屏树互通匝FK0+333.5跨乡村路桥模板支架计算书.docx

屏树互通匝FK0+333.5跨乡村路桥盘扣式模板支架计算书1 模板支架设计匝FK0+333.5跨乡村路桥箱梁梁高1.4m桥面净宽11.23212.769m桥面净高11.45311.566m部位腹板空腹板翼板顶板底板砼宽0.5m3.178m2.0m砼厚1.4m0.25m0.22m0.150.45m次龙骨中心间距200mm250mm250mm主龙骨跨度900mm1500mm1800mm立杆横纵向间距0.91.2m1.51.2m1.8/1.51.2m屏树互通匝FK0+333.5跨乡村路桥为预应力现浇箱梁桥，共一跨20m，采用临时模板支架进行现浇施工，临时支撑架采用60*3.2mm系列承插型盘扣式钢管满堂支架。模板支架支撑高度10.05310.166m，模板支架安全计算时架体计算高度按H=10.166m计算。模板均采用15mm厚木胶板；次龙骨采用10*10cm方木，纵向铺；主龙骨采用12#双肢槽钢，横向铺。2 荷载参数依据建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程JGJ 231-2010中的规定：1、计算模板支架及脚手架构件承载力（抗弯、抗剪、稳定性）时的荷载设计值，应取其标准值乘以荷载的分项系数，分项系数应符合下列规定：1）永久荷载的分项系数，取1.2； 2）可变荷载的分项系数，取1.4。2、计算模板支架及脚手架构件变形（挠度）时的荷载设计值，应取其标准值乘以荷载的分项系数，各类荷载分项系数均取1.0。a、 箱梁钢筋混凝土砼自重取26kN/m3b、 模板体系自重取0.5kN/m2c、 施工荷载取3kN/m23 腹板段支撑体系验算腹板段混凝土砼厚1.4m，方木中心间距200mm，立杆横纵向间距为0.9m1.2m。3.1模板验算模板采用15mm厚木胶板，跨度L=100mm，取1m宽板按三跨连续梁进行计算，材料特性如下：材料名称材质截面尺寸强度fm (N/mm2)弹性模量E(N/mm2)惯性矩I(mm4)截面模量W(mm3)面板木胶板木材15mm厚15/1.2600028000037500强度验算荷载组合Q=1.2(1.426+0.5)+1.431=48.48kN/m；最大弯矩M=0.1QL2=0.148.482002=193920Nmm；最大弯应力=M/W=193920/37500=5.17N/mm2=15N/mm2；最大剪力V=0.6QL=0.648.48200=5817.6N；最大剪应力=3V/2bh=35817.6/(2100015)=0.58N/mm2=1.2N/mm2；所以，强度满足要求。刚度验算荷载组合Q=1.0(1.426+0.5)+1.031.0=39.9kN/m；最大挠度f=0.677QL4/100EI=0.67739.92004/(1006000280000)=0.26mmL/400=0.5mm；所以，刚度满足要求。结论：腹板下模板设置满足安全设计要求。3.2 次龙骨验算次龙骨采用10*10cm方木，中心间距200mm，跨度最大L=1200mm，按三跨连续梁进行计算，方木材料特性如下：材料名称材质截面尺寸强度fm (N/mm2)弹性模量E(N/mm2)惯性矩I(mm4)截面模量W(mm3)次龙骨方木木材10*10cm13/1.490008300000167000强度验算荷载组合Q=1.2(1.426+0.5)+1.430.2=9.696kN/m；最大弯矩M=0.1QL2=0.19.69612002=1396224Nmm；最大弯应力=M/W=1396224/167000=8.36N/mm2=13N/mm2；最大剪力V=0.6QL=0.69.6961200=6981.12N；最大剪应力=3V/2A=36981.12/(2100100)=1.05N/mm2=1.4N/mm2；所以，强度满足要求。刚度验算荷载组合Q=1.0(1.426+0.5)+1.030.2=7.98kN/m；最大挠度f=0.677QL4/100EI=0.6777.9812004/(10090008300000)=1.49mm1200/400=3.00mm；所以，刚度满足要求。结论：腹板下次龙骨10*10cm方木满足安全设计要求。3.3 主龙骨验算主龙骨采用12#双槽钢，腹板下跨度L=900mm，纵向间距最大1200mm，安全起见按单跨简支梁进行计算，12#双槽钢材料特性如下：材料名称材质截面尺寸强度fm (N/mm2)弹性模量E(N/mm2)惯性矩I(mm4)截面模量W(mm3)主龙骨12#槽钢Q235120mm205/125206000303900050600强度验算荷载组合Q=1.2(1.426+0.5)+1.431.2=58.18kN/m；最大弯矩M=0.125QL2=0.12558.189002=5890320Nmm；最大弯应力=M/W=5890320/(250600)=84.63N/mm2=205N/mm2；最大剪力V=0.5QL=0.558.18900=16179.20N；最大剪应力=VSx/Itw=26179.2029600/(230390004.8)=26.56N/mm2=125N/mm2；所以，强度满足要求。刚度验算荷载组合Q=1.0(1.426+0.5)+1.031.2=47.88kN/m；最大挠度f=5QL4/384EI=547.889004/(23842060003039000)=0.33mmL/400=2.25mm；所以，刚度满足要求。结论：腹板下主龙骨12#双槽钢满足安全设计要求。4 空腹板段支撑体系计算空腹板段砼厚最大(0.25+0.22)=0.47m，方木中心间距200mm，立杆横向间距最大1500mm，纵向间距最大1200mm。4.1 模板验算模板采用15mm厚木胶板，跨度L=250mm，取1m宽板按三跨连续梁进行验算，材料特性如下。材料名称材质截面尺寸强度fm (N/mm2)弹性模量E(N/mm2)惯性矩I(mm4)截面模量W(mm3)面板木胶板木材15mm厚15/1.2600028000037500强度验算荷载组合Q=1.2(0.4726+0.5)+1.431.0=19.464kN/m；最大弯矩M=0.1QL2=0.119.4642502=121650Nmm；最大弯应力=M/W=121650/37500=3.244N/mm2=15N/mm2；最大剪力V=0.6QL=0.619.464250=2919.60N；最大剪应力=3V/2bh=32919.60/(2100015)=0.29N/mm2=1.2N/mm2；所以，强度满足要求。刚度验算荷载组合Q=1.0(0.4726+0.5)+1.031.0=15.72kN/m；最大挠度f=0.677QL4/100EI=0.67715.722504/(1006000280000)=0.25mmL/400=0.625mm；所以，刚度满足要求。结论：空腹板下模板设置满足安全设计要求。4.2 次龙骨验算次龙骨采用10*10cm方木，中心间距250m，跨度最大L=1200mm，按三跨连续梁进行计算，方木材料特性如下：材料名称材质截面尺寸强度fm (N/mm2)弹性模量E(N/mm2)惯性矩I(mm4)截面模量W(mm3)次龙骨方木木材10*10cm13/1.490008300000167000强度验算荷载组合Q=1.2(0.4726+0.5)+1.430.25=4.866kN/m；最大弯矩M=0.1QL2=0.14.86612002=700704Nmm；最大弯应力=M/W=700704/167000=4.20N/mm2=13N/mm2；最大剪力V=0.6QL=0.64.8661200=3503.52N；最大剪应力=3V/2A=33503.52/(2100100)=0.53N/mm2=1.4N/mm2；所以，强度满足要求。刚度验算荷载组合Q=1.0(0.4726+0.5)+1.030.25=3.93kN/m；最大挠度f=0.677QL4/100EI=0.6773.9312004/(10090008300000)=0.74mmL/400=3.00mm；所以，刚度满足要求。结论：空腹板下次龙骨10*10cm方木满足安全设计要求。4.3 主龙骨验算主龙骨采用12#双槽钢，空腹板下跨度最大L=1500mm，纵向间距最大1200mm，安全起见按单跨简支梁进行计算，12#双槽钢材料特性如下：材料名称材质截面尺寸强度fm (N/mm2)弹性模量E(N/mm2)惯性矩I(mm4)截面模量W(mm3)主龙骨12#槽钢Q235120mm高205/125206000303900050600强度验算荷载组合Q=1.2(0.4726+0.5)+1.431.2=23.36kN/m；最大弯矩M=0.125QL2=0.12523.3615002=6569100Nmm；最大弯应力=M/W=6569100/(250600)=64.91N/mm2=205N/mm2；最大剪力V=0.5QL=0.523.361500=17517.6N；最大剪应力=VSx/Itw=17517.629600/(230390004.8)=17.77N/mm2=125N/mm2；所以，强度满足要求。刚度验算荷载组合Q=1.0(0.4726+0.5)+1.031.2=18.86kN/m；最大挠度f=5QL4/384EI=518.8615004/(23842060003039000)=0.99mmL/400=3.75mm；所以，刚度满足要求。结论：空腹板下主龙骨12#双槽钢满足安全设计要求。5 翼板段支撑体系计算翼板下砼厚0.15m0.45m，方木中心间距250mm，立杆横向间距1800mm，纵向间距最大1200mm，按最大砼厚0.45m计算。3.3.1 模板验算模板采用15mm厚木胶板，跨度L=250mm，取1m宽板按三跨连续梁进行验算，材料特性如下。材料名称材质截面尺寸强度fm (N/mm2)弹性模量E(N/mm2)惯性矩I(mm4)截面模量W(mm3)面板木胶板木材15mm厚15/1.2600028000037500强度验算荷载组合Q=1.2(0.4526+0.5)+1.431.0=18.84kN/m；最大弯矩M=0.1QL2=0.118.842502=117750Nmm；最大弯应力=M/W=117750/37500=3.14N/mm2=15N/mm2；最大剪力V=0.6QL=0.618.84250=2826N；最大剪应力=3V/2bh=32826/(2100015)=0.28N/mm2=1.2N/mm2；所以，强度满足要求。刚度验算荷载组合Q=1.0(0.4526+0.5)+1.031.0=15.2kN/m；最大挠度f=0.677QL4/100EI=0.67715.22504/(1006000280000)=0.24mmL/400=0.625mm；所以，刚度满足要求。结论：翼板下模板设置满足安全设计要求。3.3.2 次龙骨验算次龙骨采用10*10cm方木，中心间距250m，跨度最大L=1200mm，按三跨连续梁进行计算，方木材料特性如下：材料名称材质截面尺寸强度fm (N/mm2)弹性模量E(N/mm2)惯性矩I(mm4)截面模量W(mm3)次龙骨方木木材10*10cm13/1.490008300000167000强度验算荷载组合Q=1.2(0.4526+0.5)+1.430.25=4.71kN/m；最大弯矩M=0.1QL2=0.14.7112002=678240Nmm；最大弯应力=M/W=678240/167000=4.06N/mm2=13N/mm2；最大剪力V=0.6QL=0.64.711200=3391.2N；最大剪应力=3V/2A=33391.2/(2100100)=0.51N/mm2=1.4N/mm2；所以，强度满足要求。刚度验算荷载组合Q=1.0(0.4526+0.5)+1.030.25=3.8kN/m；最大挠度f=0.677QL4/100EI=0.6773.812004/(10090008300000)=0.711mmL/400=3.00mm；所以，刚度满足要求。结论：翼板下次龙骨10*10cm方木满足安全设计要求。3.3.3 主龙骨验算主龙骨采用12#双槽钢，翼板下跨度L=1800mm，纵向间距最大1200mm，安全起见按单跨简支梁进行计算，12#双槽钢材料特性如下：材料名称材质截面尺寸强度fm (N/mm2)弹性模量E(N/mm2)惯性矩I(mm4)截面模量W(mm3)主龙骨12#槽钢Q235120mm高205/125206000303900050600强度验算荷载组合Q=1.2(0.4526+0.5)+1.431.2=22.61kN/m；最大弯矩M=0.125QL2=0.12522.6118002=9156240Nmm；最大弯应力=M/W=9156240/(250600)=90.48N/mm2=205N/mm2；最大剪力V=0.5QL=0.522.611800=20347.2N；最大剪应力=VSx/Itw=20347.229600/(230390004.8)=20.611N/mm2=125N/mm2；所以，强度满足要求。刚度验算荷载组合Q=1.0(0.4526+0.5)+1.031.2=18.24kN/m；最大挠度f=5QL4/384EI=518.2418004/(23842060003039000)=2.49mmL/400=4.50mm；所以，刚度满足要求。结论：翼板下主龙骨12#双槽钢满足安全设计要求。6 立杆承载力稳定性验算：梁高6m的单肢立杆承载力计算如下表：部位腹板/m空心板/m翼板/m单肢立杆最大承载力/kN砼厚1.40.470.150.45间距立杆横纵向间距立杆横纵距立杆横纵向腹板空心板翼板0.91.21.51.21.81.241.87528.81414.947则，1.4m腹板下单肢立杆承重最大，计算如下：（1）荷载标准值：a、作用在单根立杆上的砼自重：q1=0.98261.2=30.576kN；b、模板体系自重0.5kN/m20.91.2m2=0.54kN；c、施工人员及设备荷载取3kN/m20.91.2m2=3.24kN；d、风荷载标准值k计算式中，0基本风压值（kN/m2），按现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009的规定采用，取重现期n=10年对应的风压值，但不得小于0.3 kN/m2。基本风压取0.3。z风压高度变化系数，按建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程JGJ231-2010，附录B取用。这里为地面粗糙度B类，立杆支撑高度最大10.166m，查表为1.0。s支架风荷载体型系数，将支撑架视为桁架，按现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009，表8.3.1第33项和37项的规定，按下式计算：式中，stw无遮拦多排模板支撑架的体形系数风荷载地形地貌修正系数。n支撑架相连立杆排数11排。st单排架无遮拦体形系数，按下式计算：st =1.2j1.2为整体计算时的体形系数，第37(b)项查得。其中j为支撑架的挡风系数，按下式计算：j=1.2An/Aw式中，An一步一跨范围内的挡风面积；Aw一步一跨范围内的迎风面积；其中，Aw =lah=1.21.5=1.8m2An=2(hd1+la d2)+1/2d2（h2+la2）0.5=2(1.50.06+1.50.048)+0.50.048(1.52+1.22)0.5=0.336m2；其中，la为立杆纵距1.5m，h为水平杆竖向步距1.5m，d为钢管外径，立杆外径d1=0.062m，横杆、斜拉杆外径d2=0.0482m。则有：j=1.20.3361.8=0.224st=1.2j=1.20.224=0.268查第33项得为0.80stw=0.268(1-0.8011)/(1-0.80)=0.117k=1.01.1170.3=0.335kN/m2（2）荷载设计值：恒荷载分项系数取1.2，活荷载分项系数取1.4。则，荷载组合N=1.2(a+b)+1.4c=41.875kN（不组合风载时）N=1.2(a+b)+0.91.4(c+d)=41.844kN（组合风载时）（3）稳定性验算：依照建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程JGJ231-2010进行验算；立杆的截面特性：立杆截面面积A=571mm2，回转半径i=20.10mm，极限承载力f=300N/mm2，弹性模量E=2.06105N/mm2，取L=1500mm。根据建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程JGJ231-2010按下列公式计算，并取其中较大值：l0=h+2ka=1m+20.70.53mm=1.742ml0=h=1.201.5=1.8m，取两者较大值，lo=1.8m。式中：l0支架立杆计算长度；h支架立杆中间层水平杆最大竖向步距（m），此处为1.5m。h支架立杆顶层水平杆步距（m），宜比最大步距减少一个盘扣的距离；k悬臂计算长度折减系数，可取0.7；a支架可调托座支撑点至顶层水平杆中心线的距离(m)；支架立杆计算长度修正系数，水平杆步距为0.5m、0.9m、1m时，可取1.60；水平杆步距为1.5m时，可取1.20。不组合风荷载立杆稳定性计算：=N/A轴心受压构件的稳定系数，根据立杆长细比=/i=1800mm/20.1mm=89.55，按建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程JGJ231-2010中附录D，查表并计算得0.558，则：=N/A =41875N/(0.558571mm2)=131.428N/ mm2300N/mm2，满足稳定性要求。组合风荷载时立杆稳定性验算：式中：立杆的抗压强度设计值，Q345B钢材，取300MPa； N计算立杆所代表的脚手架柱段范围内的轴心压力设计值；A0立杆的毛截面积，按规程附录C取用，此处为571mm2；轴心受压构件的稳定系数；此处为0.558；W立杆截面模量（cm3），按建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程JGJ231-2010附录C表-2采用，为7.7cm3；MW计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩设计值，依据建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程JGJ231-2010 ，按下式确定：MW =0.91.4 MwkMwk =1/10k la h2式中，la立杆纵距（m），此处为1.2m；h水平杆竖向最大步距（m），1.5m；Mwk由风荷载产生的立杆段弯矩标准值（kNm）；那么，风荷载弯矩标准值Mwk=1/100.3351.21.52=0.0905kNm风荷载弯矩设计值Mw=0.91.40.0905=0.114kNm。将上述计算参数代入立杆组合风载稳定性验算公式，有：41844/(0.558*571)+0.114103/7.7=131.329N/mm2300N/mm2，满足要求。故支撑架在不组合和组合风荷载的情况下均满足稳定性设计与安全要求。7 整体倾覆性验算建筑施工临时支撑结构技术规范JGJ 300-2013中的规定：符合下列情况之一时，可不进行支撑结构的抗倾覆稳定性验算：1）支撑结构与既有结构有可靠连接时；2）支撑结构高度小于或等于结构支撑结构横向宽度的3倍时。本工程支架高度为最高10.166m，宽度为11.7m，高宽比小于3，因而符合上述规定的情况，抗倾覆稳定性满足要求。8 地基承载力验算：1.垫层概况在箱梁投影外加宽0.5m范围进行地基处理，清除表层杂质、浮土、建筑废渣等，低洼或受破坏部分用砂砾找平，边坡位置逐级夯实，表面连续浇筑15cm厚C20混凝土垫层。（1）150mm厚C20混凝土垫层抗压验算查GB 50010-2010混凝土结构设计规范表4.1.4-2，C20混凝土轴心抗压强度设计值为9.6N/mm2。立杆底座与垫