盖梁门式支架施工计算书

一、盖梁支架施工工程概况

1、工程简介

本工程跨线桥盖梁共8个，分A1型和A2型两种，A1型盖梁与路线垂直长度11.75m，跨度8.5m，断面尺寸1.8×1.7m，悬臂最长1.025m；A2盖梁与路线垂直长度13.025m，跨度11.05m，断面尺寸1.8×1.8m，悬臂最长2.025m。盖梁立柱直径均为1.2m。本次验算1.8×1.8m盖梁支架系统设计。盖梁示意图如下：

2、支架系统设计

盖梁支架采用MF1219门式钢管支架，立杆υ42×2.5㎜，支架纵桥向间距均为60㎝，横桥向最大间距60cm。门式支架布置两层，门架间以斜支撑、水平杆和剪刀撑连接构成整体框架。

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盖梁底模、侧模均采用18mm优质胶合板，在侧模外侧采用间距0.8m的2[12.6槽钢作竖带，竖带高2m，在竖带上下各设一条υ20㎜的螺杆作拉杆，在竖带外设υ48×3.5的钢管斜撑，支撑在横梁上。在底模下部采用10×10cm方木作横梁及纵梁。

盖梁支架设计如下图所示：

×盖梁门式钢管支架立面图注：1、图示中标注尺寸除注明外，均以mm计； 2、钢管水平杆和剪刀撑图中未示，须按照规范要求布置； 3、施工平台铺不小于5cm厚木板，外侧用钢管布设安全防护网； 4、支架位于路面上，地基不做处理，其余地基处理完后，承载力大于210KPa，面层铺筑20cm厚C20混凝土； 5、本支架采用两层MF1219门式钢管支架。盖梁门式钢管支架断面图﹥﹥

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二、盖梁支架及模板施工受力验算

1、荷载计算

①钢筋砼自重荷载q1

钢筋砼重力密度取26KN/m，盖梁梁高为1.8m，不考虑梁端部梁高减小，自重荷载为q1=26×1.8=46.8KN/㎡。

②模板、楞木等荷载q2

胶合板荷载，胶合板容重17KN/m：q1’=1.8×1×0.018×3×17/（1.8×1）=0.92KN/㎡。

模板两侧背楞方木荷载，容重8 KN/m：q2’=0.1×0.1×1×10×8/（1.8×1）=0.45KN/㎡。

模板两侧背楞槽钢荷载，l=200㎝，间距80㎝，单位重0.124KN/m：q3’=2×0.124/（1.8×0.8）=0.17KN/㎡。

底横梁方木荷载，间距30㎝，容重8 KN/m3：q4’=0.1×0.1×1×8/（1.8×0.3）=0.15KN/㎡。

υ20㎜拉杆荷载，l=240㎝：q5’=2.4×15.8×2/1000/（1.8×0.8）=0.053KN/㎡。 以上共计荷载：q2=1.75 KN/㎡ ③底纵梁方木荷载q3

底纵梁方木荷载，容重8 KN/m3：q4’=0.1×0.1×1×4/（1.8×1）=0.03KN/m。 ④门架自重荷载q4 MF1219门架：0.28KN/m

⑤、振捣砼荷载：对水平模板f1=2KN/㎡，对垂直模板f1’=4KN/㎡。

倾倒砼荷载：f2=2KN/㎡。

施工人员及机具荷载：f3=2.5 KN/㎡。

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以上共计荷载:q5=6.5KN/㎡，q5’=8.5KN/㎡。

2、荷载组合

①、模板侧压力计算

Q1=q1×1.2+ （f1’+ f2）×1.4=46.8×1.2+（4+2）×1.4=64.56KN/㎡。 ②、验算底模、横梁

Q2=（q1+q2)×1.2 +q5×1.4=（46.8+1.75）×1.2+6.5×1.4=67.36KN/㎡。 ③、验算纵梁

Q3=（q1+q2+q3)×1.2 +q5×1.4=（46.8+1.75+0.03）×1.2+6.5×1.4=67.4KN/㎡。

3、底模板验算

底模钉在横向方木上，横向方木@30cm，截取1m板宽计算，跨径30cm三等跨连续板计算，计算简图如下

q=67.36kN/ml=30cml=30cml=30cm

① 1×0.018m胶合板截面特点

I=bh3/12=100×1.83/12=48.6cm4=4.86×10-7 m4 W= bh2/6=100×1.82/6=54cm3=5.4×10-5 m3 Sx= bh2/8=40.5cm3=4.05×10-5 m3 [σw]=12MPa

[τ]=1.9 MPa E=9×10 3MPa ② 截面验算

a. 弯曲强度验算

Mmax=0.1ql2=0.1×67.36×0.32=0.606kN·m

σw= Mmax /W=0.606/(5.4×10)=11.2×10N/m=11.2MPa<[σw]=12 MPa ，可。

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b. 剪切强度验算

Qmax=0.6ql=0.6×67.36×0.3=12.12kN τmax= QmaxSx/(Ib)

=12.12×10×4.05×10/(4.86×10×1.0) =1.01×106N/m2=1.01MPa<[τ]=1.9MPa ，可。 c. 挠度验算

fmax=0.677ql4/(100EI)

=0.677×67.36×103×0.34/(100×9×103×106×4.86×10-7)

=0.00084m﹥[f]=l/400=0.3/400=0.00075m，考虑到结构计算的安全储备，故挠度

基本满足要求。

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4、横梁方木验算

横向方木采用10×10cm，方木长度2m，@0.3m，盖梁下方木最大跨径0.6m。按三不等跨连续梁计算。

分布荷载：q=67.36×0.3m=20.21kN/m， 计算简图如下

① 10×10cm松木方截面特性 I=0.14/12=8.33×10-6 m4 W= 0.13/6=1.67×10-4 m3 Sx= 0.1×0.1/8=1.25×10m [σw]=12MPa

[τ]=1.9 MPa E=9×103 MPa ② 截面强度验算

a. 弯曲强度验算

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Mmax=0.64kN·m（结构力学求解器计算） σw= Mmax /W=0.64×103/(1.67×10-4)

=3.83MPa<[σw]=12 MPa (满足要求)

b. 剪切强度验算

Qmax=7.04kN τ

max

= QmaxSx/(Ib)

=7.04×103×1.25×10-4/(8.33×10-6×0.1) =1.06MPa<[τ]=1.9MPa (满足要求) c. 挠度验算

fmax=0.00028m<[f]=l/400=0.0015m (满足要求)

5、纵梁方木验算

纵向方木采用10×10cm，跨径0.6m，可按均布荷载三等跨连续梁来计算。 分布荷载按最大跨径0.6m：q=67.4×0.6=40.44 kN/m 计算简图如下：

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① 10×10cm松木方截面特性 I=0.14/12=8.33×10-6 m4 W= 0.1/6=1.67×10m Sx= 0.1×0.12/8=1.25×10-4 m3 [σw]=12MPa

[τ]=1.9 MPa E=9×103 MPa ② 截面验算

a. 弯曲强度验算

Mmax=0.1ql2=0.1×40.44×0.62=1.46kN·m

σw= Mmax /W=1.46×103/(1.67×10-4)=8.74×106N/m2=8.74MPa<[σw]=12 MPa ，可。 b. 剪切强度验算

Qmax=0.6ql=0.6×40.44×0.6=14.56kN τmax= QmaxSx/(Ib)

=14.56×10×1.25×10/(8.33×10×0.1) =0.22×106N/m2=0.22MPa<[τ]=1.9MPa ，可。 c. 挠度验算

fmax=0.677ql4/(100EI)

=0.677×40.44×103×0.64/(100×9×103×106×8.33×10-6) =0.00047m﹤[f]=l/400=0.6/400=0.0015m，可。

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6、门式支架稳定性验算

门式支架的单肢按最大纵向间距＠60cm、横向间距＠60cm，故一个立杆所承担的荷载面积为0.6×0.6＝0.36m。MF1219门架自重荷载为：0.28KN/m

一榀门架单肢立杆承担的荷载： N=Q3×0.36+1.2×0.28×1.93=24.9KN σ＝N/A ＝24.9×103/310=80.3Mpa＜[σ]＝205MPa。

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I0I1（D64（D644-d）-d）444（42644-39.5）3.3210mm444444

44（26.8644-24.3）0.8210mm3.9710mm44

I3.32100.821015361930

i3970031011.3mm

 为门架立杆的稳定系数，按k0h0/i1.181930/11.3202，查表得 =0.177，Nd= · A1·f=0.177×310×205/103=11.2KN﹤24.9KN，不能满足要求。在中间加一道钢管连接，则有h0=965㎜，k0h0/i1.18965/11.3100，查表得 =0.588，Nd= ·A1·f=0.588×310×205/103=37.4KN﹥24.9KN，满足要求。

7、侧模板验算

①、混凝土对模板的侧压力计算：

采用内部振捣器时，新浇混凝土作用干模板的最大侧压力可按下列二式计算，并取二式中的较小值：

式一：F=0.22 V ct0β1β2V½ 式二：F= V c·H，

式中：F—新浇混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2） V c—混凝土的重力密度（KN/m2）

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t0—新浇混凝土的初凝时间（h），可按实测确定，当缺乏实验资料时，可采用t＝200/(T+15)计算；

式中：T—混凝土的温度（°） V—混凝土的浇灌速度（m/h）

H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度

β1—外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2。

β2—混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时取0.85，50—90mm时取1.0，110—150mm时取1.15。

有效压头高度h（m）按下式计算： h=F/ V c

式中：h—有效压头高度（m） H—混凝土浇灌高度（m）

盖梁高1.8m，计算混凝土对模板的侧压力F=0.22 V ct0β1β2V½ 式中：β1＝1.2，β2＝1.15，V＝1m/h，Vc=26KN/m3, t0=200/(T+15)= 200/(25+15)=5h；

代入上式得：F＝0.22×26×5×1.2×1.15×√1＝39.47 KN/m2； 而F′＝V c·H＝26×1.8＝46.8KN/m2； 按取最小值，故最大侧压力为39.47 KN/m2， 有效压头高度为h=39.47/26=1.52m。 ②、模板及其支架设计计算的荷载组合为：

F组＝F×1.2+（f1’+f2）×1.4＝39.47×1.2+（4+2）×1.4=55.76KN/m2； ③、对拉螺栓的设置计算

背楞为竖向2根［12.6槽钢，拉杆竖向间距1.85m，横向间距0.8m。 背楞最大线荷载：q=39.47×0.8=44.61KN/m，受力荷载图如下：

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底下拉杆受力最大：Rmax=30.25KN

故选取M20对拉螺杆（容许拉力为38.2KN）可满足强度要求。 ④模板面板的计算

面板支承在方木小楞上，小楞间距30cm，面板计算简图如下图： A、抗弯强度验算

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弯矩图如下:

面板的最大弯距：Mmax=0.4KN.m； 按以下公式进行面板抗弯强度验算：

其中， σ --面板承受的应力(N/mm2)； M --面板计算最大弯距(N.mm)； W --面板的截面抵抗矩 :

b:面板截面宽度，h:面板截面厚度； W= 0.8×0.0182/6=4.32×10-5m3；

f --面板截面的抗弯强度设计值(N/mm)； f=13MPa；

面板截面的最大应力计算值：σ = M/W = 0.4×103/ 4.32×10-5 = 9.26MPa﹤[f]=13 MPa ，满足要求。 B、抗剪强度验算 剪力图如下：

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面板的最大剪力：∨max = 8.03KN； 截面抗剪强度必须满足:

其中， τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm)； ∨--面板计算最大剪力； b--构件的截面宽度； hn--面板厚度；

fv--面板抗剪强度设计值：fv = 1.5 N/mm2；

面板截面的最大受剪应力计算值: τ=3×8.03×103/(2×0.8×0.018)=0.84N/mm2﹤[T]=1.5N/mm，满足要求。 C、挠度验算

fmax=0.677ql4/(100EI)

其中，q--作用在模板上的侧压力线荷载: q = 44.61KN/m l--计算跨度(内楞间距): l =300mm； E--面板的弹性模量: E = 6500N/mm2；

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I--面板的截面惯性矩: I = 80×1.83/12=38.88cm4； 面板的最大挠度计算值:

ω= 0.677×44.61×103×0.34/(100×6500×106×38.88×10-8) = 0.96mm﹥

[ω]=l/400=300/400=0.75mm，由于荷载按最大取值，安全储备大，因此挠度基本满足要求。

8、侧模次背楞验算（方木）

次背楞支承在槽钢主背楞上，间距为0.3m，槽钢间距0.8m。次背楞分布荷载：q=55.76×0.3=16.73KN/m 计算简图如下图所示：

①、抗弯强度验算 弯矩图如下:

次背楞最大弯距：Mmax=1.07KN.m； 按以下公式进行抗弯强度验算：

其中， σ --背楞承受的应力(N/mm2)； M --计背楞算最大弯距(N.mm)； W --背楞的截面抵抗矩 :

b: 背楞截面宽度，h: 背楞截面厚度；

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W= 0.1×0.12/6=1.67×10-4m3；

f –方木截面的抗弯强度设计值(N/mm2)； f=13MPa；

构件截面的最大应力计算值：σ = M/W = 1.07×103/ 1.67×10-4 = 6.41 MPa﹤[f]=13 MPa ，满足要求。 ②.抗剪强度验算 剪力图如下：

构件的最大剪力：∨max = 8.03KN； 截面抗剪强度必须满足:

其中， τ—构件截面的最大受剪应力(N/mm2)； ∨--构件计算最大剪力； b--构件的截面宽度； hn—构件厚度；

fv—构件抗剪强度设计值：fv = 1.5 N/mm2；

构件截面的最大受剪应力计算值: τ=3×8.03×103/(2×0.1×0.1)=1.2N/mm2﹤[T]=1.5N/mm2，满足要求。 ③.挠度验算

c. 挠度验算

fmax=0.677ql4/(100EI)

其中，q--作用在模板上的侧压力线荷载: q = 16.73KN/m l--计算跨度(内楞间距): l =800mm； E—构件的弹性模量: E = 6500N/mm2；

I—构件的截面惯性矩: I = 10×103/12=833.3cm4；

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构件的最大挠度计算值:

ω= 0.677×16.73×103×0.84/(100×6500×106×833.3×10-8) = 0.86mm﹤[ω]=l/400=800/400=2mm，满足要求。

9、侧模主背楞验算（槽钢）

主背楞槽钢为2［12.6，间距为0.8m，上下拉杆间距1.85m。 主背楞分布荷载：q=55.76×0.8=44.61KN/m 计算简图如下图所示：

①、抗弯强度验算 弯矩图如下:

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主背楞最大弯距：Mmax=9.51KN.m； 按以下公式进行抗弯强度验算：

其中， σ --背楞承受的应力(N/mm2)； M --背楞计算最大弯距(N.mm)； W --背楞的截面抵抗矩 （两根槽钢）: W=62.1×2=124.2㎝

f –方木截面的抗弯强度设计值(N/mm2)； f=205MPa；

构件截面的最大应力计算值：σ = M/W =9.51×103/ 124.2×10-6 = 76.57 MPa﹤[f]=205 MPa ，满足要求。 ②.抗剪强度验算 剪力图如下：

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构件的最大剪力：∨max = 27.13KN； 截面抗剪强度必须满足: τ=VSx/Iδ

其中， τ—构件截面的最大剪应力； ∨--构件计算最大剪力；

Sx--构件的截面静矩，为36.4㎝3； I—构件的截面惯性矩，为391㎝4； δ—构件腹板厚度，为5.5㎜；

槽钢截面的最大剪应力计算值: τ=27.13×103×0.5×36.4×10-6/(391×10-8×5.5×10-3)=23N/mm2﹤[τ]=85N/mm2，满足要求。 ③.挠度验算

c. 挠度验算

fmax=0.677ql4/(100EI)

其中，q--作用在构件的线性荷载: q = 44.61KN/m l--计算跨度: l =1.85m；

E—构件的弹性模量: E = 2.1×105N/mm2；

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I—构件的截面惯性矩: I = 391cm4； 构件的最大挠度计算值:

ω= 0.677×44.61×103×1.854/(2×100×2.1×105×106×391×10-8) = 2.2mm﹤[ω]=l/400=1850/400=4.6mm，满足要求。

三、地基验算

搭设支架前，必须对地基进行处理，清除表面的淤土、松土，平整压实，用18t压路机静压4~6遍，压实后测定承载力。根据支架验算结果，可调底座的集中力为24.9kN，施工采用20×5cm垫木来扩散集中力，传递面积为0.12m(0.6×0.2m)，则要求地基承载力为：

24.9/0.12=208kPa

当地基承载力R≥210kPa即可符合承载力的要求，可用静力触探仪测定。

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