少钢管支架计算书

'螺洲大桥南接线箱梁少钢管桩支架施工计算书一、工程概述南接线S3~S5箱梁为不等跨度形式，梁高2.7m，底板宽10.6m，顶板宽17.39m，单跨单幅砼量计640m3，采用少钢管桩支架施工。基础中砂，施打φ820×8mm钢管桩，钢管桩上采用2HN800×300为主横梁，贝雷梁为主纵梁，贝雷梁上间距90cm铺设I10为横向分配梁，分配梁上为碗扣支架，上铺I10和100×100方木与底模相连。二、计算依据《北接线主线桥工程施工图》《结构力学》、《材料力学》《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）《建筑施工计算手册》《路桥施工计算手册》《桥涵》三、支架、模板分析3.1.1模板箱梁底模、侧模和内模均采用δ=15mm的竹胶板。竹胶板容许应力为[σ0]=90MPa。3.1.2纵、横梁纵向底模方木截面尺寸为10×10cm。纵向方木布置：纵向方木中对中间距在底板下为30cm，在腹板梁下为20cm。横向分配梁I10间距为90cm。3.2标准段支架计算3.2.1荷载分析（以主线桥S3~S5右幅箱梁计算）①砼按25kn/m3计算，则端头实心砼自重为：箱梁自重每m2所产生的荷载P1为：67.5kn②模板体系荷载按规范规定：P2=2kn③砼施工倾倒荷载按规范规定：P3=2kn④砼施工振捣荷载按规范规定：P4=2kn　⑤施工机具人员荷载按规范规定：P5=2.5kn荷载组合（考虑预压1.2系数情况下）计算强度:q=1.2×(①+②)+1.4×(③+④+⑤) 3.2.2腹板和端、中横隔梁下方支架检算（1）底模检算箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，取1m宽度进行计算，即b=1000mm。1、模板力学性能弹性模量E=0.1×105MPa。截面惯性矩：I=bh3/12=100×1.53/12=28.125cm4截面抵抗矩：W=bh2/6=100×1.52/6=37.5cm3荷载组合: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：图1：多跨等跨连续梁受力图Mmax==0.101×91.8×0.32=0.83KN.mσ=M/W=22.1MPa<[σ]=90MPa满足施工规范要求(2)底板梁下方木间距20cm，纵向间距60cm。Q=2.7×25=67.5Kpa，q=1.2×(2.7×25+2)+1.4×（2+2+2）=91.8kN/mq=91.8×0.3=27.5kn/m弹性模量E=0.1×105MPa截面惯性矩：I=bh3/12=10×103/12=833cm4截面抵抗矩：W=bh2/6=10×102/6=166cm3承载力检算：强度：Mmax=ql2/8=1.24KN.mσ=M/W=7.5MPa<[σ]=10MPa,满足要求。(3)横向分配梁（I10）检算 横向分配梁规格为I10，底板下跨径为90cm，实腹板下跨径为60cm，翼板下跨径为90cm。按最不利布置考虑取90×60cm，分配梁按均布荷载简支梁考虑计算：图2：实腹板下I10均布荷载图q=91.8×0.9=82.6kn/m截面抵抗矩：Wx=49cm3截面惯性矩：Ix=245cm4强度:Mmax=ql2/8=82.6×0.62/8=3.7kn·m=76Mpa＜〔〕=200Mpa强度满足要求刚度:E=2.1×105Mpaf=5qL4/384EI=5×82.6×106×0.64/(384×2.1×1011×245×10-8)=1.01mm＜〔f〕==2.25mm，满足要求，故翼板可不需要计算。（4）斜腹板木方及双拼48.5钢管验算箱梁斜腹板的外倾角度为α=68°＞55°，因此砼对侧面模板的侧压力可按下式：Pmax=0.22γt0K1K2ν1/2其中：Pmax为新浇注砼的对侧模的最大侧压力，单位：Kpa；K1—外加剂影响修正系数，搀加时取值1.2；K2—砼坍落度影响修正系数，取0.85；γ—混凝土容重，取值24KN/m3；因此砼对侧面模板的侧压力可按下式t0—新浇注砼的初凝时间，取20h；ν—砼浇注速度，取0.5m/h。所以：Pmax=0.22×24×20×1.2×0.85×0.51/2=76.2KN/m2 可见在斜腹板上砼产生的最大的侧压力为76.2KN/m2。由此可得砼的有效压头高度为：h=Pmax/γ=76.2/24=3.2m模板后木方计算：q=76.2×0.2=15.24kn/m按三跨等跨连续梁计算：Mmax=Kwql2=0.1×15.24×0.62=0.548kn=3.3Mpa＜〔〕=10Mpa木方后双拼钢管计算：钢管纵向间距为60cm，高度间距为60cm双钢管Wx=2×5cm3q=76.2×0.6=45.72kn/m按三跨等跨连续梁计算：Mmax=Kwql2=0.1×45.72×0.602=1.64kn=164Mpa＜〔〕=200Mpa（5）立杆强度及稳定性验算：脚手管（φ48×3.5）立杆的纵向间距为0.9m，横向间距为0.6和0.9m，因此单根立杆承受区域即为底板0.6m×0.9m和0.9m×0.9m箱梁均布荷载，由工字钢横梁集中传至杆顶。分别验算底模斜腹板和底板中间空腔位置：a、验算底模下斜腹板对应位置（即为实心段）：①钢筋混凝土自重（浇注高度为2.7m）底板砼＝25×2.7=67.5KN/m2（浇注高度为2.7m）②模板重量（含内模、侧模及内支撑支架），以砼自重的5%计算：2KN/m2③Q施＝2KN/m2④Q振＝2KN/m2⑤Q倾＝2KN/m2则有P=1.2（①+②）+1.4（③+④+⑤）=91.8kN/m2由于大横杆步距为1.2m（即竖向高度），长细比为λ=ι/i=1200/15.9=75，查表可得φ=0.75，则有：[N]=φAf=0.75×424×205=65.2kN 而Nmax=P×A=91.8×0.6×0.9=49.6kN，可见[N]＞N，f=N/φA=49.6×1000/0.75×424=130.5Mpa＜200Mpa抗压强度满足要求,满足稳定要求。b、验算底模下中间底板空腔位置：中间底板空腔位置砼钢筋荷载：P1=(0.5+0.5)×25=25kN/m2内模支撑及模板荷载：P2=2kN/m2设备及人工荷载：P3=2kN/m2砼浇注冲击：P4=2KN/m2振捣荷载：P5=2kN/m2则有P=1.2（P1+P2）+1.4(P3+P4+P5）=40.8kN/m2同样由于大横杆步距为1.2m，长细比为λ=ι/i=1200/15.78=75，查表可得φ=0.75，则有：[N]=φAf=0.75×424×205=65.2kN而N=P×A=40.8×0.9×0.9=33kN，可见[N]＞N抗压强度满足要求,满足稳定要求。（6）纵向主梁贝雷梁验算纵向主梁贝雷梁按四跨连续梁计算，每跨最大跨径12m，底板下两排贝雷梁之间最大间距0.45m。16Mn贝雷梁的容许弯矩735.5KN.m，单片贝雷：I=2.5×105cm4，E=2.1×105Mpa，W=3578.5cm3.强度：按四跨等距连续梁考虑贝雷梁，最大弯矩截面为中间支座处：Q支架、型钢=4kn/mq=(91.8+4)×0.45=43.11kn/mMmax=Kwql2=0.1×43.11×122=621kn·m<750kn·m=173Mpa符合要求。刚度：挠度按简支梁考虑：f=5qL4/384EI=3.1mm＜〔〕=12000/400=30mm，符合要求。 (b)承台处贝雷架计算：承台上支点为三排贝雷梁布置（1）贝雷架为0.45m间距支撑，作为四个支点，如下图：Q1=单跨混凝土自重/10=640×25/10=1600knQ2贝雷架自重=15×15×300kg=675knQ3支架及型钢自重取400knQ总=Q1+Q2+Q3=2675KN=2675/4×3578.5=187Mpa（2）主横梁2HN800*300计算：主横梁采用双拼HN800*30，置于桩顶封头板上。对于HN800*300，〔〕=215Mpa，I=2×282553.56cm4，E=2.1×105Mpa，W=2×7063cm3贝雷梁的重量为15×15×300=675knF总=675+25×640+400=17075KN单排Q=F总/5=3415KN/m钢管桩的横向布置按8.45m、8.6m布置，简化为两跨等跨8.6m连续连梁结构计算跨中，由22片北雷架分布：q=3415/22=155KN/mM=0.188ql²=2155kn·mσ=M/W=2155kn·m/2×7063cm3=153Mpa<215Mpa满足要求（7）钢管桩计算主梁HN800自重=12×12×2.16 Q=17075+12×12×2.16=17476kn考虑承台作用，按10根桩计算，单根钢管桩荷载为F=1747.6knφ820×8钢管桩截面特性：A=0.0204m2I=0.00168m4桩的计算长度：L=4m回转半径：i=√I/A=0.28长细比：λ=4/0.28=14.3φx=0.991σ=F/φxA=86mpa满足施工要求（8）竖向承载力计算：单桩竖向承载力按入土15m计算，河床地层为中密中砂。结合规范有：U----桩身周长----桩侧第I层土的极限侧阻力-----桩穿越第i层土的厚度----极限端阻力特征值-----桩端面积求得承载能力Q=1949KN>1747.6kn即当钢管桩的打入深度为15m时，满足要求。'