支架计算书(8.5)

一、浇筑砼满堂脚手架计算(支架布置如图1a、1b示) （1）脚手架基本参数 ①脚手架参数

搭设最高高度：15.0m，底板箱室处立杆纵距0.6m，横距0.6m，大小横杆布距0.6m；底板腹板处立杆纵距0.6m，横距0.3m，大小横杆布距0.6m 有侧移满堂脚手架。翼缘板处立杆纵距0.6m，横距0.9m，大小横杆布距1.2m。

钢管类型：轮扣式脚手管υ48*3.5mm；

水平横杆长la:0.3m，0.6m,0.9m三种长度,水平纵杆长lb=0.6m，步距h=0.6m； 横杆与立杆连接方式为单扣件，抗滑承载力系数取0.8。 ②风荷载参数

根据《扣件式钢管脚手架计算手册》（中国建筑工业出版社 王玉龙编著）P3页 Wk＝0.7μz μs W0 (1.1-2)

按照开放式脚手架计算，风荷载高度变化系数μz取1.0，风荷载体型系数μS为1.0, W0取0.32kN/m2

脚手架计算中考虑风荷载: Wk=0.7×1×1×0.32=0.224 kN/m2 ③静荷载参数(浇筑3.6m厚砼计算)

钢筋砼荷载标准值：26 kN/m3×0.6×0.3×3.6=16.85 kN； 施工均布活荷载标准值：2 kN/m2×0.6×0.6=0.72 kN； 每米立杆承受的结构自重标准值：0.123 kN/m

脚手管每米自重：0.038 kN/m 安全网荷载：0.01 kN/m2 I12.6工字钢自重：0.142KN/m 10×10cm木枋：5 KN/m3 （2）脚手架计算

①水平杆不直接承受外荷载 对照表2.2-6，横向水平杆使用安全； 对照表2.2-9，纵向水平杆使用安全； ②扣件抗滑力的计算

按《扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.7，直角、旋转单扣件承载力取值

中国葛洲坝集团股份有限公司武汉至孝感城际铁路2标项目经理部 新建武汉至孝感城际铁路工程HXSG-2标 跨府河南北堤32+48+32m连续梁支架设计计算书 8.0kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的纵向或横向水平杆与立杆间采用插销式连接，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5)：

R ≤ Rc 其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取8.0 kN；

R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 水平横杆的自重标准值: P1 = 0.038×0.6×15/0.6=0.57kN； 水平纵杆的自重标准值: P2 = 0.038×0.6=0.0228kN； 活荷载标准值: Q = 10.08×0.6×0.6 =3.63kN；

荷载的设计值: R=1.2×(0.57+0.0228)+1.4×3.63=5.79kN； R < 6.40 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! ③脚手架立杆荷载计算

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容：

每米立杆承受的结构自重标准值(kN)，按整体稳定验算gk= 0.128KN/m； 搭设有效高度：Hs=15m,

NG1 = gk×Hs = 0.128×15=1.92KN；

扣件、工字钢、木枋的自重标准值(kN/m2)； NG2=0.0438+0.085+0.06= 0.189 kN；

吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.01 NG3 = 0.010×0.6×15 =0.09kN； a.经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3 = 2.199kN； b.钢筋砼和施工荷载

NQ= 16.85+0.72=17.57 kN； c.风荷载标准值 Wk=0.224 kN/m2

d.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.2×2.199+ 1.4×17.57=27.23 kN； e.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 = 1.2×2.199+ 0.85×1.4×17.57= 23.55kN； 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 Mw 为：

中国葛洲坝集团股份有限公司武汉至孝感城际铁路2标项目经理部 新建武汉至孝感城际铁路工程HXSG-2标 跨府河南北堤32+48+32m连续梁支架设计计算书 Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.85×1.4×0.224×0.6×0.62/10 =5.758×10-3 kN.M；

④立杆的稳定性计算（根据《扣件式钢管脚手架计算手册》（中国建筑工业出版社 王玉龙编著）

a.不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值 ：N =27.23 kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm； 计算长度附加系数查表3.4-1得 ：k = 1.05； 计算长度系数参照表2.4-1得 ：μ = 1.45 ；

计算长度 ,由公式 l0 = μh 确定 ：l0 =1.45×0.6=0.87 m； 长细比 L0/i = 0.87/0.0158=55；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 l0/i 的计算结果查表得到：φ= 0.835； 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] =125.0 N/mm2； σ = 27230/(0.835×489.000)=67 N/mm2；

立杆稳定性计算 σ =67 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 125.0 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 =23.55 kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 Mw =5.758×10-3 kN.m 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm； 计算长度附加系数查表3.4-1得 ： k = 1.05； 计算长度系数查表2.4-1得 ：μ =1.45； 计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 =0.6 m； 长细比: L0/i =0.6/0.0158=55；

中国葛洲坝集团股份有限公司武汉至孝感城际铁路2标项目经理部 新建武汉至孝感城际铁路工程HXSG-2标 跨府河南北堤32+48+32m连续梁支架设计计算书 φ,由长细比 l0/i 的结果查表得到 ：φ= 0.835

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] =125.0 N/mm2； σ = 23550/(0.835×489.0)+5758/5080.0 =59N/mm2；

立杆稳定性计算 σ =59N/mm2 小于立杆的抗压强度设计值 [f] = 125.0 N/mm2，满足要求！

浇筑3.6m厚砼时，轮口式脚手管布置间距为60*30cm，能满足受力要求，支架安全稳定。

5 地基承载力计算 ○

单根立杆最大承载力轴向压力设计值 ：N =27.23 kN；A=0.3*0.6=0.18m2 地基承载力Pk=27.23/0.18=151KPa。地基浇筑C25混凝土硬化满足要求。

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图1a （32+48+32）m预应力箱梁支架设计图

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新建武汉至孝感城际铁路工程HXSG-2标 跨府河南北堤32+48+32m连续梁支架设计计算书 1b （32+48+32）m预应力箱梁支架设计图

二、支架过堤段施工设计计算（如图3示）

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图3 堤顶通道支架施工图

（一）挡土墙稳定性验算

挡土墙的断面设计及技术参数如下图示：

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将主动土压力分解成竖直分力Eaz和水平分力Eax: Eaz=Easin(15.5+0)=91*sin15.50=24.3KN; Eax=Eacos(15.5+0)=91*con15.50=87.7KN G1=0.5*1.8*22=19.8KN G2=0.5*0.5*1.8*22=9.9KN

稳定力矩：Mw= Eaz (1-0.85tan15.5) +G1*0.5+G2*(0.5+0.5/3)+150*0.5*1 =18.6+9.9+6.6+75 =110.1KN.M

倾覆力矩：Mq= Eax*0.85=74.6KN.m。

抗倾安全系数kf=110.1/74.6=1.47。考虑挡土墙两端设计有耳墙，满足要求。

同理1.2m高的挡土墙满足稳定性要求。 （二）通道支架计算

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图5 通道平面图

?529*10

图6 通道主梁荷载图

中国葛洲坝集团股份有限公司武汉至孝感城际铁路2标项目经理部 新建武汉至孝感城际铁路工程HXSG-2标 跨府河南北堤32+48+32m连续梁支架设计计算书 ?529*10图7 通道分配梁荷载图

1. 主梁计算

如图6所示，主梁荷载可近似均布荷载q。

q17.3KN115.6m33.98KN/m

主梁最大弯矩

M121ql33.985.62133KNm 88设=170N/mm2，截面抵抗弯矩

133106NmmW1064cm3 2170NmmM取HN400*200型钢，其W=1148cm3,满足要求。 2. 分配梁计算

同理分配梁荷载近似为分布荷载。 跨中最大弯矩

M则 W111263.52294KN.m 83.5M294KN.m1729.4cm3 2170N/mm取2HN400*200型钢，其W=2296cm3,满足要求。 3. 立柱稳定验算

用Φ529*10mm钢管搭升支架，截面面积A=16304.9mm2，钢管回转半

中国葛洲坝集团股份有限公司武汉至孝感城际铁路2标项目经理部 新建武汉至孝感城际铁路工程HXSG-2标 跨府河南北堤32+48+32m连续梁支架设计计算书 :i=183.52mm，长细比:λ=L/i=5000/183.52=27.2，其中L为计算长度，查表得轴心受压稳定性系数=0.939。

符合要求。

P558KN22 38.4N/mm100N/mm2A0.93916304.9mm4. 地基承载力验算

上部结构传递压力P=558KN

条形基础宽0.8m,取2m长，则A=0.8*2=1.6m2

 浇筑C20砼满足要求。

地基承载力计算：

P558KN348.75KPa 2A1.6m地面铺设20cm厚，1.4m宽C25砼。取2m长地面，则A=1.4*2=2.8m2。

地基承载能力符合要求。 三、模板及支撑计算 1、 计算依据

P558KN199KPa 2A2.8m《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

《钢结构工程施工质量验收规范》（GBJ5005-2001）

《铁路桥涵设计基本规范》(铁建设[2005]157号)

《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）

《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》(铁建设函[2005]108号)。

2、 计算内容

模板计算 3、计算工况及荷载 3.1 . 计算工况

砼浇筑状态。 3.2 . 计算荷载 3.2.1 荷载情况

计算中考虑如下荷载：

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系统自重荷载； 施工荷载 3.2.2 荷载分析

砼荷载：按《建筑施工手册》，当砼浇筑速度在6m/h以下时，作用于侧面模板的最大压力：

F1=0.22rct0β1β2V1/2 F2= K·γ·h

浇筑速度v取4m/h，砼入模温度T取33度，则t0=200/(T+15)=200/(33+15)=4.17 F1=0.22rct0β1β2V1/2 =0.22*25*4.17*1.2*1.15*41/2 =62KN/m2

因箱梁高度为3.6m，取F2=γ·H =25*3.6=90KN/m2。 F=min(F1、F2)=62KN/m2 系统自重荷载； 内模板自重：80kg/㎡ 施工荷载：取1.5kPa 3 . 材料性质 3.1 几何特性 材料几何性质表

几何参数构件尺寸（mm）竹胶板木方脚手管t=12mm100x100υ48x3.50.010.0004898.333x101.219x10-6截面积m2惯性矩m4IyIz备 注8.333x101.219x10-6-7-73.2 材料特性

·钢的材料特性： 弹性模量E=2.1×105MPa 泊松比μ=0.3 密度ρ=7850kg/m3

中国葛洲坝集团股份有限公司武汉至孝感城际铁路2标项目经理部 新建武汉至孝感城际铁路工程HXSG-2标 跨府河南北堤32+48+32m连续梁支架设计计算书 E=9×103MPa

·t=15mm竹胶板材料特性：

3.3 容许应力

Q235－A [σ]=170MPa [τ]=100Mpa 竹胶板见上表

木方（松木）：顺纹拉应力8.0MPa，顺纹承压应力12.0MPa，顺纹弯应力12.0MPa，顺纹剪应力1.3MPa 4 . 计算模型及结果 4.1 竹胶板计算 （1）侧模板

木方竖向间距450mm，取1mm竹胶板板条，按5跨连续梁计算，线性计算：q=62KN/m2*0.45m=31.5N/mm; W=b*h2/6==10*122/6=240mm3

计算得：弯应力σ=M/W=0.105*31.5*452/240=28MPa<50MPa，强度满足要求。 刚度计算：均布荷载q=62kN/m2，I= b*h3/12= 450*123/12=64800mm4，

q=62*0.45*103N/m，f1=0.664*q*l4/(100*E*I)=14.7mm，计算得变形16mm。不满足要求。

中国葛洲坝集团股份有限公司武汉至孝感城际铁路2标项目经理部 新建武汉至孝感城际铁路工程HXSG-2标 跨府河南北堤32+48+32m连续梁支架设计计算书 300mm ，计算得：

强度：弯应力σ=M/W=0.105*0.62*0.32/240=24.4MPa<50MPa，强度满足要求； 刚度：均布荷载q=0.62kN/m，I= b*h3/12= 300*153/12=84375mm4，

q=62*0.30*103N/m，f1=0.664*q*l4/(100*E*I)=1.3mm计算得变形1.3mm。小于规范变形要求[f]=300/200=1.5mm。满足要求。 （2）底模板

最不利位置在箱梁实心段下方，腹板底胶合板木方支撑布置间距为250mm，取竹胶板1.5cm板条，按5跨连续梁梁计算，砼荷载：q1=2.2x0.25x26=14.3kN/m；施工荷载：q2=1.5x0.25=0.375kN/m。则q=q1+q2=14.675kN/m

M=0.1ql2=0.1x14.675x0.252=0.0917kN·m=91700N·mm W=bh2/6=250x152/6=9375mm3

σ=M/W=9.78MPa<[σ]=50MPa，强度满足要求。 刚度：I= b*h3/12= 250*153/12=70312mm4，

f=0.664*ql4/100EI=0.664x14.675x2504/（100x4x103x70312）=1.35mm,满足要求。

4.2 木方计算 4.2.1 侧面木方计算 （1）侧面竖向木方计算

竖向木方布置间距250mm，单根承担的线荷载为：q=0.25x52=13kN/m。 后面4道背楞，为4个支点。按三跨连续梁进行计算。

W=b*h2/6==50*1002/6=83333.333mm3 I= b*h3/12= 50*1003/12=4166666.67mm4 E=9000N/mm2

计算得：σ=M/W=0.1*13*0.42/83333.33=2.5Mpa，强度满足要求。变形f1=0.677*q*l4/(100*E*I)=0.06mm。刚度满足要求。

（2）侧面横向木方计算

腹板处侧面横向木方布置3根，间距450mm，单根木方承担450mm范围内砼的侧压力；斜撑布置间距450mm。木方按5跨连续梁计算，如下：

中国葛洲坝集团股份有限公司武汉至孝感城际铁路2标项目经理部 新建武汉至孝感城际铁路工程HXSG-2标 跨府河南北堤32+48+32m连续梁支架设计计算书 M=0.1ql2=0.1x19.8x0.452=0.401kN·m=400950N·mm W=bh2/6=100x1002/6=166667mm3

σ=M/W=2.4MPa<[σ]=12MPa，强度满足要求。 4.2.2 底面木方计算 （1）箱梁实心段下方

最不利情况在底板中间部分，木方顺桥向间距300mm，顺桥向型钢支撑间距为600mm，木方截面尺寸为10*10cm,按5跨连续梁进行木方计算。砼荷载：

q1=2.2x0.3x26=17.16kN/m，施工荷载：q2=1.5x0.3=0.45kN/m。q=q1+q2=17.61kN/m。

M=0.105ql2=0.105x17.61x0.62=0.66kN·m=0.66*106N·mm W=bh2/6=100x1002/6=166666.67mm3。

σ=M/W=3.96MPa<[σ]=12MPa，强度满足要求。 4.3 底部槽钢计算

箱梁实心段下方两方向脚手架布置均为600mm，型钢采用I12a，按5跨连续梁进行计算。砼荷载：q1=2.2x0.6x26=34.32kN/m，施工荷载：q2=1.5x0.6=0.9kN/m。q=q1+q2=35.22kN/m。

计算得，应力：

W=77.4cm3, M=0.105ql2=0.105x34.32x0.62=1.2973kN·m=1297300N·mm σ=M/W=16.76MPa<[σ]=170MPa，强度满足要求。

中国葛洲坝集团股份有限公司武汉至孝感城际铁路2标项目经理部 新建武汉至孝感城际铁路工程HXSG-2标 跨府河南北堤32+48+32m连续梁支架设计计算书 目 录

一、浇筑砼满堂脚手架计算………………………………………………………………1 （1）脚手架基本参数………………………………………………………………………1 （2）脚手架计算……………………………………………………………………………1 二、支架过堤段施工设计计算……………………………………………………………6 （一）挡土墙稳定性验算…………………………………………………………………7 （二）通道支架计算………………………………………………………………………8 三、模板及支撑计算………………………………………………………………………11 1、 计算依据………………………………………………………………………………11 2、 计算内容………………………………………………………………………………11 3、计算工况及荷载………………………………………………………………………11 4 . 计算模型及结果………………………………………………………………………13

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