁荷载：P1 = 0.726 = 18.2 kN /m2 内模支撑和模板荷载：
13、P2 = 400 kg/m2 = 4 kN /m2设备及人工荷载：P3 = 250 kg /m2 = 2.5 kN /m2砼浇注冲击及振捣荷载：P4 = 200 kg/m2 = 2 kN /m2则有 P = （P1 + P2 + P3 + P4）= 26.7 kN /m2q=26.70.35=9.345t/m71.50.18=12.87 t/m表明底板下间距为 0.35m 的木枋受的力比斜腹板对应的间距为 0.18m 的木枋所受的力要小，所以底板下间距为 0.35m 的木枋受力安全。以上各数据均未考虑模板强度影响，若考虑模板刚度作用和 3 跨连续梁，则以上各个实际值应小于此计算值。、顶托横梁（
14、I14 工字钢）验算：脚手管立杆的纵向间距为 0.9m，横向间距为 0.9m 和 0.46m，顶托工字钢横梁按横桥向布置，间距 90cm。因此计算跨径为 0.9m 和 0.46m，为简化计算，按简支梁受力进行验算，实际为多跨连续梁受力，计算结果偏于安全，仅验算底模下斜腹板对应位置即可：平均荷载大小为 q1= 71.50.9=64.35kN/m 另查表可得：WI14 =102103mm3 ； I = 712104mm4 ； S = I / 12跨内最大弯矩为：Mmax = 64.350.460.46/8= 1.702kN.m由梁正应力计算公式得：w = Mmax / W = 1.702106 /
15、 (102 103 )= 16.69 Mpa w = 145Mpa 满足要求；挠度计算按简支梁考虑，得：E = 2.1105 Mpa； f max = 5qL4 / 384EI = 564.3510000.464109 / (3842.1105712104)= 0.053mm f = 2.25mm（ f = L/400 ）刚度满足要求。 、立杆强度验算：脚手管（483.5）立杆的纵向间距为 0.9m，横向间距为 0.9m 和 0.46m，因此单根立杆承受区域即为底板 0.9m0.9m 或 0.46m0.9m 箱梁均布荷载，由工字钢横梁集中传至杆顶。根据受力分析,不难发现斜腹板对应的间距为 0.46m0.9m 立杆受力比其余位置间距为 0.9m0.9m 的立杆受力大，故以斜腹板下的间距为 0.46m0.9m 立杆作为受力验算杆件。则有 P = 71.5 kN /m2由于大横杆步距为 1.2m，长细比为 =/ i = 1200 / 15.78 = 76，查表可得 = 0.744 ，则有： N = A =0.744489215 = 78.22 kN 而 Nmax = PA =71.50.460.9 = 29.6 kN，可见 N N，抗压强度满足要求。另由压杆弹性变形计算公式得：（按最大高度 11m 计算）L = NL/EA = 29.610311103/2.1105
