某公路跨线桥连续箱梁满堂支架计算

1、筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO M某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(JGJ130-2001某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、支架设计方案某公路跨线桥,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:(30m×4+(35m×8+(40m×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

2、,箱梁底宽12m,连续箱梁现浇支架拟采用48×3.5mm 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50×30cm 布置立杆,在两个中墩两侧各2m7m 长度范围内按照60×30cm(纵向×横向布置立杆,其余范围按照60×60cm 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。

3、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“某公路跨线桥现浇箱梁支架布置示意图”。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12×2.0=24,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50×30cm 布置考虑,钢筋砼重量以26KN/m 3 计每延米重量为:24×1×26=624 (KN 则单位面积承重为:q 1=624KN/(12×1=52 (KN/ 由于钢管布置为50cm×30cm,则单根承载力为:52

4、KN/×0.5×0.3=7.8 (KN/根 2、底模及内模构造荷载筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO M取 q 2=5KN/ 3、扣件式钢管支架自重(按9m 高度计算a、立杆自重(采用48×3.5mm 钢管单位重量为3.84kg/m q 31=0.0384KN/m×9m=0.313 (KN/根b、可调托座q 32=0.045KN/m×1 个=0.045 (KN/根c、横杆自重q 33=0.0384KN/m×8×0.8=0.246 (KN/根d、扣件自重直角扣件: q 34=0.0132KN/m×(8

5、5;2+3个=0.251 (KN/根对接扣件: q 35=0.0184KN/m×1 个=0.0184 (KN/根 所以扣件式钢管支架自重: q 3= q 31+ q 32+ q 33+ q 34+ q 35=0.313+0.045+0.246+0.251+0.184=1.039 (KN/根计,基于安全考虑,取5KN/ q 4=5KN/ 5、单根钢管设计轴向力荷载组合:施工恒载:N GK =(q 1+ q 2×0.5×0.3+ q 3=( 52+5×0.5×0.3+1.039 =9.589 (KN/根活荷载: N QK = q 4×0.

6、5×0.3=5×0.5×0.3=0.75 (KN/根轴向力:N=1.2 N GK +1.4N QK=1.2×9.589+1.4×0.75 =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3mm计,另外乘以0.75折减系数:A=423.9×0.75=318mm 2;回转半径:i=1.58cm 由于=l 0/i=(h+2a/i=(120+2×40/1.58=127筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO M查得=0.412N/(×A= 12557 /(0.412×318

7、 =95.84 MPa164Mpa(其中,Q235 钢管容许应力为205Mpa×80%=164 Mpa,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164/95.84=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

8、次不利荷载位置,该位置渐变长度为5.3m,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:12×2.0-(2.0-0.50-0.75×(12-0.8×2-1.0=16.95 1、支架布置以60×30cm 布置考虑,钢筋砼重量以26KN/ m 3 计每延米重量为:16.95×26×1=440.7 KN则单位面积承重为:q 1=440.7 (KN /m/12m=36.725KN/ 由于钢管布置为60cm×30cm,则单根承载力为: 36.725KN/×0.6×0.3=6.611

9、KN/根2、底模及内模构造荷载 q 2=5KN/ m 23、扣件式钢管支架自重(按9m 高度计算a、立杆自重(采用48×3.5mm 钢管单位重量为3.84kg/m q 31=0.0384KN/m×9m=0.3132KN/根筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO Mb、可调托座q 32=0.045KN/m×1 个=0.045KN/根 c、横杆自重q 33=0.0384KN/m×8×(0.6+0.3=0.276 KN/根 d、扣件自重直角扣件: q 34=0.0132KN/m×(8×2+3个=0.251 KN/根 对接扣件:

10、 q 35=0.0184KN/m×1 个=0.0184KN/根 所以扣件式钢管支架自重: q 3= q 31+ q 32+ q 33+ q 34+ q 35=0.313+0.045+0.276+0.251+0.184=1.069 KN/根5、荷载组合施工恒载:N GK =(q 1+ q 2×0.6×0.6+ q 3=( 36.725+5×0.6×0.3+1.069 =8.58KN/根活荷载:N QK = q 4×0.6×0.3=5×0.6×0.3=0.9 KN/根荷载组合: N=1.2 N GK +1.4

11、N QK=1.2×8.58+1.4×0.9=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3mm计,另外乘以0.75折减系数: A=423.9×0.75=318mm 2;回转半径:i=1.58cm 由于=l 0/i=(h+2a/i=(120+2×40/1.58=127 查得=0.412N/(×A= 11556 /(0.412×318=88.2 MPa164Mpa (Q235 钢管容许应力205Mpa×80%,80%为旧管疲劳折减系数筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO M根据以上计算可知,钢管立杆

12、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/个值为8.0KN,所以扣件抗滑符合要求,安全系数为: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:12×2.0-(2.0-0.47×(12-0.45×3+(0.

13、8×0.25×2+(0.25×0.25×2=8.23 ,该位置长度为22.8m。对该位置进行支架检算:1、支架布置以60×60cm 布置考虑,钢筋砼重量以26KN/ m 3 计每延米重量为:8.23×26×1=213.98KN则单位面积承重为:q 1=213.98 (KN /m/12m=17.832KN/由于钢管布置为60cm×60cm,则单根承载力为: 17.832KN/×0.6×0.6=6.419KN/根2、底模及内模构造荷载 q 2=5KN/ m 23、扣件式钢管支架自重(按9m 高度计算

14、a、立杆自重(采用48×3.5mm 钢管单位重量为3.84kg/m q 31=0.0384KN/m×9m=0.3132KN/根b、可调托座q 32=0.045KN/m×1 个=0.045KN/根 c、横杆自重q 33=0.0384KN/m×8×(0.6+0.6=0.369 KN/根筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO Md、扣件自重直角扣件: q 34=0.0132KN/m×(8×2+3个=0.251 KN/根 对接扣件: q 35=0.0184KN/m×1 个=0.0184KN/根 所以扣件式钢管支架自重:

15、 q 3= q 31+ q 32+ q 33+ q 34+ q 35=0.313+0.045+0.369+0.251+0.184 =1.162 KN/根q 4=5KN/ 5、荷载组合施工恒载:N GK =(q 1+ q 2×0.6×0.6+ q 3=( 17.832+5×0.6×0.6+1.162 =9.382KN/根活荷载:N QK = q 4×0.6×0.6=5×0.6×0.6=1.8 KN/根荷载组合: N=1.2 N GK +1.4N QK=1.2×9.382+1.4×1.8 =13.7

16、78 KN/根6、钢管支架的稳定性检算单根钢管截面面积(按壁厚3mm计,另外乘以0.75折减系数:A=423.9×0.75=318mm 2;回转半径:i=1.58cm 由于=l 0/i=(h+2a/i=(120+2×40/1.58=127 查得=0.412N/(×A= 13778 /(0.412×318=105.2 MPa164Mpa(Q235 钢管容许应力205Mpa×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

17、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,现我部筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO M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/个四、纵横木楞力学验算纵横向木楞采用10×10cm方木,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/m, 顺纹抗剪f v =1.4(N/m,横纹局部承压f c 90=2.9(N/m,弹性模量E=10000(N/m,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

18、折减系数为0.8。A=100cm 2,I=833cm 4,Wa =167cm 3。(一最不利荷载位置计算1、箱梁混凝土荷载:支架布置以50×30cm 布置考虑,钢筋砼重量以26KN/m 3 计 每延米重量为:24×1×26=624 (KN则单位面积承重为:q 1= 624KN/(12×1=52 (KN/2、施工荷载a、底模及内模构造荷载 取 q 2=5KN/ m 2b、其他活荷载取 q 4=5KN/ 3、荷载组合,由于钢管布置为50cm×30cm,则q=q1+q2+q4=(52+5+5×0.3=18.6 (KN/m 即 q=18.6&

19、#215;1000 =1.86×104(N/m 4、木楞跨中弯矩M max =ql 2/8=1.86×104×0.52/8=581.3 (N·m 5、弯应力筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO Mm =M/W a =581.3/(167/1000000=3.48×106(N/ 即 m =3.48×106/1000000=3.48(N/mf m =9.36(N/m 其中: f m =13×0.9×0.8=9.36 安全系数为:9.36/3.48=2.68 6、局部承压力荷载: q×0.5/2=1.86

20、×104×0.5/2=4650 (N成压应力:4650/(100×100=0.465(N/mm 2 f c 90=2.088(N/mm 2其中:f c 90=2.9×0.8×0.9=2.088(N/mm 2安全系数:2.088/0.465=4.4 7、剪应力验算 荷载:4650 (N剪应力:4650/(100×100=0.465 (N/ mm 2 f v =1.008 (N/m其中:f v =1.4×0.8×0.9=1.008 (N/m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60

21、×30cm 布置考虑,钢筋砼重量以26KN/ m 3 计每延米重量为:16.95×26×1=440.7 KN则单位面积承重为:q 1=440.7 (KN /m/12m=36.725 KN/2、施工荷载a、底模及内模构造荷载 取 q 2=5KN/ m 2b、其他活荷载 取 q 4=5KN/ 3、荷载组合,由于钢管布置为60cm×30cm,则q=q1+q2+q4=(36.725+5+5×0.3=14.02 (KN/m 即 q=14.02×1000筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO M=1.402×104(N/m 4、木楞

22、跨中弯矩M max =ql 2/8=1.402×104×0.62/8=630.9 (N·m 5、弯应力m =M/W a =630.9/(167/1000000=3.778×106(N/ 即 m =3.778×106/1000000=3.778(N/mf m =9.36(N/m 其中: f m =13×0.9×0.8=9.36 安全系数为:9.36/3.778=2.4 6、局部承压力荷载: q×0.6/2=1.402×104×0.6/2=4206 (N成压应力:4206/(100×100

23、=0.421(N/mm 2 f c 90=2.088(N/mm 2 其中:f c 90=2.9×0.8×0.9=2.088(N/mm 2 安全系数:2.088/0.421=4.97、剪应力验算荷载:4206 (N剪应力:4206/(100×100=0.421 (N/ mm 2 f v =1.008 (N/m其中:f v =1.4×0.8×0.9=1.008 (N/m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50×60cm 布置考虑,钢筋砼重量以26KN/ m 3计每延米重量为:8.23×

24、26×1=215.8 KN则单位面积承重为:q 1=215.8 (KN /m/12m=17.98 KN/2、施工荷载a、底模及内模构造荷载 取 q 2=5KN/ m 2筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO Mb、其他活荷载 取 q 4=5KN/ 3、荷载组合,由于钢管布置为60cm×60cm,则q=q1+q2+q4=(17.98+5+5×0.6=16.788 (KN/m 即 q=16.788×1000 =1.788×104(N/m 4、木楞跨中弯矩M max =ql 2/8=1.788×104×0.62/8=804.6

25、 (N·m5、弯应力m =M/W a =804.6/(167/1000000=4.818×106(N/ 即 m =4.818×106/1000000=4.818(N/mf m =9.36(N/m 其中: f m =13×0.9×0.8=9.36 安全系数为:9.36/4.818=1.9 6、局部承压力荷载: q×0.6/2=1.788×104×0.6/2=5364 (N成压应力:5364/(100×100=0.536(N/mm 2 f c 90=2.088(N/mm 2其中:f c 90=2.9×

26、;0.8×0.9=2.088(N/mm 2安全系数:2.088/0.536=3.8 7、剪应力验算 荷载:5364 (N剪应力:5364/(100×100=0.5364 (N/ mm 2 f v =1.008 (N/m其中:f v =1.4×0.8×0.9=1.008 (N/m 安全系数:1.008/0.4740=2.0五、地基承载力计算筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO M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 N GK +1.4N QK=1.2×9.589+1.4×0.75 =12.557 KN

27、/根 (KN/根由于钢管以50×30cm 布置,单位面积荷载为:12.557/(0.5×0.3=83.7 (KN/ 即为:83.7×1000/(1000×1000=0.084 (N/m 或: 83.7×1000/(9.8×100×100=0.85 (kg/cm 2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跨跨某公路,路面净宽12m ,与桥轴线左交角65o ,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长45号工字钢,跨度按8m设计,立柱用400mm直缝焊接钢管,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80cm×80cm 截面C25混凝土梁,基础120cm×40cm截面C20混凝土基础。(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