石济客专五里堂双线特大桥48+80+48m连续梁碗扣支架方案检算报告
1 碗扣支架方案
五里堂双线特大桥48+80+48m连续梁支点处梁高6.4m，0号块长度为12.00m，边跨现浇段梁高为3.6m，长度为7.75m，0号块及边跨现浇段采用满堂支架方案施工。
支架结构采用碗扣脚手架结合钢管支架形式，自上向下结构为1.5cm竹胶板+10×10cm 方木（纵向）+12cm×14cm方木（横向）+碗扣脚手架或φ480钢管支架+地托垫木+混凝土垫层基础。
1.1 0号块碗扣式支架布置
碗扣式支架的立杆间距：腹板下支架：0.30m（横向）×0.30m（纵向），腹板下横向布置4排；底板下0.60m（横向）×0.60m（纵向）；翼缘板下0.90m（横向）×0.60m（纵向），横杆步距1.20m。
碗扣支架具体布置图如图1所示。
(a) 立面图（B-B截面）
板
c m纵向枋木
c m横向枋木
(b) 侧面图（A-A截面）
B
C
（c）平面图
图1 0号块支架布置图
1.2 边跨现浇段支架布置
碗扣式支架的立杆间距：腹板下支架：0.30m（横向）×0.60m（纵向），腹板下横向布置4排；底板下0.60m（横向）×0.60m（纵向）；翼缘板下0.90m（横向）×0.60m（纵向），横杆步距1.20m。
碗扣支架具体布置图如图2所示。
（a）立面图（B-B截面）
（b）侧面图（A-A截面）
B
B
（c）平面图
图2 边跨现浇段支架布置图
2 验算依据
《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》
《铁路桥涵地基和基础设计规范》
《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)
《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
《石济客专五里堂双线特大桥48+80+48m连续梁构造施工图》
3 0号块满堂支架检算
3.1 检算荷载
3.1.1 分项荷载
根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》相关规定取值。
（1）混凝土自重
预应力钢筋混凝土容重取26.5kN/m3。
（2）脚手架附属设备等自重
1）脚手板自重标准值统一按0.35kN/m2取值；
2）操作层的栏杆与挡脚板自重标准值按0.14kN/m2取值；
3）脚手架上满挂密目安全网自重标准值按0.01kN/m2取值；
4）脚手架自重：立杆按照6.18kg/m计算，按照12米高计算，横杆按照5.57kg/m计算，按照10层计算。
立杆：0.3m×0.3m：8.24kN/m2
0.6m×0.6m：2.06kN/m2
0.6m×0.9m：1.37kN/m2
横杆：0.3m×0.3m：3.71kN/m2
0.6m×0.6m：1.86kN/m2
0.6m×0.9m：1.55kN/m2
则立杆、纵向及横向水平杆、水平及垂直斜撑、模板、支承梁（楞）、配件、脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重计算值：
0.3m×0.3m 支架：12.45kN/m 2；（模板等计0.50 kN/m 2） 0.6m×0.6m 支架：4.42kN/m 2；（模板等计0.50 kN/m 2） 0.6m×0.9m 支架：3.92kN/m 2；（模板等计1.00 kN/m 2） （3） 施工活荷载
1） 施工人员、施工料具、运输荷载，按2.0kN/m 2计； 2） 水平模板的砼振捣荷载，按2.0kN/m 2计； 3） 倾倒混凝土冲击荷载，按2.0k N/m 2
计。 （4） 水平风荷载
0.7k z s o W W μμ=??=0.7×1.0×0.8×0.5=0.282kN/m 式中：
W k ——风荷载标准值（kN/m 2）；
μz ——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定采用，取1.0；
μs ——风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定的竖直面取0.8；
W o ——基本风压（kN/m 2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定采用，取0.5kN/m 2。 3.1.2 荷载组合
永久荷载的分项系数，取1.2，可变荷载的分项系数，取1.4。则支架部分的自重及施工活载组合值为：
0.3m×0.3m 支架：
q =1.2×永久荷载+1.4×活荷载=1.2×12.45+1.4×6.0=23.34 kN/m 2；
0.6m×0.6m 支架：
q =1.2×永久荷载+1.4×活荷载=1.2×4.42+1.4×6.0=13.70 kN/m 2；
0.6m×0.9m 支架：
q =1.2×永久荷载+1.4×活荷载=1.2×3.92+1.4×6.0=13.10 kN/m 2。
3.2 立杆竖向承载力验算
（1） 腹板下立杆竖向承载力检算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（2001）表5.3.3，横杆步距1.2m ，长细比的计算公式为：
1.155 1.501200131.825015.78
k l i μλ??===≤
式中：k —计算长度附加系数，取1.155； 根据经验，μ取1.50。
满足《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》5.1.8条规定,λ≤250。
计算立杆时按照最不利状态，即不考虑枋木的分配作用，假设每根立杆承受立杆间距范围内的混凝土自重，腹板下梁高按照6.40m 计算，每根立杆承受的梁部混凝土自重为：
G =0.3×0.3×6.40×26.5=15.26kN
立杆轴力为：
1.2N G qA =+=1.2×15.26+23.34×0.3×0.3=20.42kN ；
立杆轴心受压稳定系数：?=0.386；立杆应力为：
/N A σ==20.42/489/10-6=41.75×103kPa=41.75MPa<[]f ?=0.386×205=79.13MPa ，腹板下立杆强度及稳定满足要求。 （2） 底板下立杆竖向承载力检算
底板下立杆承受底板和顶板的重量。底板厚按照1.00m 计算，顶板厚度按照0.35m 计算，每根立杆承受立杆间距范围内的混凝土自重，底板下每根立杆承受的梁部混凝土自重为：
G =0.6×0.6×（1.00+0.35）×26.5=12.88kN
立杆轴力为：
1.2N G qA =+=1.2×1
2.88+1
3.70×0.6×0.6=20.39kN ；
立杆轴心受压稳定系数：?=0.386；立杆应力为：
/N A σ==20.39/489/10-6=41.69×103kPa=32.03MPa<[]f ?=0.386×205=79.13MPa ，底板下立杆强度及稳定满足要求。 （3） 翼缘板下立杆竖向承载力检算
翼缘板下立杆承受翼缘板的重量。翼缘板厚按照0.5m 计算，每根立杆承受立杆间距范围内的混凝土自重，翼缘板下每根立杆承受的梁部混凝土自重为：
G =0.6×0.9×0.50×26.5=7.16kN
立杆轴力为：
1.2N G qA =+=1.2×7.16+13.10×0.6×0.9=15.66kN ；
立杆轴心受压稳定系数：?=0.386；立杆应力为：
/N A σ==15.66/489/10-6=35.75×103kPa=32.03MPa<[]f ?=0.386×205=79.13MPa ，底
板下立杆强度及稳定满足要求。 （4） 组合风荷载时承载力验算
由于腹板下立杆受力最大，故选取腹板下立杆进行组合风荷载时的承载力验算。 风荷载对立杆产生弯矩：
10/4.12
0k w W al M ==1.4×0.6×2.0792
×0.28/10=0.1067 kN·
m 式中：M w ——单肢立杆弯矩（kN·m ）；
a ——立杆纵距（m ）；
W k ——风荷载标准值（kN/m 2）； l 0——立杆计算长度（m ）。
为安全起见单肢立杆轴向力按照恒载和活载分别取1.2和1.4的分项系数后的计算结果（不考虑活载0.9的折减系数）。
底板下单根立杆承受的荷载为：20.42kN 。
立杆压弯强度计算：
σ=)
8.01(9.0E
w w w N N W M A
N -+γβ?=-4
20.420.386 4.8910??+60.9 1.00.1067
20.421.15 5.0810(10.8)56.53-????-?=13130kPa =131.30MPa <[]f =205MPa 。
式中：β——有效弯矩系数，采用1.0；
γ——截面塑性发展系数，钢管截面为1.15；
W ——立杆截面模量；
E N ——欧拉临界力，2222/ 3.14200498/131.856.53E N EA πλ==??=kN
（E 为材料弹性模量，λ为压杆长细比）。 组合风荷载时，标准截面下立杆强度满足要求。
3.3 梁底模板及枋木检算
3.3.1 模板
1.5cm 厚竹胶板
弹性模量：纵向 6.5GPa Z E =、横向 4.5GPa h E = 弯曲强度：纵向80MPa z σ=、横向55MPa h σ=
竹胶板钉在顺桥向枋木上，枋木高10cm ，宽10cm ，枋木净间距腹板下10cm （枋木中心距20cm ），底板下20cm （枋木中心距30cm ）。
（1） 腹板下模板
腹板作用在竹胶板上的均布荷载：1.2×6.40×26.5+1.4×6.0=211.92kN/m 2。 竹胶板钉在枋木上，可近视认为竹胶板与枋木刚结，净跨径10cm ，取长度方向1m 条带进行计算，其抵抗矩和惯性矩为：
22
531.00.015 3.7510m 66bh W -?===?
3374
1.00.015
2.812510m 1212bh I -?===?
由于竹胶板较薄，近似简化为简支梁来计算：
最大弯矩：2
max 8ql M ==（211.92×0.102/8）=0.2649kN·m
最大剪力：max 2
ql
Q ==（211.92×0. 10）/2=10.596kN
最大弯曲应力：max max M
W σ==0.2649/（3.75×10-5）=7064kPa=7.06MPa<[]σ=55MPa
最大剪应力：max
max 32Q A τ==1.5×10.596/1.0/0.015=1060kPa=1.06MPa<[]τ=2.0MPa
计算变形时，按照连续梁计算与实际情况更为接近，按照三跨连续梁计算得竹胶板最大变形结果如图3所示：
图3 腹板下模板变形图
max 0.0798mm f =<[]f =
400l =100400
=0.25mm 腹板下竹胶板的弯曲应力、剪应力及变形均满足要求。
（2） 底板下模板
底板作用在竹胶板上的均布荷载：1.2×1.35×26.5+1.4×6.0=51.33kN/m 2。 竹胶板钉在枋木上，可近视认为竹胶板与枋木刚结，净跨径20cm ，取长度方向1m 条带进行计算，其抵抗矩和惯性矩为：
22
531.00.015 3.7510m 66bh W -?===?
3374
1.00.015
2.812510m 1212bh I -?===?
由于竹胶板较薄，近似简化为简支梁来计算：
最大弯矩：2
max 8ql M ==（51.33×0.202/8）=0.2567kN·m
最大剪力：max 2
ql
Q ==（51.33×0.20）/2=5.133kN
最大弯曲应力：max max M
W σ==0.2567/（3.75×10-5）=6845kPa=6.845MPa<[]σ=55MPa
最大剪应力：max
max 32Q A τ==1.5×5.133/1.0/0.015=513.3kPa=0.513MPa<[]τ=2.0MPa
计算变形时，按照连续梁计算与实际情况更为接近，按照三跨连续梁计算得竹胶板最大变形结果如图4所示：
图4 底板下模板变形图
max 0.309f mm =<[]f =
400l =200400
=0.500mm 底板下竹胶板的弯曲应力、剪应力及变形均满足要求。 3.3.2 纵向枋木
纵向枋木搭设在横向枋木上，腹板下间距为0.20m ，跨度为0.3m ；底板下间距为0.30m ，跨度为0.6m 。
（1） 腹板下纵向枋木
腹板下纵向枋木承担的均布荷载为：q =1.2×6.40×0.20×26.5+1.4×6.0×0.20=42.38kN/m ；
纵向枋木（宽10cm×高10cm ）的截面特性：
22
0.100.1066bh W ?===1.667×10-4m 3。
330.100.101212
bh I ?===8.333×10-6m 4
弹性模量：10E GPa =，容许弯曲应力[]13MPa a σ=，容许剪应力：[]2MPa a τ= 腹板下纵向枋木（宽10cm×高10cm ）搭设在横向枋木（宽12cm×高14cm ）上，净跨度20cm ，安全起见按照跨度0.30m 检算，如图5所示。
q
图5 纵向枋木计算简图
将纵向枋木简化为3跨连续梁（跨度0.3m ）模型进行计算，计算利用有限元程序ANSYS 进行。计算结果如图6所示。
（a）弯矩图
（b）剪力图
（c）竖向位移图
（d）上缘应力图
（e ） 下缘应力图 图6 纵向枋木计算结果
最大弯曲应力：max
max M W σ=
=2289kPa=2.289MPa<[]σ=13MPa 最大剪应力：max
max 32Q A
τ==1.5×7.628/0.10/0.10=1144kPa=1.144MPa<[]τ=2MPa
最大变形：0.0284mm<[]f =400l =300
400
=0.75mm
腹板下纵向枋木的弯曲应力及变形均满足要求。 各支点处的支点反力提取结果如下： NODE FY 1 5.0856 2 13.985 22 13.985 42 5.0856
（2）底板下纵向枋木
底板下纵向枋木承担的均布荷载为：q=1.2×1.35×0.30×26.5+1.4×6.0×0.30=15.40kN/m；
底板下纵向枋木（宽10cm×高10cm）搭设在横向枋木（宽12cm×高14cm）上，净跨度48cm，安全起见按照跨度0.60m检算，如图7所示。
q
图7 纵向枋木计算简图
将纵向枋木简化为3跨连续梁（跨度0.6m）模型进行计算，计算结果如图8所示。
（a）弯矩图
（b）剪力图
（c）竖向位移图
（d）上缘应力图
（e）下缘应力图
图8 纵向枋木计算结果
最大弯曲应力：max
max M W σ=
=3327kPa=3.327MPa<[]σ=13MPa 最大剪应力：max
max 32Q A
τ==1.5×5.544/0.10/0.10=832kPa=0.832MPa<[]τ=2MPa
最大变形：0.165mm<[]f =400l =600
400
=1.50mm
底板下纵向枋木的弯曲应力及变形均满足要求。 各支点处的支点反力提取结果如下： NODE FY 1 3.6960 2 10.164 22 10.164 42 3.6960 3.3.3 横向枋木
横向枋木（宽12cm×高14cm ），承受纵向枋木传递的竖向荷载，腹板下范围内传递的荷载为13.985kN ，横向枋木跨度为0.3m ；底板下传递的荷载为10.164kN ，纵向枋木跨度为0.6m 。
（1） 腹板下横向枋木检算
腹板下横向枋木计算简图如图9所示。
P
P
P
图9 腹板下横向枋木计算简图
枋木（宽12cm×高14cm ）的截面特性：
220.120.1466bh W ?===3.92×10-4m 3
330.120.141212
bh I ?===2.744×10-5m 3
简化为3跨连续梁进行计算，跨度0.3m ，计算结果如图10所示。
（a）弯矩图
（b）剪力图
（c）竖向位移图
（d）上缘应力图