新繁高架盖梁托架内力计算(伸臂梁).doc

成都第二绕城高速公路西段TJ-B11合同段盖梁（顶系梁）施工模板、托架计算书计算： 复核： 核准： 四川公路桥梁建设集团有限公司成都二绕西段项目TJ-B合同段B11分部2011年7月16日成都第二绕城高速公路西段TJ-B11合同段盖梁(顶系梁)施工模板、托架计算书一、工程概况K193+400.65新繁高架桥位于成都市新都区新繁镇内。上部结构分别采用25m和25m预应力砼小箱梁及预应力连续箱梁；桥墩下部结构均采用柱式桥墩，墩柱直径为1.30m、1.20m两种；墩柱高在4.0m11.0m不等，双柱间距为4.0 m9.10m；新繁高架桥盖梁共165片，盖梁砼强度均为C30；33#左、41#右、80#右、85#右、86#左共5片盖梁拟采用满堂脚手架，其余盖梁拟采用托架。盖梁截面尺寸为1.8*1.6m、1.9*1.6m、部分盖梁增高垫块0.2m，计算时选取最大跨径9.1m、最大断面盖梁1.8*1.8m。二、侧模计算1.侧模布置侧模采用钢模，面板厚度5mm，竖肋间距30cm，横肋间距40cm，竖向对拉肋间距80cm。 材料用量表类别材料规格面板A3钢板=5mm纵肋等边角钢63*64*5横肋槽钢6.3竖向对拉肋槽钢2102.模板所受侧压力新浇混凝土对模板的侧压力： ch=26*1.8=46.8KN/m2，fch。取较小值46.8KN/m2，c为砼容重，砼浇筑速度按2m/h计，浇筑温度按T=25，初凝时间10h计。公式参考建筑施工计算手册（中国建筑工业出版社）P443（8-8）。 考虑振动荷载4KN/m2，则模板所受侧压力为F=46.8+4=50.8KN/m2。3.面板验算按双向板计算，三边固结、一边简支的情况来处理。（参考路桥施工计算手册）。计算简图1）强度验算ly/lx=0.3/0.4=0.75。查表得双向板内力组合系数为：，Kf=0.00294。取1m宽的板条作为计算单元，荷载为：q=50.8KN/m。支座弯矩：跨中弯矩：钢材泊松比系数=0.3，跨中弯矩修正值为：面板的截面系数：面板的正应力：f=215MPa 满足要求。2）挠度验算 =300/400=0.75mm满足要求。4. 横肋验算横肋采用6.3，支承在竖向对拉肋上，竖向对拉肋间距800cm，按三跨连续梁计算。荷载：q=Fh=50.8*0.4=20.3KN/m 6.3的截面系数WX=16.1cm3，惯性矩I=51.0cm4，计算简图如下：（1） 强度验算MPa215MPa 满足要求。（2）挠度验算 =5.26*10-4m=0.53mmf=L/400=800/400=2mm 满足要求。5.竖向对拉肋验算竖向对拉肋采用210，布置间距800cm，截面模量W=79.4cm3，惯性矩I=396cm4。对拉肋下部荷载q=50.8*0.8=40.6KN/m。计算简图如下：Mmax=0.0423ql2=6.20KNm（1）强度验算MPa215MPa 满足要求。（2）挠度验算=0.0019m=1.9mmf=L/400=1900/400=4.8mm 满足要求面板、横肋和竖向对拉肋的挠度组合为：面板与横肋组合：f=0.50+0.53=1.03mm3mm面板与竖向对拉肋组合：f=0.50+1.9=2.4 mm3mm均满足施工对模板的要求。6、对拉杆拉力验算拉杆（20圆钢）间距0.8m，0.8m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。则有：=64680kPa=64.7MPa=175MPa 满足要求注：施工中为增加拉杆的可靠性，对拉杆选用20精轧螺纹钢（强度更高）。三、底模及施工托架计算1、概况由于新繁高架桥经过农田、大部分墩柱比较高，多数盖梁难采用常规的落地支架方法进行施工，并且安全措施难以保证，如采用回填地基，则地基承载力难以保证；为保证质量，我们根据现场实际情况，拟采用工字梁托架的形式作为盖梁施工的支承平台。在浇注墩柱时距柱顶以下1.05m处采用内径为130钢筒埋置在墩柱钢筋上，拆模后形成预留孔洞，然后插入110钢销，两端各伸出35cm作为工字梁的支承牛腿。在牛腿上架设I56b工字钢，然后上铺盖梁支承平台。盖梁底模布置，在56工字钢上设小钢梁，间距80cm，小钢梁采用210口对口焊接；小钢梁上布置10*10cm小方木，间距30cm；面板采用2cm竹胶板。梁端采用定制支架。横向坡度与安装误差采用钢楔调整。详见盖梁模板、托架方案。2、底模受力分析2.1 荷载计算钢筋混凝土容重=26KN/m3，盖梁高度为h=1.8m，盖梁宽度B1=1.8m，纵梁间距B=1.5m施工荷载包括：平台及盖梁模板自重，钢筋混凝土重量，施工荷载与其他荷载等。模板重（底模采用竹胶板和方木组合，方木密度为0.5，竹胶板密度为0.6，10 10Kg/m，L63*5 4.82Kg/m，-5mm 39.25Kg/m2）方木重量为：g1（0.1*0.1*（9.1+3.25 *2）*7）*0.5*105.46KN模板重量：g2(9.1+1.3*2+3.25*2) *1.8)*0.02*0.6*103.93KN底模小钢梁及梁端钢支架重量：g3=(12*2*3+(3*3+1.8*7+3*8+4*3+0.65*2) *2) *10/1000*10=18.98KN底模重量为：g4=g1+g2+g3=28.37KN钢筋混凝土重 g5= 51.5*26= 1339.0KN侧模重量为：g6=(35.6*3+35.6/0.3*1.8)*4.82+(35.6*2+2.2*2*20)*10+64*39.25)/1000*10=56.48KN施工荷载与其他荷载 g7=20 KN2.2底模板1、底模面板（1）、由于跨度大于三跨，计算时按三跨连续梁考虑，计算跨度取1000mm（2）、计算见图如下:（3）荷载计算：gz = g2 + g5 +g7 =1362.93KN取1.3为安全系数q=1362.93*1.3/15.9/1.8=61.91KN/m（4）强度验算=445.75N.m板宽1000mm的净截面抵抗矩*202=66667mm3445.75*103/66667=6.69N/mm2fm=12N/mm2 强度满足要求。 (5) 挠度验算*1000*203= 6.67*105 mm4 挠度满足要求。2小方木验算（1） 计算时按三跨连续梁考虑 (2) 计算见图如下: （3）荷载计算：gz = g1+g2 + g5 +g7 =1368.39KN取1.3为安全系数q=1368.39*1.3/15.9/1.8*0.3=18.65KN/m（4）强度验算=839N.m净截面抵抗矩*1002=166667mm3则 839*103/166667=5.03N/mm2fm=12N/mm2 满足要求 (5) 挠度验算惯性矩*100*1003= 8.33*106 mm4 则挠度 满足要求3小钢梁验算小钢梁采用210口对口焊接，其截面特性为：Ix =396cm4 Wx = 79.4cm3 自重=20KN/m（1） 计算时按外伸臂梁均布荷载考虑 (2) 计算见图如右: （3）荷载计算：gz = g4 + .+g7 =1443.85KN取1.3为安全系数q= 1443.85*1.3/15.9/1.8*0.75=49.19KN/m（4）强度验算每根小钢梁跨中最大弯矩为：=1/2*(49.19*1.5*0.9*(1-0.15/0.9)*(1+2*0.15/1.5)-0.9/1.5)=13.28 KN.mm= 13.28*106/(1*79.4*103) = 167.3f = 215 N/mm2 满足要求。 (5) 挠度验算： 跨中=（5-24*（0.15/1.5）2）*49.19*103*1.54/(384*2.1*1011*396*10-8)=0.00371m=3.71mmf=L/400 =1500/400=3.75mm 满足要求。4、托架受力分析现选择15.9*1.8*1.8盖梁为例，进行计算分析，盖梁受力模式见图1。q 340340单位：厘米图1：盖梁受力模式9104.1荷载计算： gz = g4 + +g7 =1443.85KN取1.3为安全系数q=1443.85*1.3/15.9=118.05KN/m4.2工字梁受力分析：工字钢等级为Q235，弹性模量E=2.1*105MPa，泊松比=0.3 托架按外伸臂梁进行分析，最不利情况即跨中承受最大弯矩，受力计算模式见图2：选用两根I56b工字钢，其截面特性为：Ix =68510cm4 Wx = 2447cm3 Sx =1447.2cm3 Ix / Sx= 47.2cm, 腹板厚tw =14.5mm b=168mm 自重=1.15KN/m考虑梁自重后，每根工字钢跨中最大弯矩为：= 1/2*(118.05/2+1.2*1.15)*9.1*7.9*(1-3.4/7.9)*(1+2*3.4/9.1)-7.9/9.1)=276.05KN.mm图2：工字钢受力计算模式4.3 工字钢强度验算3.2.1 抗弯强度验算： = 276.05*106/(1*2447*103) = 112.8f= 315 N/mm2 满足要求（式中gx为钢材容许应力提高系数取1.0，查材料表20Mnsi钢fsy=315Mpa）3.2.2 挠度验算： 跨中=（5-24*（3.4/9.1）2）*(118.05/2+1.2*1.15)*103*9.14/(384*2.1*1011*68510*10-8)=0.0124m=12.4mmf=L/400 =9100/400=22.75mm 满足要求A点=（6*3.42/9.12+3*3.43/9.13-1）*(118.05/2+1.2*1.15)*103*3.4*9.13/(24*2.1*1011*68510*10-8)=-0.00027m=-0.27mmf=L/400= 3400/400=8.5mm 满足要求4.4 钢销受力验算设计控制值：45#钢容许弯曲应力220MPa，剪应力为110MPa采用110 45#钢销端外露0.35米，钢销的性质如下：A*d2/4=1/4*11029503.318mm2Id4/64*1104/64718.688*104mm4Wd3/3213.067*104mm3按单根钢销受力的极端情况考虑，则该截面的受力验算为：Q ql/2(98.281+1.2*1.15*2)*15.9/2803.28KNmax =Q /A792.30*103/9503.318=84.52Mpa110 Mpa 满足要求经上述各项受力验算，所选择工字钢及钢销均能满足受力要求。四、盖梁（顶系梁）满堂架计算133#左、41#右、80#右、85#右、86#左共5片盖梁采用满堂脚手架；顶系梁模板同盖梁不另作计算；顶系梁满堂架脚手架不作计算，只对具有代表性的盖梁进行计算。2盖梁宽1.8m、高1.8m；支架采用扣件式钢管支架，钢管为48mmx3.5mm；立杆间距60X80cm，步距120cm；立杆支承在地