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跨线桥满堂支架施工方案（力学分析详细）

一份完整的跨线桥满堂支架施工方案（力学分析详细）

纬七路东进Q2标桥梁工程从14号桥墩（不包括14号桥墩）至25号桥台（起止点桩号K5+163.65～K5+513.4，长348.75米）。共包括五、六、七三联，其中14～17号墩为3×28m三跨第五联，17～21号墩为（30.5+45+45+30.5）m四跨第六联，21～25号墩为4×28m四跨第七联。

采用4×28m、3×28m四跨、三跨一联预应力混凝土等高度连续箱梁。横桥向为单箱六室箱梁截面，标准段箱梁设计箱梁顶宽24.5m，底板17.5m,梁高1.65m，翼缘板宽度1.25m,顶板厚度22cm，底板厚度22cm或40cm(底板与腹板和横隔梁过渡段)，腹板厚度40cm，拟实施施工的第五联为3×28m、第七联为4×28m的预应力混凝土连续箱梁（详见《Q2标施工图设计》）。箱梁采用纵横向预应力体系，真空压浆工艺。中间墩与交接墩均采用双柱框架墩CJJT263-2017 动物园管理规范，每个墩柱断面尺寸为1.5m×1.5m（横桥向×纵桥向），并设10×10cm倒角。承台为矩形，平面尺寸为8.0m×6.5m（横桥向×纵桥向），承台厚度2.5m。基础为4根直径1.5m钻孔摩擦桩，桩长40～50m。

（二）、大明路跨线桥：

采用（30.5+45+45+30.5）=151m四跨一联预应力混凝土变高度连续箱梁。横桥向为单箱六室箱梁截面，箱梁顶板宽24.5m，箱梁跨中处底板宽17.5m，中支点处底板宽14m。箱梁跨中梁高1.65m，中支点梁高2.7m，翼缘板宽度1.25m,顶板厚度25cm，底板厚度25cm、40cm或50cm(底板与腹板和横隔梁过渡段)，腹板厚度60cm，拟实施施工的第六联为30.5+45+45+30.5m的预应力混凝土连续箱梁（详见《施工图设计Q2标段》第六联箱梁断面图）。箱梁采用纵横向预应力体系，真空压浆工艺。主墩采用双柱框架墩，每个墩柱断面尺寸为1.8m×1.8m（横桥向×纵桥向），并设10×10cm倒角。承台为矩形，平面尺寸为10.5m×9.5m（横桥向×纵桥向），承台厚度3.5m。基础为8根直径1.5m钻孔摩擦桩，桩长39.1～39.5m。

《南京市纬七路东进建设工程施工图》

《结构力学》、《材料力学》、

箱梁底模、侧模和内膜均采用δ＝15mm的竹胶板。竹胶板容许应力[σ0]=80MPa,弹性模量E=6*103MPa。

W=bh2/6=100*1502/6=3.75*105mm3

I=bh3/12=100*1503/12=2.81*107mm3

W=bh2/6=100*1002/6=1.67*105mm3

I=bh3/12=100*1003/12=8.33*106mm3

纵横向方木布置：纵向方木间距一般为90cm,在腹板和端、中横隔梁下为60cm。横向方木间距一般为30cm，在腹板和端中横隔梁下为20cm。

采用碗扣支架，碗扣支架钢管为φ48、t=3.5mm，材质为A3钢，轴向容许应力[σ0]=140MPa。详细数据可查表1。

表1碗扣支架钢管截面特性

碗扣支架立、横杆布置：立杆纵、横向间距为90cm，在腹板、端、中横隔梁下为60cm。横杆除顶、底部步距为60cm外，其余横杆步距为120cm。支架顶口和底口分别设置顶调和底调，水平和高度方向分别采用钢管加设水平连接杆和竖向剪刀撑。见后附“箱梁支架纵向布置图和箱梁支架平面布置图”

①碗口式支架钢管自重，可按表1查取。

②钢筋砼容重按25kN/m3计算则：

腹板和端、中横隔梁：25×1.65=41.25KPa

箱梁底板厚度为22cm:25×（0.22+0.22）=11KPa

箱梁底板厚度为40cm:25×(0.4+0.22)=15.5KPa

③模板自重(含内模、侧模及支架)以砼自重的5%计,则:

腹板和端、中横隔梁：41.25×0.05=2.06KPa

箱梁底板厚度为22cm:11×0.05=0.55KPa

箱梁底板厚度为40cm:15.5×0.05=0.78KPa

④施工人员、施工料具堆放、运输荷载:2.0kPa

⑤倾倒混凝土时产生的冲击荷载：2.0kPa

⑥振捣混凝土产生的荷载:2.5kPa

计算强度:q=1.2×(②+③)+1.4×(④+⑤+⑥)

计算刚度:q=1.2×(②+③)

3.2.2腹板和端、中横隔梁下方支架检算

底模采用δ＝15mm的竹胶板,直接搁置于间距L=20cm的5×8cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。

q=1.2×(41.25+2.06)+1.4×（2.0+2.0+2.5）=61.07kN/m

竹胶板（δ＝15mm）截面参数及材料力学性能指标:

Mmax=ql2/10=61.07×0.2×0.2/10=0.244KN.M

σmax=Mmax/W=0.244×106/3.75×104=6.5MPa<[σ0]=80MPa合格

荷载:q=1.2×(41.25+2.06)=51.97kN/m

f=ql4/150EI=51.97×2004/150×6×103×2.81×105=0.33mm

[f0]=200/400=0.50mm

横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100mm×100mm,横向方木亦按连续梁考虑。

q1=[1.2×(41.25+2.06)+1.4×（2.0+2.0+2.5）]×0.2+6×0.10×0.10=12.27KN/M

Mmax=q1l2/10=12.27×0.63/10=0.265KN.m

σmax=Mmax/W=0.265×106/1.67*105=1.58MPa<[σ0]=10.8MPa合格

荷载:q=1.2×（41.25+2.06）×0.2=10.39kN/m

f=ql4/150EI=10.39×6004/150×9.9×103×8.33*106=0.11mm

[f0]=600/400=1.5mm

纵向方木规格为10×15cm，腹板和端、中横隔梁下立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为60cm。

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

箱底:P=12.24×0.6=7.34kN

纵向方木自重：g＝6×0.1×0.15＝0.09kN/m

按最大正应力布载模式计算：

支座反力R＝(7.34×3+0.09×0.6)/2=11.04KN

σmax＝Mmax/W＝1.84*106/3.75*105＝4.91MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

按最大支座反力布载模式计算：

f＝Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)＝

23.9*1000*6003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*6004/(384*9.9*103*2.81*107)＝0.39mm＜[f0]＝600/400＝1.5mm合格

每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，忽略横向方木自重不计，则纵向方木传递的集中力（均以跨度0.6米计算）：

P1=(1.2*(41.25+2.06)+1.4*（2.0+2.0+2.5）)*0.6*0.6+0.09*0.6

安全起见满堂式碗扣支架按10米高计，其自重为：

g=10*0.235=2.25KN

单根立杆所承受的最大竖向力为：

N=22.04+2.25=24.29kN

横杆步距按1.2m计算，故立杆计算长度为1.2m。

长细比λ=L/i=1200/15.78=76<80,

[N]=φA[σ]=0.513×489×215=53.93kN

σa＝N/Aji=24.29×1000/489=49.67MPa＜[σa]=140MPa合格

因支架底部通过底托（底调钢板为7cm×7cm）坐在原有沥青砼路面上或硬化后的水泥混凝土路面上,另外承台基坑和原有绿化带范围内严格按规范和标准分层夯填,顶部浇筑15cmC15砼,因此基底承载力至少可以达到15MPa。

因此σmax=N/A=24.29×103/0.072=4.96MPa＜15MPa可以

3.2.3箱梁底板下支架检算

3.2.3.1箱梁底板厚度40cm情况下支架检算

底模采用δ＝15mm的竹胶板,直接搁置于间距L=30cm的5*8cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。

q=1.2×(15.5+0.78)+1.4×（2.0+2.0+2.5）=28.64kN/m

竹胶板（δ＝15mm）截面参数及材料力学性能指标:

W=bh2/6=1000*152/6=3.75×104mm3

I=bh3/12=1000*153/12=2.81×105mm3

竹胶板容许应力[σ]=80MPa,E=6×103MPa。

Mmax＝ql2/10＝28.64*0.3*0.3/10＝0.258KN*m

σmax＝Mmax/W＝0.258*106/3.75*104＝6.9MPa＜[σ0]=80MPa合格

荷载:q=1.2*(15.5+0.78)=19.54kN/m

f＝ql4/(150EI)＝19.54*3004/(150*6*103*2.81*105)＝0.63mm＜[f0]＝300/400＝0.75mm合格

横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100mm*100mm,横向方木亦按连续梁考虑。

q1=[1.2×(15.5+0.78)+1.4×（2.0+2.0+2.5）]×0.2+6×0.1×0.1=5.79KN/M

Mmax=q1l2/10=5.79×0.62/10=0.208KN.m

σmax=Mmax/W=0.208×106/8.33×104=2.5MPa<[σ0]合格

荷载:q=1.2×（15.5+0.78）×0.3=5.86kN/m

f=ql4/150EI=5.86×6004/150×9.9×103×8.33×106=0.61mm

[f0]=600/400=1.5mm

纵向方木规格为10×15cm，立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为60cm。

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

箱底:P=5.75×0.6=3.45kN

纵向方木自重：g＝6×0.1×0.15＝0.09kN/m

按最大正应力布载模式计算：

支座反力R＝(3.45×3+0.09×0.6)/2=5.20KN

σmax＝Mmax/W＝0.87*106/3.75*105＝2.32MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

按最大支座反力布载模式计算：

f＝Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)＝

8.34*1000*6003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*6004/(384*9.9*103*2.81*107)＝0.13mm＜[f0]＝600/400＝1.5mm合格

每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，忽略横向方木自重不计，则纵向方木传递的集中力（以跨度0.9米计算）：

P1=(1.2*(15.5+0.78)+1.4*（2.0+2.0+2.5）)*0.62+0.09*0.6=10.36kN

安全起见满堂式碗扣支架按10米高计，其自重为：

g=10*0.235=2.35KN

单根立杆所承受的最大竖向力为：

N=10.36+2.35=12.71kN

横杆步距为按1.2m计算，故立杆计算长度为1.2m。

长细比λ=L/i=1200/15.78=76<80,

[N]=φA[σ]=0.513*489*215=53.93kN

σa＝N/Aji=21.3*1000/489=43.6MPa＜[σa]=140MPa合格

（5）地基承载力不需再进行验算。

3.2.3.2箱梁底板厚度22cm情况下支架检算

底模采用δ＝15mm的竹胶板,直接搁置于间距L=30cm的5*8cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。

q=1.2*(11+0.55)+1.4*（2.0+2.0+2.5）=22.96kN/m

竹胶板（δ＝15mm）截面参数及材料力学性能指标:

W=bh2/6=1000*152/6=3.75*104mm3

I=bh3/12=1000*153/12=2.81*105mm3

Mmax＝ql2/10＝22.96*0.3*0.3/10＝0.207KN*m

σmax＝Mmax/W＝0.207*106/3.75*104＝5.52MPa＜[σ0]=80MPa合格

荷载:q=1.2*(11+0.55)=13.86kN/m

f＝ql4/(150EI)＝13.86*3004/(150*6*103*2.81*105)＝0.44mm＜[f0]＝300/400＝0.75mm合格

横向方木搁置于间距90cm的纵向方木上,横向方木规格为100mm*100mm,横向方木亦按连续梁考虑。

q1=(1.2*(11+0.55)+1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.3+6*0.1*0.1=6.95kN/m

Mmax＝q1l2/10＝6.95*0.62/10＝0.252KN*m

σmax＝Mmax/W＝0.252*106/8.33*104＝3.0MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

荷载:q=1.2*（11+0.55）*0.3=4.16kN/m

f＝ql4/(150EI)＝4.16*9004/(150*9.9*103*8.33*106)＝0.34mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm合格

纵向方木规格为10*15cm，立杆纵向间距为90cm。纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为90cm。

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

箱底:P=6.9*0.9=6.21kN

纵向方木自重：g＝6*0.1*0.15＝0.09kN/m

按最大正应力布载模式计算：

支座反力R＝(6.21*3+0.09*0.9)/2=9.36KN

σmax＝Mmax/W＝2.34*106/3.75*105＝6.24MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

按最大支座反力布载模式计算：

f＝Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)＝

16.65*1000*9003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*9004/(384*9.9*103*2.81*107)＝0.9mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm合格

每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，忽略横向方木自重不计，则纵向方木传递的集中力（以跨度0.9米计算）：

P1=(1.2*(11+0.55)+1.4*（2.0+2.0+2.5）)*0.92+0.09*0.9=21.31kN

安全起见满堂式碗扣支架按10米高计，其自重为：

g=10*0.235=2.35KN

单根立杆所承受的最大竖向力为：

N=21.31+2.35=23.66kN

横杆步距为按1.2m计算，故立杆计算长度为1.2m。

长细比λ=L/i=1200/15.78=76<80,

[N]=φA[σ]=0.513*489*215=53.93kN

σa＝N/Aji=23.66*1000/489=48.38MPa＜[σa]=140MPa合格

（5）地基承载力不需再进行验算。

3.2.4翼缘板下支架检算

由前面计算可知，翼缘板下方支架同箱梁底板（厚度为22cm）下支架，因此不再进行检算。

侧模采用δ＝15mm的竹胶板,横向背带采用间距0.2米的5*8cm方木,坚带采用间距0.6米的10*15cm方木。

混凝土侧压力：PM=0.22γt0β1β2v1/2

式中：γ—混凝土的自重密度，取25KN/m3；

t0—新浇混凝土的初凝时间，可采用t0＝200/(T+15）,T为砼是温度℃，取5.7；

β1—外加剂影响修正系数取1.2；

β2—砼坍落度影响修正系数取1.15；

v—混凝土浇注速度（m/h）,取0.4

PM=0.22*25*5.7*1.2*1.15*0.41/2=27.36KN/m2

有效压头高度：h=PM/γ=27.36/25=1.09

振捣砼对侧面模板的压力：4.0KPa

水平荷载：q=1.2*27.36*1.09/2+1.4*4.0=23.49kN/m

此水平力较底板竖向力少得多，侧模和纵横向背带以及斜撑钢管均可以满足要求不需再进行检算。另外为防止立柱钢管（弯压构件）失稳，需用通向箱梁中心方向的斜钢管（与多数立柱钢管连接以减少立柱钢管承受的水平荷载）与立柱钢管连接平衡其反力，从而保证支架水平方向稳定。

3.3大明路跨线桥支架计算

①碗口式支架钢管自重，可按表1查取。

②钢筋砼容重按25kN/m3计算则：

腹板和端、中横隔梁：25×2.7=67.5KPa

箱梁底板厚度为50cm:25×(0.25+0.5)=18.75KPa

③模板自重(含内模、侧模及支架)以砼自重的5%计,则:

腹板和端、中横隔梁：67.5×0.05=3.375KPa

箱梁底板厚度为50cm:18.75×0.05=0.938KPa

④施工人员、施工料具堆放、运输荷载:2.0kPa

⑤倾倒混凝土时产生的冲击荷载：2.0kPa

⑥振捣混凝土产生的荷载:2.5kPa

计算强度:q=1.2×(②+③)+1.4×(④+⑤+⑥)

计算刚度:q=1.2×(②+③)

3.3.2腹板和端、中横隔梁下方支架检算

底模采用δ＝15mm的竹胶板,直接搁置于间距L=20cm的10×10cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。

q=1.2×(67.5+3.375)+1.4×（2.0+2.0+2.5）=94.15kN/m

竹胶板（δ＝15mm）截面参数及材料力学性能指标:

Mmax=ql2/10=94.15×0.2×0.2/10=0.376KN.M

σmax=Mmax/W=0.376×106/3.75×104=10.02MPa<[σ0]=80MPa合格

荷载:q=1.2×(67.5+3.375)=85.05kN/m

f=ql4/150EI=85.05×2004/150×6×103×2.81×105=0.43mm

[f0]=200/400=0.50mm

横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100mm×100mm,横向方木亦按连续梁考虑。

q1=[1.2×(67.5+3.375)+1.4×（2.0+2.0+2.5）]×0.2+6×0.1×0.1=18.89KN/M

Mmax=q1l2/10=18.89×0.63/10=0.408KN.m

σmax=Mmax/W=0.408×106/8.33×106=4.9MPa<[σ0]=10.8MPa合格

荷载:q=1.2×（67.5+3.375）×0.2=17.01kN/m

f=ql4/150EI=17.01×6004/150×9.9×103×8.33×106=0.27mm

[f0]=600/400=1.5mm

纵向方木规格为10×15cm，腹板和端、中横隔梁下立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为60cm。

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

箱底:P=18.85×0.6=11.31kN

纵向方木自重：g＝6×0.1×0.15＝0.09kN/m

按最大正应力布载模式计算：

支座反力R＝(11.31×3+0.09×0.6)/2=16.99KN

σmax＝Mmax/W＝3.62*106/3.75*105＝9.6MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

按最大支座反力布载模式计算：

f＝Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)＝

39.78*1000*6003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*6004/(384*9.9*103*2.81*107)＝0.64mm＜[f0]＝600/400＝1.5mm合格

每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，忽略横向方木自重不计，则纵向方木传递的集中力（均以跨度0.6米计算）：

P1=(1.2*(67.5+3.375)+1.4*（2.0+2.0+2.5）)*0.6*0.6+0.09*0.6

安全起见满堂式碗扣支架按10米高计，其自重为：

g=10*0.235=2.25KN

单根立杆所承受的最大竖向力为：

N=33.98+2.25=36.23kN

横杆步距按1.2m计算，故立杆计算长度为1.2m。

长细比λ=L/i=1200/15.78=76<80,

[N]=φA[σ]=0.513×489×215=53.93kN

σa＝N/Aji=36.23×1000/489=74.09MPa＜[σa]=140MPa合格

因支架底部通过底托（底调钢板为7cm×7cm）坐在原有沥青砼路面上或硬化后的水泥混凝土路面上,另外承台基坑和原有绿化带范围内严格按规范和标准分层夯填,顶部浇筑15cmC15砼,因此基底承载力至少可以达到15MPa。

因此σmax=N/A=36.23×103/0.072=7.4MPa＜15MPa可以

3.3.3箱梁底板下支架检算

3.3.3.1箱梁顶板厚25cm，底板厚度50cm情况下支架检算

底模采用δ＝15mm的竹胶板,直接搁置于间距L=30cm的10*10cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。

q=1.2×(18.75+0.938)+1.4×（2.0+2.0+2.5）=32.73kN/m

竹胶板（δ＝15mm）截面参数及材料力学性能指标:

W=bh2/6=1000*152/6=3.75×104mm3

I=bh3/12=1000*153/12=2.81×105mm3

竹胶板容许应力[σ]=80MPa,E=6×103MPa。

Mmax＝ql2/10＝32.73*0.3*0.3/10＝0.295KN*m

σmax＝Mmax/W＝0.295*106/3.75*104＝7.89MPa＜[σ0]=80MPa合格

荷载:q=1.2*(18.75+0.938)=23.62kN/m

f＝ql4/(150EI)＝23.62*3004/(150*6*103*2.81*105)＝0.74mm＜[f0]＝300/400＝0.75mm合格

横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100mm*100mm,横向方木亦按连续梁考虑。

q1=[1.2×(18.75+0.938)+1.4×（2.0+2.0+2.5）]×0.2+6×0.1×0.1=6.61KN/M

Mmax=q1l2/10=6.61×0.62/10=0.238KN.m

σmax=Mmax/W=0.238×106/8.33×104=2.86MPa<[σ0]合格

荷载:q=1.2×（18.75+0.938）×0.3=7.088kN/m

f=ql4/150EI=7.088×6004/150×9.9×103×8.33×106=1.15mm

[f0]=600/400=1.5mm

纵向方木规格为10×15cm，立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为60cm。

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

箱底:P=6.57×0.6=3.94kN

纵向方木自重：g＝6×0.1×0.15＝0.09kN/m

按最大正应力布载模式计算：

支座反力R＝(3.94×3+0.09×0.6)/2=5.937KN

DB52／T 1539.5-2020 政务云 第5部分：政务信息系统建设管理规范.pdfσmax＝Mmax/W＝0.99*106/3.75*105＝2.64MPa＜[σ0]=10.8MPa合格

按最大支座反力布载模式计算：

f＝Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)＝

10.308*1000*6003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*6004/(384*9.9*103*2.81*107)＝0.17mm＜[f0]＝600/400＝1.5mm合格

每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，忽略横向方木自重不计，则纵向方木传递的集中力（以跨度0.9米计算）：

P1=(1.2*(18.75+0.938)+1.4*（2.0+2.0+2.5）)*0.62+0.09*0.6=11.84kN

安全起见满堂式碗扣支架按10米高计GB／T 51366-2019标准下载，其自重为：