现浇箱梁支架模及汽车通道验算书(加风荷载)

现浇箱梁支架模及汽车通道验算书(加风荷载)

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A、B匝道桥现浇箱梁

支架、模板及汽车通道验算书

一、现浇箱梁支架基底处理、支架安装及底模铺设

支架搭设前，对支架地基进行严格处理，保证具有足够的承载力。

把支架布设尺寸加1米范围的垃圾、腐植土等清除并整平压实；在支

架搭设范围内回填30cm厚透水性较好的拆方土，填土表面做成与箱梁

顶面横坡一致，并用压路机碾压密实（经试验检测密实度不小于93%），铺设混凝土加固地基及防治冬期雨水浸泡，并在支架四周挖40×40cm

以上的排水沟，防止因雨水浸泡地基引起支架沉降。地基处理好后再

按支架纵距，延横桥向加铺宽15cm、厚10cm以上的方木。

A匝道桥1~4号墩、B桥1~3号墩采用‘碗扣’式支架满堂式布设，均以现浇箱梁中线为轴线沿桥梁纵向60cm间距均匀布设支架，横桥向

支架间距60cm均匀布设，横杆步距1.2米； A桥1—4#墩及B桥1~4

号墩台按支架横桥向按桥墩平行布置；碗扣支架底托放置于处理地基

表面铺设的方木上，以保证支架底托受力均匀传至地基，同时保证支

架整体性、稳定性良好。

根据地面与现浇箱梁标高计算支架顶托、底托高度，确保精确度，顶、底托伸出长度不大于35cm。顶托上沿现浇箱梁中线方向铺设10×

15cm方木，上面横向铺设10×10cm方木(间距90cm)，在木方表面贴

1.5cm厚的酚醛覆面防水胶合板。在铺设方木及底板和胶合板时，精确

测量底板标高，并考虑方木与底板的压缩量、支架的沉降量和张拉预

留拱度影响。保证模板的强度、刚度、平整度、表面光洁度需符合规

范要求，防止棱角损坏。

二、支架、方木受力计算：

A匝道桥1—4#墩上为1.8m高C50预应力混凝土连续箱梁，B桥墩上为

C50预应力混凝土箱梁，箱梁高度为1.8m，支架布置间距相同。如通过安全验算即可，梁高1.8m处的腹板及横隔梁范围内设置纵0.6m、横0.6m，而且横梁使用宽15cm、厚10cm木方,因0.9×0.6矩形布置方式杆件的受力比0.9×0.6平形四边形布置方式杆件的受力大，为了方便计算，本桥现浇梁支架验

算均按正交布置进行计算。验算见附件《现浇梁支架、通道验算书》。

1、梁高1.8m处的腹板及横隔梁范围内的支架验算：

⑴荷载分析

在墩柱处附近箱梁自重荷载为最大，只需分析墩柱附近的支架、方木即可。现浇箱梁每延米重为（混凝土的密度ρ＝2.6×103kg/m3，g＝9.8N/kg）：最大荷载处为箱梁横隔梁及腹板处：

Q箱＝h·ρ·g＝1.8m×2.6×103kg/m3×9.8N/kg＝45.865KN/ m2

支架荷载：Q支取2.4kN/㎡（经验）

模板荷载：Q模取1.5kN/㎡（经验）

横梁荷载取Q横=1kN/㎡

纵梁荷载取Q纵=1kN/㎡

施工人员、运输工具、堆放材料荷载取Q施=2.5kN/㎡（经验）

下料冲击、振捣时产生的荷载影响取Q冲=2kN/㎡（经验）

根据JTG-TF50-2011桥梁规范中关于支架荷载组合的规定，

有底模承受荷载总量：Q箱1=Q箱+Q施+Q冲=50.365kN/㎡

有横梁承受荷载总量：Q箱2=Q箱+Q施+Q冲+Q模=51.865kN/㎡

有纵梁承受荷载总量：Q箱3=Q箱+Q施+Q冲+Q模+Q横=52.865kN/㎡

有支架承受荷载总量：Q箱支=Q箱+Q模+Q施+Q冲+Q横+Q纵=53.865kN/㎡

有地基承受荷载总量：Q地=Q箱+Q模+Q施+Q冲+Q横+Q纵+Q支

=56.265kN/m2

根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全计技术规范JGJ130荷载组合有：

永久荷载

NG1k= Q支=2.4kN/㎡

NG2k= Q箱+Q模+Q横+Q纵=49.365kN/㎡

一根立杆上的永久荷载NG= （NG1k+ NG2k）×0.6×0.6=18.635

活荷载

NGQk= （Q施+Q冲）×0.6×0.6=1.62kN/㎡

风荷载

风荷载标准值按照以下公式计算

其中 Wo -- 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：

Wo = 0.2kN/m2；

Uz -- 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：

Uz= 1 ；

Us -- 风荷载体型系数：取值为1.3；

经计算得到，风荷载标准值

Wk = 0.7 ×0.2×1.3 = 0.182 kN/m2；

不虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N = 1.2NG+1.4NQ= 1.2×18.635+1.4×1.62=24.63kN;

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ =1.2×18.635+0.85×1.4×1.62=24.289kN;

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为

Mw = 0.85 ×1.4WkLa h2/10 =0.85×1.4×0.182×0.6×

1.22/10=0.0187

kN.m；

其中:La为立杆纵距La=0.6m

H为立杆步距h=1.2m

⑵、立杆的承载力及地基承载力验算

①、立杆的稳定性计算:

a、不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：N =24.63kN ;

计算立杆的截面回转半径：i = 1.58 cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：k = 1.155 ；当验算杆件长细比时，取块1.0；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：μ = 1.5 ；

计算长度 ,由公式 lo = k×μ×h 确定：lo = 2.079 m；

长细比 Lo/i = 131.5 ；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到：φ= 0.393 ；

立杆净截面面积： A = 4.89 cm2；

立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：[f] =205 N/mm2；

σ =24630/（0.393×489）=128.16 N/mm2；

立杆稳定性计算σ =128.16 N/mm2小于立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！

b、考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：N = 24.289kN；

计算立杆的截面回转半径：i = 1.58 cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得： k = 1.155 ；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：μ = 1.5 ；

计算长度 ,由公式 lo = k×μ×h 确定：lo = 2.079 m；

长细比 Lo/i = 131.5 ；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到：φ= 0.393 ；

立杆净截面面积： A = 4.89 cm2；

立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：[f] =205 N/mm2；

σ =24289/(0.393×489)+18700/5080 =130.06 N/mm2；

立杆稳定性计算σ = 130.06 N/mm2小于立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！

②、立杆的地基承载力计算:

a、采用填筑土基础

立杆受力考虑轴心荷载作用

按斜坡地段以路基填料填筑台阶基础（30*60cm）计算

根据?公路桥涵地基与基础设计规范?，立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

Pmax ≤［fa］

地基承载力设计值:

fa = 268~400kPa（现场试验检测数据所得）；

立杆基础底面的平均压力：P = N/A =136.8kPa ；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N = 24.63 kN；

基础（30*60cm ）底面面积：A = 0.30×0.60=0.18 m2

=268kPa 。地基承载力满足要求！

P=136.8＜ f

g

b、采用C20砼基础时

立杆受力考虑轴心荷载作用

按既有高速公路路堤边坡台阶式C20砼基础（底面面积最小）计算

根据?公路桥涵地基与基础设计规范?，立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

Pmax ≤［fa］

地基承载力设计值:

fa = 20MPa；

立杆基础底面的平均压力：P = N/A =2463kPa ；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N = 24.63 kN；

由于受地形限制，按最不利状况设长为10cm 的方木（10*10）铺垫则

基础底面面积：A = 0.10×0.1=0.01 m2

=20000 kPa 。地基承载力满足要求！

P=2463 ＜ f

g

C、采用C15砼基础时

立杆受力考虑轴心荷载作用

按平坦地段C15砼基础（立杆布局60*60cm）计算

根据?公路桥涵地基与基础设计规范?，立杆基础底面的平均压力应满足下

式的要求

Pmax ≤［fa］

地基承载力设计值:

fa = 15000kPa；

立杆基础底面的平均压力：P = N/A =2390kPa ；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N = 24.63 kN；

由于受地形限制，按最不利状况设长为10cm 的方木（60*60）铺垫则

基础底面面积：A = 0.10×0.10=0.01 m2

=15000kPa 。地基承载力满足要求！

P=2463＜ f

g

⑶、横向方木受力及变形验算

横向方木承受底模传递的均布面荷

载，横向方木简化为跨径为0.6m的简支

梁，承受均布线荷载；

q＝51.865KN/m2×0.6＝31.12KN/m

方木截面惯性矩：I＝b×h3/12

＝0.1m×（0.1）3m3/12＝8.33×10-6m4

方木截面模量：W＝b×h2/6=0.1×0.12÷6=1.67×10-4 m3

弯曲强度（跨中应力）：σ

＝ql2÷(10W)＝31.12KN/m×0.62m2÷

1

（10*1.67×10-4）m3＝6.7MPa

方木木材按落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103MPa来<[σ]，满足要求。

计算σ

1

抗弯刚度（跨中挠度）：

f=ql4÷(150EI)=31.12KN/m×0.64÷(150×11×103MPa×8.33×10-6m4)=0.29mm

最大允许挠度[f]=L/400＝0.75mm，所以挠度满足要求。

⑷、底层方木的受力及变形验算

底层方木沿现浇箱梁中线方向排布，横向间距为0.6m，承受由上层横向方木传来的荷载，纵向方木简化为0.9m的简支梁。当横向方木作用于跨中时为最不利情况，以此进行受力及变形验算。

P 简化集中荷载P：

F＝31.12KN/M×0.6M＝18.672KN

跨中最大弯矩为：Mmax=0.267Fl=0.267×18.672×0.9

=4.49KN*m

方木截面惯性矩：I＝b×h3/12

＝0.1m×（0.15）3m3/12＝28.125×10-6m4

方木截面模量：W＝b×h2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4 m3

＝Mmax÷W＝4.49KN*m÷3.75×10-4m3＝12.0MPa

弯曲强度（跨中应力）：σ

1

方木木材按落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103MPa来

计算σ

<[σ]，满足要求。

1

抗弯刚度（跨中挠度）：f=ql4÷(150EI)=4.49KN*m×0.94÷(150×11×103MPa×28.125×10-6m4)=0.635mm

最大允许挠度[f]=L/400＝2.25mm，所以挠度满足要求。

2、跨隆纳高速通道验算：

隆纳高速公路通道设置：左幅搭设宽4.7+5.0m双通道，右幅搭设宽

5.0m单通道。先于左幅上双通道搭设好并变道至左幅双向单车道通行，

封闭右幅后再搭设右幅通道及支架。右幅支架完成后实行双幅单车道通

行，封闭左幅4.7m临时通道。

隆纳高速从A、B桥2、3跨中通过，隆纳顶面范围内的箱梁高度为

1.8m，因通道受力最大处为箱梁腹板以下的通道受力最大；通道立杆采用

直径为299mm、壁厚为7.5mm钢管每2米布置一根；钢管顶面设置工45a

工字钢横梁，横梁上设置工40a工字钢（长度7.50m）纵梁，工钢间距按

40cm设置即可；梁底横坡采用方木和木楔调节，设计图见附件；计算时

按箱梁腹板以下受力计算，如能满足要求，则通道安全。计算过程如下：

⑴、通道横梁计算：

通道纵梁按支架的纵向等距布置，即每列支架下布置一根I40a工字钢，腹板下最大荷载为：P=1.8m×2.6kg/m2×9.8N/kg+Q模+Q施+Q冲+Q

横+Q纵=52.865KN.m2

最大线荷载q=52.865 KN/m2×0.4m=21.15KN.m

跨中弯矩Mmax=ql2/8=21.15KN×5.72/8=85.9KN.m

＝Mmax÷W＝85.9KN.m÷（10.857×10-4m3）弯曲强度（跨中应力）σ

1

=79.1MPa

钢材允许应弯曲应力［σ］=145MPa，σ

<[σ]，弯曲强度满足要求。

1

抗弯刚度（跨中挠度）：f＝5ql4/（384EI）＝5×21.15KN.m×(5.7m)4÷(384×2.1×105Mpa×2.1714×10-4m4) ＝6.4mm

最大允许挠度[f]=L/400＝12.5mm，所以挠度满足要求。

剪应力验算

最大剪力Qmax=ql/2=21.15KN.m×5.7÷2=60.3KN

最大剪应力τmax=Qmax/A

=60.3KN÷(8.607×10-3m2)=7.0Mpa＜[τ]=80Mpa 剪应力小于容许值，满足要求。

⑵、钢管顶面设置工45a工字钢横梁（以双洞中立杆顶横梁计算）

I45a惯性矩I=3.2241×10-4m4，截面模量W=14.32933×10-4m3，弹性横量E=2.1×105MPa。

最大荷载P=21.15KN.m×（4.7+5+1.4）×5/2=586.9 KN

最大线荷载q=586.9 KN /2m=293.5

跨中弯矩Mmax=ql2/8=293.5KN×22/8=146.7KN.m

＝Mmax÷W＝146.7KN.m÷（14.33×10-4m3）弯曲强度（跨中应力）σ

1

=102.4MPa

<[σ]，弯曲强度满足要求。

钢材允许应弯曲应力［σ］=145MPa，σ

1

抗弯刚度（跨中挠度）：f＝5ql4/（384EI）＝5×293.5KN.m×24÷(384

×2.1×105Mpa×3.2241×10-4m4) ＝0.9mm

最大允许挠度[f]=L/400＝5mm，所以挠度满足要求。

剪应力验算

最大剪力Qmax=ql/2=293.5KN.m×2÷2=293.5KN

最大剪应力τmax=Qmax/A

=293.5KN÷(10.24×10-3m2)=28.7Mpa＜[τ]=80Mpa 剪应力小于容许值，满足要求。