框构桥碗扣支架计算书.doc

新建铁路沈阳南站工程小羊安1号框构中桥16.3+24+16.3m钢筋混凝土框构桥现浇施工碗扣支架计算书计算：赵庭复核：张帅目录一. 工程简介2二. 编制依据2三. 施工方案2四. 支架强度、刚度、稳定性计算2（一）碗扣架参数2（二）碗扣架计算21 荷载计算22 计算公式23 荷载计算结果24 组合风荷载情况下支架强度计算25 刚度计算26 屈服强度计算27 稳定性计算2（三）模板计算2（四）横向方木计算21. 横向方木强度计算：22. 横向方木挠度计算2（五）纵向方木计算21. 纵向方木强度计算：22. 纵向方木挠度计算2五. 设置剪刀撑2六. 施工注意事项2（一）支架预压2（二）混凝土浇筑2（三）其他注意事项2一. 工程简介本工程为新建铁路沈阳南站工程小羊安1号中桥，桥梁采用钢筋混凝土连续框构桥结构，跨度为16.3+24+16.3m，跨中梁厚1.20m，梗肋根部梁厚1.9m，梗肋高度变化段长度为2.5m。框构侧墙及中墙高度按照8.0m计，侧墙及中墙厚1.20m。二. 编制依据本桥拟采用碗扣支架施工方案的编制依据为：(1) 铁道第三勘察设计院集团有限公司提供的小羊安1号中桥施工图（图号：沈阳南站施桥-07A）；(2) 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程(JGJ130-2001)；(3)建筑结构荷载规范(GB50009-2001)；(4)铁路桥涵施工规范(TB10203-2002/J162-2002)；(5)建筑施工安全检查标准(JGJ59-99)；(6)混凝土结构设计规范GB50010-2002；(7)钢结构设计规范(GB 50017-2003)；三. 施工方案 本桥拟采用满堂碗扣式支架。跨中部分支架竖杆顺桥向间距为0.9m，横桥向间距为0.6m；梗肋部分支架采用顺桥向间距为0.6m，横桥向间距为0.6m。立杆顶端设置可调托架。托架顶采用150x150mm方木做为纵梁，纵梁上铺置100100mm 方木，其上铺600*1500mm钢模板作为底模，方木净间距200mm，支点处净间距为100mm。侧模板利用组合钢模板，钢管加固，拉筋采用16圆钢筋，间距1000*750mm。四. 支架强度、刚度、稳定性计算（一）碗扣架参数1. 各种参数： 碗扣布置碗扣支架规格为48mm3.5mm 焊管制成的定长杆配件，横杆与立杆连接采用独特碗扣接头。由下碗扣承接横杆插头，上碗扣锁紧横杆插头。纵向间距布置跨中段位0.9m，梗肋处为0.6m；横向间距均为0.6m，脚手架上铺1515cm横向方木。横向方木上铺1010cm纵向方木作，间距20cm。碗扣架水平横杆步距为60cm。 钢管相应参数48mm*3.5mm钢管相应参数外径(mm)壁厚(mm)截面积(cm2)惯性矩(cm4)截面模量(cm3)回转半径（cm）每米长质量（kg/m）483.54.8912.195.081.583.84 立杆容许承载力Nd =Af0.43748920543807N=43.8KN考虑结构抗力调整系数1.333，则Nd =43.8/1.333=32.9KNA单根立杆的截面积，A取489mm2f钢材强度设计值，对Q235钢取205N/mm2轴心受压杆件的稳定系数，按=l0/i查表取值。l0=kh； k取值1.155，取值1，h（步距）取0.6m。l0=kh=1.15510.6=0.693m模板支架立杆计算长度l0=h+2a a模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度；l0=h+2a=0.6+20.2=1.0m按较大的取值=190/1.58=120.3，取0.437； 支架单根立杆稳定承载力计算公式（二）碗扣架计算1 荷载计算 不组合风荷载1-1 现浇主梁自重所产生的荷载： 钢筋混凝土按26kN/m3计算a 主梁跨中均布荷载：q1=1.2*1*26=31.2kN/m2；b 主梁梗肋处均布荷载：q1=1.9*1.0*26=49.4kN/m2 脚手架及其附件荷载钢管:38.4N/ma 主梁跨中水平杆：（0.9+0.6）38.4=57.6N（每步设置）扣件：14.62=29.2N（每步2个旋转扣件）8.0m高支架单根立杆自重合计： q2=38.48.0+（57.6+29.2）8.0/0.6=1.465kNb 梗肋处截面水平杆：（0.6+0.6）38.4=46.08N（每步设置）扣件：14.62=29.2N（每步2个旋转扣件）8.0m高支架单根立杆自重合计： q2=38.48.0+（46.08+29.2）8.0/0.6=1.311kN 施工人员、机具、材料和其他临时荷载：q3=2.5Kpa 倾倒砼拌合物时产生的冲击荷载：q4=4.0Kpa 振捣混凝土时产生的荷载：q5=2.0Kpa 模板系统荷载：q6=2.5Kpa。跨中截面每根立杆受力面积：0.90.6=0.54m2梗肋处截面每根立杆受力面积：0.60.6=0.36m22 计算公式按概率极限承载力计算即Sd(rgG;rqQ)=1.2SG+1.4SQ 式中SQ：基本可变荷载产生的力学效应 SG：永久荷载中结构重力产生的效应 Sd：荷载效应函数 rg：永久荷载结构重力的安全系数 rq：基本可变荷载的安全系数 强度满足的条件为：Sd(rgG;rqQ)rbRd 式中rb：结构工作条件系数 Rd：结构抗力系数 Sd(rgG;rqQ)=1.2SG+1.4SQ3 荷载计算结果支架布置参数信息序号支架部位立柱高度（m）立柱横桥向间距（m）立柱顺桥向间距（m）顶板厚度（m）混凝土自重（KN/m2）1跨中8.00.90.61.2031.20 2梗肋根部8.00.60.61.9049.40 支架布置荷载信息序号支架部位单根立柱自重（KN）模板系统（KN/m2）砼施工倾倒（KN/m2）砼施工振捣（KN/m2）施工机具人员（KN/m2）1跨中1.465 2.5422.52梗肋根部1.311 2.5422.5荷载组合信息序号支架部位分项组合组合值（KN）允许值（KN）判断是否满足强度条要求恒载1.2（KN）活载1.4（KN）1跨中23.60 6.43 30.02 32.9满足2梗肋根部23.99 4.28 28.28 32.9满足以上表格可以看出，各处立杆受力均小于32.9KN。满足相关规范要求4 组合风荷载情况下支架强度计算由风荷载设计值产生的立杆段弯矩可按下式计算按照跨中和梗肋处分别验算 跨中处截面验算uz：地面粗糙度按B类，支架高度8.0m时取1.0。uz=1.0us取值： us= ustw= ust（1-n）/（1-） =An/A An杆件和节点挡风的净投影面积A=Lb 支架的轮廓面积An=（8.0+0.914+1.086）0.048=1.300m2 A=8.00.9=7.20m2 =An/A=0.181 b/h=0.9/0.6=1.52 查建筑结构荷载规范表7.3.132 =0.899 ust=us uzw0d2=1.00.40.0482=0.0009216 H/d=0.6/0.048=12.5查建筑结构荷载规范表7.3.136b 取不利值 us=0.922 ust=us1=0.1810.922=0.167us= ustw = ust（1-n）/（1-） =0.167（1-0.8993）/（1-0.899） =0.452w0=0.4kPa wk=0.7uzusw0=0.71.000.4520.4=0.1266kPa MWk=wklah2/10=0.12660.90.62/10=0.004102KNm Mw=0.851.4 MWk=0.851.40.004102=0.00459KNmAMw/W=0.4374.8910-40.00459/（5.0810-6）=0.193KNN=1.2NGK+0.851.4NQK+0.119=23.6+6.430.85+0.193=29.26KN Nd32.9KN 梗肋处截面验算uz：地面粗糙度按B类，支架高度8.0m时取1.0。uz=1.0us取值： us= ustw = ust（1-n）/（1-） =An/A An杆件和节点挡风的净投影面积A=Lb 支架的轮廓面积An=（8.0+0.614+0.856）0.048=1.032m2 A=8.00.6=4.80m2 =An/A=0.215 b/h=0.6/0.6=1 查建筑结构荷载规范表7.3.132 =0.822 ust=us uzw0d2=1.00.40.0482=0.0009216 H/d=0.6/0.048=12.5查建筑结构荷载规范表7.3.136b 取不利值 us=0.922 ust=us1=0.2150.922=0.198us= ustw = ust（1-n）/（1-） =0.198（1-0.8223）/（1-0.822） =0.495w0=0.4kPa wk=0.7uzusw0=0.71.000.4950.4=0.1386kPa MWk=wklah2/10=0.13860.60.62/10=0.00299KNm Mw=0.851.4 MWk=0.851.40.00299=0.00356KNmAMw/W=0.4374.8910-40.00356/（5.0810-6）=0.149KNN=1.2NGK+0.851.4NQK+0.149=23.99+4.280.85+0.149=27.78KN Nd32.9KN5 刚度计算已知钢管483.5，I=1.22105mm4，A=489.3mm2。按照以上计算钢管最大应力为：=N/An=30.021000/489.3=61.35(N/mm2)f=205(N/mm2)已知钢管截面应力=61.35 (N/mm2)，钢管长度取L=8.0m，弹模E=2.0x105MPa。 钢管竖向弹性变形量L=L/E=61.35x8.0/2.0x105=2.45mm6 屈服强度计算已知钢管483.5，I=1.2210mm4，弹模E=2.0x105MPa，中间立杆间距0.6m，考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，=1.55。则屈服强度Pcr=2E I/（l0）2=113.14kN30.02 kN屈服强度符合要求。7 稳定性计算 已知采用483.5，i=1.58cm，长度附加系数值取1.0，钢管的步距为0.6m。则 l。=1.00.6=0.6m =0.6100/1.58=37.97 轴心受压构件的稳定系数=0.946 N/(A)=/=61.35/0.946=64.85(N/mm2)f=205(N/mm2) 稳定性符合要求。（三）模板计算1.钢模板强度计算：（取1m宽板，跨度0.3m） 面板截面抗弯系数为：W=bh2/6=1.00.0032/6=1.510-6m3 b-板宽，h-厚度 惯性矩：I=bh3/12=1.00.0033/12=2.2510-9m4 板跨中弯矩M=qL2/8=74.180.32/8=0.834kNm (q=1.2SG+1.4SQ=(1.2x(P1+P2)+1.4x(P3+P4+P5)x1=74.18kN/m，按照梗肋处计算）抗拉应力为：=M/W=0.834/1.510-6=55.6MPa205MPa 故符合要求。 （四）横向方木计算1. 横向方木强度计算：（横向方木间距0.3m，跨度0.6m）截面抗弯系数为：W=bh2/6=0.10.12/6=1.6710-4m3 b-截面宽，h-截面高度惯性矩：I=bh3/12=0.10.13/12=8.3310-6m4 跨中弯矩M=qL2/8=22.250.62/8=1.001kNm (q=1.2SG+1.4SQ=(1.2x(P1+P2)+1.4x(P3+P4+P5)x0.3=22.25 kN/m）抗拉应力为：=M/W=1.001/1.6710-4=5.59MPa60MPa 故符合要求。2. 横向方木挠度计算 fmax=5qL4/384EI=522.25x10000.64/(3841.110108.3310-6)=0.92mml/400=2.25mm (q=1.2SG+1.4SQ=(1.2x(P1+P2)+1.4x(P3+P4+P5)x0.3=22.25kN/m）故符合要求。（五）纵向方木计算1. 纵向方木强度计算：（纵向方木间距0.6m，跨度0.6m）截面抗弯系数为：W=bh2/6=0.150.152/6=5.62510-4m3 b-截面宽，h-截面高度惯性矩：I=bh3/12=0.150.153/12=4.2210-5m4跨中弯矩M=qL2/8=44.510.62/8=2.003kNm (q=1.2SG+1.4SQ=(1.2x(P1+P2)+1.4x(P3+P4+P5)x0.6=44.51 kN/m） 抗拉应力为：=M/=2.003/5.62510-4=3.56MPa60MPa故符合要求。2. 纵向方木挠度计算 fmax=5qL4/384EI=547.32x10000.64/(3841.110104.2210-5) =0.45mm l/4002.25 mm(q=1.2SG+1.4SQ=(1.2x(P1+P2)+1.4x(P3+P4+P5)x0.6=44.51kN/m） 故符合要求五. 设置剪刀撑横向、纵向剪刀撑采用普通钢管脚手架通过扣件与碗扣架的立杆相连，当支架高度在10m以上时，每隔一排立杆设置一道横向剪刀撑，每跨设置2道纵向剪刀撑；10m以下每隔二排立杆设置一道横向剪刀撑，每跨设置2道纵向剪刀撑。六. 施工注意事项 （一）支架预压支架拼立好后采用超载预压工艺，支架预压采用袋装黄砂堆积法，用水准仪测出各断面点在堆载前、堆载后、卸去箱梁自重的50%重量后及全部卸载后支架的标高变化，以之为依据调整托座。支架预压前将全部碗扣用铁锤打紧。考虑梁体自重、地面下沉及支架的弹性和非弹性变形等因素影响，粗略调整好底模标高后进行配载预压，配载可以用砂袋或水袋，或二者相结合，加载重量不得小于梁体自重。预压时间根据地质情况、梁体重量、支架类型等进行现场预压试验后确定，以支架不再出现沉降为度,一般要求预压时间为23d。支架的变形及地基压缩量主要考虑以下因素： =1+2+3+4+5 1箱梁自重产生的弹性变形量； 2支架弹性压缩量； 3支架与方木、方木与模板、支架与枕木之间的非弹性压缩量； 4支架基础地基的弹性压缩量； 5支架基础地基的非弹性压缩量。 通过预压施工，可以消除3、5的影响，则在底模安装时，其预拱度的设置按=1+2+4计算，在模板的高程控制时加入预拱度数值。对于预应力