现浇支架施工受力计算

周振宇

（四川大路路桥工程有限公司， 四川 成都 610000）

0 引言

现浇支架施工，在施工前应进行受力计算，搭设完后预压以减少支架失稳引起的安全事故。

1 现浇箱梁施工

1.1 碗扣式满堂支架初步设计

测量放样并在立杆顶设二层方木：立杆顶托上纵向设15×15cm 方木，纵向方木上设间距为30cm 的10×10cm 横向方木，模板采用厚15mm 的1220×2400mm木胶合板。碗扣式满堂支架的布置形式有以下三种： a、全桥翼缘板按照90cm×90cm×120cm 布置，b、主跨的腹板、箱室、边跨的腹板、边跨非压重区的箱室按照60cm×90cm×120cm 布置，c、实心段的腹板、边跨压重区的箱室、实心段底板区以及横隔板区按照60cm×60cm×60cm 布置。

1.2 结构检算

（1）、满堂支架的立杆验算

脚手架立杆稳定计算的荷载效应组合为：a、永久荷载+可变荷载，b、永久荷载+0.9（可变荷载+风荷载），单根立杆在三种布置形式中分别承受90×90cm、60×90cm、60×60cm 平面内的荷载。

1）、不组合风荷载情况①：全桥翼缘板区按照90×90×120cm 布置。

则每根立杆荷载N＝[1.2×（q1+q2）+1.4（q3+q4+q5）]LXLY＝[1.2×（8.19+2.76）+1.4×（2.5+2+4）] ×0.9×0.9＝20.28KN＜Pmax=30KN,立杆承载力符合要求。②：主跨的腹板、箱室、边跨的腹板、边跨非压重区的箱室按照60×90×120cm 布置，每根立杆荷载N＝[1.2×（q1+q2）+1.4（q3+q4+q5）]LXLY＝[1.2×（24.03+2.76）+1.4×（2.5+2+4）] ×0.6×0.9＝23.79 KN＜Pmax=30KN，立杆承载力符合要求。③：实心段的腹板、边框跨压重区的箱室、实心段的底板及全桥的横隔板区按照60×60×60cm 布置，则每根立杆荷载N＝[1.2×（q1+q2）+1.4（q3+q4+q5））]LXLY＝[1.2×（75.3+2.76）+1.4×（2.5+2+4）] ×0.6×0.6＝38.01 KN＜Pmax=40KN，立杆承载力符合要求。第①、②种布置形式的支架步距为1.2m，则立杆L=1.2m，λ=L/i=1200/15.78=76，查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规程》JGJ 166-2008 附录C 得到稳定系数φ=0.744，则有φAf＝0.744×489×205＝74.58KN＞Nmax=23.79KN，则有立杆稳定性符合要求。第③种布置形式的支架步距为0.6m，则立杆L=0.6m，λ=L/i=600/15.78=38，查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规程》JGJ 166-2008 附录C 得到稳定系数φ=0.893，则有φAf＝0.893×489×205＝89.52KN＞Nmax=38.01KN，则有立杆稳定性符合要求，故全桥的立杆承载力和稳定性均符合要求。

取荷载较大的进行计算Nw＝＝[1.2×（q1+q2）+0.9×1.4（q3+q4+q5+q6）]LXLY＝[1.2×（24.03+2.76）+0.9×1.4×（2.5+2+4+0.168）] ×0.6×0.9＝23.26 KN

Nw＝[1.2×（q1+q2）+0.9×1.4（q3+q4+q5+q6）]LXLY＝[1.2×（75.3+2.76）+0.9×1.4×（2.5+2+4+0.168）] ×0.6×0.6＝37.65 KN，取风荷载对立杆产生的最大弯矩以及荷载进行立杆稳定性验算：37.65×103/（0.893×489）+0.9×1.0×0.005×106/[1.15×5.08×103×(1-0.8×(37.65/685.2))] ＝87MPa＜f=205MPa，稳定性均符合要求。故碗扣件满堂支架按照以上三种形式布置，立杆的承载力和稳定性符合要求。

1.3 地基承载力计算：

立杆下的可调底座尺寸为15*15cm，地基处理形式为：换填砂砾石并压实达到93%压实度为止，在其上浇筑20cm 厚C20 素混凝土，计算考虑扩散角45°，砂砾石的容重取15KN/m3。则混凝土面的应力为：σmax=N/A=38.01×1000/1502=1.69MPa＜20MPa，砂砾石上层面的作用面积为：A=（0.15+0.2×2）×（0.15+0.2×2）=0.3025m2

则应力为：σmax=N/A=38.01/0.3025+0.2×24=130.5KPa

砂砾石底的作用面积为：A=（0.15+0.7×2）×（0.15+0.7×2）=2.4025m2

则应力为：σmax=N/A=38.01/2.4025+0.2×24+0.5×15=28.1KPa

故砂砾石夯实后的承载力不得小于130.5KPa，砂砾石基底地基承载力不得小于28.1KPa。

1.4 支架变形量值F 的计算

F＝f1+f2+f3+f4：①f1 为支架在荷载作用下的弹性变形量，由上计算每根钢管最大荷载受力为38.01KN，φ48mm×3.5 mm钢管的截面积为489mm2。于是f1=б×L/E，支架高度L=7000mm。б＝38.01×103÷489＝77.73N/mm2，则f1＝77.73×7000÷（2.05×105）＝2.65mm。②f2 为支架在荷载作用下的非弹性变形量，支架在荷载作用下的非弹性变形f2 包括杆件接头的挤压压缩δ1 和方木对方木压缩δ2 两部分，分别取经验值为2mm、3mm，即f2＝δ1+δ2＝5mm。③f3 为支架基底受荷载后的非弹性沉降量，基底处理时采用砂砾石、混凝土铺装为刚性基础暂列为4mm （施工时以实测为准）。④f4 为地基的弹性变形：地基的弹性变形f4 按公式f4＝σ/EP，式中σ为地基所受荷载，EP为处理后地基土的变形模量按照《路桥施工计算手册》第11 章表11-12 中取中密的砾砂的变形模量E0=36MPa。f4＝σ/EP＝130.5÷36＝3.6mm。

故支架变形量值F 为：F＝f1+f2+f3+f4=2.65+5+4+3.6=15.25 mm，符合要求。