支架稳定性验算

现浇门式墩盖梁碗扣架稳定性的验算

1、工程概况

龙华河1号大桥是五台至盂县高速公路上跨越龙华河的一座大桥，位于盂县下社镇碾子坪村西约100m处，本桥中心桩号为K36+700，右前夹角为90°。龙华河1号大桥施工图设计方案为上部采用20×25米预应力混凝土连续箱梁，下部结构桥墩采用门式墩，基础采用灌注桩基础；承台采用肋板台，基础采用灌注桩基础。 2 施工方案 1、参考资料

钢结构设计手册 路桥施工计算手册 起重机设计规范 公路桥梁施工技术规范

五台至盂县龙华河1号大桥设计图纸 地基处理

在支架架立前，在支架搭设范围内，首先进行基础处理，处理方案为对原地面开挖换填，根据现场情况，开挖表层70cm虚土，然后抛填50cm卵石，砂砾填筑按照路基96区填筑要求实施，用人工配合推土机平整场地后用20T以上压路机压实，如现场发现局部软弱地段，则重新开挖回填处理，砂砾填筑完成后，在地基表面浇筑20cmC20砼，浇筑宽度为支架搭设宽度两边加1m，在支架地基外侧设置排水沟，防止地基积水软化造成支架下沉。

满堂支架：采用满布搭设的碗扣式支架，采用10㎝×15㎝方木做地梁，横向通长布置；支架立杆间距普通段按×布置；门洞旁采用×双支，横杆采用HG-90，

竖向步距采用1.2m，立杆主要采用LG-300，结合梁体距地面的实际高度，可在顶托下加顶管（DG-210及DG-90）进行调整，托架和底座的调节长度必须满足施工需要，支架的搭设宽度超出盖梁四周各。支架安装就位后进行横、纵梁安装，横梁采用15×15㎝方木，横向间距同立杆间距；纵梁采用10×10㎝方木，置于纵梁之上，纵向间距30㎝。盖梁底模采用1cm厚钢板加工、侧模采用定型模板。为保证支架的稳定性，必须按安全规范纵横向每六排立杆设一道剪刀撑。具体见箱梁支架横断面示意图：

支架拼装注意事项：a.支撑架立杆接缝应在同一水平面，顶杆仅在顶端使用，以便能插入托座。 b.支撑架拼装到3～5层时，应检查每根立杆底座下是否上浮松动，否则应旋紧可调底座或用薄铁片填实。 c.整架拼装完后应检查所有扣件是否扣紧，松动的应用锤敲紧。d.支撑架宽高比一般不能超过5,否则必须按有关规定设置缆风绳。

支架预压

采用砂袋按100%荷载进行预压，在地面上以纵横间隔5m和在模板上按高程控制点位分别设置观测点，预压时逐日对其进行沉降观测，做好记录。沉降稳定的标准为沉降量＜1mm／d，卸载后算出地面沉降、支架的弹性和非弹性变形数值。根据各点对应的弹性变形数值及设计预拱度调整模板的高程，具体布置按二次抛物线方程分配y=4*f拱*x（30-x）/302,实测弹性变形加上箱梁自重及1/2汽车荷载和第1000天混凝土收缩徐变所产生的竖向挠度即：f+L/1600。

3 支架受力验算方法

仅介绍上述方案的验算过程，其余方案可参照此方法进行验算比较。

支架钢管参数：外径36mm,壁厚，截面积A=*102，惯性矩I=*105，抵抗矩w=*103mm，回转半径，每米重。 小横杆计算：

新浇混凝土及钢筋平均荷载g1=×26=65KN／m2；，施工人员、料、具行走运输堆放载荷gr=／m2；倾倒混凝土时产生的冲击荷载和振捣混凝土时产生的荷载均按2KN／m2考虑。

跨度：L1=；间距L2=；那么有：

单位荷载：g=[(g1+gr)×+2××]L2=×=m 弯曲强度：σ=g L12/8W=×8×足要求。

0.10.10.1=＜［σ］=。（木材为东北落叶松）满

6125.980.3PL2剪应力：τ＝==<[τ]=(木材为东北落叶松) 满足要求。

2A0.10.1 抗弯刚度：f=5qL14/384EI=5××384××1060.10.10.10.1=＜L/400=×10-3m。满足

12要求。 大横杆计算：

立杆纵向间距为,横向间距为，进行计算：由小横杆传递的集中力F=×=。 最大弯矩：M=p(2c+b)x/L=×=。 弯曲强度：σ=M/W=×103/

0.110.110.11=＜。满足要求。

6剪力最大处为靠近墩柱处:Q=P 最大载面剪应力：τmax＝

PA=

7.76KN0.110.11m2=<[τ]=

=××-3m。满足

挠 度： f=p×c[(2c+a)L2-4c2L+2c3-ac2-a3]/6EIL

要求。 立杆计算

立杆承受由纵梁传递来的荷载N = ，钢管截面最小回转半径i=，支撑立柱步距为1.2m，长细比λ=l/i=1200／=,查表得φ=，那么有［N］=φA［σ］=×445×215=52KN。

由于N<［N］，满足要求。 4、地基承载力计算：

下铺的方木面积为10×15cm2，方木传递给砼的荷载其应力扩散角按60度考虑，则基底承压面积为：+×2)×+×2)=。

因为单根钢管承受的最大集中荷载为：P=

δ砼=

F7.76KN== S0.221m2 [δ]-----砼垫层下地基承载力，砂类土取 故：地基承载力计算满足施工使用需求。 5、顶部自由端稳定性验算

顶托为自由端，受力为悬臂受轴向的力F1和垂直方向的力F2， F1=×= F2=×=。

最大弯矩Mmax=×1=·M。(取悬臂最大长度为1m考虑) 弯曲强度：σ=M/W=·M/×103mm3=137Mpa＜215Mpa符合要求。 最大剪切力：Q= F2

最大载面剪应力：τmax=2Q/A=2××102mm2= 符合要求。 6、整体稳定验算

取不小于5%的上部荷载作为水平荷载，作用于支架顶部进行支架横向稳定验算，验算抗倾覆的稳定系数不得小于。 ①荷载计算(取整体支架荷载计算)： a、模板重量：125×m2=200KN

b、横纵梁方木重量：××1/ m3/m2×600㎏/m3×㎏= KN/m2 ×90×12=

c、工字钢总重量为：50KN d、碗扣式支架总重量为: 120KN

e. C40现浇混凝土重量为：根据设计砼体积为124 m3，

取钢筋砼密度为2600㎏/m3，则箱梁自重为124 m3×2600㎏/m3×㎏=3160KN f. 施工人员及施工设备荷载:2× m×25m× KN/ m2=150KN g. 振捣砼时产生的荷载倾倒荷载：2×3m×25m×2× KN/㎡=600KN Q合=

② 计算水平荷载为: ×5%=

③支架体系稳定性验算: M1、M2分别为竖向及横向弯矩

M1=++50+120)KN×(25)m=稳定系数K=M1/M2= =>，所以抗倾覆稳定性符合要求。 7、验算结论：该支架系统设计承载力、强度、刚度及稳定性均满足要求。