现浇板梁满堂支架施工验算

罗来辉

延安新悦交通工程有限公司 陕西延安 716000

现浇板梁是公路桥梁工程中的常用结构形式，其特点是结构整体性好，外形美观。LK3+346梁台中桥上部结构为现浇钢筋砼板梁，跨径组成：3＊16米+3＊16米。截面参数：顶宽11m，底宽9m，翼缘外伸长度1m，板梁高0.8m，翼板端头厚0.15m，翼板根部厚0.4m。现浇连续板梁采用满堂碗扣式脚手杆为主方案。

1 现浇板梁满堂支架及模板验算

1.1 荷载计算

（1）荷载分析。根据本桥现浇板梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：①q1—板梁自重荷载，砼取26kN/m。②q2—板梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，取q2=1.0kPa。③q3—施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取 2.5kPa。④q4—振捣砼产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。⑤q5—新浇砼对侧模的压力。⑥q6—倾倒砼时冲击产生的水平荷载，取2.0kPa。⑦q7—支架自重，经计算支架在均高8m及不同布置形式下其自重，600mm×900m×1200mm：按8m计算取2.017kPa。⑧为简化计算，风载不作竖向荷载考虑[1]，不考虑雪载。

（2）荷载分项系数。计算模板及支架的荷载设计值，采用荷载标准值乘以相应荷载分项系数：永久荷载的分项系数，取1.2；可变荷载的分项系数，取1.4。

（3）板梁自重—q1计算。根据现浇板梁结构特点，现选取现浇板梁的正常断面计算自重均布荷载。现浇板梁梁高h=0.8m，其梁体自重q1计算，底板处均布荷载：26kN/m3×0.8m×1m=20.8kN/m2；悬臂部分均布荷载（按悬臂根部0.4m计算）：26kN/m3×0.4m×1m =10.4kN/m2。根据计算结果，断面计算出的自重均布荷载将用于模板及支架验算。

1.2 支架结构验算

（1）扣件式钢管支架立杆强度验算。碗扣式钢管脚手架与支撑，以立杆承受竖向荷载作用为主。

（2）立杆承受荷载验算。桥墩底板处：在间距为600×900mm布置立杆时，每根立杆上荷载为：

N=a×b×q=a×b×[1.2×(q1+q2+q7)+1.4×(q3+q4)]=0.6×0.9×[1.2×(26＊0.8+1.0+2.017)+1.4×(2.5+4)]=20.35kN。立杆验算：N≤[N]=30KN。

（3）立杆地基承载力验算杆。立杆地基承载力验算：N/Ad≤k·fkk。式中：N—脚手架立杆传至基础顶面轴心力设计值；Ad—立杆底座面积Ad=15cm×15cm=225cm2；按照最不利荷载考虑，立杆底座下砼基础承载力：

N/Ad=20.35/0.0225=0.9MPa<[fcd]=6.90MPa（C20混 凝 土强度设计值9.6/1.4），底座下砼基础承载力满足要求。按照最不利荷载考虑，地基承载力必须满足：N/Ad=20.35/0.225+26×0.15=94kPa。若桥位区原状地基土承载力不小于220kPa；否则继续采取灰土改性或改变填料类型如山皮石、泥结碎石等[2]。

（4）底模板竹胶板验算（横桥向300mm，纵桥向1000mm）。现浇板梁底模全部采用面板规格1220×2440×15mm竹胶板，底模下方搁置100×100mm背肋方木，中到中间距300mm，面板按三跨连续梁计算。现取各种布置情况下最不利荷载位置进行受力分析，q1=20.8kPa进行计算。

现选取1m宽底模进行计算。强度验算：

底模线荷载q=[1.2×(q1+q2)+1.4×(q3+q4)]l=[1.2×(20.8+1.0)+1.4×(2.5+2)]×1 =1.2×20.8+1.4×4.5=31.26kN/m。查《 路桥施工计算手册》附表2-9，得：Mmax=0.100ql2=0.1×31.26×0.32=0.281kN.m；15mm竹胶板截面模量W=bh2/6=1000×152/6=37500mm3，σ=Mmax/W=281000/37500=7.49MPa<[σ]=50M Pa，(查《桥梁施工常用数据手册》P287竹胶板最小静曲强度[σ]=50MPa)；故，底模强度满足要求。

刚度验算：线荷载q=1.2×(20.8+1)×1=26.16kN/m，竹胶板背楞100×100mm方木，面板净跨径200mm，竹胶板弹性模量 E=4000MPa，惯性矩 I=bh3/12=1000×153/12=281250mm4，查《路桥施工计算手册》P763页：最大挠度系数0.677；挠度 f=0.677×ql4/(100EI)=0.677×26.16×2004/(100×4000×281250)=0.25mm<[f]=300/400=0.75mm；模板刚度满足要求。

（5）板梁底模下纵桥向方木验算（横桥向300mm，纵桥向600mm）。本施工方案中板梁底模底面纵桥向采用100×100mm方木，横桥向间距300mm，方木顺桥向按L=600mm进行受力计算。截面h=0.8m q1=20.8kPa；100×100mm方木间距均为300mm，跨度均为600mm。

强度验算：线荷载q=[1.2×(q1+q2)+1.4×(q3+q4)]l=[1.2×(20.8+1.0)+1.4×(2.5+2)]×0.3 =9.74kN/m，Mmax=ql2/8=9.738×0.62/8=0.43821kN.m，100×100mm方木截面模量W=bh2/6=100×1002/6=166667mm3，σ=Mmax/W=438210/166667=2.629M pa<[σw]=12Mpa；强度满足要求。

刚度 验 算：线 荷载 q=1.2×(20.8+1)×0.3=7.848kN/m,100×100mm方木，弹性模量E=9000MPa，惯性矩I=bh3/12=100×1003/12=8333333mm4； 挠 度 f=5×ql4/(384EI)=5×7.848×6004/(384×9000×8333333)=0.177mm<[f]=600/400=1.5mm；刚度满足要求。

抗剪强度验算：Vmax=ql/2=7.848×0.6/2=2.354kN，δτ=(3/2)Vmax/A=(3/2)×2.354×103/(100×100)=0.353Mpa<[δτ]=1.9MPa；抗剪强度满足要求。

（6）底板下主楞12工字钢（横桥向900mm，纵桥向600mm）。底板部分立杆顶托上采用12工字钢，横桥向900mm，纵桥向600mm按荷载最不利布置进行计算：

强度验算：线荷载q=[1.2×(q1+q2)+1.4×(q3+q4)]l=[1.2×(20.8+1.0)+1.4×(2.5+2)]×0.6 =19.48kN/m，Mmax=ql2/8=19.48×0.92/8=1.972kN.m，12工字钢截面模量W=77000mm3，σ=Mmax/W=1972000/77000=25.61Mpa<[σw]=140Mpa；强度满足要求。

刚度验算：12工字钢弹性模量E=206000MPa，惯性矩I=4880000mm4,挠度 f=5×ql4/(384EI)=5×15.696×9004/(384× 206000×4880000)=0.13mm<[f]=600/400=1.5mm；刚度满足要求[3]。

抗剪强度验算：线荷载q=1.2×(20.8+1)×0.6=15.696kN/m，集 中 荷 载 V=ql/2=15.696＊0.9/2=7.06kN，12工 字 钢 面 积 矩S=44200MPa，惯性矩I=4880000mm4,腹板厚度tw=5mm。跨中剪应力 VS ／ Itw=7.06＊1000＊44200/4880000/5=12.79 Mpa<[tw]= 80Mpa；抗剪强度满足要求。

2 结论

总而言之，公路桥梁的建设也开始进入快速发展时期。现浇梁支架施工技术也将来大有作为，为了确保施工质量，还必须要严格把控支架验算。