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箱梁重型门式式支架计算书

一、 模板支架概述
箱梁面板采用δ=12mm厚的光面竹胶板，其下用80mm×100mm的方木作为小肋，纵桥向布置，间距300mm；大肋采用100mm×120mm的方木，横桥向布置，设置在支架顶托上。
支架采用重型门式式脚手架，列距为：腹板下700mm，箱室底板处1000mm，翼缘板下1200mm；跨距为：跨中1000mm，墩身附近700mm，具体详见支架图。
二、 计算假定
a、 翼缘板Ⅰ区砼及模板重量由板下支架承担；
b、 Ⅱ区顶板、底板及腹板砼及模板重量由底板模板承担，底板面积按实际底板面积加上腹板垂直投影面积；
c、 Ⅲ顶板砼通过内模由底板模板承担；
d、 支架连接按最不利情况铰接考虑；
e、 荷载按下图分解。

三、 荷载计算：
1、新浇混凝土自重:
钢筋砼容重γ=25.5kN/m3
2、模板及方木q2=1.0kN/ m 2
3、施工人员荷载按均布施工荷载按q3=2.5kN/m2
4、混凝土振捣时产生的荷载q4=2 kN/ m 2

四、 强度验算
1、面板验算
面板采用12mm厚的光面竹胶板，其下用80mm×100mm的方木作为小肋，间距300mm。
三、荷载计算：
1、新浇混凝土自重:
钢筋砼容重γ=25.5kN/m3
2、q1为各区间面荷载，模板及方木q2=1.0kN/ m 2
3、施工人员荷载按均布施工荷载按q3=2.5kN/m2
4、混凝土振捣时产生的荷载q4=2 kN/ m 2
按上图计算荷载
Ⅰ区：q1=9.1kN/ m 2 q=1.2*(q1+q2)+1.4*(q3+q4)=18.4KN/m2
Ⅱ区：q1=23.5 kN/ m 2 q=1.2*(q1+q2)+1.4*(q3+q4)=35.7 KN/m2
Ⅲ区：q1=10.5 kN/ m 2 q=1.2*(q1+q2)+1.4*(q3+q4)=20.1 KN/m2
Ⅳ区：q1=22.7 kN/ m 2 q=1.2*(q1+q2)+1.4*(q3+q4)=34.7 KN/m2

四、模板强度、变形验算
1、 竹胶板计算：
a、 强度计算：取板宽B=1000mm，按三跨连续梁计算
Ⅰ区： q0=18.4*1.0=18.4KN/m
Ⅱ区： q0=35.7*1.0=35.7 KN/m
Ⅲ区： q0=20.1*1.0=20.1KN/m
Ⅳ区： q0=34.7*1.0=34.7 KN/m
M=qL2/10（qmax=35.7KN/m）
底板弯矩最大值MmAX= q0L2/10=0.1*35.7*0.32=0.3213kN.m
竹胶板抗弯刚度W=1/6*B*H2=24000mm3
抗弯强度σ=MmAX/W=13.4MPa<50Mpa 满足要求
b、变形计算：
Ⅱ、Ⅳ荷载最大，分别为24.5， 23.7kN/m2（模板荷载已计入）
均按三跨连续梁计算面板最大变形（B=900mm）
竹胶板惯性模量I=1/12*B*H3= 129600mm3
弹性模量E=6*109Pa
Ⅱ区面板变形f=0.677BqL4/(100EI)=1.55mm
Ⅳ区面板变形f=1.50mm
Ⅰ区翼缘板面板变形f=0.66mm

2、 小肋（纵向加劲肋）计算
a、 小肋强度计算：
小肋采用80mm×100mm的方木，按三跨连续梁计算，其计算跨度与立杆纵距相同，为1.0米。
Ⅰ区q=18.4*0.3=5.52kN/m M=0.1*q*1.02=0.552kN.m
Ⅱ区q=35.7*0.3=10.71kN/m M=1.071kNm
Ⅲ区q=20.1*0.3=6.03kN/m M=0.603kNm
Ⅳ区q=34.7*0.3=10.41kN/m M=1.041kNm
抗弯刚度为W=1/6*B*H2=133333mm3
抗弯强度σ=MmAX/W=8.03MPa<12Mpa满足要求。
b、变形计算
小肋按三跨连续梁计算变形，
小肋承受线荷载 Q2=qL=24.5*0.3=7.35KN/m
惯性模量I=1/12*B*H3= 6666667mm3
弹性模量E=9*109Pa
Ⅰ区翼缘板变形f=0.677*Q2L4/(100EI)=0.34mm
Ⅱ区最大变形f=0.677*Q2L4/(100EI)=0.82mm
Ⅳ区最大变形f=0.79mm

3、大肋（横桥向分配梁）计算
a、强度计算
大肋采用100mm×120mm的方木，其抗弯刚度为W=1/6*B*H2=240000mm3，计算按连续梁计算
弯矩最大值MmAX=0.1×18.4×1.22=2.65kN.m(在翼缘板处) .
σ=MmAX/W=11.0MPa<12Mpa 满足要求。
b、变形计算
在翼缘板处大肋最大变形为1.9mm;
Ⅱ区最大变形f=0.677*Q2L4/(100EI)=0.79mm
Ⅳ区最大变形f=0.17mm

4、变形总和
其变形最大值位于腹板下，变形=1.55+0.82+0.79=3.16mm<5mm，符合规范要求。

五、 支架计算
重型门式式脚手架主立杆钢管为φ57钢管，δ=3.5mm。
钢管截面特性：
A=588mm2，I0=21.14×104 mm4，门架加强杆为φ26.8×2.5mm，立杆高度h1=1536mm，A=190.9mm2，I1=1.424×104 mm4。
计算门架立杆的换算截面惯性矩：I= I0+ I1* h1/h=22.27×104 mm4，门架立杆换算截面回转半径
i = √(I/A) =19.46mm
大肋的给钢杆最大反力为28.56kN(腹板处)，见反力图。加上支架自重约2.0kN/根,最大单根立杆设计承载力为30.56KN。

支架竖向弹性变形为：△=NL/EA（L取高度15米）
△=30560*15000/（210000*588）=3.71mm
一榀门架（两根立杆）的稳定承载力设计值Nd的计算:
门架立杆长细比：取调整系数k=1.17
λ=kh0 / i = 1.17×1930/19.46=116
根据长细比查得立杆稳定系数φ=0.476
一榀门架稳定承载力设计值:
Nd=φ×A×f=0.476×588×2×205=114754N=114.8kN
Nd/2=574kN >30.56 kN 符合要求。

六、 稳定性验算（按门式脚手架安全技术规范）
1、一榀门架（两根立杆）的稳定承载力设计值Nd的计算:
门架立杆长细比：取调整系数k=1.17
λ=kh0 / i = 1.17×1930/19.46=116
根据长细比查得立杆稳定系数φ=0.476
一榀门架稳定承载力设计值:
Nd=φ×A×f=0.476×588×2×205=114754N=114.8kN
单根钢管稳定承载力=Nd/2=57.4kN 。

一榀门架的轴向力设计值(根据立杆承受的设计值)：
1、 不组合风荷载：
模板支架立杆的轴向力设计值N
N=1.2∑NGK+1.4∑NQK
Nmax=30.56kN
一榀门架轴向力设计值=2 Nmax=61.12kN < Nd
稳定性满足要求。
2、组合风荷载
风荷载对脚手架计算单元产生的弯矩标准值：
根据围护条件，偏于安全考虑，按不透风的全封闭情况，查表，风荷体形系数应取μs=1.3φ, φ=1.0,风荷载标准值为(基本风压取0.55)
ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.14×1.3×0.55=0.571kN/m2
式中 ωk-----风荷载标准值,KN/m2
μs-----风荷载体型系数,按全封闭考虑μs=1.3φ，φ=1.0
μz-----风压高度变化系数,h=15m, μz =1.14
ω0-----基本风压, ω0=0.55KN/m2

作用于脚手架计算单元的风线荷载标准值(脚手架跨距为1米)：
qk=ωk*L=0.571*1=0.571kN/m
风荷载对脚手架计算单元产生的弯矩标准值(水平加固管一般为4~6米，因此脚手架高度方向约束按6米计算)：
Mk= qkH2/10=0.571×62/10=2.056kN.m
风荷参与组合时对对一榀门架产生的轴向力设计值：
N风=1.4×0.85×(2Mk/b)
=1.4×0.85×(2×2.056/1)=4.9kN
N= Nmax+6.9=30.56+4.9=35.46kN
因此该支架满足稳定性要求。

七、地基承载力计算
1、地基处理
（详见施工组织设计）。
地基承载力：
σ=P/A
钢管支架设底托底，钢放置在δ=50mm厚的木板，宽300mm，通长部设，并保证每块板上不少于两根钢管。
1）按钢管实际荷载（见上图，边腹板下荷载最大，按最不利考虑，假设木板纵向部设，该处木板承受荷载均为最大，其承压面积A=0.30*1=0.30m2,取面积A=0.225 m2,修正后的影响长度l=A/b=0.225/0.35=0.64m σ=P/A=30.56/0.225=136kPa
碎石层厚约z=30厘米，按30厘米计算应力扩散角按35度和矩形基础荷载计算：
地基设计承载力σ地=0.35*0.7*136/[(0.64+2*z*tan35) *(0.35+2*z*tan35)]=41Kpa
σ设计=σ地/k=41/0.5=82kPa
土地基设计承载力控制为100Kpa。

九 、墩身位置中横梁、端横梁、翼缘板加厚处支架处理
1、 横梁纵桥向仅比墩身边宽200mm，横桥向宽800mm，在墩顶设置方木即可承受横梁荷载，翼缘板加厚处混凝土厚度为800mm，该处立杆跨距由1000mm改为600或700mm即可。

箱梁碗扣式支架计算书

一、模板支架概述
箱梁底板面板采用δ=12mm厚的光面竹胶板，其下用80mm×100mm的方木作为小肋，纵桥向布置，间距300mm；大肋采用100mm×120mm的方木，横桥向布置，设置在支架顶托上。
支架采用碗扣式脚手架，横距为：腹板下600mm，箱室底板处900mm，翼缘板下1200mm；纵距为：跨中900mm，墩身附近600mm，横杆步距1200mm，剪刀撑每三道设置一道，具体详见支架图。
二、计算假定
a、 翼缘板砼（Ⅰ区、Ⅱ区）及模板重量由板下支架承担；
b、 Ⅲ区顶板、底板及腹板砼及模板重量由底板模板承担，底板面积按实际底板面积加上腹板垂直投影面积；
c、 Ⅳ顶板砼通过内模由底板模板承担；

d、 支架连接按最不利情况铰接计算；
e 荷载按下图分解。

三、 荷载计算：
荷载计算：
1、新浇混凝土自重:
钢筋砼容重γ=25.5kN/m3
2、q1为各区间面荷载，模板及方木q2=1.0kN/ m 2
3、施工人员荷载按均布施工荷载按q3=2.5kN/m2
4、混凝土振捣时产生的荷载q4=2 kN/ m 2
按上图计算荷载面荷载
Ⅰ区：q1=9.1kN/ m 2 q=1.2*(q1+q2)+1.4*(q3+q4)=18.4KN/m2
Ⅱ区：q1=23.5 kN/ m 2 q=1.2*(q1+q2)+1.4*(q3+q4)=35.7 KN/m2
Ⅲ区：q1=10.5 kN/ m 2 q=1.2*(q1+q2)+1.4*(q3+q4)=20.1 KN/m2
Ⅳ区：q1=22.7 kN/ m 2 q=1.2*(q1+q2)+1.4*(q3+q4)=34.7 KN/m2
四 、模板、强度验算
1、 竹胶板计算
a、 强度计算
取板宽B=900mm，按三跨连续梁计算
Ⅰ区： q0=18.4*0.9=16.6KN/m
Ⅱ区： q0=35.7*0.9=32.1 KN/m
Ⅲ区： q0=20.1*0.9=18.1KN/m
Ⅳ区： q0=34.7*0.9=31.2 KN/m
M=qL2/10（qmax=32.1KN/m）
底板弯矩最大值MmAX q0L2/10=0.1*32.1*0.32=0.289kN.m
竹胶板抗弯刚度W=1/6*B*H2=21600mm3
抗弯强度σ=MmAX/W=13.4MPa<50Mpa 满足要求。
b、 变形计算
Ⅱ、Ⅳ荷载最大，分别为24.5， 23.7kN/m2（模板荷载已计入）
均按三跨连续梁计算面板最大变形（B=900mm）
竹胶板惯性模量I=1/12*B*H3= 129600mm3
弹性模量E=6*109Pa
Ⅱ区面板变形f=0.677BqL4/(100EI)=1.55mm
Ⅳ区面板变形f=1.50mm
Ⅰ区翼缘板面板变形f=0.66mm

2、 小肋（纵向加劲肋）计算
a、 强度计算
小肋采用80mm×100mm的方木，按三跨连续梁计算，其计算跨度与立杆纵距相同，为0.9米。
Ⅰ区q=18.4*0.3=5.52kN/m M=0.1*q*0.92=0. 447kN.m
Ⅱ区q=35.7*0.3=10.71kN/m M=0.868kNm
Ⅲ区q=20.1*0.3=6.03kN/m M=0.0.488kNm
Ⅳ区q=34.7*0.3=10.41kN/m M=0.843kNm
抗弯刚度为W=1/6*B*H2=133333mm3
抗弯强度σmAX=MmAX/W=868000/133333=6.5MPa<12Mpa满足要求。
b、 变形计算
小肋按三跨连续梁计算变形，腹板下为最不利
小肋承受线荷载 Q2=qL=24.5*0.3=7.35KN/m
惯性模量I=1/12*B*H3= 6666667mm3
弹性模量E=9*109Pa
Ⅰ区最大变形f=0.677*Q2L4/(100EI)=0.22mm
Ⅱ区最大变形f=0.677*Q2L4/(100EI)=0.54mm
Ⅳ区最大变形f=0.52mm

3、 大肋（横桥向分配梁）计算
a、 强度计算
大肋采用100mm×120mm的方木，其抗弯刚度为W=1/6*B*H2=240000mm3
得知弯矩最大值MmAX=0.1×18.4×0.9×1.22=2.38kN.m，位于翼缘板下。腹板MmAX=0.1×35.7×0.9×0.752=1.81kN.m
σmAX=MmAX/W=9.9MPa<12Mpa满足要求。

b、 变形计算
大肋最大变形为1.7mm，位于翼缘板处。腹板下变形为0.5mm;

4、 变形总和
模板最大变形为1.55+0.54+0.5=2.59mm<5mm，位于边腹板下；
其次在翼缘板处，变形为2.58mm，均符合规范要求。

五、支架计算
碗扣式脚手架钢管为φ48钢管，δ=3.5mm，
钢管截面特性：
A=489mm2
i=15.8mm
大肋的最大反力为22.2kN，加上支架自重约2.0kN/根,单根立杆承受24.2KN。

支架竖向弹性变形为：△=NL/EA
△=24200*15000/（210000*489）=3.53mm

六 、稳定性验算
碗扣式脚手架钢管为φ48钢管，δ=3.5mm。
钢管截面特性：
A=489mm2
i=15.8mm
λ=l0/i=(h+2*a)/i =(1200+2*300)/15.8=113.9
查表Ψ=0.496
N容许=Ψσ容许A=0.496*205*489=49.7kN

脚手架立杆稳定计算的荷载组合为:
1. 永久荷载+施工均布荷载
根据计算求得立杆最大轴力为24.2kN< N容许=49.7kN
2. 永久荷载+0.85(施工均布荷载+风荷载)
组合风荷载计算：(按施工扣件式脚手架安全技术规范)
风荷载标准值
ωk=0.7μsμzω0=0.7*1.2*1.14*0.55=0.527 KN/m2
式中 ωk-----风荷载标准值,KN/m2
μs-----风荷载体型系数,ω0d2≤0.002, μs=1.2
μz-----风压高度变化系数,h=15m, μz =1.14
ω0-----基本风压, ω0=0.55KN/m2
风荷载产生的立杆段弯矩MW
MW=0.85*1.4ωklah2/10=0.85*1.4*0.527*0.9*1.22/10=0.081KNm
式中la----立杆纵距
h----立杆步距
风荷载产生的立杆轴力(W=π（R4-r4）/4R=4491mm3)
MW/W=18.0Mpa
风荷载产生的轴向力N=18*489=8802N=8.8kN
组合风荷载后立杆的最大轴力=24.2+8.8=33.0kN< N容许=49.7kN
满足要求。
七、地基承载力计算
1、地基处理
地基处理参照作业指导书。
地基承载力：
σ=P/A
钢管支架底座拟设置δ=50mm厚的木板，宽250mm，纵桥向布置，每块板上不少于两根立杆
腹板下承压面积A=0.25*0.9=0.225m2,承压面积取0.225 m2。
σ=P/A=24.2/0.225=108kPa
碎石层厚约z=20厘米，按20厘米计算，应力扩散角按35度和矩形基础荷载计算；
地基设计承载力σ地=0.25*0.9*108/[(0.9+2*z*tan35)(0.25+2*z*tan35)]=39Kpa
σ设计=σ地/k=39/0.5=78kPa
土地基设计承载力控制为100Kpa。

八、 墩身位置中横梁、端横梁、翼缘板加厚处支架处理
1、 横梁纵桥向仅比墩身边宽200mm，横桥向宽800mm，在墩顶设置方木即可承受横梁荷载，因箱梁底板、顶板、腹板厚度变化，离墩身中线2500mm左右立杆纵距改为600mm；
2、 翼缘板加厚处为800mm，该处立杆横距由1200mm改为600mm，无须验算。

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