城市高架桥满堂支架设计分析论文

【摘要】通过查阅满堂支架设计的文献和实际施工过程的积累，介绍城市高架桥满堂支架设计中的内容和计算，目的是规范设计过程，为其他类似的工程设计计算提供借鉴参考。

【关键词】城市高架桥;满堂支架设计;计算方法随着社会经济和城镇化的发展，城市中的交通出行压力越来越大，对经济的发展和人民的生活满意度造成了很大的困扰。许多城市纷纷通过高架桥的建设来缓解日益严峻的出行压力。城市高架桥的结构一般都是现浇钢筋混凝土箱粱，而常用的施工工艺为落地满堂支架。而支架的安全对于城市高架桥的建设至关重要，为了保证施工顺利安全的进行，需要对满堂支架进行设计计算，本文详细的描述了满堂支架设计计算的内容和方式，旨在为相关研究人员提供指导。

1.满堂支架设计内容

高架桥施工模板通常选用一般是胶合板和钢模板，由于模板的荷载情况不同，采用模板的强度和刚度是否符合要求要根据具体情况进行验算。结合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》、《公路桥涵施工技术规范》等规范中设计荷载的定义，将满堂支架设计的荷载分为永久荷载和可变荷载两种。满堂支架设计时涉及到的永久荷载包括：①模板、支架的自重;②混凝土或其他结构物的重量两种，可变荷载种类则比较多，一般包括：③施工人员材料和机具行走运输和堆放的重力;④混凝土振捣的振动荷载;⑤模板上作用的风荷载，⑥其他荷载。模板强度是否符合要求，上述的六种荷载都需要纳入总荷载，而验算刚度时，只需要考虑两项永久荷载和可变荷载的其他荷载即可。如果城市的高架桥高度比较高，风就会影响到结构的稳定性，那么可变荷载里的风荷载就需要纳入荷载组合。高架桥施工现场的支架立杆一般为48mm×3.5mm的钢管，支架结构的强度、刚度及稳定性也要根据实际的受力进行分析计算。支架刚度和强度的验算和模板强度和刚度的验算类似。

2.高架桥满堂支架设计步骤

2.1统计荷载。进行满堂支架设计的第一步就要进行荷载的统计，我们统计钢筋混凝土底模上的面荷载，箱梁底模上部荷载传递受到满堂支架箱梁底部的模板的排列方式的影响，所以要清楚施工时底模的方木排列方式，根据不同的排列方式，有不同的承载能力计算方法。永久荷载标准值需要计算出钢筋混凝土、底部模板、方木和支架等的自重，而可变荷载标准值则计算是支架上工作人员和材料机具的荷载、混凝土振捣荷载和风荷载三类。

2.2验算立杆稳定性。统计好荷载后，要对满堂支架立杆的稳定性进行计算。立杆有扣件式和碗扣式两种，稳定性的荷载效应组合有所区别。如果支架类型不考虑风荷载，两种支架类型的荷载组合都是直接加和永久荷载和可变荷载。如果考虑风荷载，那么扣件式立杆的荷载组合为：永久荷载+0.85×(可变荷载+风荷载)，碗扣式立杆组合为：永久荷载+ 0.9×(可变Ⅺ]势风荷载)。不同立杆类型的稳定性计算公式也不同。不考虑风荷载，两种立杆稳定性计算方式相同，为i5/，考虑风荷载后，碗扣式支架立杆稳定性公式为生+ 0.9pM.，s‘对扣件式支架立杆稳定性采用公式墨。+尘垒<，p一·n*1 -0 8挚】吼 ∥ 计算。这里N和Nw分别表示风荷载不纳入和纳入荷载组合时的立杆轴向受力，由是杆件的轴心受压稳定系数，杆件的横截面积表示为A，f表示立杆选用的钢材的强度设计值，M、v是由于风荷载导致的杆件弯矩，D表示有效弯矩系数，N，表示欧拉临界力。

2.3验算结构抗倾覆性。保证满堂支架中的立杆稳定性符合规范，保证不影响施工安全后，要进一步保证支架的稳定性，需要对支架的抗倾覆能力进行验算，很多规范中对抗倾覆验算没有给出过具体的规定，但是根据施工经验和现场情况，我们可以确定最容易发生支架倾覆的时间点是在混凝土浇筑前。而支架的抗倾覆性能在模板安装前和安装后有很大区别，因为模板受到的风荷载会对支架产生很大影响，所以抗倾覆系数要分两个阶段分别验算。公路桥涵施工技术规范规定结构的抗倾覆系数k不可小于1.3，女=等j，M。表示支架的抗倾覆力矩，M。表示支架的倾覆力矩。

2.4计算底模和方木的刚度.强度。在使用横向方木或者纵向方木构建底模的下支点时，是按照一定规则排布的，所以可以将底模的计算类似于连续的单向板，单向板上分布着均匀的荷载。通过一米宽的单向板上的弯曲应力来验算底模的强度，弯曲应力M lxq2<, ，M为单向板的弯矩，w为单向板的截面，q表示均匀分布在单向板上的线荷载，支点方木的中心间距表示为1，f。表示底模选用的木材的抗弯强度的设计值，具体取值根据采用模板材料的不用而变化。底模刚度的验算要计算弯曲挠度，通常规定弯曲挠度要小于支撑方木中心间距的1/400。弯曲挠度的计算公式为CO：—q4l，E、1分别表示模板的弹性模量和惯性模量，q、l的意义150El.

同强度计算公式。作为底模下部支点的方木分为两种，一种是直接接触底模的成为小楞，在小楞下方不与底模直接接触的.方木成为大楞。一般小楞、大楞的刚度和强度也需要设计计算，确保施工安全，但是如果施工过程中在大楞和小楞的接触点放置了支撑立杆，大楞的强度和刚度就不再需要计算。小楞的刚度、强度计算与底模的计算公式相同，在此不再赘述，在此说明大楞刚度和强度的计算公式。大楞的强度计算公式为：弯曲应力仃=丝=生鼍≥生≤厶，p表示小楞传递给大楞的集中荷载，公式内其他符号意义与底模验算公式中的符号意义相同。大楞的刚度验算公式为：大楞的弯曲挠度珊：1.466×lxp3≤上 400 。

2.5计算地基承载力。上部结构向地基传递荷载，为了荷载的均匀分布，施工时一般会在满堂支架立杆的下部安装钢板。在验算立杆的稳定性时，我们已知立杆的轴向受力，再结合混凝土冲切角和估算的地表混凝土的厚度，采用如下公式计算地基的承载力，地基一—.L2 , a代表钢板的边长，h为地面混凝土承载力的设计值P2瓦+2m：的厚度。计算出地基承载力后，参照规范要求，验算地基的承载力。

3.结束语

城市高架桥的建设在大中型城市内越来越多，合理的设计满堂支架，保证高架桥施工的安全与质量越来越重要。通过严格的计算支架各个部分的受力荷载和根据规范验算设计质量，进而在施工过程中严谨的按照设计方案施工，才能使高架桥的施工质量得到保证。

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