1、目录1 工程概况 .12 支架结构与材料 .12.1支架结构 .12.2材料特性 .23 荷载标准计算 .24 大横杆计算 .34.1大横杆荷载计算 .34.2强度计算 .34.3挠度计算 .45 小横杆的计算 .45.1小横杆荷载计算 .45.2 强度计算 .45.3挠度计算 .56 扣件的抗滑承载力计算: .57 立杆计算： .67.1荷载计算: .67.2立杆的稳定性计算: .67.3最大搭设高度的计算 .78 连接件的计算 .89 立杆的地基承载力计算 .9第 0 页 共 9 页济南黄河公铁两用桥扣件式钢管脚手架计算书1 工程概况济南黄河公铁两用桥施工起讫里程为 DK421+910.6
2、DK423+703.03，线路全长1792.42m，主桥中心里程为 DK422+806.82。济南黄河公铁两用桥由北向南横穿天桥区吉家庄、济阳县谢家村、跨越黄河北大堤、主河槽及黄河南大堤，穿过历城区付家庄。公铁两用桥合建段铁路孔跨布置为：(6-32m) 预应力混凝土简支梁 +122m 简支钢桁梁+(7-52m) 预应力混凝土简支梁+(128+3*180+128)m 刚性悬索加劲连续钢桁梁+(9-32m)预应力混凝土简支梁（该桥为四线桥，货线孔跨布置与客线孔跨布置对应。石济客专 602607 号、610612 号、629630 桥墩和邯济胶济联络线 607 号、610611 号、 607635
3、号桥墩为单建铁路桥墩，相应的 G611、G612 左、G627 左、G627 右、G628、G629、G630 号桥墩为单建公路桥墩，单建桥墩墩型均为圆端形实体桥墩。主桥 617620 号桥墩采用三柱式单层框架墩；引桥 608609 号桥墩采用两柱式单层框架墩；其他公铁合建段桥墩均采用双层框架墩。2 支架结构与材料2.1支架结构脚手架采用扣件式钢管支架，采用两排架形式。脚手架各种杆件采用外径 48mm、壁厚 3.5mm的钢管，脚手架内侧立杆距墩身模板 70cm，立杆排距 1.0m，立杆纵向间距 1.5m，横杆步距 1.8m，每跨内设一道横杆，立杆、横杆均采用一字扣件对接，在搭设过程中立杆要搭设
4、在横杆的外侧，相邻两根杆件接头要相互错开一步且不小于 500mm，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的 1/3。立杆搭设要垂直，横杆搭设要水平，立杆搭设垂直度为 1/400，全高不大于50mm，大横杆搭设要水平，全长水平差不大于20mm，立杆的间距排距偏差不大于20mm，小横杆外侧伸出架体的长度为 150mm，小横杆偏离主节点的距离不应大于 150cm，靠墩一侧的外伸长度不应大于 200mm。每隔 3.6m设置一道连接件。脚手架搭设高度应高出墩顶平台 120cm。距地面 20cm处设扫地杆。 脚手架应设置接地装置。支架高度暂按 36m高计算。第 1 页 共 9 页2.2材料特性钢管截面几何特
5、性钢材的强度设计值及弹性模量(N/mm2)扣件、底座、可调托撑的承载力设计值(kN)受压、受拉构件的容许长细比单、双排脚手架立杆承受的每米结构自重标准值 gk（kN/m）3 荷载标准计算作用于脚手架的荷载可分为永久荷载（恒荷载）与可变荷载（活荷载） 。双排架脚手架永久荷载包含下列内容：（1）架体结构自重：包括立杆、纵向水平杆、横桥向水平杆、剪刀撑、扣件的自重；（2）构、配件自重：包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施的自重。外径 ,d 壁厚 t(mm)截面积A（ cm2）惯性矩I（cm4）截面模量W（cm3）回转半径i（ cm）每米长质量（kg/m）48 3.5 4.893 12.187
6、5.078 1.578 3.841Q235钢抗压、抗压和抗弯强度设计值 f 205弹性模量 E 2.06105项目 承载力设计值对接扣件（抗滑） 3.2直角扣件、旋转扣件（抗滑） 8.0底座（受压） 、可调托撑（受压） 40.0构件类型 容许长细比立杆 双排架 210横向斜撑、剪刀撑中的压杆 250拉杆 350纵距（m）步距(m) 脚手架类型1.51.8 双排架 0.1295第 2 页 共 9 页脚手架可变荷载包括下列内容：（1）施工荷载：作业人员层上的人员、器具和材料等的自重；（2）风荷载。脚手板自重标准值：0.35 kN/m 2栏杆、挡脚板自重标准值：0.17 kN/m密目网自重标准值：0
7、.02kN/m 2立杆每米自重标准值：0.1295 kN/m构配件取值：单个直角扣件 13.2N/个单个转角扣件 14.6N/个单个对接扣件 18.4N/个施工均布荷载标准值：3.0 kN/m 2基本风压：0.6 kP/m 2挡风系数及水平风荷载标准值计算=1.2An/Aw=1.2An/La/hAn=(La+h+0.325Lah)*d其中，La=1.5m，h=1.8m，d=4.8cm。代入数据得：=0.201水平风荷载标准值：Wk=*W0=0.201*0.6=0.121 kN/m 24 大横杆计算4.1大横杆荷载计算脚手板的荷载标准值 q1=0.351.0/2=0.175 kN/m活荷载标准值
8、 q2=31.0=1.5（kN/m）4.2强度计算(1)、最大弯矩： 21)4.7.02.0( lqqM其中：l 立杆纵距；取 l=1.5 mq1 脚手板的荷载标准值 q1 = 0.175 kN/mq2 活荷载标准值 q2 = 1.5 kN/m经计算得到：M=(-0.11.20.175-0.1171.41.5)1.52=-0.60 kN.m(2)、截面应力计算公式如下：第 3 页 共 9 页WM其中 W 钢管截面抵抗矩 W = 5.078 cm 3M 最大弯矩 M = -0.60 kN.m经计算得到:=0.6010 6(5.078103)118.2 N/mm2大横杆强度计算值小于钢管抗弯强度设
9、计值 205N/mm2，故满足要求4.3挠度计算最大挠度： EIlqIlqV109.1067. 424其中: l 立杆纵距 l = 1.5 mI 截面惯性矩 I = 12.187 cm 4E 弹性摸量 E = 206000 N/mm 2q1 脚手板的荷载标准值 q1 = 0.175 kN/mq2 活荷载标准值 q2 = 1.5 kN/m经计算得到：V=(0.667*0.175+0.99*1.5)(1.510 3)4(10020600012.18710000)=3.23 mm最大挠度计算值小于等于 l/150=10mm,并且小于 10mm,故满足要求5 小横杆的计算5.1小横杆荷载计算大横杆自重
10、标准值:P1=0.038411.5=0.058 kN脚手板的荷载标准值:P2=11.50.35=0.525 kN静荷载标准值:P=0.058+0.525=0.583 kN活荷载标准值:Q=31.51.0=4.5 kN5.2 强度计算(1)、最大弯矩计算公式如下: 2/PlM其中: l 立杆的排距 l =1.0 mP 静荷载标准值 P = 0.583 kNQ 活荷载标准值 Q = 4.5 kN经计算得到最大弯矩 M= (1.20.583+1.44.5)1.02 =3.50 kN.m第 4 页 共 9 页(2)、截面应力计算公式如下： WM其中 W 钢管截面抵抗矩 W = 5.078 cm3M 最
11、大弯矩 M = 3.50 kN.m经计算得到:=3.510 6(5.078103)68.9 N/mm2大横杆强度计算值小于或等于钢管抗弯强度设计值 205 N/mm2，故满足要求5.3挠度计算 EIPlV64823其中: l 立杆的排距 l = 1.0 mI 截面惯性矩 I = 12.187 cm4E 弹性摸量 E = 206000 N/mm 2P 静荷载标准值 P =0.583 kNQ 活荷载标准值 Q = 4.5 kN经计算最大挠度 V=23648(0.583+4.5)103(1.0103)3(2.0610512.187104)=7.2 mm最大挠度计算值小于等于 l/150=10mm,故
12、满足要求6 扣件的抗滑承载力计算:横杆的自重标准值 P1 = 0.03841(1.0 +1.5) =0.096kN脚手板的荷载标准值 P2 = 0.351.51.02 =0.263kN活荷载标准值 Q = 31.51.02 =2.25kN荷载的计算值 R = 1.2(0.096+0.263)+1.42.25 =3.58 kN纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算: CR其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值 Rc=8kNR 荷载的计算值 R=3.58kN扣件的抗滑承载力小于扣件抗滑承载力设计值 8kN,满足要求!第 5 页 共 9 页7 立杆计算：7.1荷载计算:每米立杆承受的结
13、构自重标准值 NG1=0.129536=4.662 kN脚手板的自重标准值 NG2=0.351.51.0/2=0.263 kN栏杆与挡脚板自重标准值 NG3=0.171.5=0.225 kN密目网自重荷载：NG4=0.021.5=0.03 kN静荷载标准值 NG=4.662+0.263+0.225+0.03=5.18 kN活荷载标准值 NQ=31.51.02=2.25 kN风荷载标准值 Wk=0.121361.5=6.534 kN不组合风荷载时,立杆的轴向压力设计值 N=1.25.18+1.42.25=9.366 kN组合风荷载时,立杆的轴向压力设计值 N=1.25.18+0.91.42.25
14、=9.05 kN风荷载标准值产生的立杆段弯矩：Mwk=0.1211.51.8210=0.059 kN.m风荷载设计值产生的立杆段弯矩：Mw=0.91.40.058=0.073 kN.m构配件自重标准值产生的轴向力:NG2k=(18.46+13.220+14.69)/1000=0.5058 kN7.2立杆的稳定性计算:(1)、立杆的长细比计算: il0其中: lo 立杆的计算长度 lo = kh=11.81.8=3.24 mi 立杆的回转半径 i = 1.578 cm经过计算,立杆的长细比 =3.121001.578=205立杆的长细比小于立杆容许长细比 210,满足要求!(2)、立杆的稳定性计
15、算不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 fAN其中：A 立杆净截面面积；取 A=4.89 cm2N 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值；取 N=9.366 kN 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 的结果查表得到 =0.172不考虑风荷载时立杆的稳定性 =9.36610 30.172489=111.4 N/mm2第 6 页 共 9 页考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 fWMAN其中：A 立杆净截面面积；取 A=4.89 cm2W 立杆净截面模量(抵抗矩)；取 W=5.078 cm3N 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值；取 N=9.05 kNMw 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；取 Mw
16、=0.073 kN.m 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 的结果查表得到 =0.172考虑风荷载时立杆的稳定性 =9050/(0.172489)+7.310 45078=122.0 N/mm2不考虑风荷载时,立杆应力 111.4N/mm2小于允许应力 205N/mm2,满足要求考虑风荷载时,立杆应力 122.0N/mm2小于允许应力 205N/mm2,满足要求7.3最大搭设高度的计算不组合风荷载最大搭设高度： kQkGgNAfH2.1)4(组合风荷载最大搭设高度： kwkQkkGgAWMNf2.1)(490.2 其中：A 立杆净截面面积 A = 4.89 cm2W 钢管截面抵抗矩 W = 5.
17、078 cm3f 钢管立杆抗压强度设计值 f= 205 N/mm2gk 每米立杆承受的结构自重标准值 gk=0.1295 kN/mNQK 活荷载标准值 NQK=2.25 kNMwk 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩 Mwk=0.073 kN.mNG2K 构配件自重标准值产生的轴向力 N G2K=0.5058 kN 轴心受压杆件稳定系数 = 0.172经计算，不组合风荷载最大搭设高度 ：Hs=(0.1724892051000-(1.20.5058+1.42.25)(1.20.1295)=86.8m组合风荷载最大搭设高度:第 7 页 共 9 页Hs=(0.1724892051000-(1.20.
18、5058+0.91.4(2.25+0.0730.1724895.07810000)(1.20.1295)=88.8 m最大搭设高度应该取上式中的较小值 Hs=86.8m由于搭设高度 Hs大于等于 26m,所以按下式调整:SH01.经计算得到脚手架高度限值为 H=86.8m调整后的高度不宜超过 50m,故:脚手架最大高度应为 50m。8 连接件的计算(1)、风荷载产生的连墙件轴向力设计值按照下式计算： WklwAN4.1其中：wk 风荷载基本风压值，wk=0.121 kN/m2Aw 单个连接件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积：Aw=1.531.83=16.2 m2经计算得到：风荷载产生的连墙件轴
19、向力设计值 Nlw=1.40.12116.2=2.7 kN(2)、连接件的轴向力计算值应按照下式计算： 0Nlwl其中 No 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力；取 N0=5 kNNlw 风荷载产生的连墙件轴向力设计值 Nlw=2.7 kN经计算得到：连墙件轴向力计算值 Nl=2.7+5=7.7 kN(3)、连接件轴向力设计值 fANf其中： 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 查表得到 =0.573A 立杆净截面面积 A = 4.89 cm2f 钢管的强度设计值 f = 205 N/mm2经过计算得到 Nf=0.573(4.89100)2051000=57.44 kN长细比 计算:第 8
20、 页 共 9 页il其中: l 计算长度 l = 1.6 mi 钢管回转半径 i = 1.58 cm经过计算,立杆的长细比 =1.61001.58=102计算结果:连接件轴向力计算值小于连接件的轴向力设计值；满足要求连接件轴向力计算值小于扣件抗滑承载力,满足要求9 立杆的地基承载力计算1、立杆基础底面的平均压力 ANP其中：N 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 N=9.366 kNA 基础底面面,取钢管直接搭设在承台基面 A=4.89 cm2经计算得到立杆的地基承载力 P=9366489=19.2 N/mm2计算结果：立杆基础底面的平均压力小于承台混凝土抗压强度设计值40N/mm2；满足要求
