现浇梁满堂支架计算书.doc

'海西高速公路网厦沙线三明段A10合同段H匝道3号桥现浇箱梁满堂支架计算书编制：张智复核：审核:中铁四局集团有限公司厦沙高速公路A10标项目经理部二零一四年十一月 目录1工程概况12计算目标23计算依据24材料特性及参数取值25计算过程及结果分析35.1荷载集度计算35.2立杆承载力计算35.3底模板计算55.4纵向方木计算65.5横向10#工字钢计算75.6地基承载力计算8 H匝道3号桥现浇箱梁满堂支架计算书1工程概况（1）箱梁构造H匝道3号桥起终点桩号为HK0+601.5～HK0+957，桥长355.5m，最大桥高约30m，桥面宽10.5m，上部现浇梁段采用（2×40+3×31）米等截面预应力混凝土现浇连续箱梁，全桥位于半径R=390m圆曲线及缓和曲线内，墩台基础均采用径向布置。现浇箱梁为单箱两室形式，本计算书取第二跨现浇梁作支架结构检算。第二跨箱梁顶宽10.5m，底宽6.5m，悬臂2m，最大梁高2.3m。箱梁横截面尺寸如下图所示。图1-1箱梁横截面图（2）支架构造碗扣式满堂支架采用规格为Φ48×3.5的杆件，满堂支架自下往上布设为：水泥稳定碎石垫层+可调底座+立杆+可调顶托+横向10#工字钢+纵向10cm×10cm方木+1.5cm厚优质竹胶板。立杆横向间距间距60cm，立杆纵向间距90cm。水平杆间距为90cm。纵向剪刀撑每5排设置一道，横向剪刀撑每4排设置一道。支架高度大于4.5m时，顶端和低部设置水平剪刀撑，中间水平剪刀撑设置间距小于4.5m。距底部支撑点小于20cm高度内设置扫地杆。支架布设横截面图如下图所示。7 H匝道3号桥现浇箱梁满堂支架计算书图1-2支架布设横断面图2计算目标本计算书的计算目标为：（1）验算竹胶板的强度和刚度是否满足要求；（2）验算底模板下方木的强度和刚度是否满足要求；（3）验算工字钢的强度和刚度是否满足要求；（4）验算立杆的强度和稳定性是否满足要求；（5）验算地基承载力是否满足要求。3计算依据（1）《路桥施工计算手册》（人民交通出版社，2011）（2）《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）（3）《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）4材料特性及参数取值（1）材料特性7 H匝道3号桥现浇箱梁满堂支架计算书混凝土自重：26kN/m310#工字钢：[σ]=205MPa[τ]=125MPaE=2.05×105MPaW=49cm3I=245cm4立杆：[σ]=205MPa方木：[σ]=17MPaE=104MPa地基容许应力：[σ]=140kPa竹胶板：[σ]=50MPaE=4000MPa（2）参数取值1）竹胶板自重：取0.15kN/m22）10cm×10cm方木每米自重：8×0.1×0.1×1=0.08kN/m，按间距20cm考虑，则每平方米自重为0.08×5=0.4kN/m23）10#工字钢：11.2kg/m，按间距90cm考虑，则每平方米自重为4）内模板（含支架）自重：取2kN/m25）混凝土振捣产生荷载：取2kN/m26）施工活载：取2.5kN/m27）计算构件强度时，永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4；计算构件变形时各类分项系数均取1.0。5计算过程及结果分析5.1荷载集度计算翼缘板区自重集度：q1=0.3×26=7.8kN/m2腹板区自重集度：q2=2.3×26=59.8kN/m2箱室区自重集度：q3=0.5×26=13kN/m2模板自重集度：q4=0.15+0.4+0.13=0.7kN/m2内模板自重集度：q5=2kN/m2混凝土振捣荷载集度：q6=2kN/m2施工活载集度：q7=2.5kN/m25.2立杆承载力计算（1）荷载计算无风荷载时，单肢立杆轴向力计算公式：7 H匝道3号桥现浇箱梁满堂支架计算书N=[1.2（N1+N2）+1.4(N3+N4)]LxLy式中：N1——混凝土自重标准值，kN/m2；N2——模板支架荷载标准值，kN/m2；N3——混凝土振捣荷载标准值，kN/m2；N4——施工活载标准值，kN/m2；Lx、Ly——单肢立杆纵横向间距，m。翼缘板区：N1=[1.2×(7.8+0.7)+1.4(2+2.5)]×0.9×0.6=9.0kN腹板区：N2=[1.2×(59.8+0.7)+1.4(2+2.5)]×0.9×0.6=42.6kN箱室区：N3=[1.2×(13+0.7+2)+1.4(2+2.5)]×0.9×0.6=13.7kN通过以上计算可知，计算最大应力时取腹板区荷载42.6kN，以下计算均以腹板区作为验算区域。（2）立杆力学参数碗扣式脚手架采用Φ48×3.5立杆，外径D=48mm，内径d=41mm，内外径之比α=d/D=0.854截面抗弯刚度：截面惯性矩：截面面积：截面回转半径：（3）立杆强度及稳定性验算立杆强度验算：7 H匝道3号桥现浇箱梁满堂支架计算书符合要求。立杆稳定性验算：立杆步距为90cm，则长细比λ=L/i=900/15.78=57.0，查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》附录E：φ=0.829。符合要求。由于无风荷载下，立杆强度和稳定性在比较偏安全范围内，故不计算组合风荷载时的承载力验算。5.3底模板计算底模板背肋（方木）间距为20cm，竹胶板厚度为1.5cm，铺于纵向方木上，纵向取1m间距计算，为单向板受力。取荷载最大区域腹板进行验算。竹胶板弹性模量E=4000MPa，容许应力[σ]=50MPa。竹胶板厚度δ=15mm纵向间距L1=1000mm横向间距L2=200mmL1/L2=1000/200=5＞2（单向板）则计算跨径L=L2=200mm模板承受线性荷载为：q=[1.2×(59.8+0.7)+1.4(2+2.5)]×1=78.9kN/m考虑板的连续性，其强度和刚度可按下式计算：产生最大弯矩值：截面抗弯刚度：截面惯性矩：7 H匝道3号桥现浇箱梁满堂支架计算书最大弯曲正应力：模板强度满足要求。考虑竹胶板的背肋为10cm×10cm方木，面板实际净跨径为L0=100mm，故最大挠度为：模板刚度满足要求。5.4纵向方木计算纵向10cm×10cm方木，横向间距为20cm，搭设于间距为90cm的工字钢上，则计算跨径L=0.9m，按简支梁进行计算。方木容许应力[σ]=17MPa，弹性模量E=104MPa承受线性荷载：q=[1.2×(59.8+0.7)+1.4(2+2.5)]×0.2=15.8kN/m产生最大弯矩：截面抗弯刚度：截面惯性矩：最大弯曲正应力：方木强度满足要求。最大挠度：7 H匝道3号桥现浇箱梁满堂支架计算书方木刚度满足要求。5.5横向10#工字钢计算10#工字钢横向布设与支架上，为多支承点连续杆件，承受方木传递的间断均布荷载。为简化计算并偏安全考虑，按满布均布荷载简支梁计算，如图5.5-1所示。取荷载最大区域腹板进行验算。10#工字钢力学参数如下表5.5-1。表5.5-110#工字钢力学特性材料[σ]（MPa）[τ]（MPa）E（MPa）I（cm4）W（cm3）S（cm3）D（mm）10#工字钢2051252.05×1052454928.24.5图5.5-1工字钢简支受力图承受线性荷载：q=[1.2×(59.8+0.7)+1.4(2+2.5)]×0.9=71kN/m产生最大弯矩：最大剪力：最大弯曲正应力：最大剪力：工字钢强度满足要求。7 H匝道3号桥现浇箱梁满堂支架计算书最大挠度：工字钢刚度满足要求。5.6地基承载力计算立杆截面承受支架构件的自重荷载按下式计算：Gk=a×H0×（gk1+gk2+gk3）式中：H0——立杆高度，取30m；a——立杆纵距，0.9m；gk1——基本构架杆的平均自重荷载，取0.18kPa；gk2——配件平均自重荷载，取0.15kPa；gk3——局部杆件平均自重荷载，取0.1kPa。则Gk=0.9×30×（0.18+0.15+0.1）=11.6kN杆件自重传给地基的均布荷载：取Pk=1.5PGk=1.5×21.5=32.3kPa箱梁自重、模板自重、施工活载等合计均布荷载：P=1.2×(59.8+0.7)+1.4(2+2.5)=78.9kPa地基承载力均布荷载为：PD=P+Pk=32.3+78.9=111.2kPa＜[σ]=140kPa故地基承载力满足满足要求。7'