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现浇箱梁碗扣式脚手架满堂支架设计计算摘 要 以*高速公路*互通立交主线K135+525桥左幅第7联为例,详细论述了碗扣式脚手架满堂支架现浇箱梁施工支架的设计及计算。关键词 碗扣式脚手架 满堂支架 现浇梁施工 设计 计算碗扣式脚手架运用于现浇桥梁已是相当成熟的技术,其施工工艺简单、操作方便,*高速公路*立交工程中现浇箱梁施工中大量采用该体系支架。1 工程概况1.1 总概况*高速*互通立交位于宜宾市以北约10 km处*镇,为连接己通车内*速公路和拟建的*泸高速公路而设,互通区起点里程为K135+260,终点里程为K137+950,互通区内共设主线桥4桥,匝道桥6座,桥梁的形式主要为3跨或4跨为一联现浇连续箱梁。 施工方案确定中对于地基承载力高、墩柱高度小于15m的桥跨考虑采用碗扣式脚手架搭设满堂红作为支架体系,整个*互通工程共计有22联现浇箱梁采用该体系。1.2 主线K135+135桥左幅第7联本联跨上部结构为19+19+15m钢筋混凝土现浇连续箱梁,箱梁高度为1.4m,底板、顶板厚度均为0.25m,桥面宽为12m,底板宽为7.5m,共有408.9m3C40混凝土。下部为1.61.6m和1.41.4m钢筋混凝土方墩,墩柱倒角为0.20.2m,墩柱平均高度为7m。2 支架初步设计2.1 立杆及横杆的初步设计根据经验及初略计算,来选定立杆间距。腹板重Q1=36.4kn/ m2,空心段重Q2=13kn/m2,底板宽b=7.5m,箱梁长s=53m,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=1.1;取安全系数1.3,则为1.43。空心段每平方米需要立杆根数:1.2Q2/N=0.4;取安全系数1.3,则为0.52.所以选定空心段底板立杆纵横向间距为:0.90.9=0.81m21/0.52=1.92 m2,满足要求。腹板及中、端横梁等实心处立杆间距为:0.60.9=0.54m21/1.43=0.70 m2,满足要求。由于箱梁高仅为1.4m,立杆间距一般取1.2m。2.2 底模、纵横梁的初步确定底模采用竹胶板。根据经验,由于箱梁高度仅为1.4m,一般选用1.5cm厚的高强度竹胶板。纵横梁均采用方木,宽度均为0.1m,方木允许受弯强度为=12Mpa,纵梁高为h1,横梁高为h2。据经验及初略计算,来选定纵梁的高度、横梁的高度及横梁间距。横梁间距一般选择0.3m。由公式h= 得,h1=0.13m,故取0.15m;h2=0.09m,取0.1m。2.3 碗扣式满堂支架搭设布置图3 支架检算碗扣式脚手架满堂支架竖向力传递过程:箱梁钢筋混凝土和内模系统的自重及施工临时荷(活载)通过底模传递到横梁上,横梁以集中荷载再传递给纵梁,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混凝土基础、地基。下面以这种力的传递方式依次对支架的底模、横梁、纵梁、立杆、地基承载力进行检算。3.1 荷载计算3.1.1 竖向荷载计算本桥钢筋混凝土配筋率2%,所以钢筋混凝土自重取26Kn/m3,以K135+525桥左幅第7联为例,箱梁混凝土体积为408.9m3,所以按照最不利工况,将翼缘板部分的混凝土重量折算到地板上,混凝土的自重如下计算:F1=VV=32.24kn/m3式中:V为整联箱梁混凝土体积; 为钢筋混凝土的容重,取26KN/m3; v为除去翼缘板箱梁混凝土体积。对于腹板、横梁等实心段,混凝土高度h1=1.4m,空心段混凝土高度为h2=0.5m。故,实心段混凝土自重:F1a=F1h1=45.14kPa,空心段混凝土自重:F1b= F1h2=16.12kPa。模板自重,一块1.22m2.44m竹胶板的质量为32kg:F2=32kg9.8N/kg(1.22m2.44m)=105.35Pa纵横梁方木荷载:方木:g1=0.1m0.1m7.5m(1/0.25+1)(7.5m1m)=0.375kpa方木:g2=0.1m0.15m117.5m=0.165kpa式中:取内模及支撑荷载,取3kpa:F3=3kpa临时荷载施工人员及机具:G1=2.5kPa振捣荷载:G2=2.0 kPa 则临时荷载为:G=4.5kpa3.1.2 水平荷载计算混凝土振捣时对侧模的荷载取:新浇混凝土对侧模的最大侧压力: 式中:k -外加剂影响修正系数,取1.2 -混凝土浇注速度,取0.5 -有效压头高度, -混凝土入模温度,取15则有:一般应计算风载,但是由于宜宾地区常年均为微风,可以不考虑风载。 3.2 底模验算A、模板的力学性能(取10cm宽度模板进行计算)弹性模量(厂家提供数据)E=948Mpa截面惯性矩I=bh3/12=0.10.0153/12=2.81310-8m截面抵抗矩W= bh2/6=0.10.0152/6=3.7510-6m3 B、模板受力计算底模下的横梁间距30cm,可以把底模简化为三跨连续梁进行计算。按照最不利工况,对腹板、横梁等实心段进行验算,空心段荷载较实心段小,故不进行验算。强度检算荷载组合为:+;刚度检算荷载组合为:+底模强度检算q=F1a1.2+F21.2+F31.2+G1.4=64.2 kPaq=q0.1m=64.20.1=6.42kN/mMmax=1/10ql2=0.040 kNm=Mmax/W=15.4MPaW=47MPa 满足要求。本支架各部件(除去立杆)均为受弯构件,仅需要检算弯矩,下同不再赘述。底模刚度验算q=F1a1.2+F21.2+F31.2=57.87 kPaq=q0.1m=57.870.1=5.79kN/mf=0.689ql4/100EI=0.19mmf=0.3m/400=0.75mm 满足要求。3.3 横梁检算A.横梁力学性能弹性模量E=10103Mpa 截面惯性矩I=bh3/12=0.10.13/12=8.3310-6m4截面抵抗矩W= bh2/6=0.10.12/6=0.16710-3m3B、横梁受力计算横梁间距0.3cm,可以把横梁简化为三跨连续梁进行计算。按照最不利工况,对腹板、横梁等实心段进行验算,空心段荷载较实心段小,故不进行验算。按照最不利工况,对腹板、横梁等实心段和空心段分别进行验算。强度检算荷载组合为:+;刚度检算荷载组合为:+ 横梁强度验算q=F1a1.2+F21.2+F31.2+G1.4=64.2 kPaq=q0.3m+g=19.34kN/m式中g为方木自重,g=7.5kn/m30.1m0.1m=0.075kn/mMmax=1/10ql2=0.7 kNm=Mmax/W=4.2MPaW=12MPa 满足要求。最大支座反力R=11ql/10=1119.340.6/10=12.76kn横梁刚度验算q=F1a1.2+F21.2+F31.2=57.87 kPaq=q0.25m+g=57.870.25+0.075 =17.44kN/m式中g为方木自重,g=7.5kn/m30.1m0.1m=0.075kn/mf=0.689ql4/100EI=0.9mmf=0.6m/400=1.5mm 满足要求。3.4 纵梁验算A.纵梁的力学性能弹性模量E=10103Mpa 截面惯性矩I=bh3/12=0.10.153/12=2.8110-5m4截面抵抗矩W= bh2/6=0.10.152/6=3.7510-4m3B、纵梁验算对腹板等实心段纵梁进行验算,因为跨度一致,所以如果实心段纵梁满足要求,空心段也能满足要求,故不对空心段的纵梁进行验算。实心段简化为三跨连续梁进行验算,并且集中荷载对称布置。 纵梁受到10个横梁集中荷载和自重均布荷载的作用,计算弯矩和挠度的时候,可以按照集中荷载和均布荷载两种形式进行叠加。集中荷载P=R=12.76KN均布荷载q=11.261 9.8=0.110kN/M,纵梁自重为11.261kg/mMmax=0.244Pl+0.1ql2=3.12 kNm =Mmax/W=8.32MPaW=12MPa 满足要求。 f=1.883Pl3/100EI+0.689ql4/100EI=0.6mmf=0.9m/400=2.25mm 满足要求。 支座最大反力:R=2.267P+P+1.1ql=41.8KN3.5 立杆检算立杆的检算,很多资料采用单根立杆所承受的投影面积荷载这种简单的方法进行计算,而在理论上应该采用纵梁对立杆的支座反力进行计算。下面按这两种方式分别进行计算。3.5.1 立杆计算模型立杆选用4.83.5钢管,计算模型为两端铰支。弹性模量E=2.1105Mpa 截面惯性矩I=10.7810-8m4截面抵抗矩W= 4.4010-6m3惯性积i=1.5910-2m柔度=ul/i=1.01.2/1.5910-2m=75.47,3.5.2 单根立杆承受的荷载A、腹板处单根立杆竖向荷载荷载组合为:F=+,图式如下F= F1a1.2+F21.2+ (g1+g2)1.2+F31.2+G1.4=64.84kpa每个立杆上荷载:F=F0.6m0.9m=64.840.60.9=35.01knB、空心段单根立杆竖向荷载荷载组合为:F=+,图式如下F= F1a1.2+F21.2+ (g1+g2)1.2+F31.2+G1.4=30kpa每个立杆上荷载:F=F0.6m0.9m=300.90.9=24.3kn投影法所得单根立杆最大承受竖向荷载为35.01kn,小于支座反力法所得的41.8kn。所以以下检算以支座反力法进行计算。3.5.3 立杆强度及稳定验算A、单根立杆强度计算=F/A=41.8kn/478mm2=87MPa=170MPaK=Af/F=170/87=21.3 满足要求。式中:安全系数;支架钢管设计抗压强度;钢管有效截面积。B、立杆稳定性检算=75.47,查规范得稳定系数为 =0.76=F/A =41.8/478=87MPa0.76170=129.2MPa 满足要求。3.6 地基承载力检算地基处理应根据现场的地基情况确定,对于地基为岩石的,可以考虑直接将底托支撑在混凝土垫层上,承载力及沉降量均能满足要求。而对于表面软土的浅软基则考虑换填处理,保证压实度地分层碾压,这样处理承载力及沉降量完全能满足施工要求。*高速*立交采用满堂支架施工的地基情况基本上就是以上两种。3.6.1 荷载计算支架通过方木或底托、混凝土基层、碎石基层、地基层层施加荷载,其中,底托长宽为10cm,方木为1010cm,混凝土基层采用15cm厚C15素混凝土,碎石基层厚30cm,基底为碎石土。单根立杆传递上部荷载为41.8kn,脚手架自重为2.20Kn(按照最高24米墩柱计算,横杆布距0.6m),地基承载力检算按支垫方式分别进行检算。3.6.2 地基承载力检算A、底托直接支撑在混凝土硬化面上地基承载力检算:底托长和宽为0.1m,混凝土厚0.15m,按45角扩散应力近似计算,则路基基底承压面积为0.4m0.4m=0.16m2,故地基承载力为:=F/A=275 MPa=400kpa 满足要求。式中为弱风化泥岩容许承载力400500kpa,取400kpa。B、底托设1010cm方木上,混凝土厚0.15cm,按45角扩散应力近似计算,则路基基底承压面积为0.4m0.6m=0.24m2,故地基承载力为:=F/A=183 MPa=200kpa 满足要求。式中为地基处理后承载力要求,取200kpa。一般情况下,应该对地基的理论沉降量进行计算。由于本工程满堂支架的地基要么是直接是岩层,要么是浅层软基,沉降量很小,故不单独进行检算。而根据预压数据显示地基塑性变形最大仅有5mm。3.7 结论通过以上计算,可知本支架设计通过验算,能满足规范及施工要求。同理,侧模、内模可以采用相同方法进行设计及检算,这里不再赘述。4 结束语以上设计及计算方法得出的结论与现场施工实际结果基本吻合,希望能给今后类似工程提供参考与借鉴。参考文献1 张俊义.桥梁施工常用数据手册.北京:人民交通出版社,20052 江正荣,朱国梁.简明计算手册.北京:中国建筑工业出版社,2005 一、工程概况纬七路东进Q2标桥梁工程从14号桥墩(不包括14号桥墩)至25号桥台(起止点桩号K5+163.65K5+513.4,长348.75米)。共包括五、六、七三联,其中1417号墩为328m三跨第五联,1721号墩为(30.5+45+45+30.5)m四跨第六联,2125号墩为428m四跨第七联。(一)、标准段梁:采用428m、328m四跨、三跨一联预应力混凝土等高度连续箱梁。横桥向为单箱六室箱梁截面,标准段箱梁设计箱梁顶宽24.5m,底板17.5m,梁高1.65m,翼缘板宽度1.25m,顶板厚度22cm,底板厚度22cm或40cm(底板与腹板和横隔梁过渡段),腹板厚度40cm,拟实施施工的第五联为328m、第七联为428m的预应力混凝土连续箱梁(详见Q2标施工图设计)。箱梁采用纵横向预应力体系,真空压浆工艺。中间墩与交接墩均采用双柱框架墩,每个墩柱断面尺寸为1.5m1.5m(横桥向纵桥向),并设1010cm倒角。承台为矩形,平面尺寸为8.0m6.5m(横桥向纵桥向),承台厚度2.5m。基础为4根直径1.5m钻孔摩擦桩,桩长4050m。(二)、大明路跨线桥:采用(30.5+45+45+30.5)=151m四跨一联预应力混凝土变高度连续箱梁。横桥向为单箱六室箱梁截面,箱梁顶板宽24.5m,箱梁跨中处底板宽17.5m,中支点处底板宽14m。箱梁跨中梁高1.65m,中支点梁高2.7m,翼缘板宽度1.25m,顶板厚度25cm,底板厚度25cm、40cm或50cm (底板与腹板和横隔梁过渡段),腹板厚度60cm,拟实施施工的第六联为30.5+45+45+30.5m的预应力混凝土连续箱梁(详见施工图设计Q2标段第六联箱梁断面图)。箱梁采用纵横向预应力体系,真空压浆工艺。主墩采用双柱框架墩,每个墩柱断面尺寸为1.8m1.8m(横桥向纵桥向),并设1010cm倒角。承台为矩形,平面尺寸为10.5m9.5m(横桥向纵桥向),承台厚度3.5m。基础为8根直径1.5m钻孔摩擦桩,桩长39.139.5m。二、计算依据南京市纬七路东进建设工程施工图结构力学、材料力学、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)路桥施工计算手册三、支架、模板分析3.1支架、模板方案3.1.1模板箱梁底模、侧模和内膜均采用15 mm的竹胶板。竹胶板容许应力 0=80MPa,弹性模量E=6*103MPa。3.1.2纵横向方木纵向方木采用A-1东北落叶松,截面尺寸为10*15cm。截面参数和材料力学性能指标:W= bh2/6=100*1502/6=3.75*105mm3I= bh3/12=100*1503/12=2.81*107mm3横向方木采用A-1东北落叶松,截面尺寸为10*10cm。截面参数和材料力学性能指标:W= bh2/6=100*1002/6=1.67*105mm3I= bh3/12=100*1003/12=8.33*106mm3方木的力学性能指标按公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值,则: ,容重6KN/m3。纵横向方木布置:纵向方木间距一般为90cm,在腹板和端、中横隔梁下为60cm。横向方木间距一般为30cm,在腹板和端中横隔梁下为20cm。3.1.3支架 采用碗扣支架,碗扣支架钢管为48、t=3.5mm,材质为A3钢,轴向容许应力0=140 MPa。详细数据可查表1。表1 碗扣支架钢管截面特性外径d(mm) 48壁厚t(mm) 3.5截面积A(mm2) 4.89*102惯性矩I(mm4)1.219*105抵抗矩W(mm3) 5.08*103回转半径i(mm)15.78 每米长自重(N)38.4碗扣支架立、横杆布置:立杆纵、横向间距为90cm,在腹板、端、中横隔梁下为60cm。横杆除顶、底部步距为60cm外,其余横杆步距为120cm。支架顶口和底口分别设置顶调和底调,水平和高度方向分别采用钢管加设水平连接杆和竖向剪刀撑。见后附“箱梁支架纵向布置图和箱梁支架平面布置图”3.2标准段支架计算3.2.1荷载分析碗口式支架钢管自重,可按表1查取。钢筋砼容重按25kN/m3计算则:腹板和端、中横隔梁:251.65=41.25 KPa箱梁底板厚度为22cm:25(0.22+0.22)=11KPa箱梁底板厚度为40cm:25(0.4+0.22)=15.5KPa模板自重(含内模、侧模及支架)以砼自重的5%计,则:腹板和端、中横隔梁:41.250.05=2.06 KPa箱梁底板厚度为22cm:110.05=0.55KPa箱梁底板厚度为40cm:15.50.05=0.78KPa施工人员、施工料具堆放、运输荷载: 2.0kPa倾倒混凝土时产生的冲击荷载: 2.0kPa振捣混凝土产生的荷载: 2.5kPa荷载组合计算强度:q=1.2(+)+1.4(+)计算刚度:q=1.2(+)3.2.2腹板和端、中横隔梁下方支架检算(1)、底模检算底模采用15 mm的竹胶板,直接搁置于间距L=20cm 的58cm横向方木上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。荷载组合:q=1.2(41.25+2.06)+1.4(2.0+2.0+2.5)=61.07kN/m竹胶板(15 mm)截面参数及材料力学性能指标:承载力检算:强度:Mmax=ql2/10 = 61.070.20.2/10=0.244KN.M max= Mmax/W = 0.244106/3.75104=6.5MPa0=80 MPa合格刚度:荷载: q=1.2(41.25+2.06)= 51.97kN/mf =ql4/150 EI= 51.972004/15061032.81105=0.33mmf0=200/400=0.50mmf f0 合格(2)、横向方木检算横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100 mm 100mm,横向方木亦按连续梁考虑。荷载组合:q1 = 1.2(41.25+2.06)+1.4(2.0+2.0+2.5) 0.2+60.100.10 = 12.27KN/M承载力计算:强度:Mmax=q1l2/10 = 12.270.63/10=0.265KN.mmax= Mmax/W = 0.265106/1.67*105=1.58MPa0=10.8MPa合格刚度:荷载: q=1.2(41.25+2.06)0.2= 10.39kN/mf =ql4/150 EI= 10.396004/1509.91038.33*106=0.11mmf0=600/400=1.5mmf f0 合格(3)纵向方木检算纵向方木规格为1015cm,腹板和端、中横隔梁下立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑,计算跨径为60cm。荷载组合:横向方木所传递给纵向方木的集中力为:箱底: P=12.240.6=7.34kN纵向方木自重:g60.10.150.09 kN/m承载力计算:力学模式:强度:按最大正应力布载模式计算:支座反力R(7.343+0.090.6)/2=11.04KN最大跨中弯距Mmax11.040.3-0.060.32/2-7.340.21.84KN.mmaxMmax /W1.84*106/3.75*1054.91MPa0=10.8 MPa合格刚度:按最大支座反力布载模式计算:集中荷载: P=7.34*4-1.4*(2.0+2.0+2.5)*0.6= 23.9kNfPl3/(48EI)+5ql4/(384EI)23.9*1000*6003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*6004/(384*9.9*103*2.81*107)0.39mmf0600/4001.5mm 合格(4)支架立杆计算每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算,忽略横向方木自重不计,则纵向方木传递的集中力(均以跨度0.6米计算):P1=(1.2*(41.25+2.06)+1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.6*0.6 +0.09*0.6=22.04kN安全起见满堂式碗扣支架按10米高计,其自重为:g=10*0.235=2.25 KN单根立杆所承受的最大竖向力为:N=22.04+2.25=24.29 kN立杆稳定性:横杆步距按1.2m计算,故立杆计算长度为1.2m。长细比=L/i=1200/15.78=7680,故=1.02-0.55((20)/100)2=0.513,则:N= A=0.513489215=53.93kNNN合格强度验算:aN/Aji=24.291000/489=49.67MPa a=140 MPa合格(5)地基承载力计算因支架底部通过底托(底调钢板为7cm7cm)坐在原有沥青砼路面上或硬化后的水泥混凝土路面上,另外承台基坑和原有绿化带范围内严格按规范和标准分层夯填,顶部浇筑15cmC15砼,因此基底承载力至少可以达到15 MPa。因此max=N/A=24.29103/0.072=4.96 MPa15 MPa 可以3.2.3箱梁底板下支架检算3.2.3.1箱梁底板厚度40cm情况下支架检算(1)、底模检算底模采用15 mm的竹胶板,直接搁置于间距L=30cm的 5*8cm横向方木上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。荷载组合:q=1.2(15.5+0.78)+1.4(2.0+2.0+2.5)=28.64kN/m竹胶板(15 mm)截面参数及材料力学性能指标:W=bh2/6=1000*152/6=3.75104mm3I=bh3/12=1000*153/12=2.81105mm3竹胶板容许应力=80MPa,E=6103MPa。承载力检算:强度:Mmaxql2/1028.64*0.3*0.3/100.258KN*mmaxMmax /W0.258*106/3.75*1046.9MPa0=80 MPa合格刚度:荷载: q=1.2*(15.5+0.78)= 19.54kN/mfql4/(150EI)19.54*3004/(150*6*103*2.81*105)0.63mmf0300/4000.75mm 合格(2)、横向方木检算横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100 mm *100mm,横向方木亦按连续梁考虑。荷载组合:q1 = 1.2(15.5+0.78)+1.4(2.0+2.0+2.5) 0.2+60.10.1 = 5.79KN/M承载力计算:强度:Mmax=q1l2/10 = 5.790.62/10=0.208KN.mmax= Mmax/W = 0.208106/8.33104=2.5MPa0 合格刚度:荷载: q=1.2(15.5+0.78)0.3= 5.86kN/mf =ql4/150 EI= 5.866004/1509.91038.33106=0.61mmf0=600/400=1.5mmf f0 合格(3)纵向方木检算纵向方木规格为1015cm,立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑,计算跨径为60cm。荷载组合:横向方木所传递给纵向方木的集中力为:箱底: P=5.750.6=3.45kN纵向方木自重:g60.10.150.09 kN/m承载力计算:力学模式:强度:按最大正应力布载模式计算:支座反力R(3.453+0.090.6)/2=5.20KN最大跨中弯距Mmax5.200.3-0.060.32/2-3.450.20.87KN.mmaxMmax /W0.87*106/3.75*1052.32MPa0=10.8 MPa合格刚度:按最大支座反力布载模式计算:集中荷载: P=(5.754-1.4(2.0+2.0+2.5)) 0.6= 8.34kN/mfPl3/(48EI)+5ql4/(384EI)8.34*1000*6003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*6004/(384*9.9*103*2.81*107)0.13mmf0600/4001.5mm 合格(4)支架立杆计算每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算,忽略横向方木自重不计,则纵向方木传递的集中力(以跨度0.9米计算):P1=(1.2*(15.5+0.78)+1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.62 +0.09*0.6=10.36kN安全起见满堂式碗扣支架按10米高计,其自重为:g=10*0.235=2.35 KN单根立杆所承受的最大竖向力为:N=10.36+2.35=12.71 kN立杆稳定性:横杆步距为按1.2m计算,故立杆计算长度为1.2m。长细比=L/i=1200/15.78=7680,故=1.02-0.55((20)/100)2=0.513,则:N= A=0.513*489*215=53.93kNNN合格强度验算:aN/Aji=21.3*1000/489=43.6MPa a=140 MPa合格(5)地基承载力不需再进行验算。3.2.3.2箱梁底板厚度22cm情况下支架检算(1)、底模检算底模采用15 mm的竹胶板,直接搁置于间距L=30cm的 5*8cm横向方木上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。荷载组合:q=1.2*(11+0.55)+1.4*(2.0+2.0+2.5)=22.96kN/m竹胶板(15 mm)截面参数及材料力学性能指标:W=bh2/6=1000*152/6=3.75*104mm3I=bh3/12=1000*153/12=2.81*105mm3承载力检算:强度:Mmaxql2/1022.96*0.3*0.3/100.207KN*mmaxMmax /W0.207*106/3.75*1045.52MPa0=80 MPa合格刚度:荷载: q=1.2*(11+0.55)= 13.86kN/mfql4/(150EI)13.86*3004/(150*6*103*2.81*105)0.44mmf0300/4000.75mm 合格(2)、横向方木检算横向方木搁置于间距90cm的纵向方木上,横向方木规格为100 mm *100mm,横向方木亦按连续梁考虑。荷载组合:q1=(1.2*(11+0.55)+1.4*(2.0+2.0+2.5)*0.3+6*0.1*0.1=6.95kN/m承载力计算:强度:Mmaxq1l2/106.95*0.62/100.252KN*mmaxMmax /W0.252*106/8.33*1043.0MPa0=10.8 MPa合格刚度:荷载: q=1.2*(11+0.55)*0.3= 4.16kN/mfql4/(150EI)4.16*9004/(150*9.9*103*8.33*106)0.34mmf0900/4002.25mm 合格(3)纵向方木检算纵向方木规格为10*15cm,立杆纵向间距为90cm。纵向方木按简支梁考虑,计算跨径为90cm。荷载组合:横向方木所传递给纵向方木的集中力为:箱底: P=6.9*0.9=6.21kN纵向方木自重:g6*0.1*0.150.09 kN/m承载力计算:力学模式:强度:按最大正应力布载模式计算:支座反力R(6.21*3+0.09*0.9)/2=9.36KN最大跨中弯距Mmax9.36*0.45-0.09*0.452/2-6.21*0.32.34KN.mmaxMmax /W2.34*106/3.75*1056.24MPa0=10.8 MPa合格刚度:按最大支座反力布载模式计算:集中荷载: P=(6.9*4-1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.9= 16.65kN/mfPl3/(48EI)+5ql4/(384EI)16.65*1000*9003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*9004/(384*9.9*103*2.81*107)0.9mmf0900/4002.25mm 合格(4)支架立杆计算每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算,忽略横向方木自重不计,则纵向方木传递的集中力(以跨度0.9米计算):P1=(1.2*(11+0.55)+1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.92 +0.09*0.9=21.31kN安全起见满堂式碗扣支架按10米高计,其自重为:g=10*0.235=2.35 KN单根立杆所承受的最大竖向力为:N=21.31+2.35=23.66 kN立杆稳定性:横杆步距为按1.2m计算,故立杆计算长度为1.2m。长细比=L/i=1200/15.78=7680,故=1.02-0.55((20)/100)2=0.513,则:N= A=0.513*489*215=53.93kNNN合格强度验算:aN/Aji=23.66*1000/489=48.38MPa a=140 MPa合格(5)地基承载力不需再进行验算。3.2.4翼缘板下支架检算由前面计算可知,翼缘板下方支架同箱梁底板(厚度为22cm)下支架,因此不再进行检算。3.2.5侧模检算侧模采用15 mm的竹胶板,横向背带采用间距0.2米的5*8cm方木,坚带采用间距0.6米的10*15cm方木。混凝土侧压力:PM=0.22t012v1/2式中:混凝土的自重密度,取25KN/m3;t0新浇混凝土的初凝时间,可采用t0200/(T+15),T为砼是温度,取5.7;1外加剂影响修正系数取1.2;2砼坍落度影响修正系数取1.15;v混凝土浇注速度(m/h),取0.4PM =0.22*25*5.7*1.2*1.15*0.41/2=27.36KN/m2有效压头高度:h= PM /=27.36/25=1.09振捣砼对侧面模板的压力:4.0 KPa水平荷载:q=1.2*27.36*1.09/2+1.4*4.0=23.49kN/m此水平力较底板竖向力少得多,侧模和纵横向背带以及斜撑钢管均可以满足要求不需再进行检算。另外为防止立柱钢管(弯压构件)失稳,需用通向箱梁中心方向的斜钢管(与多数立柱钢管连接以减少立柱钢管承受的水平荷载)与立柱钢管连接平衡其反力,从而保证支架水平方向稳定。3.3大明路跨线桥支架计算3.3.1荷载分析碗口式支架钢管自重,可按表1查取。钢筋砼容重按25kN/m3计算则:腹板和端、中横隔梁:252.7=67.5 KPa箱梁底板厚度为50cm:25(0.25+0.5)=18.75KPa模板自重(含内模、侧模及支架)以砼自重的5%计,则:腹板和端、中横隔梁:67.50.05=3.375 KPa箱梁底板厚度为50cm:18.750.05=0.938KPa施工人员、施工料具堆放、运输荷载: 2.0kPa倾倒混凝土时产生的冲击荷载: 2.0kPa振捣混凝土产生的荷载: 2.5kPa荷载组合计算强度:q=1.2(+)+1.4(+)计算刚度:q=1.2(+)3.3.2腹板和端、中横隔梁下方支架检算(1)、底模检算底模采用15 mm的竹胶板,直接搁置于间距L=20cm 的1010cm横向方木上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。荷载组合:q=1.2(67.5+3.375)+1.4(2.0+2.0+2.5)=94.15kN/m竹胶板(15 mm)截面参数及材料力学性能指标:承载力检算:强度:Mmax=ql2/10 = 94.150.20.2/10=0.376KN.M max= Mmax/W = 0.376106/3.75104=10.02MPa0=80 MPa合格刚度:荷载: q=1.2(67.5+3.375)= 85.05kN/mf =ql4/150 EI= 85.052004/15061032.81105=0.43mmf0=200/400=0.50mmf f0 合格(2)、横向方木检算横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100 mm 100mm,横向方木亦按连续梁考虑。荷载组合:q1 = 1.2(67.5+3.375)+1.4(2.0+2.0+2.5) 0.2+60.10.1= 18.89KN/M承载力计算:强度:Mmax=q1l2/10 = 18.890.63/10=0.408KN.mmax= Mmax/W = 0.408106/8.33106=4.9MPa0=10.8MPa合格刚度:荷载: q=1.2(67.5+3.375)0.2= 17.01kN/mf =ql4/150 EI= 17.016004/1509.91038.33106=0.27mmf0=600/400=1.5mmf f0 合格(3)纵向方木检算纵向方木规格为1015cm,腹板和端、中横隔梁下立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑,计算跨径为60cm。荷载组合:横向方木所传递给纵向方木的集中力为:箱底: P=18.850.6=11.31kN纵向方木自重:g60.10.150.09 kN/m承载力计算:力学模式:强度:按最大正应力布载模式计算:支座反力R(11.313+0.090.6)/2=16.99KN最大跨中弯距Mmax16.990.3-0.060.32/2-7.340.23.62KN.mmaxMmax /W3.62*106/3.75*1059.6MPa0=10.8 MPa合格刚度:按最大支座反力布载模式计算:集中荷载: P=11.31*4-1.4*(2.0+2.0+2.5)*0.6= 39.78kNfPl3/(48EI)+5ql4/(384EI)39.78*1000*6003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*6004/(384*9.9*103*2.81*107)0.64mmf0600/4001.5mm 合格(4)支架立杆计算每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算,忽略横向方木自重不计,则纵向方木传递的集中力(均以跨度0.6米计算):P1=(1.2*(67.5+3.375)+1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.6*0.6 +0.09*0.6=33.98kN安全起见满堂式碗扣支架按10米高计,其自重为:g=10*0.235=2.25 KN单根立杆所承受的最大竖向力为:N=33.98+2.25=36.23 kN立杆稳定性:横杆步距按1.2m计算,故立杆计算长度为1.2m。长细比=L/i=1200/15.78=7680,故=1.02-0.55((20)/100)2=0.513,则:N= A=0.513489215=53.93kNNN合格强度验算:aN/Aji=36.231000/489=74.09MPa a=140 MPa合格(5)地基承载力计算因支架底部通过底托(底调钢板为7cm7cm)坐在原有沥青砼路面上或硬化后的水泥混凝土路面上,另外承台基坑和原有绿化带范围内严格按规范和标准分层夯填,顶部浇筑15cmC15砼,因此基底承载力至少可以达到15 MPa。因此max=N/A=36.23103/0.072=7.4 MPa15 MPa 可以3.3.3箱梁底板下支架检算3.3.3.1箱梁顶板厚25cm,底板厚度50cm情况下支架检算(1)、底模检算底模采用15 mm的竹胶板,直接搁置于间距L=30cm的 10*10cm横向方木上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。荷载组合:q=1.2(18.75+0.938)+1.4(2.0+2.0+2.5)=32.73kN/m竹胶板(15 mm)截面参数及材料力学性能指标:W=bh2/6=1000*152/6=3.75104mm3I=bh3/12=1000*153/12=2.81105mm3竹胶板容许应力=80MPa,E=6103MPa。承载力检算:强度:Mmaxql2/1032.73*0.3*0.3/100.295KN*mmaxMmax /W0.295*106/3.75*1047.89MPa0=80 MPa合格刚度:荷载: q=1.2*(18.75+0.938)= 23.62kN/mfql4/(150EI)23.62*3004/(150*6*103*2.81*105)0.74mmf0300/4000.75mm 合格(2)、横向方木检算横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100 mm *100mm,横向方木亦按连续梁考虑。荷载组合:q1 = 1.2(18.75+0.938)+1.4(2.0+2.0+2.5) 0.2+60.10.1= 6.61KN/M承载力计算:强度:Mmax=q1l2/10 = 6.610.62/10=0.238KN.mmax= Mmax/W = 0.238106/8.33104=2.86MPa0 合格刚度:荷载: q=1.2(18.75+0.938)0.3= 7.088kN/mf =ql4/150 EI= 7.0886004/1509.91038.33106=1.15mmf0=600/400=1.5mmf f0 合格(3)纵向方木检算纵向方木规格为1015cm,立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑,计算跨径为60cm。荷载组合:横向方木所传递给纵向方木的集中力为:箱底: P=6.570.6=3.94kN纵向方木自重:g60.10.150.09 kN/m承载力计算:力学模式:强度:按最大正应力布载模式计算:支座反力R(3.943+0.090.6)/2=5.937KN最大跨中弯距Mmax5.9370.3-0.060.32/2-3.940.20.99KN.mmaxMmax /W0.99*106/3.75*1052.64MPa0=10.8 MPa合格刚度:按最大支座反力布载模式计算:集中荷载: P=(6.574-1.4(2.0+2.0+2.5)) 0.6= 10.308kN/mfPl3/(48EI)+5ql4/(384EI)10.308*1000*6003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*6004/(384*9.9*103*2

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