跨305省道简支箱梁支架计算讲解

附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 1 附件 1 目目 录录 1 工程概况 3 2 计算目标 6 3 计算依据 6 4 计算理论及方法 6 5 计算参数 6 5 1 设计荷载 6 5 1 1 恒载 6 5 1 2 活载 7 5 2 荷载组合 7 6 计算过程及计算结果分析 7 6 1 底模 15mm 厚的竹胶面板计算 7 6 2 底模面板下小楞 10cm 10cm 方木计算 8 6 2 1 截面箱梁翼板 底腹板下小楞受力分析计算 9 6 2 2 截面箱梁翼板 底腹板下小楞受力分析计算 10 6 3 底模下大楞 10cm 10cm 方木计算 12 6 3 1 截面到 截面箱梁翼板 顶底及 截面到 截 面腹板下立杆纵距为 60cm 大楞受力分析计算 12 6 3 2 截面到 截面腹板下立杆纵距为 30cm 大楞受力分析计 算 13 6 4 碗扣支架立杆稳定性计算 14 6 5 C20 混凝土硬化层基础计算 15 6 6 地基承载力 15 6 7 侧模计算 16 6 7 1 侧压力及压头高度 16 6 7 2 侧模面板计算 16 6 7 3 侧模面板后 10cm 10cm 方木小愣计算 17 6 7 4 侧模外侧横向双根 48 3 5 大愣计算 18 6 7 5 拉杆计算 19 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 2 附件 1 1 1 工程概况 工程概况 CGZQSG 1 标跨 305 省道大桥 6 号 9 号墩位 3 孔 32 6m 简支箱梁 12 号 13 号墩为 1 孔 24 6m 简支箱梁 简支箱梁梁体为单箱单室 等高度 变截面箱 梁 箱梁梁高 305cm 梁面宽 1200cm 梁底宽 550cm 图 1 箱梁截面构造图 跨 305 省道大桥简支箱梁采用满堂碗扣支架现浇施工方案 满堂碗扣支架设计为模板统一采用 15mm 厚竹胶板 模板底小楞均采用 10cm 10cm 方木 小楞底大楞采用 10cm 10cm 方木 大楞安装在碗扣支架立 杆顶托撑上 立杆底安装底座 碗扣支架立杆 横杆均采用 48 35mm 标准碗 扣杆件 剪刀撑采用 48 35mm 钢管 立杆横向设计 17 排 横线间距为翼板 腹板 底板 腹板翼板 90cm 3 60 cm 3 90 cm 4 60 cm 3 90cm 3 立杆 纵向间距 截面到 截面底腹板及翼板下均为 60cm 截面到 截面底腹板线间距为 30cm 翼板下立杆纵向间距为 60cm 横杆步距处立杆顶调 节处除外均为 120cm 满堂碗扣支架立杆底座支撑在混凝土硬化层上 混凝土硬化层采用 C20 混 凝土浇筑 厚度为 15cm 硬化层基底地基承载力满足设计要求 在硬化层四周 设置排水沟 防止雨水浸泡地基 腹板侧模模板采用 15mm 厚竹胶板 面板后竖肋采用 10 10cm 方木 间距 30cm 竖楞外横肋采用双 48 3 5mm 钢管 竖向间距 80cm 采用 12mm 拉杆 将腹板内外侧侧模连接 拉杆水平间距为 40cm 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 3 附件 1 图 2 满堂碗扣支架横断面构造图 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 4 附件 1 图 3 满堂碗扣支架纵立面 1 1 造图 一 图 4 满堂碗扣支架纵立面 2 2 造图 二 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 5 附件 1 2 2 计算目标计算目标 本计算的计算目标为 1 定模板系统的方木 竹胶板强度及刚度满足要求 2 验算立杆的受力 3 验算地基承载力 3 3 计算依据 计算依据 无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁 双线 现浇 通桥 2008 2322A 新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段施工图 CGZQSG 1 标 D2K10 007 15 跨 305 省道大桥 图号 成贵施桥 1 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范 JGJ166 2008 建筑施工模板安全技术规范 JGJ162 2008 木结构设计规范 GB50005 2003 铁路桥涵地基和基础设计规范 TB10002 5 2005 路桥施工设计计算手册 周水兴编著 4 4 计算理论及方法计算理论及方法 本计算主要依据 路桥施工设计计算手册 周水兴编著 建筑施工模板安 全技术规范 JGJ162 2008 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范 JGJ166 2008 木结构设计规范 GB50005 2003 等规范中的相关规定 按照容许应力法 通过手动计算和 MIDAS civil2011 结构分析软件计算完成 5 5 计算参数计算参数 5 1 设计荷载 5 1 1 恒载 模板结构的方木和竹胶板自重 10 10cm 方木每米自重 0 1 0 1 1 8 0 08KN m 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 6 附件 1 15 15cm 方木每米自重 0 15 0 15 1 8 0 18KN m 竹胶板自重 取 0 15KN m2 采用 MIDAS civil2011 结构分析软件建模分析 自重恒载由程序根据有限 元模型设定的界面和尺寸自动加载计算 5 1 2 活载 新浇筑混凝土 钢筋混凝土的重力 取 26kN m3 施工人员和施工材料 机具等行走运输或堆放的荷载 计算模板及直接支承模板的小棱是 均布荷载取 2 5kPa 另以集中荷载 2 5KN 进行验算 计算直接支承小棱的梁或拱架时 均布荷载取 1 5kPa 计算支架立柱及支承拱架的其他结构构件时 均不荷载取 1 0kPa 振捣混凝土时产生的荷载 取 2 0kPa 5 2 荷载组合 设计荷载按下式进行组合 验算构件强度 1 2 倍恒载 1 4 倍活载 验算构件刚度 1 0 倍恒载 1 0 倍活载 6 6 计算过程及计算结果分析计算过程及计算结果分析 6 1 底模 15mm 厚的竹胶面板计算 箱梁底模面板均采用 15mm 的竹胶板 底模面板下 10cm 10cm 方木做小 楞 间距 0 30m 计算时底模面板计算时按三跨连续梁考虑 混凝土厚度取最 大高度 3 05m 计算时取 1m 板宽 强度计算时的线荷载 26 3 05 1 1 0 15 1 1 2 2 52 0 1 4101 6 qKN m 刚度计算时的线荷载 26 3 05 1 1 0 15 1 1 295 34 qKN m 15mm 厚竹胶板的材料力学特性 50MPa 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 7 附件 1 弹性模量 E 4000MPa 惯性矩 33 4 1000 15 281250 1212 bh Imm 截面抵抗矩 22 3 1000 15 37500 66 bh Wmm 最大弯矩 22 max 101 6 0 3 0 91 1010 ql MKNm 计算模型 q LLL 计算结果 强度 满足要求 max 24 27 M MPa W 50MPa 刚度 考虑竹胶板面板背带为 15 15cm 方木 面板的实际净跨径约为 L 15cm 故 模板刚度满足 44 95 34 150 0 335150 4000 375 128128 qL fmmfmm EIEI 要求 6 2 底模面板下小楞 10cm 10cm 方木计算 箱梁底板 翼板底模面板下小楞均采用 10cm 10cm 的方木 纵向间距 30cm 小楞安装在大楞顶 大楞横向间距均为 90cm 3 60 cm 3 90 cm 4 60 cm 3 90cm 3 混凝土高度在腹板处取最大高度 305cm 底板处取顶 底板之 和最大值 截面 0 30 0 28 cm 截面 0 52 0 57 cm 翼板混凝 土厚度端部 25 6cm 计算时取 0 3m 宽 腹板下作用在方木上的线荷载 26 3 05 1 0 15 0 3 1 2 2 52 0 0 3 1 430 49 qKN m 截面顶 底板下作用在方木上的线荷载 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 8 附件 1 26 0 58 1 0 15 0 3 1 2 2 52 0 0 3 1 47 37 qKN m 截面顶 底板下作用在方木上的线荷载 26 1 09 1 0 15 0 3 1 2 2 52 0 0 3 1 412 15 qKN m 翼板端部作用在方木上的线荷载 26 0 256 1 0 15 0 3 1 2 2 52 0 0 3 1 44 34 qKN m 翼板根部作用在方木上的线荷载 26 0 65 1 0 15 0 3 1 2 2 52 0 0 3 1 48 03 qKN m 方木 云南松 材料力学特性如下 13MPa 弹性模量 E 10000MPa 惯性矩 33 4 100 100 8333000 1212 bh Imm 截面抵抗矩 22 3 100 100 166700 66 bh Wmm 6 2 1 截面箱梁翼板 底腹板下小楞受力分析计算 计算模型 4 3 5 2 5 2 6 4 6 4 7 7 7 7 8 0 30 5 30 5 30 5 30 5 7 4 7 4 7 4 7 4 7 4 7 4 7 4 7 4 7 4 7 4 7 4 7 4 7 4 7 4 7 4 7 4 30 5 30 5 30 5 30 5 8 0 7 7 7 7 6 4 6 4 5 2 5 2 4 3 分析结果 1 支反力 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 9 附件 1 如上图所示 作用在小楞 10cm 10cm 的方木上的大楞支点支反力 0 5 13KN 顶 底板及翼板下最大支反力为 8 1KN 腹板下最大支反力为 13KN 2 强度 经分析 10cm 10cm 方木的最大组合应力 可 max 3 413MPaMPa 3 刚度 可行 max 900 0 142 25 400 fmmfmm 6 2 2 截面箱梁翼板 底腹板下小楞受力分析计算 计算模型 4 3 5 2 5 2 6 4 6 4 7 7 7 7 8 0 30 5 30 5 30 5 30 5 12 2 12 2 12 2 12 2 12 2 12 1 12 1 12 1 12 1 12 1 12 1 12 1 12 1 12 2 12 2 12 2 30 5 30 5 30 5 30 5 8 0 7 7 7 7 6 4 6 4 5 2 5 2 4 3 分析结果 1 支反力 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 10 附件 1 如上图所示 作用在小楞 10cm 10cm 的方木上的大楞支点支反力 0 5 18 4KN 顶 底及翼板下最大支反力为 11 4KN 腹板下最大支反力为 18 4KN 2 强度 经分析 10cm 10cm 方木的最大组合应力 可 max 5 613MPaMPa 3 刚度 可行 max 900 0 292 25 400 fmmfmm 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 11 附件 1 6 3 底模下大楞 10cm 10cm 方木计算 作用在大背带上的荷载为小背带传递的集中荷载 根据 6 2 1 节分析结果 顶 底板及翼板下小楞作用在大楞上的最大集中荷载为 11 4KN 截面到 截面腹板下小楞作用在大楞上的最大集中荷载为 13KN 截面到 截面腹板小楞下作用在大楞上的最大集中荷载为 18 4KN 立杆纵向间距 截面到 截面顶底板 腹板及翼板下均为 60cm 截面到 截面 顶底板及翼板下间距为 60cm 腹板下间距为 30cm 小楞在大楞顶布置间距为 30cm 大楞计算时按照三跨连续梁建模计算 6 3 1 截面到 截面箱梁翼板 顶底及 截面到 截面腹板下立杆纵距为 60cm 大楞受力分析计算 计算模型 13 0 13 0 13 0 13 0 13 0 13 0 13 0 13 0 13 0 分析结果 1 支反力 如上图所示 作用在大楞 10cm 10cm 方木上的立杆支点支反力为 17 4 28 7KN 2 强度 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 12 附件 1 经分析 10cm 10cm 方木的最大组合应力 可 max 813MPaMPa 3 刚度 可行 max 600 0 31 5 400 fmmfmm 6 3 2 截面到 截面腹板下立杆纵距为 30cm 大楞受力分析 计算 计算模型 18 4 18 4 18 4 18 4 18 4 18 4 18 4 18 4 分析结果 1 支反力 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 13 附件 1 所示 作用在大楞 10cm 10cm 方木上的立杆支点支反力为 6 4 21 8KN 2 强度 经分析 10cm 10cm 方木的最大组合应力 可 max 5 813MPaMPa 3 刚度 可行 max 300 0 10 75 400 fmmfmm 6 4 碗扣支架立杆稳定性计算 立杆性能如下表 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 14 附件 1 外径d mm 壁厚t mm 截面积 A cm2 惯性矩 I mm4 抵抗矩 W mm3 回转半径i mm 4834 2410 784 4915 94 碗扣支架钢管截面特性 立杆横向设计 17 排 横线间距为翼板 腹板 底板 腹板翼板 90cm 3 60 cm 3 90 cm 4 60 cm 3 90cm 3 立杆纵向间距 截面到 截面底腹 板及翼板下均为 60cm 截面到 截面底腹板线间距为 30cm 翼板下立杆 纵向间距为 60cm 横杆步距处立杆顶调节处除外均为 120cm 根据 6 3 节分析结果 立杆最大竖向荷载为 28 7KN 立杆计算长度为 1 2m 其长细比 查 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范 JGJ166 2008 附录 E 表得 0 75 可 3 4 28 7 1090 25a 205a A0 75 4 24 10 N fMPfMP 6 5 C20 混凝土硬化层基础计算 碗扣支架基础采用 C20 混凝土基础 基础厚 0 15m 碗扣支架底托底座为 0 15m 0 15m 0 06cm 钢板 根据 6 4 节分析结构 单根立杆作用在混凝土基础 上的最大荷载为 28 7KN 碗口支架立杆底托底座作用在 C20 混凝土基础验算 可 3 ccd 28 7 f102 87af6 9a A0 1 0 1 N MPMP 6 6 地基承载力 地基处理时 要求硬化层底地基土承载力不小于 200kPa 试验室检测合格 后方可进行浇筑 碗口支架地基硬化厚度为 20cm 底托面积 10cm 10cm 假设 底托底的压力按照从硬化层顶按照 45 传递 当硬化层厚度为 20cm 时 混凝 土地面承压面积为 50cm 50cm 基础能承受单根立杆最大压力为 1200 175 i15 94 l 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 15 附件 1 合格 0 0 5 0 5 2005028 4NAKNNKN 6 7 侧模计算 腹板侧模采用木模结构 木模结构部分面板采用 15mm 厚竹胶板 面板 后竖肋采用 10 10cm 方木 间距 30cm 竖楞外横肋采用双 48 3 5mm 钢管 竖向间距 100cm 箱室内模采用木模结构与外侧模结构相同 采用 12mm 拉杆 将腹板侧模连接 拉杆水平间距 75cm 6 7 1 侧压力及压头高度 新浇筑砼对模板的最大侧压力 2 1 210 22 0 vtp 砼容重 3 26mkN 取新浇砼入模温度初凝时间 CT 0 25 ht5 1525 200 0 砼浇筑速度取 1 0 vm h 外加剂影响修正系数 按掺加缓凝剂考虑 则 2 1 1 砼坍落度影响修正系数 按泵送砼考虑 则 15 1 2 0 22 26 5 1 2 1 151 0 39 47pKPa KPaHp 3 15705 6 26 根据规范取较小值 故 1 39 47qKPa 有效压头高度 39 47 1 52 26 p hm 混凝土振捣侧压力 垂直板面振捣荷载 KPaq4 2 6 7 2 侧模面板计算 侧模面板采用 15mm 厚竹胶板 竹胶板背面竖向 10cm 10cm 方木小愣 间 距 30cm 计算时底模面板按三跨连续梁考虑 荷载取 6 6 1 节中的侧压力 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 16 附件 1 39 47KN 取 1m 板宽 强度计算时的线荷载 39 47 1 1 24 1 1 452 96 qKN m 刚度计算时的线荷载 39 47 1 1 247 36 qKN m 15mm 厚竹胶板的材料力学特性 50MPa 弹性模量 E 4000MPa 惯性矩 33 4 1000 15 281250 1212 bh Imm 截面抵抗矩 22 3 1000 15 37500 66 bh Wmm 最大弯矩 22 max 39 47 0 3 0 36 1010 ql MKNm 计算模型 q LLL 计算结果 强度 满足要求 max 9 6 M MPa W 50MPa 刚度 考虑竹胶板面板背带为 10 10cm 方木 面板的实际净跨径 L 20cm 故 模板刚度满足要 44 47 36 150 0 17150 4000 375 128128 qL fmmfmm EIEI 求 6 7 3 侧模面板后 10cm 10cm 方木小愣计算 侧模面板外侧竖向为 10cm 10cm 方木小楞 小楞外侧水平方向双根 4 8 3 5mm 钢管做大楞 间距 80cm 小楞计算时按三跨连续梁考虑 附件一 简支箱梁支架法施工计算资料 17 附件 1 方木 云南松 材料力学特性如下 13MPa 弹性模量 E 10000MPa 惯性矩 33 4 100 100 8333333 1212 bh Imm 截面抵抗矩 22 3 10