大桥钢拱架施工方案.docx

*****桥梁工程

钢

拱

架

施

工

方

案

编制：

复核：

审批：

重庆***建设（集团）有限责任公司
2016年9月9日
1 编制说明 - 1 -
1.1 编制依据 - 1 -
1.2 编制目的 - 1 -
1.3 适用范围 - 1 -
2 工程概况 - 1 -
3 主拱圈现浇拱架的设计 - 1 -
3.1贝雷梁拱架的线形设计 - 2 -
3.2贝雷梁拱架的构造与分段 - 2 -
3.3贝雷梁拱架单元节段的设计 - 2 -
3.3.1单元桁架构件的截面设计 - 2 -
3.3.2构件的节点设计 - 2 -
3.3.3单元桁架上下弦取值及拱节间拼装角度 - 2 -
3.3.4贝雷梁拱架基座的设计 - 2 -
4 贝雷梁拱架计算 - 3 -
5 贝雷梁拱架的加工制作 - 3 -
6 拱箱底模支垫及拱架预压 - 3 -
7 拱圈支架布置 - 3 -
8 设计依据 - 4 -
9 计算方法 - 4 -
9.1设计方法 - 4 -
9.2计算过程 - 4 -
10 荷载计算 - 5 -
10.1底板施工阶段(高0.55m) - 5 -
10.1.1混凝土荷载： - 5 -
10.1.2模板、背梢木及人行道荷载 - 5 -
10.1.3钢管支架荷载 - 5 -
10.2腹板施工阶段(高1.0m) - 6 -
10.2.1混凝土荷载 - 6 -
10.2.2模板、背梢木及人行道荷载 - 6 -
10.2.3钢管支架荷载 - 6 -
10.3顶板施工阶段(高0.45m) - 6 -
10.3.1混凝土荷载 - 7 -
10.3.2模板、背梢木及人行道荷载 - 7 -
10.3.3钢管支架荷载 - 7 -
11 贝雷梁材质及力学特性 - 7 -
12 拱架计算模型 - 7 -
13 拱架结构计算 - 8 -
13.1拱架计算结果分析 - 8 -
14 钢管支架及模板计算 - 14 -
14.1模板及支架自重荷载 - 14 -
14.2主拱圈混凝土荷载 - 15 -
14.3钢管支架结构布置 - 15 -
14.4施工荷载 - 15 -
14.5风荷载 - 15 -
14.6钢管支架受力计算 - 18 -
14.6.1实心段下方钢管受力计算 - 18 -
14.6.2空心段下方钢管受力计算 - 19 -
14.7模板计算 - 23 -
14.7.1验算实心段模板 - 19 -
14.7.2验算空心段模板 - 22 -
14.8模板计算（2） - 23 -
14.8.1拱圈混凝土模板支撑系统设计 - 23 -
14.8.2拱圈拱腰底模支撑系统设计 - 25 -
15 预埋件计算 - 30 -
15.1 混凝土局部承压计算 - 31 -
15.2 预埋件计算 - 31 -
16 工程概述 - 31 -
17横移系统 - 32 -
18 注意事项 - 32 -
19平移施工 - 32 -
20 贝雷梁拱架整体平移的拉力计算 - 32 -
20.1计算参数 - 32 -
20.2摩擦力计算 - 33 -
21牵引设备选择 - 33 -
22 临时扣塔扣索布置 - 33 -
23 材料特性特性值 - 33 -
23.1贝雷梁材质及力学特性 - 33 -
23.2缆索主要规格参数表（单根） - 33 -
24 扣塔计算 - 34 -
24.1扣塔说明 - 34 -
24.2荷载计算 - 34 -
25 桥台扣索受力及预埋件计算 - 36 -
25.1荷载组合 - 37 -
26拱架布置 - 53 -
27拱架组装 - 53 -
27.1拱架拼装施工工艺 - 53 -
27.2 横移轨道的安装 - 54 -
27.3拼装场地选择 - 54 -
27.4端桁架（拱脚段）拼装 - 54 -
27.5中间节段拼装 - 54 -
27.6合拢段拼装 - 55 -
27.7结构体系转换 - 55 -
28 钢管支架搭设 - 55 -
29 钢管支架顶部模板布置 - 56 -
30 支架预压 - 56 -
31 支架拆除 - 56 -
32 施工安全 - 56 -
32.1钢拱架施工安全措施 - 56 -
32.2钢管支架搭设安全措施 - 57 -
32.3 钢拱架临边防护 - 60 -
32.4 安全保证措施 - 60 -
33 拱架施工人员安全保险装置 - 62 -
34 施工计划 - 62 -
34.1施工进度计划 - 62 -
34.2劳动力计划 - 62 -
34.3主要材料计划 - 63 -
34.4主要设备计划 - 64 -

1 编制说明
1.1 编制依据
1.1.1《中华人民共和国安全生产法》
1.1.2《建设工程安全生产管理条例》
1.1.3《生产安全事故报告和调查处理条例》
1.1.4《公路桥涵施工技术规范》 （JTG-TF50-2011）
1.1.5《公路工程施工安全技术规程》 （JTJ076-95）
1.1.6《公路桥涵施设计通用规范》 （JTG D60-2015）
1.1.7《贵州省市政工程危险性较大分部分项工程安全专项施工方案管理办法》
1.1.8《贵阳市交通建设危险性较大工程安全专项施工方案编制及论证审查办法》
1.1.9******工程施工合同；
1.1.10依据我国的法律、法规及省市有关施工安全、工地保安、人员健康、劳动保护、环境保护与文明施工方面的具体规定和技术标准；
1.2 编制目的
为确保在钢拱架施工时，杜绝存在的安全隐患， 同时确保***按时完工，特编制此安全专项施工方案。
1.3 适用范围
本安全专项方案适用于***钢拱架施工。
2 工程概况
******为1跨162.5m钢筋混凝土箱型拱
桥，为左右双幅桥，桥梁主孔跨径105m的钢筋混凝土单箱五室无铰拱，矢跨比1/5，拱轴线为悬链线，拱轴系数1.543，拱圈截面高度2.0m，宽度12.6m，除拱脚截面外拱圈顶、底板厚度均为25cm，边腹板厚度30cm，中腹板厚度40cm。拱脚处2米长度范围内拱圈底板厚度变化到45cm，边腹板厚度变化到60cm，中腹板厚度变化到100cm。主桥跨布置：20m+105m+20m。
3 主拱圈现浇拱架的设计
本桥主拱圈采用贝雷梁拱架现浇施工。拱架设计净跨径L=105m，采用圆弧拱，拱架矢高设计值为H=19.255m。全桥拱架共由22片钢桁拱架组成，拱架全宽为12.45米。每片拱架又由24个单元桁架节段组成(含12个异性连接构件单元)。贝雷梁单元桁架采用加强型（上下加加强弦杆）。分为拱脚节段、标准节段和异型连接构件。
桁架采用321型贝雷梁，各节段间采用阴阳头节点连接，用轴销固定。相邻桁架片之间标准支撑架及新制支撑架水平横向联系，拱脚节段与拱架基座预埋钢板焊接固定。采用缆索吊装施工工艺安装各片钢桁架，整体桁架安装合拢后，再在贝雷梁拱架上安装钢管扣件支架，最后在钢管扣件支架上用方木和木楔调平立模、现浇拱圈。
3.1贝雷梁拱架的线形设计
拱架线形设计既要使加工制作方便，又要符合拱圈线形的要求。
为便于工人对拱轴线的准确放样，选择圆弧线作为拱架的拱轴线形较合理。但对于主拱跨度在105m，因圆弧形拱轴线与恒载压力线偏离较大，将会使拱架各截面受力不均匀，根据设计主拱圈的拱轴线方程选择较合理的拱架拱轴线形。
3.2贝雷梁拱架的构造与分段
根据拱架的总体布置构造，按主拱跨径和桥宽将拱架在横向分成
若干条分离的平行拱肋，各拱肋间采用横向联系连接。
考虑到制作和安装的方便，以及运输设备和吊装能力等条件，又
将拱肋以拱顶为中心线在纵向等分成若干对称的单元节段。拱架在横向的分肋数目根据拱肋的宽度和间距，并通过验算拱架的强度和稳定性来确定。
钢拱肋纵向的分节数目关系到拱肋单元节段的加工长度，单元拱
肋的长度要考虑到制作和安装的方便，以及运输设备和吊装能力等条件。详见钢拱架布置图。
3.3贝雷梁拱架单元节段的设计
3.3.1单元桁架构件的截面设计
考虑到拱架杆件受到的内力较大和便于节段间的连接，桁架采用加强型贝雷梁形式，桁片采用异型连接桁片连接。异型连接桁片上、下弦杆采用双槽钢组焊，形成阴阳接头形式，桁架的腹杆和各联结系选用321贝雷梁标准杆件。计算拱架各杆件的内力，根据所求得的内力验算预先选定的构件截面的应力。
3.3.2构件的节点设计
贝雷梁标准节无需设计。
异型构件需新制，考虑将桁架弦杆的两端设置为阴头和阳头，形成拱肋桁架的节点。具体设计形式见设计图纸。
3.3.3单元桁架上下弦取值及拱节间拼装角度
拱架的单元节段设计有一定的拼装角度，标准段位直线型，根据拱轴线分节设计。拱轴线形的拼装角度直接与异型构件桁架的上下弦杆下料取值相关。在进行新制构件拱肋单元桁架上、下弦杆取值计算时必须先计算出桁架上弦杆的上弦值和下弦杆的下弦值，再计算出桁架节段间的拼装角度，也即拱架弦杆端部的下料切割角度。
3.3.4贝雷梁拱架基座的设计
贝雷梁拱架基座是由原设计拱座加宽而得。加宽厚度为2.5m，高度以满足拱架的高程为准。加宽段要布置钢筋，详见设计图纸。在拱架基座上对应拱架构件的弦杆位置预埋钢板，预埋位置必须精确放样，其轴线与高程必须与拱架轴线和高程相对应，以便拱架安装完后能与基座预埋钢板准确对位焊接。
4 贝雷梁拱架计算
贝雷梁拱架计算详见《拱圈砼现浇拱架设计计算书》。
经计算拱架满足施工要求。最大应力发生在拱脚6m段贝雷梁的下弦杆上。
5 贝雷梁拱架的加工制作
拱架的加工制作是桁架式钢拱架施工的重要阶段，其制作加工精度直接影响着拱架的安装质量和结构性能。现对异型构件连接桁片及拱架端头的加工制作做出如下要求：
5.1拱架下料
根据拱架制作加工设计图纸，在工厂采用数控切割机精确下料。下料施工误差应控制在±2mm以内。
5.2构件制作
拱架构件在专业钢结构工厂采用1∶1大样制作。为确保构件制作加工的精度，在加工完半幅拱肋所需的桁架构件后，需在平面精确放样进行试拼一下，检查制作尺寸与设计尺寸是否符合，若误差不大再进行大规模制作加工。
6 拱箱底模支垫及拱架预压
贝雷梁拱架为圆弧线形，在拱架安装完后，在拱架上安装钢管扣件支架，在扣架上采用方木和木楔在底模以下拱架顶部以上进行支垫，将拱架拱顶高程调整至设计拱圈的拱腹高程，然后铺设底模。
拱架采用橡胶水袋预压，方便又环保。预压加载顺序与拱箱浇筑时的顺序一致，并按相应段拱箱混凝土及模板重量的按0→30%→60%→90%→10%荷载分级加载。在拱架的拱脚、1/8L（ 7/8L ）、1/4L（3/4L）和拱顶（1/2L）处对称设置沉降观测点，准确及时地测出各控制点的变形量。
7 拱圈支架布置
本桥主跨为钢筋混凝土箱型拱，单箱五室截面。拱圈采用支架现浇，采用贝雷梁拱架施工，由贝雷梁，加强弦杆和异性连接片等组成弧线拱。
在设计中，拱架设计成3m、6m、9m的折线段，通过改变钢管支架的高度来形成拱盔。
拱架横向按22片布置，横向总宽度12.6m。片与片之间横向通过新制支撑架、顶面连接系进行连接来增强拱架的整体性，并通过设置横向风缆来保证拱架的横向稳定性。
拱圈底模系统：在拱架上安装钢管支架，钢管纵向间隔0.8m布置：横向分别为0.75m和0.45m两种间距，腹板处按2根立管布置,间距为450mm；横向两根立杆之间布钢管并加以斜撑钢管，全拱圈横向设置@200mm布置50×100mm方木，竹胶板厚度15mm的竹胶板面板。
8 设计依据
《九天大桥设计文件》
《钢结构设计规范》（GB 50017-2014）
《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）
《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ 162-2008）
《路桥施工计算手册》周水兴 何兆益 皱毅松等编著
《预埋件设计手册》严正庭 严 捷编著
9 计算方法
9.1设计方法
主拱圈分三层浇筑完成，一层为底板（含倒角）高55cm，二层为腹板和横隔板高100cm，三层为顶板高45cm；腹板浇筑时考虑底板与拱架联合作用，顶板浇筑时考虑底板、腹板与拱架联合作用。初步计算阶段未考虑风力和风缆的作用，也未进行拱架纵横向稳定性验算。
9.2计算过程
9.2.1拱架自重阶段：
在扣索和拱架标高轴线调整完成后再连接拱顶上弦，形成无铰拱。重量按单元单位长度重量由程序自动计入，同时考虑计入横向连接系、钢销等后的修正系数1.2。
9.2.2底板(浇筑高度0.55m)加载阶段：
拱架为无铰拱状态；计算荷载为底板钢筋混凝土、拱盔及模板自重、施工荷载(涨模系数为1.05)，荷载总桥向线形计入。
9.2.3腹板(浇筑高度为1.0m)加载阶段：
拱架为无铰拱状态，底板作为无铰拱参与共同受力；计算荷载为腹板钢筋混凝土、拱盔及模板自重、施工荷载(涨模系数为1.05)，荷载按作用于底板上的均布荷载加入。
9.2.4顶板(浇筑高度为0.45m)加载阶段:
拱架为无铰拱状态，底、腹板按无铰拱参与共同受力；计算荷载为顶板钢筋混凝土、拱盔及模板自重、施工荷载(涨模系数为1.05)，荷载按作用于腹板上的均布荷载加入。
9.3预拱度的设定
9.3.1预拱度的设定
①拱架的弹性挠度
拱架的自重挠度：δ1＝2mm。
②拱架销孔间隙产生的非弹性挠度
48个销接接头计，每个接头非弹性变形(50-48.5)/2＝0.75mm，
则全桥ds＝48×0.75＝36mm；近似按悬链线弧长与矢高的变化关系：

即：δ2＝33.8mm。
③根据设计说明，主拱圈拱顶预拱度按l/800设置，即是u＝210mm。
综合以上因数，钢拱架总的预拱度值δ＝δ1＋δ２＋δu＝245.8mm。
10 荷载计算
10.1底板施工阶段(高0.55m)
断面形状见图（3-1）

图4.1 1/2底板浇筑荷载布置（cm）
按图中所示，荷载计算时，考虑钢管对上部力的均匀传递作用，可把各种荷载等效平均分配到每根贝雷片上，则有：
10.1.1混凝土荷载：
底板截面面积为4.45m2，主拱圈钢筋混凝土标号C50，取钢筋混凝土容重为2.5t/m3,共22根贝雷片，则单根贝雷片每延米承重4.45×2.5÷22= 0.506t/m,考虑1.05倍涨模系数后每延米重0.531t/m。
10.1.2模板、背梢木及人行道荷载：
脚手架及模板荷载取：0.102t/m;
施工人群荷载取:0.014t/m。
10.1.3钢管支架荷载：
钢管每延米重3.12kg。竖立钢管平均高度按3.2m计算，纵向132排，横向22根；斜撑钢管每根长6.5m,z纵向60排，横向12根；模板底纵向钢管按66根计，每根长115m。即钢管总重3.2×132×22×3.12+6.5×60×12×3.12+66×115×3.12=66551.1kg,钢管支架荷载重量分配到每个贝雷片上的荷载为66551.1÷22÷115=26.305kg/m，即0.026305t/m。
10.2腹板施工阶段(高1.0m)
一般断面处自重荷载 断面形状见图

图4.2腹板浇筑荷载布置（cm）
10.2.1混凝土荷载：
腹板截面面积为2.2m2，主拱圈混凝土标号C50，取混凝土容重为2.5t/m3,共22根贝雷片，则单根贝雷片每延米承重2.2×2.5÷22=0.25t/m,考虑1.05倍涨模系数后每延米重量0.2625t/m。
10.2.2模板、背梢木及人行道荷载：
脚手架及模板荷载取：0.132t/m;
施工人群荷载取:0.014t/m。
10.2.3钢管支架荷载:
钢管支架荷载与底板施工阶段相同。
10.3顶板施工阶段(高0.45m)
一般断面处自重荷载 断面形状见图

图4.3 1/2顶板浇筑荷载布置（cm）
10.3.1混凝土荷载：
顶板截面面积为4.23m2，主拱圈混凝土标号C50，取混凝土容重为2.5t/m3,共22根贝雷片，则单根贝雷片每延米承重4.23×2.5÷15=0.481t/m，考虑1.05倍涨模系数后每延米承重0.505t/m。
10.3.2模板、背梢木及人行道荷载：
脚手架及模板荷载取：0.141t/m;
施工人群荷载取:0.014t/m。
10.3.3钢管支架荷载:
钢管支架荷载与底板施工阶段相同。
11 贝雷梁材质及力学特性
销子为30铬锰钛钢，插销为弹簧钢，桁片、加强弦杆、纵横梁及支撑架材质为16锰钢。
16锰钢的拉应力、压应力及弯曲应力：1.3×210=273MPa。
16锰钢的剪应力：1.3×120=156MPa。
30铬锰钛钢的拉应力、压应力和弯曲应力：0.85×1300=1105MPa。
30铬锰钛钢的剪应力：0.45×1300=585MPa。
焊缝容许应力与母材相同。
12 拱架计算模型
钢拱架计算模型中，钢拱架线形和各根杆件的尺寸与空间位置均根据“***钢拱架设计图”确定。钢拱架计算模型采用有限元方法离散得到。定义桥梁纵向为全局坐标系的轴，竖向为轴，横桥向为轴。钢拱架计算模型如图6.1与图6.2所示，图6.3给出了钢拱架的模型实体显示图。
拱架各个节段（拱顶节段除外）之间下弦连接点的连接方式为铰接，有限元模型中采用释放梁端弯矩的方式模拟；拱架其余结点的连接均认为是固结。在拱架的拱脚处定义计算模型的约束条件。

图6.1 拱架模型立面图

图6.2 拱架模型平面图

图6.3 拱架模型实体示意图
13 拱架结构计算
13.1拱架计算结果分析
1）底板施工阶段各工况下的计算结果
1）第一次加载为从拱脚至L/8处和拱顶至3L/8处，两边对称加载。浇筑具体荷载布置见下图：

图1底板第一次浇筑应力图
最大压应力：-87MPa，最大拉应力：65MPa。

图2底板第一次浇筑位移图
最大竖向位移发生在拱顶竖向位移为vd=60mm，
2）第二次加载为从3L/16至5L/16处，两边对称加载，第二次加载与第一次加载效应叠加。浇筑具体荷载布置见下图：

图3底板第二次浇筑应力图
最大压应力：-68MPa，最大拉应力：48MPa。

图4底板第二次浇筑位移图
最大竖向位移发生在拱顶,竖向位移为vd=43mm，
3）第三次加载为从5L/16至3L/8处，两边对称加载，第三次加载与第一、二次加载效应叠加。浇筑具体荷载布置见下图：

图5底板第三次浇筑应力图
最大压应力：-78MPa，最大拉应力：43MPa。

图6底板第三次浇筑位移图
最大竖向位移发生在拱顶竖向位移为vd=38mm
4）第四次加载为从L/8至3L/16处，两边对称加载，第四次加载与第一、二、三次加载效应叠加。浇筑具体荷载布置见下图：

图7底板第四次浇筑应力图
最大压应力：-80MPa，最大拉应力：34MPa。

图8底板第四次浇筑位移图
最大竖向位移发生在拱顶竖向位移为vd=23mm
5）第一次腹板加载为从拱脚至L/8处和拱顶至3L/8处，两边对称加载。浇筑具体荷载布置见下图：

图9腹板第一次浇筑应力图
最大压应力：-81MPa，最大拉应力：51MPa。

图10腹板第一次浇筑位移图
最大竖向位移发生在拱顶竖向位移为vd=45mm
6）第二次腹板加载为从拱脚至L/8处和拱顶至3L/8处，两边对称加载。浇筑具体荷载布置见下图：

图11腹板第二次浇筑应力图
最大压应力：-92MPa，最大拉应力：56MPa。

图12底板第二次浇筑位移图
最大竖向位移发生在拱顶竖向位移为vd=49mm
7）第三次腹板加载为从拱脚至L/8处和拱顶至3L/8处，两边对称加载。浇筑具体荷载布置见下图：

图13腹板第三次浇筑应力图
最大压应力：-107MPa，最大拉应力：47MPa。

图14底板第三次浇筑位移图
最大竖向位移发生在拱顶竖向位移为vd=42mm
8）第四次腹板加载为从拱脚至L/8处和拱顶至3L/8处，两边对称加载。浇筑具体荷载布置见下图：

图15腹板第四次浇筑应力图
最大压应力：-124MPa，最大拉应力：52MPa。

图16底板第三次浇筑位移图
最大竖向位移发生在拱顶竖向位移为vd=36mm
结论：竖向位移最大值为vd=60mm
最大压应力：124MPa，最大拉应力：65MPa；
满足施工规范要求。
14 钢管支架及模板计算
14.1模板及支架自重荷载
模板、支架自重荷载由具体的模板、支架布置确定。模板自重荷载拟取1.4KN/m2；由钢管初步布置估算支架自重约为0.15KN/m（竖向）。
14.2主拱圈混凝土荷载
箱梁截面分为两部分实心段和空心截面。混凝土容重按2.5t/m3计；1/2截面见下图：

14.3钢管支架结构布置
钢管纵向布置：0.8m布置；钢管横向布置：腹板位置0.45m布置,其余部分按0.75m布置；贝雷梁以上的支架高度0.2～2m。
14.4施工荷载
参照脚手架规范规定：
①施工人员、设备荷载按均布荷载取3.0 KN/m2；
②浇筑和振捣混凝土产生的荷载取1.0 KN/m2。
14.5风荷载
当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载，以下为钢拱架所受风荷载分析：
钢拱架所受最大风荷载为钢拱架拼装完毕、钢管支架搭设完毕、水箱预压期间同时所受风荷载总和。
1、钢拱架上部拱圈边摸所受风荷载计算
按拱顶最不利受力考虑风荷载，海拨为550-570m，拱顶高度约80米，拱圈边摸面按最不利面考虑，计算如下：
    建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。
垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算：式中：

基本风压查询《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地方的设计基本风压。 此处取0.35KN/m2。
风压高度变化系数μz查询《荷载规范》取A类，查7.2.1表得μz=2.27。
风载体型系数μs 正压区，按7.3.1条规定，可风洞试验结果，也可按表7.3.1条取，最不利表面+1.3。
风振系数βz按《荷载规范》修正系数取0.75。
即=0.75×1.3×2.27×0.35=0.775KN/m2。
即边摸所受总风荷载F=0.775×2×115=178KN。
2、钢拱架上钢管支架所受风荷载计算
按拱顶最不利受力考虑风荷载，拱顶高度约80米，计算如下：
垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算：式中：

基本风压查询《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地方的设计基本风压。 此处取0.35KN/m2。
风压高度变化系数μz查询《荷载规范》取A类，查7.2.1表得μz=2.27。
风载体型系数μs 正压区，按7.3.1条规定，可风洞试验结果，也可按表7.3.1条取0.8。
风振系数βz按《荷载规范》修正系数取0.75。
即=0.75×0.8×2.27×0.35=0.477KN/m2。
即钢管支架所受总风荷载F=0.477×2.3×115=126.1KN。
3、钢拱架所受风荷载计算
按拱顶最不利受力考虑风荷载，拱顶高度约80米，计算如下：
垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算：式中：

基本风压查询《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地方的设计基本风压。 此处取0.35KN/m2。
风压高度变化系数μz查询《荷载规范》取A类，查7.2.1表得μz=2.27。
风载体型系数μs 正压区，按7.3.1条规定，可风洞试验结果，也可按表7.3.1条取1.1。
风振系数βz按《荷载规范》修正系数取0.75。
即=0.75×1.1×2.27×0.35=0.655KN/m2。
即钢拱架所受总风荷载F=0.655×1.7×115=128.1KN。
综上所述钢拱架所受最大总风荷载为128.1+126.1+178=432.2KN。
风荷载计算不考虑风力方向，所以在2侧均拉设缆风绳，单侧最大风荷载为432.2KN，直径21.5钢丝绳最大破断拉力为231KN，按最大力增设2根缆风绳即可，考虑安全倍数，单侧对称增加6根缆风绳满足要求，整个拱圈拉设共计12道缆风绳。
14.6钢管支架受力计算
14.6.1实心段下方钢管受力计算
①荷载计算（顶板浇筑完毕，受力最不利钢管即为受力最不利贝雷梁侧钢管）
混凝土自重：2.0×0.4×1.5×2.5=3.0t
底模：0.14×1.5×0.45=0.094t
内模：0.14×1.5×0.45=0.094t
施工、振捣荷载：(0.3+0.1)×1.5×0.45=0.27t
②荷载组合，验算受力最大的单根钢管
a未组合风荷载
N=1.2×（3.0+0.094×2+0.015×2）+1.4×0.27=4.2396t
b 组合风荷载
N=1.2×（3.03+0.094×2+0.015×2）+1.4×（0.27+0.04）=3.434t
③钢管承载力计算
钢管采用外径48mm、壁厚2.8mm的焊接钢管，截面特性如下：

由上表的：i=15.78mm，A=489.3mm2
计算长细比λ=L/i=1000/15.78=63.37，查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》得钢管稳定系数ψ=0.806。
计算单根钢管应力：б=N/Ψ.A=343400N/0.806×489.3mm2=87≤205Mpa
钢管承载力安全系数：K= N0/N=205/87=2.356
钢管承载力满足规范要求。
14.6.2空心段下方钢管受力计算
空心段部分受力小于实心段，故不予计算
14.7模板计算
14.7.1验算实心段模板
混凝土自重：0.9×25=22.5KN/m2
①施工人员、设备荷载按均布荷载取3.0 KN/m2；
②浇筑和振捣混凝土产生的荷载取1.0 KN/m2。
验算承载能力： F=1.2×22.5+1.4×(3+1)=32.6KN/m2
验算刚度：F=22.5KN/m2
①面板验算：
横向方木间距为250mm，按三跨连续梁计算，取10mm宽面板计算
强度验算

面板截面抵抗矩，板宽=10mm， 板厚=10mm；

面板最大内力：

刚度验算

查载荷与结构静力计算表，中跨变形量，得

边跨变形量，

经验算横向木方间距250mm，满足施工规范要求。
②横肋验算：
横肋采用5×10cm木方，纵向间距250mm布置，取横隔墙处方木计算
q=1.2×（1.05×26×0.25）+1.4×（1+1）=10.99KN/m
横肋支撑在纵向钢管上(横向间距225mm)上，计算图示如下：

计算得：
Mmax=0.06KN·m Qmax=1.49KN
验算横肋：
横肋方木为5cm×10cm ,截面特性：

≦10.4MPa

刚度验算：
q=1.05×26×0.25=6.825KN/m
边跨变形量，

满足要求。
③纵肋验算：
纵肋采用直径48mm钢管木方，横向间距225mm布置，取隔墙处钢管计算（横隔板处采用双拼布置）：
q=1.2×（1.05×26×0.225）+1.4×（1+1）=10.171KN/m
纵肋支撑在横向钢管上(纵向间距1m)上，计算图示如下：

计算得：
Mmax=1.27KN·m Qmax=6.36KN
验算纵肋：
纵肋为直径48mm，壁厚2.8mm钢管 ,截面特性：

≦170MPa

刚度验算：
q=1.05×26×0.225=6.14KN/m
边跨变形量，

满足要求。
14.7.2验算空心段模板
空心段仅纵肋布置与实心段不同，因此仅验算纵肋
（1）纵肋验算：
纵肋采用直径48mm钢管木方，横向间距225mm布置，取空心处钢管计算：
q=1.2×（0.3×26×0.225）+1.4×（1+1）=4.91KN/m
纵肋支撑在横向钢管上(纵向间距1m)上，计算图示如下：

计算得：
Mmax=0.61KN·m Qmax=2.95KN
验算纵肋：
纵肋为直径48mm，壁厚2.8mm钢管 ,截面特性：

刚度验算：
q=0.3×26×0.225=1.76KN/m
边跨变形量，

满足要求。
14.8模板计算（2）
14.8.1拱圈混凝土模板支撑系统设计
拱圈拱脚底模支撑系统设计：按梁尺寸1000×2000mm计算：考虑到底部为平板，现场不易区分腹板和底板，施工全部按最大荷载中腹板进行计算和施工。
拱脚腹板加宽段，中腹板断面尺寸1000mm×2000mm
荷载组合
底模自重（一） 0.5KN/m2×1.0m×1.2=0.6KN/m
钢筋砼自重（二） 26KN/m3×2.0m2×1.2=62.4KN/m
施工人员及设备荷载（三） 2.5KN/m2×1.0m×1.2=3.0KN/m
捣动器荷载（五） 2.0 KN/m2×1.0m×1.4 =2.8 KN/m
合计 q1= 68.8KN/m
乘以折减系数0.85，则 q=qˊ×0.85=68.8 ×0.85=58.48KN/m。
由于中腹板截面较大，荷载重，拱圈斜度大用顶托易打滑，可以考虑直接在梁底设三根立杆，立杆与横杆通过扣件连接顶于腹板底部，这样可直接计算立杆稳定，横、众向立杆间距及扣件连接力
14.8.1.1底模验算：
（1）抗弯强度验算，间距400m计算：根椐2.1.1荷载组合得：
（一）+ （二）+（三）+（五）
M=qL2 /8 = 58.48×4002 /8 =1.1696×106N·mm
σ= M /W =1.1696×106 / 5.86×103 =199.5N/mm2＜fm= 205N/mm2
（2）挠度验算：间距400m计算：根椐2.1.1荷载组合得
（一）+ （二）+（三）
q1=q1ˊ×0.85=（0.6+62.4）×0.85=53.55KN/m。
按W=5qL4/384EI=(5×53.55×4004)/（384×2.06×105×104）=0.3287mm<L/250=400/250=1.6mm 符合要求
14.8.1.2小楞验算：
小楞验算，按简支梁计算，小楞计算跨度600mm计算，简图如图一，荷载组合可不考虑振捣砼荷载：
（1）抗弯强度验算；
P=58.48KN/m×0.4=23.392KN
M=PL(2-b/L)/8=23392×600×（2-1000/600）/8=584800N·mm
σ=M/W= 584800/ 4.247×103 = 137N/mm2＜fm= 205N/mm2
（2）挠度验算：荷载组合可不考虑振捣砼荷载。
Pˊ= 53.55KN/m×0.4=21.42KN。
ω= Pˊ×L/48EI=21.42×103×600/ 48×2.06×105×25.98×104
= 5.0029×10-6 mm<L/250=600/250=2.4mm
14.8.1.3大楞验算：
间距350mm计算，
（1）抗弯强度验算；q=P, qˊ=Pˊ
M=qL2/10=58.48×3502/10=0.7638×106 N·mm 。
σ=M/W= 0.7638×106 / (4.247×103) = 168N/mm2＜fm
= 205N/mm2
（2）挠度验算：荷载组合可不考虑振捣砼荷载。
ω= q1ˊ×L4/150EI=53.55×3504/150×2.06×105×25.98×104=0.1 mm
＜L/250=350/250=1.4mm
14.8.1.4钢管立柱验算：
立柱稳定性计算：横杆间距按1.4m
N = 58.48×400=23392N
由λ=L/i=1400/16.44=86.9
查表 Ψ= 0.65
由б=N/ΨA=23392/（0.65×1256）=28.65N/mm2<f=30.3N/mm2
14.8.1.5立杆、大楞杆扣件连接力计算：
扣件连接力按5KN计，折减系数0.85
拱圈拱脚段倾斜与水平方向的夹角为40.50。
水平投影荷载为：Q=58.48/COS（40.50）=76.91KN。
每米纵向立杆数为：6+（1000/600-1）×3=8根
每根立杆扣件数为：76.9/8/5/0.85=2.26个。
根据实际情况每根立杆扣件数取3个能满足要求。
结论：经验算立杆横向间距400mm，立杆横向间距600mm，大横杆间距1400mm，立杆和小横杆采用3个扣件连接能满足要求。
14.8.2拱圈拱腰底模支撑系统设计：
按梁尺寸400×2000mm计算：考虑到底部为平板，现场不易区分腹板和底板，施工全部按最大荷载中腹板进行计算和施工。
拱圈拱腰中腹板断面尺寸400mm×2000mm
荷载组合
底模自重（一） 0.5KN/m2×0.4m×1.2=0.24KN/m
钢筋砼自重（二） 26KN/m3×0.8m2×1.2=24.96KN/m
施工人员及设备荷载（三） 2.5KN/m2×0.4m×1.2=1.2KN/m
捣动器荷载（五） 2.0 KN/m2×0.4m×1.4 =1.12KN/m
合计 q1= 27.52KN/m
乘以折减系数0.85，则 q=qˊ×0.85=27.52 ×0.85=23.39KN/m。
由于中腹板截面较大，荷载重，拱圈斜度大用顶托易打滑，可以考虑直接在梁底设两根立杆，立杆与横杆通过扣件连接顶于腹板底部，这样可直接计算立杆稳定，横、众向立杆间距及扣件连接力
14.8.2.1底模验算：
（1）抗弯强度验算，间距450m计算：根椐2.1.1荷载组合得：
（一）+ （二）+（三）+（五）
M=qL2 /8 = 23.39×4502 /8 =0.592059×106N·mm
σ= M /W =0.592059×106 / （4.247×103 ）=139N/mm2＜fm= 205N/mm2
（2）挠度验算：间距450m计算：根椐2.1.1荷载组合得
（一）+ （二）+（三）
q1=q1ˊ×0.85=（0.24+24.96）×0.85=21.42KN/m。
按W=5q1L4/384EI=（5×21.42×4504）/（384×2.06×105×101928）=0.545mm<L/250=450/250=1.8mm 符合要求
14.8.2.2小楞验算：
按简支梁计算，小楞计算跨度550mm计算，简图如图一，荷载组合可不考虑振捣砼荷载：
（1）抗弯强度验算；
P=23.39KN/m×0.45=1