4.2 荷载分析计算 4.2.1 荷载计算 1、荷载分析
根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式： （1）q1—— 盖梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。（支出部分） （2）q2—— 盖梁底模、外膜及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q2＝1.0kPa（偏于安全）。
（3）q3—— 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；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。
（4）q4—— 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。 （5）q5—— 新浇混凝土对侧模的压力。
（6）q6—— 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。
（7）q7—— 支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：
表4.1 满堂钢管支架自重
立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距 60cm×60cm×60cm 60cm×60cm×120cm 60cm×90cm×120cm 支架自重q7的计算值(kPa) 4.0 2.94 2.21 2、荷载组合
表4.2 支架设计计算荷载组合 模板结构名称 强度计算 底模及支架系统计算 侧模计算 ⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺ ⑸＋⑹ 荷载组合 刚度检算 ⑴＋⑵＋⑺ ⑸ 3、荷载计算
⑴ 箱梁自重——q1计算
根据果园港立交D匝道现浇箱梁结构特点以及D匝道桥所处的地形地貌，我们取第四跨墩顶横梁横断面、Ⅰ-Ⅰ横断面、Ⅱ-Ⅱ横断面、Ⅲ－Ⅲ横断面、Ⅳ－Ⅳ横断面等四个代表截面进行箱梁自重计算，并对四个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。
① Ⅰ-Ⅰ截面处q1计算
图4.1 Ⅰ-Ⅰ截面横断面图
根据横断面图，用autoCAD算的A=6.8625，则： q1 ＝
26?6.8625Wγc?A=＝＝25.490kPa B7.00B 取1.2的安全系数，则q1＝25.490×1.2＝30.587kPa
注：B—— 箱梁底宽，取7.00m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。
⑵ 新浇混凝土对侧模的压力——q5计算
因现浇箱梁采取水平分层以每层30cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=28℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力
q5=Pm?K?r?h
K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.2 当V/T=1.2/28=0.043＞0.035 h=1.53+3.8V/t=1.69m
q5=Pm?K?r?h?1.2?26?1.69?52.728KPa 4.2.2 结构检算
1、扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算
碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。
本工程现浇箱梁支架按υ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也适用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。
⑴ Ⅲ－Ⅲ、Ⅳ－Ⅳ截面处
桥墩旁两侧各1.8m和1.2m范围，Ⅲ－Ⅲ、Ⅳ－Ⅳ截面处在主桥墩两侧各1m范围内，钢管扣件式支架体系均采用60×60×60cm的布置结构，qⅢ－
Ⅲ
=62.946>qⅣ－Ⅳ=61.074，故取Ⅲ－Ⅲ截面进行验算，Ⅲ－Ⅲ截面Ⅳ－Ⅳ截面既满
模板
斜撑 立杆 小横杆
模板 斜撑 立杆 大横杆
足。如图：
单位：m
横 向
图4.5 Ⅲ－Ⅲ、Ⅳ－Ⅳ截面脚手架搭设横纵向搭设示意图 ①、 立杆强度验算
根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为60cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］＝40kN（参见公路桥涵施工手册中表13－5）。
立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）
NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力； NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力 ΣNQK—施工荷载标准值；
于是，有：NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×62.946=22.66KN
NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN
ΣNQK=0.6×0.6×(q3+q4+q7)=0.36×(1.0+2.0+4.0)=2.52KN
则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（22.66+0.36）+0.85×1.4×2.52=30.62KN＜［N］＝40kN，强度满足要求。
②、立杆稳定性验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/ΦA+MW/W≤f
N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载
时），同前计算所得；
f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。
A—υ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。
Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。 i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
附录B得i＝15.8㎜。
长细比λ＝L/i。
L—水平步距，L＝0.9m。
于是，λ＝L/i＝57，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.829。
MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距； MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10 WK=0.7uz×us×w0
uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得uz=1.38 us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1第36项得：us=1.2
w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4 w0=0.8KN/m2 故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN La—立杆纵距0.6m； h—立杆步距0.6m，
故：MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.024KN
W— 截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得W=5.08
则，N/ΦA+MW/W＝30.62*103/（0.829*489）+0.024*106/（5.08*103）
＝80.26 KN/mm2≤f＝205KN/mm2
计算结果说明支架是安全稳定的。
4.3 满堂支架整体抗倾覆验算
依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。
K0=稳定力矩/倾覆力矩=y*Ni/ΣMw
有图纸可得D匝道第一联第四跨采用的立杆高度最大，所以支架整体抗倾覆能力最差，故故采用D匝道第一联第四跨验算支架抗倾覆能力验算：
主桥宽度10.5m，长30m
支架横向17排； 支架纵向40排；
支架高度沿桥向分别为9排8.4m、9排10.8m、10排12m、12排14.4m； 顶托TC60共需要17*40=680个；
立杆需要（9*8.4+9*10.8+10*12+12*14.4）*17=7915.2m; 纵向横杆需要
（8.4/0.9*1.8+8.4/1.2*3.6+10.8/1.2*9.0+12/1.2*10+14.4/1.2*6.3 14.4/0.9*1.2）*17=5423m； 横向横杆需要
(8.4/0.9*4+8.4/1.2*6+10.8/1.2*9+12/1.2*10+14.4/1.2*9+ 14.4/0.9*3) *17=7123m；
故：钢管总重（7915.2+5423+7123）*3.84=78.571t; 顶托TC60总重为：680*7.2=4.896t； 故Ni =78.571*9.8+4.896*9.8=817.977KN； 稳定力矩= y*Ni=5.25*817.977=4294.379KN.m
依据以上对风荷载计算WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/ m2
跨中30m共受力为：q=0.927*（5.4*8.4+8.1*10.8+10*12+7.5*14.4）=334.40KN；
倾覆力矩=q*6=334.40*6=2006.4KN.m
K0=稳定力矩/倾覆力矩=4294.379/2006.40=2.14>1.3 计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求 4.4 箱梁底模下横桥向方木验算
本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用10×10cm方木，方木横桥向跨度在箱梁跨中截面处按L＝90cm进行受力计算,在墩顶横梁截面及横隔板梁处按L＝60cm进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述两值。如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。
图4.8 地模下横桥向受力简图
q(KN/m)底模下横桥向方木受力简图q(KN/m)尺寸单位：cm方木材质为杉木，［δw］=11MPa［δτ］=17MPa E=9000MPa