满堂支架验算书最新版.doc

湖南省宜章至凤头岭高速公路工程G107分离式立交桥现浇箱梁满堂支架强度及稳定性验算书上海警通宜凤高速S1-6工区二00九年十一月满堂式支架强度及稳定性计算一、计算说明：1、根据“G107分离式立交桥第二联箱梁一般构造图（五）”典型断面图计算（图号SVII-5-8）。2、施工时采用满堂式十字扣支架，支架型号为WDJ48型。根据WDJ十字扣型多功能脚手架使用说明书，支撑立杆得设计允许荷载为：当横杆竖向步距为600mm时，每根立杆可承受最大竖直荷载为40kN。3、因支架型号及数量限制，支架顺桥向立杆间距第八跨、第十跨、第十一跨23.5m全部、第九跨29m部分0.8m，其余立杆顺桥向0.6m，中横梁处为0.5m，横桥向立杆间距步置为0.8m。横杆步距：1.4*0.8m单元中，步距加密为0.6m；0.9*0.9m单元中，腹板处步距为0.6m，翼板处步距为1.4m；中横梁支架单元中步距0.6m。设计纵向横梁用55cm方木夹钢管,横向钢管详细步置见支架步置图。4、 支架按容许应力法设计检算。5、立杆容许荷载十字扣支架的钢管为3号钢，其性能见下表：表1 钢管截面特性规格截面积A（mm2）惯性距I（mm4）抵抗距W（mm3）回转半径I（mm）每米长自重（N）483.04.241021.0781054.49310315.9533.3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（MPa）2152152.1105二、中横梁处立杆受力验算： 1、中横梁处砼恒载为：g1=S/B=15.35/7.74*26=51.6KN/m2，见附图；砼容重由路桥施工计算手册表8-1，当配筋率2%时为26KN/m32、倾倒砼产生冲击荷载：g2=2KN/m23、振捣砼产生荷载：g3=2KN/m24、模板及支撑恒载为：g4=a+b+c=0.46KN/m2木材为落叶松，容重为=7.5KN/m3。纵向水平方木：1/0.6*0.1*0.15*7.5=0.19KN/m2横向水平方木：1/0.25*0.1*0.06*7.5=0.18KN/m2竹胶板：0.012*7.5=0.09KN/m2落叶松容重为7.5KN/m3来源于路桥施工计算手册表8-1。5、施工人员、施工料具运输堆放荷载：g5=1KN/m2来源于表路桥施工计算手册表8-1。6、风荷载：郴州地区基本风压W0=0.35kpa（全国基本风压分布图）K1,设计风速频率换算系数，采用1.0；K2，风载体型系数，采用0.8；K3，风压高度变化系数，取1.0；K4，地形、地理条件系数，取1.0；横向风压W=K1*K2*K3*K4*W0=0.28kpa迎风面积：13.5*18+15.3*25+16.6*33+16.3*25=1580.8m2支架：横向风压的70%*迎风面积0.28kpa*70%*1580.8m2=309.84KNg6=309.84KN/(7.74m*101m)=0.40KN/m27、合计G=K1g1+K2g2+K3g3+K4g4+K5g5+g6=51.6*1.2+2*1.4+2*1.4+0.46*1.2+1*1.4+1.62=69.87KN/m2由于中横梁处立杆间距为0.6m*0.9m，则每根立杆受力为：N=0.6*0.9*G=0.6*0.9*69.87=37.7KN 8、立杆强度验算：由于横杆步距为0.6m，长细比=l/i=600/15.95=38，查路桥施工计算手册附录三，得=0.882则N=A=0.882*424*215=80403N=80.4KN结论：由NN,抗压强度满足要求，中横梁处立杆（间距0.6m*0.9m）能够满足应力要求。荷载名称分项系数K荷载名称分项系数K荷载名称分项系数K砼恒载1.2模板及支撑恒载1.2振捣砼竖向荷载1.4倾倒砼产生荷载1.4施工荷载1.4三、跨中段立杆受力验算1、砼恒载计算 跨中砼恒载为：g1=S/B*=6.841/7.74*26=23.0KN/m2，见附图；砼容重由路桥施工计算手册表8-1查得，当配筋率2%时=26KN/m3 。2、倾倒砼产生冲击荷载：g2=2KN/m23、振捣砼产生荷载：g3=2KN/m24、模板及支撑恒载为：g4=a+b+c+d+e=1.75KN/m2木材为落叶松，容重为=7.5 KN/m3（源于路桥施工计算手册表8-1）。纵向水平方木：1/0.9*0.1*0.15*7.5=0.13 KN/m2横向水平方木：1/0.25*0.1*0.06*7.5=0.18 KN/m2竹胶板：0.012*7.5=0.09 KN/m2钢模（芯模 ）：空心断面周长L（下部为缺口）L=（1.35-0.2*2）*2+（3.27-0.6*2）+（0.22+0.22）1/2*2+（0.62+0.22）1/2=5.801m钢模恒载：0.75*5.801/3.87= 1.124KN/m2钢模为0.75KN/ m2来自于路桥施工计算手册表8-1。芯模木支撑：5.801*0.1*0.15/0.8*7.5/3.87=0.211KN/m2。其中，5.801为排架周长，0.8m为排架间距。5、施工人员、施工料具运输堆放荷载：g5=1KN/m2来源于路桥施工计算手册表8-1。6、风荷载：郴州地区基本风压W0=0.35kpa（全国基本风压分布图）K1,设计风速频率换算系数，采用1.0；K2，风载体型系数，采用0.8；K3，风压高度变化系数，取1.0；K4，地形、地理条件系数，取1.0；横向风压W=K1*K2*K3*K4*W0=0.28kpa迎风面积：13.5*18+15.3*25+16.6*33+16.3*25=1580.8m2支架：横向风压的70%*迎风面积0.28kpa*70%*1580.8m2=309.84KNg6=309.84KN/(7.74m*101m)=0.40KN/m27、合计G=K1g1+K2g2+K3g3+K4g4+K5g5+g6=23.0*1.2+2*1.4+2*1.4+1.735*1.2+1*1.4+1.62=37.1KN/m28、立杆强度验算：（1）、跨中立杆间距为0.9m*0.9m，则每根立杆受力：N=0.9*0.9*G=0.9*0.9*37.1=30.1KN 由于横杆步距为0.6m，长细比=l/i=600/15.95=38，查路桥施工计算手册附录三，得=0.882则N=A=0.882*424*215=80403N=80.4KN结论：由NN,跨中处立杆（间距0.9m*0.9m）能够满足应力要求。 （2）、跨中立杆间距为1.2m*0.9m，则每根立杆受力：N=1.2*0.9*G=1.2*0.9*37.1=40.1KN立杆容许荷载：由于横杆步距为0.6m，长细比=l/i=600/15.95=38，查路桥施工计算手册附录三，得=0.882则N=A=0.882*424*215=80403N=80.4KN结论：由NN,跨中处立杆（间距0.9m*0.9m）能够满足应力要求。四、立杆稳定性验算钢管外径48mm，壁厚3.0mm。I=1.078*105mm4；A=（/4）（D2-d2）=424mm2；i=（I/A）1/2=1.595cm；长细比=L/i=60/1.595=38；查路桥施工计算手册附表3-25，=100；查路桥施工计算手册附表3-26，得受压构件弯曲系数1=0.882=N/（1A）跨中=N/（1A）=41.4*103/（0.882*4.24*10-4）=110.7MPa =215 MPa中横梁=N/（1A）=38.4*103/（0.882*4.24*10-4）=102.7MPa =215MPa结论：立杆稳定性满足要求。通过以上验算证明本施工方案的支架布置是满足施工安全要求的。五、方木横梁挠度计算设计纵向横梁用1510cm方木，横向分布106cm小方木，间距为25cm。1、中横梁（1）、纵向横梁最大变形（挠度）计算如下：纵梁跨度：l2=0.6m，横桥向宽度l1=0.9m，纵梁单位荷载：g=（g1+g2+g3+g4+g5+g6）*l1=57.46*0.9=51.71N/m根据选定的截面尺寸核算其挠度，则有：I=bh3/12=0.1*0.153/12=2.8125*10-5m4f=(5/384)*(gl24/EI)=5*51.71*0.64/(384*1.0*109*2.8125*10-5)=0.310*10-5mf/l2=0.310*10-5/0.6=1/193548l2/400=1/666.7，满足要求。（2）、横向横梁最大变形（挠度）计算如下：横梁跨度：l2=0.25m，横桥向宽度l1=0.6m，横梁单位荷载：g=（g1+g2+g3+g4+g5+g6）*l1=57.46*0.25=14.37N/m根据选定的截面尺寸核算其挠度，则有：I=bh3/12=0.1*0.063/12=0.18*10-5m4f=(5/384)*(gl24/EI)=5*14.37*0.64/(384*1.0*109*0.18*10-5)=1.35*10-5mf/l2=1.35*10-5/0.6=1/44444l2/400=1/666.7，满足要求。2、跨中（1）、纵向横梁最大变形（挠度）计算如下：纵梁跨度：l2=1.2m，横桥向宽度l1=0.9m，纵梁单位荷载：g=（g1+g2+g3+g4+g5+g6）*l1=30.15*0.9=27.14N/m根据选定的截面尺寸核算其挠度，则有：I=bh3/12=0.1*0.153/12=2.8125*10-5m4f=(5/384)*(gl24/EI)=5*27.14*1.24/(384*1.0*109*2.8125*10-5)=0.261*10-4mf/l2=0.261*10-4/1.2=1/45977l2/400=1/333.3，满足要求。（2）、横向横梁最大变形（挠度）计算如下：横梁跨度：l2=0.25m，横桥向宽度l1=0.6m，横梁单位荷载：g=（g1+g2+g3+g4+g5+g6）*l1=30.15*0.25=7.54N/m根据选定的截面尺寸核算其挠度，则有：I=bh3/12=0.1*0.063/12=0.18*10-5m4f=(5/384)*(gl24/EI)=5*7.54*0.64/(384*1.0*109*0.18*10-5)=0.71*10-5mf/l2=0.71*10-5/0.6=1/84507l2/400=1/666.7，满足要求。六、立柱地基承载力验算根据地质资料，现浇箱梁桥址区为亚粘土，呈灰褐-褐红色，含砂卵石，顶部0.5m为耕植土，灰褐色，硬塑，层厚0.7-6.5m,【0】=160Kpa。出于安全考虑，在清除顶部0.3m耕植土后，分层填筑1.2m的爆破石渣，碾压至无明显轮迹, 在地基上浇筑20cm厚的C25混凝土基础，支架支撑在混凝土基础上。处理后，地基承载力