现浇箱梁碗扣式脚手架满堂支架计算VIP

.杭州至瑞丽高速公路贵州境思南至遵义段SZTJ-4合同段（K166+600K172+720）合兴互通B匝道桥碗扣式满堂支架现浇箱梁计算书编制： 审核： 编制单位：贵州桥梁建设集团有限责任公司思遵高速SZTJ-4合同段项目部编制日期：2011年4月25日现浇箱梁碗扣式脚手架满堂支架计算一、工程概况：合兴互通B匝道桥跨径组合为520m+（22+235+22）m+325m+420m，共四联，全桥均采用预应力砼连续箱梁，桥梁宽度10.5m。桥梁起点桩号为BK0+312.447,终点桩号均为BK0+687.447,桥梁全长为375.00m。合兴互通B匝道桥墩柱平均高度在15m以下，本桥上部箱梁拟采用碗扣式脚手架满堂支架现浇施工。第二联跨径最大，且墩柱平均较高，因此，全桥仅对第二联进行受力计算即可。墩柱平均高度按20m计算。二、支架方案初步设计1、立杆及横杆的初步设计经粗略计算，来选定立杆间距。腹板重Q1=2.6*1.8=46.8kn/m2,空心段重Q2=2.6*0.87=22.62kn/m2,底板宽b=6.5m,箱梁长s=114m,单根立杆允许承载力保守取N=40kn。腹板处每平方米需要立杆根数：1.2Q1/N=1.4;取安全系数1.3,则为1.82;空心段每平方米需要立杆根数：1.2Q2/N=0.7;取安全系数1.3,则为0.91;选定空心段底板立杆纵横向间距为：0.90.9=0.81m21/0.91=1.1 m2满足要求；墩顶、腹板及中、端横梁等实心处立杆间距为：0.60.6=0.36 m21/1.82=0.55 m2,满足要求。2、底模、纵横梁的初步确定底模采用竹胶板，选用1.5cm厚的高强度竹胶板。纵横梁均采用方木，宽度均为0.1m，纵梁高为h1,横梁高为h2。横梁间距一般选择0.3m。三、支架验算碗扣式脚下手架满堂支架竖向力传递过程：箱梁钢筋砼和内模系统的自重及施工临时荷载能过底模传递到横梁上，横梁以集中荷尔蒙载再传递给纵梁，纵梁以支座反力传递到每根立杆，立杆通过底托及方木传递至钢筋砼基础、地基。以下分别对支架的底模、横梁、纵梁、立杆、地基承载力进行验算。1、荷载计算（1）竖向荷载计算a、钢筋砼配筋率大于2%，故钢筋砼自重取26kn/m3,以本桥第二联为例，箱梁砼体积为863.1 m3,所以按照最不利工况，将翼缘板部分重量折算到地板上，砼的自重如下计算：腹板实心段砼自重：F1a=F1*h1=46.8kpa箱梁空心段砼自重：F1b=F1*h2=22.62kpab、模板自重：一块1.22*2.44m竹胶板的质量为32kg;F2=32*9.8/(1.22*2.44)=105.35pac、纵横梁方木荷载：10*10cm方木：g1=0.1*0.1*6.5*(1/0.25+1)*r/（6.5*1）=0.375kpa10*15cm方木：g2=0.1*0.15*12*r/6.5=0.21kpad、内模及支撑荷载，取2kpa,F3=2kpae、临时荷载施工人员及机具，G1=2.5kpa振捣荷载：G2=2.0kpa则临时荷载为:G=4.5kpa2、箱梁底模验算(1)模板力学性能E=4500Mpa，0=60Mpa,0=0.8Mpa,1m宽竹胶板的截面几何特性计算结果如下：W=bh3/6=1000*152/6=37500mm3I=bh3/12=1000*153/12=281250mm4(2)实心段底模竹胶板应力验算墩顶部分底模竹胶板简化为4*0.25米跨度的连续梁进行计算，取1米板宽。线性荷载q=(46.8+0.105+0.375+0.21+2)*1.2+4.5=63.89Kpa由路桥施工计算手册查得：弯曲系数M0=0.107,剪力系数Q0=0.607Mmax=0.107*63.89*0.252=0.427kn.m= Mmax /W=11.40=0.8Mpa考虑方木尺寸，剪应力按照净跨径0.15m计算为：Qmax=0.607*63.89*0.15=5.82kn= Qmax*s/(I*b)=0.582Mpa0=0.8Mpa故实际施工时竹胶板的净跨径为0.15m，采用1.5cm竹胶板，在底部方木中心距为25cm时能够满足受力要求。(3)墩顶底模竹胶板刚度验算q=(46.8+0.105+0.375+0.21+2)*1.2=59.39 Kpa 单位板宽线性荷载q1=59.39kn/m挠度f=5*ql4/(384*EI)=0.309mmf=l/400=0.375mm 满足要求（其中净宽l=150mm）腹板部分底模竹胶板受力与墩顶部分相同。(4)空心段箱梁底模竹胶板应力验算箱梁底板部分竹胶板简化为4*0.3米跨度的连续梁进行计算，取1m板宽；线性荷载q2=(22.62+0.105+0.3+0.21+2)*1.2+4.5=34.78kn/m由路桥施工计算手册查得：弯曲系数M0=0.107,剪力系数Q0=0.607Mmax=0.107*34.78*0.32=0.335kn.m= Mmax /W=8.930=60Mpa dfgd不考虑方木尺寸，剪应力按照跨径0.3m计算为：Qmax=0.607*34.78*0.3=6.33kn= Qmax*s/(I*b)=0.633Mpa0=0.8Mpa满足受力要求。(5)箱梁底模竹胶板刚度验算单位板宽线性荷载q=(22.62+0.105+0.3+0.21+2)*1.2=30.28kn/m挠度f=5*ql4/(384*EI)=0.498mmf=l/400=0. 5mm 满足要求（其中l=200mm）腹板部分底模竹胶板受力与墩顶部分相同。3、底模下纵横向木方强度和刚度验算(1)实心段梁体纵向方木的强度验算a、荷载的取值P63.19kN/m2，q63.190.2515.8 kN/mb、跨度的取值纵向方木分配梁最大间距为0.6m，取lq0.6mc、跨数的取值因施工中有可能出现单跨受力，故取跨数n1。d、计算最大弯矩及剪力值Mmax1/8ql20.12515.80.620.71kN.mQmax1/2ql0.515.80.64.74kNe、正应力及剪应力验算W1/6bh21610102167cm3，b10 cm，h10 cmmaxMmaxW0.71106（167103）4.25Mpa13.0Mpa(木材的容许弯拉强度值)实心段梁体正应力满足要求。QmaxS/(Ib)其中S1/8bh21/810102125 cm3,I1/12bh31/1210103834 cm4,b10cm, h10cm(4.74103125103)(8341041010)0.71Mpa2.0Mpa(木材的容许剪应力值)实心段梁体方木的剪应力满足要求。(2)实心段梁体纵向方木的刚度验算fmax5ql4/(384EI)=0.32mmL/400=1.5mm其中E10103Mpa，I834 cm4，q15.8 kN/m，l0.6m实心段梁体木方的刚度满足要求。(3)空心段梁体纵向方木的强度验算a、荷载的取值P34.42 kN/m2，q34.420.310.33kN/mb、跨度的取值纵向方木分配梁最大间距为0.9m，取lq0.9mc、跨数的取值因施工中有可能出现单跨受力，故取跨数n1。d、计算最大弯矩及剪力值Mmax1/8ql20.12510.330.921.046kN.mQmax1/2ql0.510.330.94.649kNe、正应力及剪应力验算W1/6bh21610102167cm3，b10 cm，h10 cmmaxMmaxW1.046106（167103）6.26Mpa13.0Mpa(木材的容许弯拉强度值)实心段梁体正应力满足要求。QmaxS/(Ib)其中S1/8bh21/810102125 cm3,I1/12bh31/1210103834 cm4,b10cm, h10cm(4.649103125103)(8341041010)0.7Mpa2.0Mpa(木材的容许剪应力值)空心段梁体方木的剪应力满足要求。(4)实心段梁体纵向方木的刚度验算fmax5ql4/(384EI)=1.058mmL/400=2.25mm其中E10103Mpa，I834 cm4，q10.33 kN/m，l0.9m实心段梁体木方的刚度满足要求。同理，横向10*15cm木方也满足强度和刚度要求。4、碗扣支架验算(1)竖向承台力验算碗扣支架横杆步距采用120cm,立杆的容许荷载为30KN。墩顶及腹板部位的单位面积荷载为：q=(46.8+0.105+0.375+0.21+2)*1.2+4.5=63.89Kpa则间距60cm的立杆所受的竖向荷载为P1=q*A=63.89*0.6*0.6=23KNp=30KN 满足要求顶、底板部位的单位面积荷载为q=(22.62+0.105+0.3+0.21+2)*1.2+4.5=34.78 KpaP2=q*A=28.17 KNp=30KN 满足要求(2)立杆稳定承载力验算碗扣型支架立杆按两端铰接的压弯构件来计算，钢管参数如下表： 钢材的强度和弹性模量（N/mm2）P235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值205弹性模量2.05105表B2 钢管截面特性外径F（mm）壁厚t（mm）截面积A（cm2）截面惯性矩I（cm4）截面模量W（cm3）回转半径I（cm）483.54.8912.195.081.58支架步距h=120cm长细比=h/r=120/1.58=75.949=150查表可得=76时，立杆稳定系数=0.7=P/(A)=82.3=205Mpa 满足要求(3)立杆稳定承载力验算单肢立杆承载力的计算1 单肢立杆轴向力计算公式 =1.2*(0.105+0.375+0.21+2)+1.4*4.5*0.6*0.6+1.2*0.648*26=23.65KNN=205*4.89*100/1000=100KN 又小于计算手册之规定的483.5大横杆步距为1.2m布设方式单根立杆容许力N30kN的强制要求。满足要求式中：Lx、Ly单肢立杆纵向及横向间距（m）；VLx、Ly段的混凝土体积（m3）。5、地基承载力验算支架通过方木或底托