临时支墩、型钢支架及模板设计计算书

'中国桥梁网临时墩、型钢支架及模板设计计算一、标准段箱梁支架设计方案：按标准段箱梁30m跨径重量作临时支墩型钢支架设计荷载标准，详细布置请参照《支墩及钢支架布置图》，横向采用贝雷片组拼成临时墩，纵向采用8组I28b和9组I36b工字钢连接成为纵梁；A、F两组临时墩直接支撑在承台上，B、C、D、E四组临时墩支撑在经处理的扩大基础上，基础采用砂垫层处理，改善地基承载力，达到箱梁施工的荷载要求。本设计计算结构强度验算采用容许应力计算，不考虑荷载分项系数，但按有关规定钢材容许应力按临时性结构提高系数为1.25，即A3钢材弯曲容许应力〔σw〕=145×1.25＝181Mpa,抗压轴向容许应力〔σ〕=140×1.25＝175Mpa，抗剪容许应力〔τ〕=85×1.25＝106Mpa进行验算。结构刚度验算，荷载乘以相应的分项系数，进行荷载组合。二、支架结构设计验算：1、标准段箱梁的荷载重量计算：（1）、箱梁砼重量：每跨现浇砼305m3，砼容重26KN/m3，则箱梁砼重量：g1=305×26KN/m3=7930KN。（2）、底模所用钢材重量：钢板重量：S=30×7.3=219m2，重量：219×0.006×78500N/m3=103KN；8#槽钢重量：23×30×80.4N/m=55.5KN；12#槽钢重量：40×7.3×123.1N/m=36KN；底模总重量g2=103+55.5+36=194.5KN。（3）、侧模重量及斜向支撑（两侧翼缘共重）：6mm钢板面积：S=2×(1.5+3.9)×30=324m2；重量：324×0.006×78500N/m3=152.6KN；8#槽钢（侧模横向大肋间距40cm）：16根；16×30×2×80.4N/m=77.2KN。斜向支撑10#槽钢（间距75cm）共40道：（3.51+1.61+1.3+1.77+1.38+1.41+1.96）×2×100.0N/m×40=103.5KN；两侧翼缘总重量：g3=152.6＋77.2＋103.5=333.3KN。（4）、芯模钢材重量：16 中国桥梁网4mm钢板面积重量：S=（1.1+2.02+1.38+1.39+2.02+0.97）×28=248m2，重量：248×0.004×78500N/m3=77.9KN；5#槽钢（芯模纵肋间距30cm）重量：（8.88/0.3）×28×54.4N/m=45.1KN；小桁架（间距100cm）共28道重量：10#槽钢28×5.8×100N/m=16.2KN；8#槽钢重量：28×8.53×80.4N/m=19.2KN；钢管重量：28×9.2×38.4N/m=9.9KN；总重量：g4=77.9+45.1+16.2+19.2+9.9=168.3KN。（5）、施工人员及施工材料机具等行走运输或堆放荷载：1.5KN/m2（6）、振捣砼时产生的荷载:取2KN/m2。2、标准段支架纵梁及支架承载力验算：（1）、标准段纵梁受力分析：工况一A、箱梁进行砼浇筑过程中荷载，支架纵梁验算假设：由于底板钢模纵向设置8#槽钢，其间距33cm；横向设置12#槽钢，其间距为75cm，底模钢板厚6mm,底板为整体钢模，其整体刚度较好，能起分配荷载的作用，为简化计算，作如下假设：1、把箱梁砼分为两部分，除去两侧3.9m翼缘板后箱梁主体作为一个整体，另一个两侧3.9m翼缘板，每一侧为一个整体。2、箱梁底板下的9根I36b纵梁作为一个整体，共同承担箱梁主体砼重量。3、两侧翼缘板下，每侧4根I28b纵梁为一个整体，共同承担翼缘板砼重量。B、I36b纵梁工字钢验算①、纵梁荷载计算：箱梁主体砼重量（一跨砼共305m3）：｛305-（0.2+0.5）×3.9÷2×30×2｝×26KN/m3÷30=193.3KN/m。芯模自重：g4/30＝168.3÷30＝5.61KN/m。底模自重：g2/30＝194.5÷30＝6.5KN/m。9根I36b工字钢自重：9×656.6N/m=5.9KN/m。16 中国桥梁网施工荷载（宽8m）：3.5KN/m2×8=28KN/m。②、纵梁强度验算：单根I36b工字钢纵梁的强度验算组合荷载为：ga=（193.3+5.61+6.5+5.9+28）÷9=26.6KN/m。根据纵梁工字钢平面布置，可知各临时支墩其最大间距为L＝5.68m，梁底I36b工字钢按单跨简支梁和两等跨连续梁两情况进行验算，计算跨度为L=5.68m，跨简支梁跨中处弯矩:Mmax=gaL2/8=26.6KN/m×5.682/8=107.27KN·m。跨中弯矩处截面应力：σmax=Mmax/W=107.27KN·m×106/（920.8×103）=116.5N/mm2<[σw]=181N/mm2。两等跨连续梁其支座处负弯矩系数为K1=0.125,跨中弯矩系数为K2=0.07，可知两等跨连续梁其最大弯矩在支座处。其值为：Mmax=k1gaL2=0.125×26.6×5.682=107.27KN·m由上计算可知单跨简支梁跨中弯矩与跨径相等的两等跨连续梁的支座负弯矩相等。W—截面抵抗矩I36b为W=920.8cm3；纵梁承受的最大剪力：Qmax=gaL/2=26.6KN/m×5.68/2=75.53KN。支座纵梁剪力最大处截面应力：τmax=QmaxS/Ixtw=75.53×103×545×103/(16574×104×12)=20.7N/mm2<[τ]=106N/mm2。Ix—毛截面绕强轴的惯性矩16574cm4；S—半截面面积矩545cm3；tw—腹板厚度12mm；③、纵梁刚度验算：刚度验算组合荷载：a、gb=（193.3+5.61+5.9+6.5）×1.2÷9=28.2KN/m。按单跨简支梁，跨径L＝5.68m计算跨中挠度：16 中国桥梁网f=5gbL4/（384EI）=5×28.2×56804/(384×2.1×105×16574×104)=11.0mmM1经计算支墩的抗风倾覆力能够在自重作用下满足要求。2、箱梁模板结构计算：（1）、标准段箱梁底模结构计算①、箱梁荷载计算；箱梁底模承受荷载主要是除两翼段的砼自重和芯模自重以及施工荷载。a、除翼段的砼自重：钢筋砼自重产生的均布荷载：｛305m3－(0.2+0.5)×3.9÷2×30×2｝×26÷7.3÷30=26.5KN/m2b、芯模重量产生的均布荷载:g2=168.3/(7.3×30)=0.8KN/m2。详细计算见支架计算中的芯模钢材重量计算.c、施工荷载为：g3=3.5KN/m2。则底模承受的均布荷载g=26.5+0.8+3.5=30.8KN/m2。②、底模面板的强度、刚度计算：根据底模附图可知，面板为单向板跨径L=33cm。为简化计算，面板受力简化为宽10mm16 中国桥梁网，受均布荷载的四等跨连续小梁。计算中考虑到模板的周转使用，其面板会磨损变薄，所以计算过程中面板厚度取5.5mm进行计算。a、强度验算：取10mm宽的板条为计算单元，其受力荷载为：q=0.0308×10=0.308N/mm。四等跨连续梁支座处最大弯矩系数为K=0.107。Mmax=KqL2=0.107×0.308×3302=3589N·mm。10mm宽板条截面抵抗矩：W=bh2/6=10×5.52/6=50.4mm3。支座弯矩最大处截面应力：σ=Mmax/W=3589/50.4=71.2N/mm2<[σw]=181N/mm2。b、刚度验算：四等跨连续梁边跨跨中挠度系数为Kf=0.63210mm面板截面惯性矩：I=bh3/12=10×5.53/12=138.6mm4则面板挠度为：f=KfqL4/(100EI)=0.632×0.377×3304/(100×2.1×105×138.6)=1mm<1.5mm本工程桥规要求面板变形不大于1.5mm。故面板其强度、刚度均可满足要求。③、底模纵肋8#槽钢强度、刚度验算：底模8#槽钢间距33cm，因横肋12#槽钢间距为75cm，故横肋槽钢计算跨径L=75cm。简化为单跨简支梁计算，以使结构偏于安全。a、强度验算：跨中最大弯矩:Mmax=ql2/8=(30.8×0.33)×0.752/8=0.71KN·m。则弯矩最大处截面应力:σ=Mmax/W=0.71×106/(25.3×103)=28.1N/mm2<[σw]=181N/mm2。b、刚度验算：单跨简支梁跨中大挠度：f=5ql4/（384EI）=5×37.7×0.33×7504/(384×2.1×105×101.3×104)=0.23mm