现浇箱梁碗扣满堂支架计算书.doc

'郑州市三环路快速化工程西三环陇海路互通立交（K6+157.29～K8+627.61）段碗扣承重架计算书批准：审核：编写：中国水电路桥郑州市三环路快速化工程BT项目第三项目经理部第六工程处二○一二年十一月九日 目录一、工程概况2二、满堂架的设计和计算参数21、支架主要材料和性能参数32、支架设计布置3三、荷载计算31、模板力学性能42、模板受力计算41、方木（落叶松）的力学性能52、横梁受力计算53、横梁挠度计算：5六、纵梁强度计算61、方木（落叶松）的力学性能62、方木受力计算63、纵梁挠度6七、支架受力计算61、立杆承重计算62、支架稳定性验算7八、支架抗风荷载计算8九、立杆地基承载力计算9 一、工程概况1、郑州市三环路快速化工程是郑州市交通畅通工程的关键性项目，是实现现代郑州市交通快速化建设的一项重要任务，对缓解主城区交通压力、合理分布交通流量具有极其重要的作用。陇海路互通立交是郑州市三环路快速化工程中的关键性工程，工程所在地点的现有两条主干路（西三环和陇海路）平交呈丁字状,按规划设计现有陇海路将向西延伸,由此本路口将成十字路口状,并通过陇海路互通立交实现路口全互通功能。陇海路互通立交为三层全互通立交桥，含陇海路主线高架桥、西三环主线高架桥及九条立交匝道桥。其中陇海路主线高架全长1114m，西三环主线高架全长2470m。南北方向为西三环快速通道，东西向为陇海路快速通道，立交匝道分为ES、EN、NE、NW、WN、WS、SE、SW、JS匝道。本工程共有5跨钢梁分别位于ES匝道2跨、NE匝道1跨、SE匝道1跨和SW匝道1跨。引桥8联，剩余105跨为预应力混凝土箱梁。2、第六工程处施工内容主要包括：施工区段内的桥梁桩基、承台、墩身、预应力混凝土连续箱、防撞墙、铺装层等。施工区段内桥梁工程具体内容为：西三环高架：K7+059.754～K8+626.71，全长1566.956m，共18联；陇海路高架：K-1+479.9～K-1+994.862、K0+000～K0+065.84，全长580.802m。；ES匝道：ESK0+549.076～ESK0+949.712，此匝道为桥梁工程,长400.639m；NE匝道：NEK0+283.409～NEK0+569.311，此匝道为桥梁工程，长285.901m；NW匝道：NWK0+223.604～NWK0+283.604，此匝道为桥梁工程，长60m；WS匝道：WSK0+094.313～WSK0+318.485，此匝道为桥梁工程，长224.172m；WN匝道：WNK0+110.399～WNK0+318.485，此匝道为桥梁工程，长356.626m；SE匝道：SEK0+221.778～SEK0+432.666，此匝道为桥梁工程,长120.885m；SW匝道：SWK0+241.912～SWK0+549.224，此匝道为桥梁工程,长347.19m；JS匝道：JSK0+000.000～JSK0+549.244，此匝道为桥梁工程,长549.244m；第六工程处施工范围内西环主线桥、陇海路主线桥及匝道桥共设计混凝土现浇箱梁57联，钢箱梁2联，箱梁混凝土强度标号为C40和C50，墩柱最高18.524m，最低6.082m。主要工程量：混凝土浇筑50360m3，钢筋制安12433.4t，钢绞线1037t。箱梁承重架采用满堂碗扣支架，本方案以标准联为例（3×30m）。二、满堂架的设计和计算参数最新范本,供参考！ 1、支架主要材料和性能参数施工时采用满堂式碗扣支架，碗扣支架的钢管为3号钢，规格为φ48mm×3.5mm，其性能见下表1和表2：表1钢管截面特性规格截面积A（mm2）惯性矩I（mm4）抵抗矩W（mm3）回转半径I（mm）每米重量（kg/m）φ48×3.54.89×10212.19×1045.00×10315.783.84表2钢材的强度设计值与弹性模量抗拉、抗弯f（N/mm2）抗压fc（N/mm2）弹性模量E（KN/mm2）2052052.06×1022、支架设计布置支架顺桥向立杆间距布置为0.15m+3×0.3m+3×0.6m+27×0.9m+3×0.6m+3×0.3m+0.15m=30m。支架横桥向立杆间距布置为5×0.9m+8×0.6m+2×0.3m+6×0.6m+4×0.3m+6×0.6m+2×0.3m+8×0.6m+5×0.9m=28.2m（为安装箱梁横截面两侧模板及方便施工人员施工，支架超出箱梁两端各145cm）。水平杆步距为1.20m。具体布置见满堂式支架设计图。三、荷载计算本桥梁支架计算书中荷载依据为《桥梁支架安全施工手册》1、箱梁荷载：箱梁钢筋砼自重：G=595m3×25KN/m3=14875KN偏安全考虑，取安全系数r=1.2，假设梁体全部重量仅作用于底板区域，计算单位面积压力：F1=G×r÷S=14875KN×1.2÷（16.6m×30m）=35.84KN/m2注：16.6m为横桥向底板范围内两立杆间最大距离。2、施工荷载：取F2=1.0KN/m23、振捣混凝土产生荷载：取F3=2.0KN/m24、箱梁芯模：取F4=1.5KN/m2最新范本,供参考！ 5、竹胶板：取F5=0.1KN/m26、方木：取F6=7.5KN/m3四、底模强度计算（如同房屋建筑学的单向板计算）短边受力！箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=18mm，竹胶板方木背肋间距为300mm，所以验算模板强度采用宽b=300mm镜面竹胶板。1、模板力学性能（依据《路桥施工计算手册》取值）（1）弹性模量E=9×103MPa=9×106KN/m2，许用应力［σ］=11Mpa。（2）截面惯性矩：I==30×1.83/12=14.58cm4（3）截面抵抗矩：W==30×1.82/6=16.2cm3（4）截面积：A=bh=30×1.8=54cm22、模板受力计算（1）底模板均布荷载：F=F1+F2+F3+F4=35.84+1+2.0+1.5=40.34KN/m2q=F×b=40.34×0.3=12.102KN/m（2）跨中最大弯矩：M==12.102×0.32/8=0.136KN•m（3）弯拉应力：σ==0.136×103/16.2×10-6=8.4MPa＜［σ］=11Mpa竹胶板板弯拉应力满足要求。（4）挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算。（30+30+30=90㎝计算三跨梁）根据《建筑施工计算手册》，计算公式为：--挠度值；--连续梁上均布荷载；--跨度；最新范本,供参考！ --弹性模量；--截面惯性矩；--挠度系数，三等跨均布荷载作用连续梁按照活载最大，取值0.677。（统一的公式）挠度计算：=(0.677×12.102×0.34)/(100×9×106×14.58×10-8)=5.06×10-4m=0.506mm＜L/400=300/400=0.75mm竹胶板挠度满足要求。综上述，竹胶板受力满足要求。五、横梁强度计算横梁为10×10cm方木，净间距为0.2m，箱梁标准截面间距为0.6m。1、方木（落叶松）的力学性能（依据《路桥施工计算手册》取值）（1）落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103Mpa（2）截面抵抗矩：W==0.1×0.12/6=1.67×10-4m3（3）截面惯性矩：I==0.1×0.13/12=8.33×10-6m42、横梁受力计算（1）作用在横梁上的均布荷载0.6m长度范围内横梁上承担3根纵梁重量为：0.1×0.1×0.6×7.5×3=0.135KN纵梁施加在横梁上的均布荷载为：0.135÷0.6=0.23KN/m作用在横梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.6+0.23=44.4×0.6+0.23=26.87KN/m（2）跨中最大弯矩：M==26.87×0.62/8=1.21KN•m（3）横梁弯拉应力：σ==1.21×103/1.67×10-4=7.25MPa＜［σ］=14.5Mpa最新范本,供参考！ 横梁弯拉应力满足要求。3、横梁挠度计算：f==(5×26.87×103×0.64)/(384×11×109×8.33×10-6)=0.495mm＜L/400=600/400=1.5mm横梁挠度满足要求。综上述，横梁强度满足要求。六、纵梁强度计算纵梁为10×10cm方木，净间距为0.25m，墩身处端部跨径为0.6m，中部箱梁标准截面跨径为0.9m按照跨径为0.9m进行计算，间距为0.9m。1、方木（落叶松）的力学性能（1）落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103Mpa（2）截面抵抗矩：W==0.1×0.12/6=1.67×10-4m3（3）截面惯性矩：I==0.1×0.13/12=8.33×10-6m42、方木受力计算（1）作用在纵梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.25=44.4×0.25=11.1KN/m(2)跨中最大弯矩：计算简图见下图。M==11.1×0.92/8=1.124KN•m(3)纵梁弯拉应力：σ==1.124×103/1.67×10-4=6.73MPa＜［σ］=14.5Mpa纵梁弯拉应力满足要求。3、纵梁挠度f==(5×11.1×103×0.94)/(384×11×109×8.33×10-6)最新范本,供参考！ =1.035mm＜L/400=900/400=2.25mm纵梁弯曲挠度满足要求。综上述，纵梁强度满足要求。七、支架受力计算1、立杆承重计算碗扣支架立杆设计承重为：30KN/根，箱梁高度为2m，碗扣支架受力最不利位置在立杆的底部，箱梁混凝土重量最大区域为跨中，支架布置为60cm×60cm和60cm×90cm，按60cm×90cm布置进行计算。①每根立杆承受钢筋砼和模板重量：N1=(35.84KN/m2+1.5KN/m2+0.1KN/m2)×0.6m×0.9m=20.218KN②横梁施加在每根立杆重量：N2=0.9m×3根×0.1m×0.1m×7.5KN/m3=0.203KN③纵梁施加在每根立杆重量：N3=0.6m×4根×0.1m×0.1m×7.5KN/m3=0.18KN④支架自重：支架最高按照18.642m计算，立杆单根重：18.542×3.84×10/103=0.712KN，单根立杆承担横杆的重量：(0.6m+0.9m)×6×3.84×10/103=0.346KN⑤施工荷载、振捣荷载0.9m×0.6m×(2+1)=1.62KN每根立杆总承重：N=N1+N2+N3+N4=20.218+0.203+0.18+0.31+0.346+1.62=22.877KN＜30KN立杆承重满足要求。2、支架稳定性验算根据《实用建筑施工手册》轴心受压构件的稳定性计算：N—轴心压力；最新范本,供参考！ --轴心受压构件的稳定系数；构件的毛截面面积；—钢材的抗压强度设计值，取205N/mm2；--材料强度附加分项系数，根据有关规定当支架搭设高度小于25m时取值1.35。(1)立杆长细比计算:回转半径计算：==0.35×（48+41）÷2=15.575mm长细比λ计算：λ===77＜［λ］=150（2）由长细比可查得，轴心受压构件的纵向弯曲系数=0.707（3）立杆钢管的截面积：Am===489mm2(4)稳定性验算==75.2N/mm2≤==152N/mm2支架稳定性满足要求。综上述，碗扣支架受力满足要求。八、支架抗风荷载计算根据JGJ166-2008建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范第13页、14页的计算要求，纵向受力面积较小，因此计算时仅考虑横向风荷载。立杆受力稳定性按组合风荷载计算:水平荷载计算风荷载标准值WK=0.7µZµSW0µZ---风压高度变化系数取1.46µS---脚手架风荷载体形系数1.3ωω---脚手架挡风系数0.087W0---基本风压取0.3KN/m2（根据《桥梁支架安全施工手册》按郑州10年一遇取值）最新范本,供参考！ WK=0.7×1.46×1.3×0.087×300=34.7N/m2a---纵杆间距0.9mL0---立杆计算长度18.524m风荷载产生的弯矩M=1.4×WK×aL02/10=1.4×34.7×0.9×18.5242/10=1.5KN/m2φ48×3.5支架钢管的抵抗矩W=5×103mm3截面积A=4.89×102mm2由以上计算知，立杆所受最大竖向荷载为22.877KNN/A+M/W=22.877×103/4.89×10-4+1.5/5×10-6=47.1Mpa≤容许应力[σ]=140Mpa综上述，支架抗风荷载验算满足要求。九、立杆地基承载力计算立杆地基承载力计算，根据碗口支架安全施工规范5.5.2规定，当地基为岩石或砼路面时可不进行地基承载力验算。该支架下方均为砼路面，故可不进行地基承载力验算。【本文档内容可以自由复制内容或自由编辑修改内容期待你的好评和关注，我们将会做得更好】最新范本,供参考！'