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1、Sta.20+536桥现浇预应力钢筋碎箱梁支架、横梁、分配梁、模板的方案及检算一、概况：Sta.20+536桥为麦麦高速铁路桥之一，本桥为一联四跨（20m+25m+25m+20旅应力 钢筋碎箱梁。二、支架方案：本桥现浇预应力钢筋碎梁采用满堂支架方案，支架采用 小48.3 X 3.0 mnS扣式钢管支 架。梁端部支架立杆采用纵向间距 0.6m,底板下横向间距采用 0.6m,翼缘板下横向间距 采用0.9m；跨中部立杆采用纵向间距0.9m,底板下横向间距0.6m,翼缘板下横向间距0.9m, 步距1.21.5m。检算时取1.5m。支架顶横向梁采用双14a槽钢，横梁间距与支架纵向间距一致。纵向梁（即模板
2、背带）采用 H20工字型木背带，箱梁腹板下间距为 0.3m,其余底板 0.3m,侧模板处间距0.3m,翼缘板处0.4m。模板采用竹胶合板或者木胶合板，厚度 20mm三、支架检算：支架检算高度按照最高处6m检算。碗扣式支架设计，纵、横断面图及平面布置图见附图：支架小48.3*3.0碗扣式钢管脚手架搭设：小48.3*3.0碗扣式脚手架钢管相应参数d(mm)t(mm)A (mm2)Ix (mm4)Wx (mm3)r(mm)每米长质量（kg/m）48.33.042751.1X104554165.85（一）、支架单根立杆稳定承载力计算：不组合风荷载时：Nd =小 Af = 0.458 X427X 205
3、= 40091N=40.09KNA单根立杆的截面积，A取427mmf钢材强度设计值，对Q235钢取205N/mrm小一一轴心受压杆件的稳定系数，按 入=l0/r查表取值表C稳定系数小表X0I2345673901.0000.9970 9950,P320.9390.987口 9840 9810.9790.976100.9740 371F 0 96310.9d6口9630.5600 3530 5550 952；0.949200 9470 9440 3410.9380.9360.P330.9300 9270.P240.92130Li 9130 5150.3120.9090.90619030 8990
4、393U 3P30.839400,8360 882US7P0,8750.872。评犯0 364o sei0.8580.855500.8520 343F 0 34610.8430.8390.8360 8320.3290 8250.822600.8180 8140 8100.8060.8020.797079307830.7840,779700.7750.7700 7650.7SO0.7550.7500 7440.7390.7330.72SSO0.7220 71$07100,7040.6980.20 6800 6ao0,6730.667500.6610 6540 5430.641U nj；40.62
5、60 6130.6110.603口595X013345e73pU in 5BSQ.5B0II 573 .56fiIl 55ftI I u，I11 544 5T70/53D0,523noII M PiD.509II 5020.495ii 4；-；y 4830.4760 4700 4G4II 4S；1 JUU 452U.44 b口 .44U口.434D 42S口 4/m0 417 .4 12iU.4Dtill 4D 113CIn WHn 3910 3Bt5n 3sj。37B0 37 J0 357n 362n 3570.353I n 3*190.3*140 M 口n 3315H 3320 3280如
6、n 32(i(1 3lo0 312ISd 3080 304iD 30 1n 2950 29n 291n 387n a制C 281.0.277产in 2740L271 26B0 2C5n 262n 259n 25fin 253(1 25Lri 2l/a口*30, 3,0,2370 235口 3兔0.2200.2270.2254 233iso0.2200,2X80 21(50.2140.211o 2090 2070 2050.2030.2010. 1990.1970. 1950.1950 191口E?DOLD. ISuC i&40.1S220CI0. ISO0.1790 1770 1750 7M0
7、 1720 1710 It59Old7O.ltJt?31.口Id40.1d30. Itil口一 16。0 1590 15700 1540 1530. 152220. 150口，1-1。0. MSCl.1450. 115 140.L430. M 10. MOC.13P230口 1330.137D 1360 13S I 330, 1320 LSI0 13。口. 1. W0J2324(J, 1270.126 1250 1240. 1230.1220.1210. 12Ca up0 11 3250Q 1171、立杆中间部分，lo=kph; k取值1.0;以取值1.27； h （步距）取1.5ml0=kp
8、 h=1*1.27*1.5=1.905m入 1=1905/16=119,2、处于顶端自由端时，l=kp h; k取值2.0;以取值1.27; h取自由端高度0.5m3kp h=2*1.27*0.5=1.27m入 2=1270/16=79.4入取1、2式中最大值，所以入=119查表小取0.458;（二）、荷载分析及支架布置：1、梁端和跨中截面碎荷载截面图混凝土面积：s1=0.892m2、s2=2.355m2、12s3=2.848 m2每平米钢筋碎荷载:qi=0.892 X 26+ 2.65=8.75KN/m2;q2=2.355 X 26+ 1.8=34.02KN/m2;q3=2.848 X 26
9、+ 3.6=20.57KN/m22、张拉底板加厚段截面碎荷载底板加厚段截面图混凝土面积：s1=0.892m2、s2=4.737m2、Es3=4.171m2每平米钢筋碎荷载：qi=0.892 X 26+ 2.65=8.75KN/m2;q2=2.355 X 26+ 1.8=34.02KN/m2;q3=4.171 X26+3.6=30.12KN/m23、施工荷载：按4KN/ m2考虑。4、模板及背带钢支架等荷载：按 6KN/n2考虑。5、脚手架及其附件荷载：钢管 1 米 47.7N水平杆10.6米/根28.2N水平杆20.9米/根39.7N6m高支架单根立杆自重合计：0.6 X 0.6 组合：47.
10、7*6+ (28.2+28.2 ) *6/(1.5*0.36)=0.913kN0.9 X 0.6 组合：47.7*6+ (39.7+28.2 ) *6/(1.5*0.54)=0.786kN0.9X0.9 组合：47.7*6+ (39.7+39.7 ) *6/(1.5*0.81)=0.678kN(三)、组合荷载作用下稳定性检算：由于采用敞开式满堂支架，风荷载对支架结构受力影响非常小，在组合荷载的受力分 析中不予考虑。1、跨中部分：(1)、箱梁跨中悬挑部分(Si):立杆间距设为0.9X0.9m。每根立杆受力面积为0.9 X0.9=0.81m2;每根立杆的轴向受压荷载 N=1.2EN3+1.4ENk
11、=1.2 X0.678+1.4 X(8.75+4+6) X0.81=22.08KN Nd= 40.09KN,稳定。(2)、梁跨中梗肋部分(S2)：立杆间距设为0.6X0.9m。每根立杆受力面积为0.6 X0.9=0.54m2;每根立杆的轴向受压荷载 N=1.2EN3+1.4ENk=1.2 X0.786+1.4 X (34.02+4+6) X 0.54=34.22KN M= 40.09KN,稳定。(3)、箱梁跨中底板部分(S3):立杆间距设为0.6 x 0.9m。每根立杆受力面积为0.6 X0.9=0.54m2;每根立杆的轴向受压荷载 N=1.2EN3+1.4ENk=1.2 X0.786+1.4
12、 X (20.57+4+6) X 0.54=24.05KN M= 40.09KN,稳定。2、箱梁跨中底板加厚段部分:箱梁跨中底板部分(S3)：立杆间距设为0.6 x 0.9m。每根立杆受力面积为0.6 X0.9=0.54m2;每根立杆架的轴向受压荷载 N=1.2E N3K+1.4汇NQk=1.2 X0.786+1.4 X (30.12+4+6) X 0.54=31.27KN M= 40.09KN,稳定。(四) 、立杆的受压变形量计算：1、立杆的受压变形计算：AL=LN/fEL 为立杆的长度，计算长度6m；NU为立杆受力最大处所承受的组合压力荷载34.22KN;f 为钢管抗拉、抗压、抗弯的强度设
13、计值205N/mm2；E为钢管的弹性模量2.06 X 105 N/mm2 ;AL=6X 103X 34.22 X 1000+ (205X2.06 X 105) =4.86mm取5mm乍为弹性变形量。2、整个支架系统的非弹性变形：底托与立杆、立杆与立杆、立杆与顶托、顶托与横梁、横梁与纵梁，纵梁与模板，在施工过程中，由于在加荷载前不可能完全密贴，加载以后可能会产生非弹性变形而压紧密贴，由此产生的非弹性变形，根据以往施工经验，暂定为 5mm3、总变形量：总变形量二非弹性变形+弹性变形=5+5=10mm。四、上部槽钢（横梁）检算：支架顶采用双14a槽钢为横向支撑梁，上铺纵向工字型木制背带，然后铺设20
14、mm勺胶板作为模板。检算时按照单根槽钢计算，确保安全。14a槽钢，截面抵抗矩 W=80.5 X 10赤由I x=564X 104mmb按最大受力处简支均布荷载计算，计算荷载：qmax=（最大处钢筋碎荷载+施工荷载+模板背带荷载）x 0.6mqma- （68.42+4+6） X 0.6=47.05KN/mMmax= 1/8qMa42= 1/（8 X 47.05 X 0.6 2）=2.12KN?m1、强度检算：（T =MUW=2.12 X 106/80.5 X 103 = 26.34 N/mm2205 N/mm2满足要求（简支梁）2、挠度检算：E=2.06X1011 N/m2 ,f = 5NmaL
15、4/384EI 产5X47.05 乂 103X0.6 4/ （384X2.06 乂 1011 X 564X 10-8）= 6.83 X10-5mf=L/400=0.6/400=0.0015m ,满足要求。五、工字型木背带（纵向梁）检算：（一）、梁端部位及跨中部位：12500QWKZNKO5 -QS0023N7C9NK7 n9NK9 ?0023006006NK9 2横断面碎荷载分布(单位：KN/m2)纵桥向工字型木背带，底板全部按间距 0.3m布置在横向槽钢上，翼缘板处按照间距 0.4米布置。工字木按照简支梁计算，根据工字木产品的技术参数如下：Ix=4613cn4i; W=461cm； E=1.
16、0X104 N/mm Q=11.0KN; M=5.0 KN.m梁端部位及跨中均按照跨度为0.6m的简支梁进行计算；1、腹板对应底板部分检算：碎荷载按照最大64.24KN/m2;模板荷载按照2.5KN/m2;人和机具活动荷载按照4KN/nm;梁自重 N1=64.24X 0.6 X0.3=11.56(KN)模板的荷载 N2=2.5X0.6 X0.3=0.45(KN)人及机具活载 N6= 4.0 X 0.6 X 0.3=0.72(KN)最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下：均布荷载：q=1.2 X ( 11.56+0.45+0.72)/0.9=16.97kN/m ;最
17、大弯距：Mmaql 2/8=16.97 乂 0.9 2/8=1.72kN.m ;最大剪力 QmaF ql/2=16.97 X 0.9/2=7.64kN ;(1)、抗弯承载能力检算：工字木抗弯允许值M=5.0KN.mML=1.72M=5.0KN.m,则工字型的木背带间距按照30cm布置完全能满足要求。(2)、抗剪承载能力检算：工字木抗剪力允许值Q=11.0KNQma尸7.64Q=11.0KN ,则工字型的木背带间距按照30cm布置完全能满足要求。(3)、挠度检算：取挠度 f=L/400 =0.6/400=1.5mmfi=5ql4/384EI x=5X 16.97 X 103X0.94/ (384
18、X 1.0X 1010X 4613X 10-8)=0.00031m=0.31mm f所以腹板底工字木间距30cm布置完全能满足要求。2、除对应腹板以外的底板部分检算：工字木间距0.3 米；砼荷载按照最大30.12KN/m2； 模板荷载按照2.5KN/m2； 人和机具活动荷载按照4KN/m2；梁自重 N1=30.12X 0.9 X0.3=8.13(KN)模板的荷载 N2=2.5X0.9 X0.3=6.75(KN)人及机具活载 N6= 4.0 X 0.9 X 0.3=1.08(KN)最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下 :均布荷载：q=1.2 X(8.13+6.75
19、+1.08)/0.9=21.3kN/m ;最大弯距：Mnax=ql 2/8=21.3 X 0.9 2/8=2.16kN.m ;最大剪力 Qmax= ql/2=21.3 X 0.9/2=9.59kN ;( 1) 、抗弯承载能力检算：工字木抗弯允许值M=5.0KN.mMmaX=2.16M=5.0KN.m,则工字型的木背带间距按照30cm布置完全能满足要求。( 2) 、抗剪承载能力检算：工字木抗剪力允许值Q=11.0KNQnax=9.59Q=11.0KN ,则工字型的木背带间距按照30cm布置完全能满足要求。( 3) 、挠度检算：取挠度 f=L/400 =0.9/400=2.25mmf i=5ql
20、4/384EI x=5X 21.3 X 103X 0.6 4/ (384X 1.0X 1010X4613X 10-8)=1.6X10-4 m=0.16mm f所以除腹板以外的底板工字木按照间距 30cm布置完全能满足要求。3、翼缘板检算：翼缘板部分工字型木背带按照间距0.4 米布置；碎荷载按照最大12.9KN/m2;模板荷载按照2.5KN/m2;人和机具活动荷载按照4KN/m2;梁自重 N1=12.9X0.9 X0.4=4.64(KN)模板的荷载 N2=2.5X0.9 X0.4=0.90(KN)人及机具活载 N6= 4.0 X 0.9 X 0.4=1.44(KN)最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的
21、计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下：均布荷载：q=1.2 X ( 4.64+0.90+1.44)/0.9=9.31kN/m ;最大弯距：Mnaql 2/8=9.31 X0.92/8=0.94kN.m ;最大剪力 Qma尸 ql/2=9.31 X0.9/2=4.19kN ;(1)抗弯承载能力检算：工字木抗弯允许值M=5.0KN.mMk=0.94KN.m M=5.0KN.m,则工字型的木背带间距按照40cm布置完全能满足要求。(2)抗剪承载能力检算：工字木抗剪力允许值Q=11.0KNQa户4.19KN Q=11.0KN ,则工字型的木背带间距按照40cm布置完全能满足要求。(3)挠度检算：取挠
22、度f=L/400 =0.9/400=2.25mmfi=5ql4/384EI x=5X 9.31 X 103X0.94/ (384X 1.0X 101X4613X 10-8)=1.7X10-4 m=0.17mm f则工字型的木背带间距按照40cm布置完全能满足要求。(三)、侧模部位工字木背带检算：根据模板侧压力计算公式 F1=0.22r ct 0 B 1 B 2. kV和F2=rcH两个公式的计算值，取较小 的一个。rc碎的密度，一般取24 KN /m3;t。碎的初凝时间，一般泵送碎取 8小时；B 1外加剂影响系数，掺有高效减水剂或缓凝剂的取1.2 ;年碎坍落度影响系数，取1.15;V硅浇注速度
23、m/h；H侧压力计算位置到新浇筑碎顶面的高度m；简化以后梁公式变为:Fi=0.22r ct 0 B i B 2、/V =58.29 vVF2=rcH=24HV取0.8m/h, H取梁截面高度最大值 3.5米计算，Fi=52.14KN/mf; F2=84KN/n2io取其较小者F=F=58.29KN/mf作为计算荷载。侧模板压力产生的荷载，按照0.9米简支梁计算，工字型木背带间距0.3米计算；N=FX0.9 X 0.3=58.29 X 0.9 X0.3=15.74KN机械振捣动荷载 N2=2.5X 0.9 X 0.3=0.675KNq=1.2 义(15.74+0.675)/0.9=21.87KN
24、/m最大弯距：Mnaql 2/8=21.87 乂 0.9 2/8=2.21kN.m ;最大剪力 Qma尸 ql/2=21.87 X 0.9/2=9.84kN ;(1)抗弯承载能力检算：工字木抗弯允许值M=5.0KN.mML=2.21KN.m M=5.0KN.m,则工字型的木背带间距按照30cm布置完全能满足要求。(2)抗剪承载能力检算：工字木抗剪力允许值Q=11.0KNQa尸9.84KN Q=11.0KN ,则工字型的木背带间距按照30cm布置完全能满足要求。(3)挠度检算：取挠度f=L/400 =0.9/400=2.25mmf i=5ql4/384EI x=5X 21.87 X 103X 0
25、.94/ (384X 1.0X 101X 4613X 10-8)=4.1 X 10-4 m=0.41mm f则工字型的木背带间距按照30cm布置完全能满足要求。六、模板检算：模板(面板自重忽略不计)面板采用竹胶板，铺设在纵向间距 0.3m、0.4m的工字型木 背带上，按照最不利位置计算。1、当工字木间距为0.3米时，模板相当于跨度0.3米的简支梁，最不利荷载位于梁端 腹板底对应处，最大荷载为98.6KN/M,假设模板宽b=1m则最大线荷载为q线=74.24 X 1=64.24KN/m；跨中产生的最大弯矩为： M=ql2/8=64.24 X 0.3 2/8=0.72kN.m木材容许弯应力为二w=
26、13Mpa则有模板需要的截面模量：W=M/。w=0.72 X 103/ (13X 106) =5.54 乂 10-5 03=5.54 乂 104mm 根据W=b2/6 得：h= .6W/b=6 5.54 104/1000 =18.23mnK20mm所以可以采用20mm勺胶板作为模板。2、当工字木间距为0.4米时，模板相当于跨度0.4米的简支梁，最不利荷载位于梁翼 缘板根部，最大荷载为12.9KN/mi,假设模板宽b=1m则最大线荷载为q线=12.9 X1=12.9KN/m；跨中产生的最大弯矩为： M=ql2/8=12.9 X 0.4 2/8=0.258kN.m木材容许弯应力为二w=13Mpa则
27、有模板需要的截面模量：W=M/尸 w=0.258 X 103/ (13X 106) =1.98 X 10-5昂=1.98 X 104mrm 根据W=b2/6 得：h= .6W/b=6 1.98 104/1000=10.90mn 20mm所以可以采用20mmr勺胶板作为模板。七、脚手架地基处理：桥墩台施工完成后，应对基坑进行分层碾压回填，回填土的密实度不低于95%接近顶层50cm范围内更应加强碾压，并尽量平整，碾压平整范围为墩台中心线两侧各7.5米范围，确保地基顶面能够均匀稳定的承受来自支架系统传来的荷载。为了保证地基承载能力达到要求，可在地基顶面以下 3050cm范围内换填块石、片石 或碎石土
28、、石灰土、水泥土等填料对地基进行改良，石灰或者水泥含量不小于10%如果不具备换填改良条件，可在碾压平整后的地基顶面浇筑厚不小于 15cm的C15碎作为持力 层。如果能够保证连续梁施工能够避开雨季，地基两侧可不设置排水沟；如果施工周期较 长，可能延续到雨季施工，则墩台中心两侧7.5米以外必须设置排水沟，排水沟深度不应小于30cm,宽度不应小于60cm,并与自然排水系统连通。在雨季开始前，排水沟还应做 好防止渗漏措施，防止水渗入到地基里，造成地基沉陷，危及支架系统的安全。八、模板支撑系统的预压：脚手架及支撑、模板安装好以后，应对整个系统进行预压，以校核整个系统的弹性变 形和非弹性变形量，根据预压测
29、量结果进行统计、计算和分析，及时调整预留变形的值。（一） 、支架系统预压的施工程序：1、 支架、 模板安装到位以后， 沿梁底模板两侧及翼缘板边缘每5 米设置一个测量观测点（即每个横断面设置4 个点位） ，并做好标记。2、先测量好每个点位的高程，做好记录。3、加载。可采用吊车吊装沙袋、预制砼块等进行加荷，加荷过程应均匀，加荷可按照梁体重量的50%、 100%、 120%&150（第三级加载为翼缘板%120%、底板150%）分三级施加，每加完一级荷载，及时测量各点位的高程值，并做好记录。加荷过程中严禁荷载占据点位位置。4、 120%&150的荷载添加完成后，每隔%12 小时测量一次各点位高程，并做
30、好记录。如果两次测量结果差值不大于1mm可结束预压。5、卸载。卸载采用吊车完成，卸载过程应连续一次完成。当卸载完成后对各测量点位再进行一次测量，并做好记录。6、为了减少倒运次数，提高工作效率，预压可分跨进行，第一跨完成后，将荷载转移到第二跨，既可节约时间，又可减少人员、机械设备的使用次数，这既提高了工作效率，又节约了施工成本。（2） 、预压数据的整理：1、 统计、 计算加载前和各级加载后的高程变化量， 确定出总变形量及各级加载后变形量的变化情况，绘制出变形变化曲线。2、统计、计算卸载前和卸载后的高程变化量，确定出在荷载作用下的弹性变形量。3、根据总变形量和弹性变形量，确定出支架系统的非弹性变形
31、量值。4、根据支架系统的组成、实际高度、弹性变形量、非弹性变形量，确定在本支架系统材料组合条件下，支架的高度及组合情况产生的弹性与非弹性变形参数，为以后类似施工积累经验。（3） 、支架系统的高程调整：1、 根据设计的箱梁底高程， 及预压后取得的支架系统变形量数值， 对支架系统的高程进行微量调整，确保砼浇筑后，箱梁底高程符合设计值。2、 调整箱梁高程应以调整支架顶托为主， 调整后的高程应为设计高程值与各点对应的弹性变形值之和，由于非弹性变形在预压过程中基本完成，在高程调整中可不予考虑。（4） 、预压过程中需要注意事项：1、预压过程中的测量水准点必须稳定，与观测点距离适中，这是预压成败的关键。测量过程必须力求精确，以确保测量数据的是支架变形的真实反映。2、 预压过程中需要人员与吊装设备配合完成， 所以吊装设备的操作使用和现场指挥至关重要，这是施工顺利与否和安全的重要保障。九、附图：1、 Railway bridge sta.20+915 falsework detail( five piecese ) 。