(完整版)桥梁支架计算说明书

一、工程概况

本桥跨越赛城湖引水渠，桥梁按正交布置。全桥布置为24.24+56.00+24.24米预应力砼斜腿刚构，桥面标高以50年一遇水位控制。桥梁中心桩号为K1+410.000，桥梁起讫点桩号为K1+353.7～K1+466.3，全长112.6米，桥梁宽度50米。

本桥为双向六车道，全桥等宽。桥上行车道的中心线及宽度与路线一致，桥面横坡为2%，由盖梁、台帽及梁体共同调整。

桥梁上部为预应力混凝土箱梁结构，采用单箱四室断面，主梁根部梁高为5.63米（与斜腿相连形成拱状），跨中梁高为1.8米，端部梁高为2.0米，箱顶宽为24.99米，底宽20米，悬臂长为2.495米，悬臂根部厚0.45米。桥面横坡为2%的双向坡，箱梁同坡度设计。斜腿与承台拱座之间为铰接，施工完成后填充混凝土，转换为固结。斜腿截面为矩型截面，单根肋截面宽2000cm，高150～263.1cm。横向设置两幅桥梁，箱梁间为2cm的分隔缝，铺装层于分隔缝处浇筑整体化防水混凝土及沥青铺装层。

主桥上部构造施工采用整体支架现浇。支架采用钢管支架，斜腿支架与上部支架形成整体。支架结构形式详见附图。

二、设计依据

1、《九江市开发区沙阎北路延伸线桥梁工程施工设计图》； 2、《九江市开发区沙阎北路延伸线桥梁工程设计说明》； 3、《九江市开发区沙阎北路延伸线桥梁工程地址勘察报告》； 4、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）； 5、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）； 6、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)； 7、《路桥施工计算手册》；

8、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）； 9、《钢结构设计规范》（GB50017-2011）。

三、临时支架布置图

临时支架边跨采用型材焊接，主跨采用碗口脚手架搭设而成，布置图如图1所示：

图1：临时支架布置图

四、边跨临时支架计算

边跨钢筋混凝土梁截面如图2所示：

图2：边跨钢筋混凝土梁截面

混凝土外框面积：A141.64m2 混凝土镂空面积：A244.417.6m2

混凝土实际截面面积：AA1A241.6417.624.04m2 4.1、荷载分析

边跨支架主要荷载为桥梁本身钢筋混凝土荷载，容重取26kN/m3，施工荷载取

3kN/m2，梁底分配量采用工钢12.6,纵向主梁采用工钢45a，支架顶部分配梁采用工

钢45a。 4.2、荷载组合

设计荷载组合按下式计算：

……………(1—1)

式中：

——支架自身结构荷载（kN/㎡）；

——桥梁构件自重（kN/㎡）； ——施工荷载总和（kN/㎡）。

梁体自身荷载根据梁体截面形式近似按线性荷载计算，施工荷载、模板荷载及分配梁荷载均摊到梁体荷载中。 4.3、梁底分配梁

梁底分配梁采用工钢12.6，间距为500mm，梁底分配梁承受载荷包含桥梁本身自重，梁底分配梁自重和施工荷载，取其中一根梁底分配梁进行计算。 桥梁自重：

q112620.40.510.6kN/m

25梁底分配梁自重：

q120.14kN/m

施工荷载：

q1330.51.5kN/m

则梁底分配梁承受设计载荷:

q11.2(q11q12)1.4q131.2(10.60.14)1.41.515kN/m

梁底分配计算模型如下图3所示：

151515151515151515151515150.901.001.000.901.001.000.901.001.000.901.001.000.90 图3：梁底分配梁计算模型（单位：m和kN）

计算得弯矩图如图4所示和剪力图如图5所示：

-1.38-1.38-1.38-1.38-1.33-1.33-1.33-1.33-1.25-1.25-1.25-1.25-1.12-1.12-1.12-1.12-1.10-1.10-1.10-1.10-1.09-1.09-1.09-1.090.910.560.690.410.670.660.420.660.670.410.690.560.91

图4：梁底分配梁弯矩图（单位：kNm）

7.637.636.787.267.736.757.277.746.727.377.378.285.22-5.22-8.28-7.37-7.37-6.72-7.74-7.27-6.75-7.73-7.26-6.78-7.63-7.63

图5：梁底分配梁剪力图（单位：kN）

由图3和图4可查得：

x梁底分配梁承受最大弯矩:M1max1.38kNm 梁底分配梁承受最大剪力：Q1max8.28kN 梁底分配梁支反力：R17.638.2815.91kN 梁底分配梁截面参数：

A118.1cm2,I1x488cm4,W1x77cm3

x梁底分配梁承受正应力：

M1max1.381031118MPa190MPa 6W1x7710梁底分配梁承受剪应力：

Q1max8.28103114.6MPa110MPa 4A118.110复合应力：

2211131118234.6219.7190MPa

满足要求。 4.4、纵向主梁

纵向主梁材料为工钢45a，材质为Q235B，纵向主梁承受来自梁底分配梁的竖向载荷和纵向主梁自重。

纵向主梁承受来自梁底分配梁的竖向载荷（将集中载荷转换为均布载荷进行计算）：

q21R115.9131.82kN/m l0.5纵向主梁自重：

q220.8041.20.96kN/m

纵向主梁承受载荷：

q2q21q2231.820.9632.8kN/m

纵向主梁计算模型如图6所示：

32.832.832.832.832.832.832.832.84.404.404.402.502.502.503.603.60

图6：纵向主梁计算模型（单位：m和kN）

计算得弯矩图如图7所示和剪力图如图8所示：

-66.24-66.24-52.53-52.53-41.13-41.13-24.57-24.57-16.69-16.69-11.17-11.171.45-46.99-46.9919.9949.7011.704.9932.5517.4732.21

图7：纵向主梁弯矩图（单位：kNm）

57.1075.2874.7552.9838.7937.85-29.0252.8172.09-87.22-69.04-69.57-43.21-44.15-65.27-45.99

图8：纵向主梁剪力图（单位：kN）

由图7和图8可查得：

x纵向主梁承受最大弯矩:M2max66.24kNm 纵向主梁承受最大剪力：Q2max87.22kN 纵向主梁支反力：R275.2887.22162.5kN 纵向主梁截面参数：

A2102cm2,I2x32240cm4,W2x1430cm3

纵向主梁承受正应力：

M2max66.241032146MPa190MPa

W2x1430106纵向主梁承受剪应力：

Q2max87.22103218.6MPa110MPa 4A210210复合应力：

2222132146238.7248190MPa

满足要求。

4.5、立柱顶部分配梁

立柱顶部分配梁采用双拼45a工钢，材质为Q235B，纵向主梁承受来自纵向主梁竖向载荷和纵向主梁自重。

立柱顶部分配梁承受来自纵向主梁的竖向载荷：

F3R2162.5kN

纵向主梁自重：

q320.8041.21.9kN/m

立柱顶部分配梁计算模型如图9所示：

162.5162.51.9162.51.9162.5162.51.9162.51.9162.5162.51.9162.51.9162.5162.51.9162.51.9162.5162.51.92.502.502.502.502.502.502.502.502.50

图9：立柱顶部分配梁计算模型（单位：m和kN）

计算得弯矩图如图10所示和剪力图如图11所示：

-87.98-87.98-87.98-87.98-72.11-72.11-72.11-72.11-70.63-70.63-70.63-70.63-65.08-65.08-65.08-65.0847.32102.7326.4153.9068.3031.5460.6660.6660.8531.5453.9068.3026.4147.32102.73

图10：立柱顶部分配梁弯矩图（单位：kNm）

164.88163.3686.2878.500.85-0.85-15.15-16.86-60.72-62.43-82.13-84.22-84.00-86.28-78.50-179.36-180.69-163.36-164.88-224.93-226.07101.7883.03149.0680.37147.3580.97180.69179.3684.2284.0016.8615.15226.07224.9382.1362.43-83.03-101.7860.72-103.68103.68-80.97-80.37-147.35-149.06

图11：立柱顶部分配梁剪力图（单位：kN）

由图10和图11可查得：

x立柱顶部分配梁承受最大弯矩:M3max102.73kNm 立柱顶部分配梁承受最大剪力：Q3max226.07kN 立柱顶部分配梁支反力：R3226.0783.09309.2kN 立柱顶部分配梁截面参数：

A3204cm2,I3x64480cm4,W3x2860cm3 x立柱顶部分配梁承受正应力：

M3max102.731033138.5MPa190MPa

W3x2680106立柱顶部分配梁承受剪应力：

Q3max226.071033111MPa110MPa

A3204104复合应力：

2233133138.52311243MPa190MPa

满足要求。 4.6、立柱结构

立柱结构竖向立柱采用三拼工钢63c，连接系采用双拼槽钢20a，单元14,15,16,17采用双拼工钢45a计算简图如图12所示：

309.2309.2309.2309.2309.2309.2( 24 )( 25 )( 26 )( 14 )( 15 )( 4 )( 29 )( 7 )( 30 )( 10 )( 32 )( 13 )( 36 )( 35 )( 17 )( 21 )( 22 )( 23 )( 34 )( 3 )( 28 )( 6 )( 31 )( 9 )( 33 )( 12 )( 16 )( 18 )( 5 )( 19 )( 8 )( 20 )( 11 )( 2 )( 27 )( 1 )

图12：立柱结构计算模型（单位：m和kN）

计算得弯矩图如图13所示，剪力图如图14所示和轴力图如图15所示：

92.09-192.11-180.67-83.24-149.02-499.42-45.83-161.13-667.14-159.82-506.41-723.36-360.47-920.4592.09-127.33-127.33-83.24-45.83-159.82-360.47-149.02-161.13-506.41-920.45-180.67

图13：立柱结构弯矩图（单位：kNm）

x

图14：立柱结构剪力图（单位：kN）

图15：立柱结构剪力图（单位：kN）

立柱承受荷载为：

M4max920.45kNm,V4362.97kN,N41207.94kN

立柱截面参数：

A4540cm2,W4x9894cm3,i4x23.8cm,4x1.15

立柱正应力：

N4M4max1207.94103920.4510341103.4MPa190MPa 46A44xW4x540101.15989410立柱剪应力：

V4362.97103427MPa110MPa 4A454010复合应力：

22441341103.42372104MPa190MPa

单元16荷载为：

M5max127.33kNm,V529.05kN,N5879.93kN

立柱截面参数：

A5204cm2,W5x2860cm3

立柱正应力：

N5M5max879.93103127.331035181.7MPa190MPa 46A55xW5x204101.15286010立柱剪应力：

V529.05103522MPa110MPa 4A520410复合应力：

2255135181.7232282MPa190MPa

连接系最大承载力：

N6258.04kN

连接系截面面积：

A643.8cm2

正应力：

N6258.04103659MPa190MPa4A643.810 立柱结构满足要求。 4.7、条形基础

条形基础尺寸为1.8m×1.2m×54m（宽×高×长），条形基础材料为C20，承载力

为13.4MPa，立柱与基础之间接触面积为0.4m×0.6m，条形基础位置单根立柱承载力为309kN，地基为回填土，承载力为80kPa，则条形基础计算如下： 条形基础上表面压应力:

F3091031.3MPafck13.4MPaA10.40.6 条形基础与地基接触应力：

F309103107kPa80kPaA21.61.8

由于回填土地基不能满足要求，因此需要对回填土地基进行预压，使回填土地基承载力达到200kPa以上即可。

五、 主跨梁段支架计算

5.1 满堂式碗扣件支架方案介绍

满堂式碗扣支架体系由支架基础（厚30cm混凝土地基）、Φ48×3mm碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调节顶托、10cm×15cm底垫木、10cm×15cm或10cm×10cm木方做横向分配梁、10cm×10cm木方纵向分配梁；模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。10cm×15cm木方分配梁沿横桥向布置，直接铺设在支架顶部的可调节顶托上，箱梁底模板采用定型大块竹胶模板，后背10cm×10cm木方，然后直接铺装在10cm×15cm、10cm×10cm木方分配梁上进行连接固定；侧模、翼缘板模板为整体定型钢模板。

根据箱梁施工技术要求、荷载重量、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标，通过计算确定，主跨梁段支架立杆布置:纵桥向间距为60cm，横桥向间距为30cm。支架立杆步距加密为60cm，如图1所示布置斜杆；立杆顶部安装可调节顶托，立杆底部支立在底托上，底托安置在支架基础上的10cm×15cm木垫板上，以确保地基均衡受力。

5.2 碗扣支架承载力资料

立杆、横杆承载性能（考虑稳定性）：

立 杆 步距（m） 允许载荷（KN） 0.6 1.2 1.8 2.4 40 30 25 20 横杆长度（m） 0.9 1.2 1.5 1.8 横 杆 允许集中荷载（KN）） 4.5 3.5 2.5 2.0 允许均布荷载（KN） 12 7 4.5 3.0 根据《工程地质勘察报告》，本桥位处地基容许承载力在80Kpa以上。 5.3 碗扣支架荷载统计

碗扣支架承受载荷包含主跨梁体自重，内模自重，外模自重，底模自重，施工荷载，碗扣支架自重和砼振捣荷载等，由于荷载以主跨梁体自重为主，因此仅对梁体自重最大截面进行验算即可。

主跨梁体自重最大截面如图15所示：

图15：主跨梁体截面示意图

梁体自重荷载：q11265.01130.26kN/m2 内模（包括支撑架）自重荷载：q121.2kN/m2； 外模（包括侧模支撑架）自重荷载：q131.2kN/m2； 底模（包括背木）自重荷载：q140.8kN/m2；

因施工时面积分布广，需要人员及机械设备不多，取q152kN/m2（施工中要严格 控制制其荷载量）。

碗扣脚手架及分配梁荷载（按支架搭设高度≤10米计算）：q162.35kN/m2； 水平模板的砼振捣荷载：q172kN/m2。

碗口支架承受均布载荷（荷载组合）：

q11.2(q11q12q13q14)1.4(q15q16q17)

1.2(130.261.21.20.8)1.4(22.352)169.1kN/m2

5.3 碗扣支架各材料荷载验算

碗扣立杆分布30cm×60cm，横杆层距(即立杆步距)60cm，则 单根立杆受力为：N169.10.30.630.4kNN40kN 主跨梁体底面与水平面夹角：

126.2

碗扣支架横杆与斜杆夹角：

245

由于梁体底面与立杆之间不是垂直面，因此立杆承受水平载荷，考虑立杆水平载荷由斜杆承担，斜杆承受轴向载荷为：

N2Ntg130.4tg26.221.2kNN40kN sin2sin45 由于碗扣支架各构件性能表中已考虑稳定系数，因此可不进行稳定性验算。 由于碗扣支架立杆布置较密，可不进行分配梁验算。 5.4 地基受力验算

碗扣支架基础为厚度30cm的C20混凝土，混凝土下部为回填片石，混凝土基础与碗口支架之间采用10cm×15cm方木进行传力。

方木承载力容许值：112MPa； C20混凝土承载力容许值：213.4MPa

回填片石承载力容许值：[σ3]=404kPa(计算见下注明) 各接触面压应力为：

方木与混凝土基础之间接触应力：

30.410311.35MPa112MPa

0.150.15混凝土基础与回填片石地基之间接触应力：

σ2=（30.4×103）/（0.15+0.3）2=171 150kPa<[σ3]=404kPa

因此，地基承载力满足要求。 注明：

由于原地基承载力不符要求，因此，拟采用换填片石法加固地基，即换填2m厚度不良地基，采用片石回填压实。对换填地基进行地基承载力计算如下：

基础长度L=10m，宽度b=0.8m，原地基容许承载力[σH]=170kPa，片石厚度hs=2m，容重γs=22KN/m³，片石层顶部填土h=0m，γ土=18KN/m³，片石压力扩散角θ=35º，tgθ=0.7，则：

（1）基底压应力通过片石层扩散至层底面压应力σh： σh=[σH]- γshs-γ土h=170-2×22-0=126 kPa

（2）基底平均压应力（即片石层顶面容许承载力）： σ=σh[Lb+(L+b+4/3 hs tgθ) hs tgθ]/Lb

=126×[8+（10+0.8+4/3×2×0.7）×2×0.7]/8 =404kPa