公路跨线桥连续箱梁满堂支架计算

1、公路跨线桥连续箱梁满堂支架计算一、计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)上海市工程建设规范钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程(DG/TJ08-016-2004)二、支架设计方案公路跨线桥，桥面全宽34.5m,分左右幅，半幅桥宽16.75m,箱梁与桥面同宽， 共分为3联：(30mx 4) +(35mX 8)+(40m X 2+25m),第一联、第三联设计为现浇预应力 连续箱梁，第二联设计为预制安装组合箱梁，第一联梁高1.7m,第二联梁高1.8m,第三联梁高2.0m。第一联、第三联现浇箱梁设计为半幅单箱双室，箱梁底宽 12m连续 箱梁现浇支架拟采用 48X3.5

2、mm扣件式钢管支架，支架高度为59m。第三联1215号敦，在13、14号中墩两侧各2m长度范围按照50X 30cm布置立 杆，在两个中墩两侧各2m7m长度范围内按照60x 30cm (纵向X横向)布置立杆， 其余范围按照60X 60cm布置立杆。12、15号墩是现浇梁端部，靠近墩的位置按13、 14号中墩一侧的尺寸布置立杆。水平横杆按照120cm 步距布置，中间纵横向每5m 在横断面设连续剪刀撑，两侧面及端面分别设置剪刀撑，每4.5m 高设置一道水平剪刀撑。竖向调节钢管扣件全部采用 3 个扣件扣住。为了保证扣件的受力满足设计及规范要求，均需在方木下添加一根纵向钢管。具体详见“公路跨线桥现浇箱梁

3、支架布置示意图”。三、支架力学验算(一)、最不利荷载位置计算综合考虑该跨连续梁的结构形式，在中墩的位置最重，按箱梁底宽计算，该断面面积为12X2.0=24 m2，该位置长度为2.0 m。对该位置进行支架检算：1、支架布置以50X 30cm布置考虑，钢筋碎重量以26KN/m3计每延米重量为：24 X 1 X 26=624(KN )则单位面积承重为：q1=624KN/ (12X1) =52(KN/ m2)由于钢管布置为50cm x 30cm,则单根承载力为：52 KN/ m2 X0.5X0.3=7.8(KN/根)2、底模及内模构造荷载取 q2=5KN/ m23、扣件式钢管支架自重（按 9m 高度计

4、算 ）a、立杆自重（采用 48 x 3.5mm钢管单位重量为3.84kg/m）q3i=0.0384KN/m X9m=0.313（KN/根）b、可调托座q32=0.045KN/m X 1 个=0.045（KN/根）c、横杆自重q33=0.0384KN/m X 8 X 0.8 =0.246（KN/根）d、扣件自重直角扣件：q34=0.0132KN/mX （8X2+3）个=0.251（KN/根）对接扣件：q35=0.0184KN/mX 1 个=0.0184（KN/根）所以扣件式钢管支架自重: q3= q31+ q32+ q33+ q34+ q35=0.313+0.045+0.246+0.251+0.

5、184=1.039（KN/根）4、施工活荷载（参照规范4.2.2 表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以3KN/itf计，基于安全考虑，取5KN/ m2）q4=5KN/ m25、单根钢管设计轴向力荷载组合：施工恒载：NGK=（q1+ q2）x 0.5X 0.3+ q3=（52+5）X0.5X 0.3+1.039=9.589（KN/ 根）活荷载：Nqk= q4 x 0.5X 0.3=5X 0.5X 0.3=0.75（KN/ 根）轴向力：N=1.2 NGK+1.4NQK=1.2X9.589+1.4X 0.75=12.557（KN/根）6、钢管支架的稳定性检算单根钢管截面面积（由于是旧管，按壁厚 3

6、mrmh另外乘以0.75折减系数）：A=423.9X0.75=318rmm；回转半径：i=1.58cm由于人=lo/i=(h+2a)/i=(120+2 X 40)/1.58=127查得小=0.412N/(|)XA)= 12557 /(0.412X318)=95.84 MPa<164Mpa(其中，Q235钢管容许应力为205MpaX80% =164 Mpa, 80%日管疲劳折减系数)根据以上计算可知，钢管立杆的稳定性符合要求，安全系数164/95.84=1.7 ，其中未计算剪刀撑重量。7、扣件受力分析对于底板及腹板位置钢管均采用搭接控制标高，主要依靠扣件进行受力，现我部施工的搭接全部采用三

7、扣件搭接，现对扣件抗滑力进行验算：从整体验算结果可知：单根钢管承载力为：12.557KN/根单个扣件受力为：12.557/3=4.2 KN/个根据<<扣件式规范表5.1.7 中知：直角扣件、旋转扣件(抗滑)承载力设计值为8.0KN,所以扣件抗滑符合要求，安全系数为：8/4.2=1.9。(二)次不利荷载位置计算距墩轴线1米为次不利荷载位置，该位置渐变长度为5.3 m， 与跨中截面相接，按最大荷载对该位置进行支架检算，仍按箱梁底宽计算，该断面面积为：12X2.0- (2.0-0.50-0.75 ) 乂 (12-0.8X2-1.0)=16.95 m21、支架布置以60X 30cm布置考虑

8、，钢筋碎重量以26KN/ m3计每延米重量为：16.95 X26X1=440.7 KN则单位面积承重为：q1=440.7 (KN /m)/12m=36.725KN/ m2由于钢管布置为60cm x 30cm,则单根承载力为：36.725KN/ m2 X 0.6 乂 0.3=6.611KN/根2、底模及内模构造荷载q2=5KN/ m23、扣件式钢管支架自重(按 9m 高度计算 )a、立杆自重(采用 48 x 3.5mm钢管单位重量为3.84kg/m)q3i=0.0384KN/m X 9m=0.3132KN/根b、可调托座q32=0.045KN/m 义 1 个=0.045KN/根c、横杆自重q33

9、=0.0384KN/mX8X ( 0.6+0.3 ) =0.276 KN/根d、扣件自重直角扣件：q34=0.0132KN/mX (8X2+3)个=0.251 KN/根对接扣件：q35=0.0184KN/mX 1 个=0.0184KN/根所以扣件式钢管支架自重: q3= q31+ q32+ q33+ q34+ q35=0.313+0.045+0.276+0.251+0.184=1.069 KN/根4、施工活荷载(参照规范4.2.2 表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以3KN/m2计，基于安全考虑，取5KN/ m2)q4=5KN/ m25、荷载组合施工恒载：NGK=(q1+ q2)x 0.6X

10、 0.6+ q3二(36.725+5)X 0.6X 0.3+1.069=8.58KN/根活荷载：Nqk= q4X 0.6X0.3=5X 0.6X 0.3=0.9 KN/根荷载组合：N=1.2 NGK+1.4NQK=1.2X8.58+1.4X 0.9=11.556KN/根6、钢管支架的稳定性检算单根钢管截面面积(按壁厚3mmh另外乘以0.75折减系数)：A=423.9X0.75=318mm；回转半径：i=1.58cm由于人=l0/i=(h+2a)/i=(120+2 X 40)/1.58=127查得小=0.412N/(|)XA尸 11556 /(0.412X318)=88.2 MPa< 16

11、4Mpa (Q235 钢管容许应力 205MpaX 80%, 80%为旧管疲劳折减系数)根据以上计算可知，钢管立杆的稳定性符合要求，安全系数164/88.2=1.8 ， 其中未计算剪刀撑重量、风力和混凝土倾倒冲击力的影响。7、扣件受力分析对于底板及腹板位置钢管均采用搭接控制标高，主要依靠扣件进行受力，现我部施工的搭接全部采用三扣件搭接，现对扣件抗滑力进行验算：从整体验算结果可知：单根钢管承载力为：11.556 KN/根单个扣件受力为：11.556/3=3.9 KN/个根据<<扣件式规范表5.1.7 中知：直角扣件、旋转扣件(抗滑)承载力设计值为8.0KN,所以扣件抗滑符合要求，安全

12、系数为：8/3.9=2.0。(三)、一般不利荷载位置计算中跨中部为一般不利位置仍按箱梁底宽计算，该断面面积为：12X2.0- (2.0-0.47 )义(12-0.45 X 3) + (0.8 X0.25 X2) + (0.25 X0.25X2)=8.23 m2,该位置长度为22.8 m。对该位置进行支架检算：1、支架布置以60X60cm布置考虑，钢筋碎重量以26KN/ m3计每延米重量为：8.23 X 26X 1=213.98KN则单位面积承重为：q1=213.98 (KN /m)/12m=17.832KN/ m2由于钢管布置为60cm x 60cm,则单根承载力为：17.832KN/ nfx

13、0.6X0.6=6.419KN/根2、底模及内模构造荷载q2=5KN/ m23、扣件式钢管支架自重(按 9m 高度计算 )a、立杆自重(采用 48 x 3.5mm钢管单位重量为3.84kg/m)q31=0.0384KN/m 乂 9m=0.3132KN/根b、可调托座q32=0.045KN/m X 1 个=0.045KN/根c、横杆自重q33=0.0384KN/mX8X ( 0.6+0.6 ) =0.369 KN/根d、扣件自重直角扣件：q34=0.0132KN/mX (8X2+3)个=0.251 KN/根对接扣件：q35=0.0184KN/mX 1 个=0.0184KN/根所以扣件式钢管支架自

14、重: q3= q31+ q32+ q33+ q34+ q35=0.313+0.045+0.369+0.251+0.184=1.162KN/根4、施工活荷载(参照规范 4.2.2 表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以3KN/m2计，基于安全考虑，取5KN/ m2)q4=5KN/ m25、荷载组合施工恒载：NGK=(q1+ q2)x 0.6X 0.6+ q3二(17.832+5) X 0.6X 0.6+1.162=9.382KN/根活荷载：Nqk= q4X 0.6X0.6=5X 0.6X 0.6=1.8 KN/根荷载组合：N=1.2 NGK+1.4NQK=1.2X9.382+1.4X 1.8=1

15、3.778 KN/根6、钢管支架的稳定性检算单根钢管截面面积(按壁厚3mmh另外乘以0.75折减系数)：A=423.9X0.75=318mm；回转半径：i=1.58cm由于人=l°/i=(h+2a)/i=(120+2 X 40)/1.58=127查得小=0.412N/(|)XA)= 13778 /(0.412X318)=105.2 MPa<164Mpa(Q235 车冈管容许应力 205MpaX 80% , 80%为旧管疲劳折减系数)根据以上计算可知，钢管立杆的稳定性符合要求，安全系数164/105.2=1.5 ，其中未计算剪刀撑重量、风力和混凝土倾倒冲击力的影响。7、扣件受力分

16、析对于底板及腹板位置钢管均采用搭接控制标高，主要依靠扣件进行受力，现我部施工的搭接全部采用三扣件搭接，现对扣件抗滑力进行验算：从整体验算结果可知：单根钢管承载力为：13.778 KN/根单个扣件受力为：13.778/3=4.6 KN/个根据 <<扣件式规范表5.1.7 中知：直角扣件、旋转扣件(抗滑)承载力设计值为8.0KN,所以扣件抗滑符合要求，安全系数为： 8/4.6=1.7。四、纵横木楞力学验算纵横向木楞采用10Xl0cmmJ木，材质为松木，按较低强度等级TC13取职，抗弯允 许应力f m=13(N/mni2),顺纹抗剪f v=1.4(N/m叫，横纹局部承压fc90=2.9

17、(N/m而), 弹性模量E=10000 (N/mnf),露天折减系数为0.9,在生产性高温影响下，木材表面 温度达4050折减系数为0.8。 A=100cm2,I=833cm4,Wa =167cm3 。(一)最不利荷载位置计算1、箱梁混凝土荷载：支架布置以50X 30cm布置考虑，钢筋碎重量以26KN/m3计每延米重量为：24 X 1 X 26=624(KN )则单位面积承重为：qi= 624KN/ (12X1) =52(KN/ m2)2、施工荷载a、底模及内模构造荷载取 q2=5KN/ m 2b 、其他活荷载取 q4=5KN/ m23、荷载组合，由于钢管布置为50cm x 30cm,则q=q

18、1+q2+q4=(52+5+5)X 0.3=18.6 (KN/m)即 q=18.6 X1000=1.86 X 104 (N/m)4、木楞跨中弯矩MU=ql 2/8=1.86 X 104 X 0.5 2/8=581.3 (N - m)5、弯应力(Tm=M/W=581.3/(167/1000000)=3.48 X 106 (N/ m2) 6即 6 m =3.48 X 10/1000000=3.48(N/mnf) < fm=9.36 (N/mnf)其中：f m=13X 0.9 x 0.8=9.36安全系数为：9.36/3.48=2.686、局部承压力荷载：q X 0.5/2=1.86 X 10

19、4X0.5/2=4650(N)成压应力：4650/ (100X 100) =0.465 (N/mr2i) < f c90=2.088 (N/mr其中：f c90=2.9X 0.8 X 0.9=2.088 (N/mrh安全系数：2.088/0.465=4.47、剪应力验算荷载： 4650 ( N)2男应力：4650/ (100X100) =0.465(N/ mm) < f v=1.008 (N/m m2)其中：fv=1.4 X 0.8 X 0.9=1.008 (N/m m2)安全系数：1.008/0.465=2.1(二)次不利荷载位置计算1、支架布置以60X 30cm布置考虑，钢筋碎

20、重量以26KN/ m3计每延米重量为：16.95 X26X1=440.7 KN则单位面积承重为：q1=440.7 (KN /m)/12m=36.725KN / m22、施工荷载a、底模及内模构造荷载取q2=5KN/ m 2b 、其他活荷载取 q4=5KN/ m23、荷载组合，由于钢管布置为60cmx 30cm,则q=q1+q2+q4= (36.725+5+5) X 0.3=14.02 (KN/m)即 q=14.02 X1000=1.402 X 104 (N/m)4、木楞跨中弯矩MU=ql 2/8=1.402 X 104 X 0.6 2/8=630.9 (N - m)5、弯应力6/70=630.

21、9/(167/1000000)=3.778 X106 (N/ m2)6 即 * =3.778 X 10/1000000=3.778(N/mnf) < fm=9.36 (N/mnf)其中：f m=13X 0.9 x 0.8=9.36安全系数为：9.36/3.778=2.46、局部承压力荷载：q X 0.6/2=1.402 X 104X0.6/2=4206(NJ)成压应力：4206/ (100X 100) =0.421 (N/mmi) < f c90=2.088 (N/mrm)其中：f c90=2.9X 0.8 X 0.9=2.088 (N/mrm)安全系数：2.088/0.421=4

22、.97、剪应力验算荷载： 4206 ( N)剪应力：4206/ (100X 100) =0.421(N/ mm2) < f v=1.008 (N/m m2)其中：fv=1.4 X 0.8 X 0.9=1.008 (N/m m2)安全系数：1.008/0.421=2.3(三)一般不利荷载位置计算1、支架布置以50X 60cm布置考虑，钢筋碎重量以26KN/ m3计每延米重量为：8.23 X26X 1=215.8 KN则单位面积承重为：q1=215.8 (KN /m)/12m=17.98 KN/ m22、施工荷载a、底模及内模构造荷载取q2=5KN/ m 2b 、其他活荷载取 q4=5KN/

23、 m23、荷载组合，由于钢管布置为60cm x 60cm,则q=q1+q2+q4=( 17.98+5+5) X 0.6=16.788 (KN/m)即 q=16.788 X1000=1.788 X 104 (N/m)4、木楞跨中弯矩Mma户ql 2/8=1.788 X 104 X 0.6 2/8=804.6 (N - m)5、弯应力(T m=M/VO=804.6/(167/1000000)=4.818 X106 (N/ m2)6即 (Tm =4.818 X 10/1000000=4.818(N/mnf) < fm=9.36 (N/mnf)其中：f m=13X 0.9 X 0.8=9.36安

24、全系数为：9.36/4.818=1.96、局部承压力荷载：q X 0.6/2=1.788 X 104X0.6/2=5364(NJ)成压应力：5364/ (100X 100) =0.536 (N/mmi) < f c90=2.088 (N/mrm)其中：f c90=2.9X 0.8 X 0.9=2.088 (N/mrm)安全系数：2.088/0.536=3.87、剪应力验算荷载： 5364 ( N)剪应力：5364/ (100X 100) =0.5364(N/ mm2) < f v=1.008 (N/m m2)其中：fv=1.4 X 0.8 X 0.9=1.008 (N/m m2)安

25、全系数：1.008/0.4740=2.0五、地基承载力计算按最不利位置计算荷载组合，单根钢管轴向力为：荷载组合：N=1.2 NGK+1.4NQK=1.2X 9.589+1.4X 0.75=12.557 KN/根(KN/B)由于钢管以50X 30cm布置，单位面积荷载为：12.557/(0.5 X0.3) =83.7(KN/m2)即为：83.7 X1000/ (1000X 1000) =0.084 (N/m m2)或：83.7 X 1000/ (9.8 X 100X 100) =0.85(kg/cm2)通过处理地基，承载力可以满足要求。六、跨公路门架计算第三联第14跨跨公路，路面净宽12m,与桥

26、轴线左交角65°,路面纵坡约2%,桥 两边缘范围内高差0.8m ,半幅0.4m。门架设计初步拟定：大梁用9m£45号工字钢， 跨度按8nmi计，立柱用力400mm(缝焊接钢管，壁厚8mm高度4, 5m ,立柱上横梁用 32号槽钢2根扣面焊接成矩形截面。门架立柱地梁初步拟定 80cmx 80cm截面C25昆凝 土梁，基础120cmX 40cmt面C20昆凝土基础。(一)、最不利荷载位置计算综合考虑该跨连续梁的结构形式，在梁肋板的位置最重，梁高为2.0m。 对梁肋下工字钢进行检算：1、丛梁布置以支架对应30cm句距考虑，钢筋碎重量以26KN/m计每单位面积重量为：2X 1 X2

27、6=52(KN/ m2)由于丛梁布置间距为30cm,则则单根工字钢承重荷载为：q1=52 KN / m2 X 0.3=15.6(KN/mj)2、底模及内模构造荷载取 q2=5KN/ m23、扣件式钢管支架重(支架布置60cmx 30cmW置，高度1m, 2层纵横水平杆，一个顶托 )a、一处立杆重(采用 48X3.5mm钢管单位重量为3.84kg/m)q3i=0.0384KN/m X 1m=0.0384（KN/1 处）b、可调托座q32=0.045KN/m X 1 个=0.045（KN/1 处）c、横杆重q33=0.0384KN/m X 2 X 0.9 =0.69（KN/1 处）d、扣件重直角扣

28、件：q34=0.0132KN/个 X2个=0.251（KN/1 处）所以扣件式钢管支架重：q3= q31+ q32+ q33+ q34=0.0384+0.045+0.069+0.251=0.4034（KN/根）4、施工活荷载（参照规范4.2.2表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以 3KN/itf计，基于安全考虑，取5KN/ m2）q4=5KN/ m25、工字钢自重 q5=6、单根工字钢承受荷载：荷载组合：施工恒载:NGK=q1+ q2X 0.6X 0.3+ q3 /0.6+ q5=52+5X 0.5X 0.3+0.4034/0.6+=53.422（KN/项活荷载:Nqk= q4X0.6X 0

29、.3=5X0.6X 0.3=0.9（ KN/nj）每米荷载：N=1.2 Ngk+1.4Nqk=1.2X53.422+1.4X 0.9=65.366（KN/nj）序号构件类别计算内容计 算公式备 注1轴心受 拉构件强 度摩擦型高强度螺栓连接处:。二(1-。，5强4/2轴心受 压构件强 度同轴心受拉构件稳 定(实腹式)(pA格构式构件对虚轴的长细 比应取换算长细比剪力应能承受下式计算的剪力：V0伍85 V 235格构式构件，剪力V应 由承受该剪力的级材面分担3受弯构件抗弯强度(主平 面内实腹构件)工 + 旦 vr 出血抗剪强度(主平 面内实腹构件)仔局部承压强度 (腹部计算高 度上边缘)当梁上翼缘

30、受有沿腹板平面作用的集中荷教，且 该荷教处又未设置支承加劲肋时：整体稳定(1)在最大刚度主平面内受弯的构件： 皿Vf(2)在两个主平面受弯的工字形或H形截面构件： 工 +旦 Vf PbWx 7严y7局部稳定对组合梁的腹板(1)当口480，235/y时：对无局部压应力的 1W梁，可不配置加劲肋；对有局部压应力的梁，宜按 构造配置横向加劲肋(2)当>80,235/6时：应配置或向加劲肋，并计算加劲肋的间距(3)当4>170，235y (受压翼缘扭转受到约 * W束)或？ >150，235/6(受压翼缘扭转未受到 约束时)：应配置横向加劲肋和在弯曲应力较大区 格的受压区配置纵向加劲

31、肋，必要时尚应在受压区 配置短加劲肋，并计算加劲肋的间距(4)任何情况下，ho/均不应超过250，235/fy (5)在梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载 处，宜设置支承加劲助注：表中符号N轴心拉力或轴心压力；An净截面面积；f钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值；n在节点或拼接处，构件一端连接的高强度螺栓数；口一所计算截面（最外列螺栓处）上高强度螺栓数；A构件的毛截面面积；（P轴心受压构件的稳定系数（取截面两主轴稳定系数中的较小者）；八一钢材的屈服强度；.Mx、My绕h轴、y轴的弯矩；Wm W”对1轴、轴的净截面抵抗矩；人、Ty截面塑性发展系数（I字形截面力=1-05, ry=1.20;对箱形截面九=八二1.（V计算截面沿腹板平面作用的剪力；S计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩；I毛截面惯性矩；u腹板厚度；久钢材的抗剪强度设计值；F集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数；”一集中荷载增大系数，对重级工作制吊车梁3=1.35,其他梁3=1.0；lz集中荷载在腹