非标梁施工方案计算书.pdf

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1、 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 I 目 录 1 计算依据.1 2 工程概况.1 3 设计参数.2 4 荷载取值及荷载组合.2 4.1 荷载类型.2 4.2 荷载组合.3 4.2.1 箱梁底板、翼板计算.3 4.2.2 箱梁侧模计算.3 4.3 荷载计算.3 4.3.1 标准截面荷载计算.3 4.3.2 加厚截面荷载计算.4 5 结构计算.5 5.1 I 区计算.5 5.2 II 区计算.6 5.3 III 区标准截面计算.6 5.3.1 15mm 竹胶板计算.6 5.3.2 10cm*10cm 方木小愣计算.6 5.3.3 10cm*15cm 方木分配梁计算.7 5.3.4 碗扣钢管支架

2、计算.8 5.4 区标准截面底板计算.9 5.5 III 区加厚截面底板计算.9 5.5.1 15mm 竹胶板计算.9 5.5.2 底板下 10cm*10cm 方木小愣计算.10 5.5.3 10cm*15cm 方木分配梁计算.10 5.5.4 碗扣钢管支架计算.12 5.6 区加厚截面底板计算.13 5.7 区顶板计算.13 5.7.1 15mm 竹胶板计算.13 5.7.2 顶板下 10cm*10cm 方木小愣计算.13 5.7.3 顶板下 10cm*15cm 方木分配梁计算.14 5.7.4 碗扣钢管支架计算.15 5.8 侧模计算.16 5.8.1 侧模面板 15mm 竹胶板计算.16

3、 5.8.2 侧模面板 10cm*10cm 方木小愣计算.17 5.8.3 210 槽钢背带计算.17 5.8.4 拉杆受力检算.19 5.9 地基承载力验算.19 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 1 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 1 计算依据 石济客专桥通-III-01；齐济（黄河后）特大桥（石济客专施桥-16-2）；钢结构设计规范（GB50017-2003）；建筑施工扣件式钢筋脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）；路桥施工计算手册人民交通出版社；建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范(JGJ166-2008)；建筑结构静力计算手册(第二版)；MIDAS/civil计算软件。

4、2 工程概况 齐济（黄河后）特大桥 692#693#墩采用预应力混凝土简支箱梁（非标梁），梁长为 26.77m，梁体结构详见附图 1：非标梁结构图。齐济(黄河后)特大桥 692#693#墩非标梁梁体为单箱单室等高度简支箱梁，梁全长 26.77m，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加厚。梁体跨度 25.67m，截面中心梁高2.686m，横桥向支座中心距为 4.4m。桥梁宽 12.2m，挡渣墙内侧净宽 9.0m。底板支架采用满堂支架，支架结构由基础换填+混凝土垫层+碗扣支架+方木+竹胶板组成，翼板支架结构由基础换填+混凝土条形基础+整体钢模板组成，内膜支架由碗扣支架+方木+竹胶板组成。底板支架基础采用

5、砖渣进行换填，换填高度 50cm，地基承载力不小于 100kpa；砖渣上部浇筑 10cm 厚混凝土垫层，垫层上部搭设碗扣架，碗扣立杆长度 90cm，上下部设置顶、底托调节高度；碗扣支架横桥向间距 60cm，标准截面纵桥向间距 90cm，梁端加厚截面纵桥向间距 60cm；碗扣支架顶部设置横向1015mm 方木，间距同碗扣支架间距；1015mm 方木底部顶部设置纵向 1010mm 方木，间距 40cm；1010mm 方木上部铺设 15mm 厚竹胶板。翼板支架基础采用砖渣进行换填，换填高度 50cm，地基承载力不小于 150kpa；砖渣上部浇筑宽高=50cm50cm 混凝土条形基础，条形基础上部安装

6、整体钢模。内膜支架采用钢管满堂架，钢管立杆横桥向间距 90cm,纵桥向间距 120cm，钢管立杆上下部设置顶、底托调节高度；钢管支架顶部设置纵向 1015mm 方木，间距 90cm；1015mm 方木底部顶部设置纵向 1010mm 方木，间距 40cm；侧模 1010mm 方木间距25cm。混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 2 支架结构图详见附图 3、4、5。3 设计参数 表 3.1-1 材料设计参数表 序号 材料名称 规格 单位重量(kg)截面积 S(cm2)惯性矩 I(cm4)截面系数 W(cm3)弹性模量 E(MPa)1 竹胶板=15mm 150 28.125 37.5 10103 2

7、 方木 1010cm 100 833.3 166.7 9103 3 方木 1015cm 150 2812.5 375 9103 4 碗扣钢管 483.5mm 4.893 12.187 10.155 4 荷载取值及荷载组合 4.1 荷载类型 模板自重 新浇筑混凝土自重（取 26kN/m3）施工人员、材料及机具等施工荷载（2.5kPa）倾倒混凝土产生的冲击荷载（2kPa）振捣混凝土产生的荷载（2kPa）新浇筑混凝土对侧面模板的压力标准值 混凝土侧压力按下列两公式计算，并取其中的较小者：F=0.22ct012V (5.1-1)F=cH （5.1-2）式中：F新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kPa)；

8、h为有效压头高度(m)；混凝土的浇筑速度(m/h)；t0新浇混凝土的初凝时间(h)，可按实测确定(试验室提供初凝时间为6小时)；c混凝土的容重(kN/m3)；1外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺缓凝作用的外加剂时取1.2；2混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85；5090mm时，取1.0；110150mm时，取1.15。混凝土侧压力标准值 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 3 由式（5.11）得F0.22266.01.21.158.163.5 KPa 由式（5.1-2）得F262.68669.8KPa 按取最小值，最大侧压力为63.5KPa，有效压头高度 h=

9、mFc44.2265.63 故有效压头为2.44m。4.2 荷载组合 4.2.1 箱梁底板、翼板计算（1）荷载组合 I（用于强度计算）：)(4.1)(2.1q（2）荷载组合 II（用于刚度计算）：)(2.1q 4.2.2 箱梁侧模计算（1）荷载组合 III（用于强度计算）)(2.1q（2）荷载组合（用于刚度计算）q2.1 4.3 荷载计算 4.3.1 标准截面荷载计算 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 4 图 4.3-1 箱梁标准截面自重计算分块图(单位:mm)取箱梁钢筋砼比重 26KN/m3，则各块自重为：I 区 g1=0.9526/2.591=8.53KPa II 区 g2=1.2026

10、/0.85=36.71KPa III 区 g2=0.6626/0.559=30.7KPa 区顶板 g3=1.3226/4.2=8.17KPa 区底板 g4=2.526/4.2=15.48KPa I、II、III 和区底板考虑模板荷载 2KN/m2 I 区恒载KPaq53.10253.811；I 区活载KPaq5.6225.221。II 区恒载KPaq71.38271.3612；II 区活载KPaq5.6225.222。III 区恒载KPaq7.3227.3013；III 区活载KPaq5.6225.223 区顶板恒载KPaq17.814；区顶板活载KPaq5.6225.224。区底板恒载KPa

11、qd48.17248.1514；区底板活载KPaqd5.6225.224 4.3.2 加厚截面荷载计算 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 5 图 4.3-2 箱梁加厚截面自重计算分块图(单位:mm)取箱梁钢筋砼比重 26KN/m3，则各块自重为：I 区 g1=0.9526/2.591=8.53KPa II 区 g2=1.2026/0.85=36.71KPa III 区 g2=1.4726/0.559=68.37KPa 区顶板 g3=2.3726/4.2=14.67KPa 区底板 g4=2.9426/4.2=32.87KPa I、II、III 和区底板考虑模板荷载 2KN/m2 I 区恒载KP

12、aq53.10253.811；I 区活载KPaq5.6225.221。II 区恒载KPaq71.38271.3612；II 区活载KPaq5.6225.222。III 区恒载KPaq37.70237.6813；III 区活载KPaq5.6225.223 区顶板恒载KPaq67.1414；区顶板活载KPaq5.6225.224。区 底 板恒载KPaqd87.34287.3214；区底板 活载KPaqd5.6225.224 5 结构计算 I、II、区顶板标准截面和加厚截面支架结构形式相同，以荷载较大值进行计算，III、区底板标准截面和加厚截面支架结构形式不同，分别进行计算。5.1 I 区计算 梁体

13、模型支架传递荷载KNF2.665.1591.25.65.1591.253.10 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 6 混凝土刚性基础按 45 度压力扩散角进行计算,基础自重KNG5.6265.05.01 需要的地基承载力KpaGFP4.145)5.01/()5.62.66()11/()(5.2 II 区计算 梁体模型支架传递荷载KNF6.575.185.05.65.185.071.38 混凝土刚性基础按 45 度压力扩散角进行计算,基础自重KNG5.6265.05.01 需要的地基承载力KpaGFP2.128)5.01/()5.66.57()11/()(5.3 III 区标准截面计算 5.3

14、.1 15mm 竹胶板计算(1)计算模型 qLLL 图 5.4.1-1 模型面板计算模型 取 1m 板宽进行受力分析。强度计算：Kpaq34.485.64.17.322.1，L=0.4m 刚度计算：Kpaq24.397.322.1，L=0.4m(2)计算结果 强度 MPaMPaWqLWMww506.201012max 合格 刚度 mmfmmEIqLf14004006.01284 合格 5.3.2 10cm*10cm 方木小愣计算 底模面板下面 10cm*10cm 方木计算时按三跨连续梁考虑。（1）计算模型 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 7 qLLL 图 5.4.2-1 10cm*10cm

15、 方木小楞计算模型 强度计算：q=48.340.419.34kN/m，L=0.9m；刚度计算：q=39.240.415.7N/m，L=0.9m。（2）计算结果 强度 MPaMPaWqLWMww124.91012max 合格 刚度 mmfmmEIqLf25.24009001.11284 合格 5.3.3 10cm*15cm 方木分配梁计算 10cm*15cm 方木分配梁计算时按三跨连续梁考虑。由于小楞方木的布置具有一定的随机性，因此检算应力时应按产生最大应力布载模式进行计算。（1）计算模型 PPPP0.6m0.3m0.3m0.1m0.4m0.1m 0.3m0.3m0.6m0.6m 图 5.4.3

16、-1 底板下 10cm*15cm 方木分配梁计算模型 10cm*10cm 方木小楞传递给 10cm*15cm 方木分配梁的集中力为 强度计算：P=19.340.917.41kN；刚度计算：P=15.70.914.13kN。（2）计算结果 强度 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 8 由以上组合应力图可知：最大组合应力 MPaMPa128.4 满足要求 刚度 由以上位移图可知：mmfmmf67.018.0 满足要求。5.3.4 碗扣钢管支架计算 支架采用碗扣式钢管满堂支架，横桥向间距0.6m，顺桥向 0.9m，横杆步距 0.6；(1)计算简图 每根立柱所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，如

17、下图所示：混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 9 (2)碗扣钢管支架计算 支架立杆采用=48mm(=3.5mm)的碗扣式钢管，直接承受由顶托传递下来的竖向荷载，计算时荷载数值取方木大楞最大支反力，计算以立杆稳定性计算为主。立杆截面面积489.3mm2,惯性矩 I=1.219105mm2,回转半径 i=15.8mm 步距为 0.6m 时，长细比 1500.408.15600il 查建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）附录 E，可知轴心压杆稳定系数=0.886（步距为 0.6m）。（3）碗扣钢管支架受力计算 N48.340.60.926.1KN MPaf2.600.88648

18、9.3101.26AN3205MPaf，满足要求。5.4 区标准截面底板计算 区标准截面底板荷载小于 III 区标准截面底板荷载，支架结构形式相同，满足要求，不再进行计算。5.5 III 区加厚截面底板计算 5.5.1 15mm 竹胶板计算 (1)计算模型 qLLL 图 5.4.1-1 模型面板计算模型 取 1m 板宽进行受力分析。强度计算：Kpaq55.935.64.137.702.1，L=0.3m 刚度计算：Kpaq45.8437.702.1，L=0.3m 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 1 0 (2)计算结果 强度 MPaMPaWqLWMww505.221012max 合格 刚度 m

19、mfmmEIqLf14004004.01284 合格 5.5.2 底板下 10cm*10cm 方木小愣计算 底模面板下面 10cm*10cm 方木计算时按三跨连续梁考虑。（1）计算模型 qLLL 图 5.4.2-1 10cm*10cm 方木小楞计算模型 强度计算：q=93.550.328.07kN/m，L=0.6m；刚度计算：q=84.450.325.34N/m，L=0.6m。（2）计算结果 强度 MPaMPaWqLWMww125.61012max 合格 刚度 mmfmmEIqLf5.14006004.01284 合格 5.5.3 10cm*15cm 方木分配梁计算 10cm*15cm 方木分

20、配梁计算时按三跨连续梁考虑。由于小楞方木的布置具有一定的随机性，因此检算应力时应按产生最大应力布载模式进行计算。（1）计算模型 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 1 1 图 5.4.3-1 底板下 10cm*15cm 方木分配梁计算模型 10cm*10cm 方木小楞传递给 10cm*15cm 方木分配梁的集中力为 强度计算：P=28.070.616.84kN；刚度计算：P=25.340.615.21kN。（2）计算结果 强度 由以上组合应力图可知：最大组合应力 MPaMPa129.5 满足要求 刚度 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 1 2 由以上位移图可知：mmfmmf5.12.0 满足

21、要求。5.5.4 碗扣钢管支架计算 支架采用碗扣式钢管满堂支架，横桥向间距0.6m，顺桥向 0.6m，横杆步距 0.6；(1)计算简图 每根立柱所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，如下图所示：(2)碗扣钢管支架计算 支架立杆采用=48mm(=3.5mm)的碗扣式钢管，直接承受由顶托传递下来的竖向荷载，计算时荷载数值取方木大楞最大支反力，计算以立杆稳定性计算为主。立杆截面面积489.3mm2,惯性矩 I=1.219105mm2,回转半径 i=15.8mm 步距为 0.6m 时，长细比 1500.408.15600il 查建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）附录 E，可

22、知轴心压杆 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 1 3 稳定系数=0.886（步距为 0.6m）。（3）碗扣钢管支架受力计算 N93.550.60.633.68KN MPaf7.770.886489.31068.33AN3205MPaf，满足要求。5.6 区加厚截面底板计算 区加厚截面底板荷载小于 III 区加厚截面底板荷载，支架结构形式相同，满足要求，不再进行计算。5.7 区顶板计算 区标准截面顶板和区加厚截面顶板支架结构形式相同，以加厚截面荷载进行计算。5.7.1 15mm 竹胶板计算 (1)计算模型 qLLL 图 5.3.1-1 模型面板计算模型 取 1m 板宽进行受力分析。强度计算：m

23、KNq/71.265.64.167.142.1，L=0.4m 刚度计算：mKNq/61.1767.142.1，L=0.4m(2)计算结果 强度 MPaMPaWqLWMww504.111012max 合格 刚度 mmfmmEIqLf0.140040025.01284 合格 5.7.2 顶板下 10cm*10cm 方木小愣计算 底模面板下面 10cm*10cm 方木计算时按三跨连续梁考虑。(1)计算模型 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 1 4 qLLL 图 5.3.2-1 10cm*10cm 方木小楞计算模型 强度计算：q=26.710.410.68kN/m，L=0.9m；刚度计算：q=17.

24、610.47.05N/m，L=0.9m。(2)计算结果 强度 MPaMPaWqLWMww122.51012max 合格 刚度 mmfmmEIqLf25.240090048.01284 合格 5.7.3 顶板下 10cm*15cm 方木分配梁计算 10cm*15cm 方木分配梁计算时按三跨连续梁考虑。由于小楞方木的布置具有一定的随机性，因此检算应力时应按产生最大应力布载模式进行计算。(1)计算模型 PPPPPPPPP 图 5.3.3-1 底板下 10cm*15cm 方木分配梁计算模型 10cm*10cm 方木小楞传递给 10cm*15cm 方木分配梁的集中力为 强度计算：P=10.910.99.

25、82kN；刚度计算：P=7.270.96.54kN。(2)计算结果 强度 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 1 5 由以上组合应力图可知：最大组合应力 MPaMPa129.9 满足要求 刚度 由以上位移图可知：mmfmmf30.1 满足要求。5.7.4 碗扣钢管支架计算 支架采用碗扣式钢管满堂支架，横桥向间距0.9m，顺桥向 1.2m，横杆步距 0.6；(1)计算简图 每根立柱所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，如下图所示：混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 1 6 (2)碗扣钢管支架计算 支架立杆采用=48mm(=3.5mm)的碗扣式钢管，直接承受由顶托传递下来的竖向荷载，计算时荷载

26、数值取方木大楞最大支反力，计算以立杆稳定性计算为主。立杆截面面积489.3mm2,惯性矩 I=1.219105mm2,回转半径 i=15.8mm 步距为 0.6m 时，长细比 1500.408.15600il 查建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）附录 E，可知轴心压杆稳定系数=0.886（步距为 0.6m）。（3）碗扣钢管支架受力计算 N26.710.91.228.85KN MPaf5.660.886489.31085.28AN3205MPaf，满足要求。5.8 侧模计算 5.8.1 侧模面板 15mm 竹胶板计算 （1）计算模型 qLLL 图 5.5.1-1 侧模面板

27、计算模型 强度计算：q=（63.5+2）=65.5kN/m，L=0.25m 刚度计算：q=63.5kN/m，L=0.25m （2）计算结果 强度 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 1 7 MPaMPaWqLWMww5092.101012max 合格 刚度 mmfmmEIqLf625.040025014.01284 合格 5.8.2 侧模面板 10cm*10cm 方木小愣计算 侧模面板外侧 10cm*10cm 方木计算时按三跨连续梁考虑。（1）计算模型 qLLL 图 5.5.2-1 侧模 10cm*10cm 方木小楞计算模型 强度计算：q=65.5*0.25=16.38kN/m，L=1.1m

28、刚度计算：q=63.5*0.25=15.88kN/m，L=1.1m （2）计算结果 强度 MPaMPaWqLWMww1287.111012max 合格 刚度 mmfmmEIqLf75.240010004.21284 合格 5.8.3 210 槽钢背带计算 侧模 210 槽钢背带计算时按三跨连续梁考虑。由于小楞方木的布置具有一定的随机性，因此检算应力时应按产生最大应力布载模式进行计算。（1）计算模型 PPPPPPPPPPPP图 5.5.3-1 210 槽钢背带计算模型 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 1 8 10cm*10cm 方木小楞传递给 210 槽钢背带的集中力为 强度计算：P=16.

29、381.118.0kN 刚度计算：P=15.881.117.5kN （2）计算结果 强度 组合应力图如下：由以上组合应力图可知：MPaMPaw2154.93 满足要求 刚度 位移图如下 混凝土简支箱梁（非标梁）支架计算书 1 9 由以上位移图可知：mmfmmf8.27.0 满足要求。5.8.4 拉杆受力检算 根据双拼 210a 槽字钢背带的支反力图可知，拉杆受最大的拉力为 79.3KN，设计采用25 冷轧螺旋拉杆（有效内径 21.93mm，设计强度 215MPa）。F79.3KNA215377.7/1000=81.2KN 满足要求。5.9 地基承载力验算 翼板区需要最大地基承载力 145.4Kpa，采用 50cm 厚砖渣换填+50cm 厚 C20 混凝土条形基础，条形基础宽度 50cm，底部布置 4 根 16 钢筋。底板区需要最大地基承载力 68.37Kpa，采用 50cm 厚砖渣换填+10cm 厚 C20 混凝土垫层。换填后的地基承载力按 150KPa 考虑(地基处理后安排试验室做承载力试验，以试验数据为准)。