现浇箱梁满堂式碗扣支架计算

1、中交第一公路工程局有限公司CCCC FIRST HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD现浇箱梁满堂式碗扣支架设计计算 编 制： 复 核： 审 核： 辽宁中部环线高速公路铁岭至本溪段第四合同段二一七年三月 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc479084335 1设计依据及参数 PAGEREF _Toc479084335 h 1 HYPERLINK l _Toc479084336 1.1设计依据 PAGEREF _Toc479084336 h 1 HYPERLINK l _Toc479084337 1.2主要参数 PAGEREF _Toc479

2、084337 h 1 HYPERLINK l _Toc479084338 2 模板设计 PAGEREF _Toc479084338 h 2 HYPERLINK l _Toc479084339 2.1底模 PAGEREF _Toc479084339 h 2 HYPERLINK l _Toc479084340 2.2侧模 PAGEREF _Toc479084340 h 3 HYPERLINK l _Toc479084341 3 支架设计 PAGEREF _Toc479084341 h 3 HYPERLINK l _Toc479084342 4 荷载分析 PAGEREF _Toc479084342

3、h 3 HYPERLINK l _Toc479084343 4.1单位面积竖向荷载 PAGEREF _Toc479084343 h 3 HYPERLINK l _Toc479084344 4.1.1恒载 PAGEREF _Toc479084344 h 4 HYPERLINK l _Toc479084345 4.1.2活载 PAGEREF _Toc479084345 h 4 HYPERLINK l _Toc479084346 4.1.3竖向荷载组合 PAGEREF _Toc479084346 h 4 HYPERLINK l _Toc479084347 4.2单位面积水平荷载 PAGEREF _T

4、oc479084347 h 5 HYPERLINK l _Toc479084348 4.2.1模板侧压力 PAGEREF _Toc479084348 h 5 HYPERLINK l _Toc479084349 4.2.2倾倒振捣荷载 PAGEREF _Toc479084349 h 6 HYPERLINK l _Toc479084350 4.2.3水平荷载组合 PAGEREF _Toc479084350 h 6 HYPERLINK l _Toc479084351 5 模板及支架验算 PAGEREF _Toc479084351 h 6 HYPERLINK l _Toc479084352 5.1底模

5、验算 PAGEREF _Toc479084352 h 6 HYPERLINK l _Toc479084353 5.1.1竹胶合板强度计算 PAGEREF _Toc479084353 h 6 HYPERLINK l _Toc479084354 5.1.2底板下分配梁验算 PAGEREF _Toc479084354 h 7 HYPERLINK l _Toc479084355 5.1.3腹板下分配梁验算 PAGEREF _Toc479084355 h 9 HYPERLINK l _Toc479084356 5.1.4翼板下竹胶板 PAGEREF _Toc479084356 h 10 HYPERLIN

6、K l _Toc479084357 5.1.5翼板下分配梁验算 PAGEREF _Toc479084357 h 11 HYPERLINK l _Toc479084358 5.2碗扣支架的间距选择和杆件计算 PAGEREF _Toc479084358 h 12 HYPERLINK l _Toc479084359 5.2.1碗扣支架的间距选择 PAGEREF _Toc479084359 h 13 HYPERLINK l _Toc479084360 5.2.2杆件计算 PAGEREF _Toc479084360 h 13 HYPERLINK l _Toc479084361 5.3地基承载力验算 PA

7、GEREF _Toc479084361 h 14 HYPERLINK l _Toc479084362 5.3.1地基处理方式 PAGEREF _Toc479084362 h 14 HYPERLINK l _Toc479084363 5.3.2砼表面压力计算 PAGEREF _Toc479084363 h 14 HYPERLINK l _Toc479084364 5.3.3砼底面压力计算 PAGEREF _Toc479084364 h 14 HYPERLINK l _Toc479084365 5.3.4基地处理 PAGEREF _Toc479084365 h 14 HYPERLINK l _To

8、c479084366 5.4侧模板验算 PAGEREF _Toc479084366 h 14 HYPERLINK l _Toc479084367 5.4.1模板设计 PAGEREF _Toc479084367 h 14 HYPERLINK l _Toc479084368 5.4.2面板检算 PAGEREF _Toc479084368 h 14 HYPERLINK l _Toc479084369 5.4.3竖肋检算 PAGEREF _Toc479084369 h 15 HYPERLINK l _Toc479084370 5.4.4横肋检算 PAGEREF _Toc479084370 h 16 H

9、YPERLINK l _Toc479084371 5.4.5对拉螺杆检算 PAGEREF _Toc479084371 h 16 HYPERLINK l _Toc479084372 5.5内模检算 PAGEREF _Toc479084372 h 17 HYPERLINK l _Toc479084373 5.5.1竹合板检算 PAGEREF _Toc479084373 h 17 HYPERLINK l _Toc479084374 5.5.2横向分配梁检算 PAGEREF _Toc479084374 h 18 HYPERLINK l _Toc479084375 5.5.3纵向梁检算 PAGEREF

10、_Toc479084375 h 18 HYPERLINK l _Toc479084376 5.5.4顶板下杆件计算 PAGEREF _Toc479084376 h 19 HYPERLINK l _Toc479084377 6计算结论 PAGEREF _Toc479084377 h 19 现浇箱梁满堂式碗扣支架设计计算1设计依据及参数1.1设计依据1.1.1辽宁中部环线高速公路铁岭至本溪段第四合同段图纸1.1.2钢结构设计规范GB50017-20031.1.3混凝土结构设计规范GB50010-20101.1.4木结构设计规范GB50005-20031.1.5混凝土模板用胶合板GB/T17656-

11、20081.1.6公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-20111.1.7建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范JGJ166-20081.1.8建筑施工模板安全技术规范JGJ162-20081.1.9路桥施工计算手册（人民交通出版社）1.1.10钢结构施工及验收规范GB50205-95 1.1.11公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-20041.1.12建筑结构荷载规范GB50009-20121.2主要参数（1）采用483.5mm的钢管，材料特性及截面特性如下表1.2-1 钢管的强度和弹性模量Q235 A3钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值（Mpa）205弹性模板量E（Mpa）2.0610

12、5表1.2-2钢管截面特性外径F（mm）壁厚t（mm）截面面积A（cm2）截面惯性矩I（cm4）截面模量W（cm3）回转半径i（cm）483.54.89312.685.231.58（2）钢筋混凝土重度c=26KN/m3 (路桥施工计算手册P172)表1.2-3 混凝土重度钢筋混凝土（以体积计算的含筋率）KN/m32%2%2526（3）容许挠度结构表面外露模板=L/400结构表面隐蔽模板=L/250支架受载后挠曲杆件（横梁、纵梁），其弹性挠度值为相应结构计算跨径的1/400模板在自重和风荷载等作用下的抗倾覆系数稳定性不小于1.3（4）恒载系数1.2，活载系数1.4表1.2-4 荷载分项系数序号荷

13、载类别i（1）模板、方木、支架等自重1.2（2）钢筋混凝土自重1.2（3）施工人员及施工机具运输或堆放的荷载1.4（4）倾倒混凝土时产生的竖向荷载1.4（5）振捣混凝土时产生的竖向荷载1.4（6）雪荷载、冬季保温设施荷载等（5）模板重量2.5KN/m2，（引用施工临时支撑结构专项技术方案-刘东跃主编P278）2 模板设计2.1底模底模由上至下为竹胶板（=15mm），底板下采用108cm方木作为纵向分配梁,间距15cm，腹板下采用108cm方木作为纵向分配梁，间距10cm，翼板下采用108cm方木作为纵向分配梁，间距25cm，采用1015cm方木作为横向分配梁。2.2侧模设计模板的面板采用厚度为

14、15mm的竹胶板；贴面板竖肋用5*10方木，间距150mm；背楞为483.5mm钢管，拉杆为16对拉螺栓，拉杆纵向间距每0.5m设一道，竖向间距每0.6m设一道。3 支架设计支架采用碗扣支架搭设，底板下立杆间距为90cm60cm（横向纵向），横杆步距为120cm；腹板下立杆间距为60cm60cm（横向纵向），横杆步距为120cm；翼板下立杆间距为90cm60cm（横向纵向），横杆步距为120cm；横桥向布置方式为20.9m+10.6m+60.9m+10.6m+20.9m=10.2m。纵横梁布置方式为：竹胶板下先布置纵梁，纵梁下再布置横梁，横梁支撑于碗扣支架上顶托。4 荷载分析4.1单位面积竖向

15、荷载（1）选取最不利断面进行验算；（2）选取标准断面验算，横隔板、梁端处腹板及顶底板渐变（加宽、加厚）需对支架等进行加密，并单独验算。图 4.1-1最不利横断面荷载计算图（尺寸单位mm）4.1.1恒载1 每平米翼缘板部分：P翼顶1=260.18= 4.68 Kpa P翼根2=260.45= 11.7 Kpa 2 每平米顶、底板部分：P底顶=26（0.28+0.25）= 13.78 Kpa3 每平米腹板处荷载：F=261.875= 48.75 Kpa4.1.2活载1 施工人员及施工机具运输或堆放的荷载:2振捣混凝土时产生的竖向荷载:3 倾倒混凝土时产生的竖向荷载(冲击荷载):4.1.3竖向荷载组

16、合建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）4.1.2 条控制最不利荷载进行组合，则：1 计算底板下每平米用荷载组合为强度检算：P=1.2(P底顶)+1.4（P施+ P振+ P倾)= 1.2(13.78)+1.4(2.5+2+2)= 25.636 Kpa刚度检算:P=1.2(P底顶)= 1.2(13.78)= 16.536 Kpa2 计算腹板下每平米用荷载组合为强度检算:P=1.2(F)+1.4（P施+ P振+ P倾)= 1.2(48.75)+1.4(2.5+2+2)=67.6 Kpa刚度检算:P=1.2(F)= 1.2(48.75) =58.5 Kpa3 计算翼板下每平米用荷载组合为

17、强度检算:P=1.2(P翼根)+1.4（P施+ P振)= 1.2(11.7)+1.4(2.5+2)=20.34 Kpa刚度检算:P=1.2(P翼根)= 1.2(11.7)=14.04 Kpa4.2单位面积水平荷载4.2.1模板侧压力新浇混凝土对模板的最大侧压力（采用内部振捣器）F=0.22t01212式中：=26kN/m3,混凝土容重。t0=5h,混凝土初凝时间。1=1.2,外加剂影响修正系数；不掺外加剂时取1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2。 2 =1.15,混凝土坍落度影响修正系数；当坍落度小于30mm时，取0.85；坍落度为5090mm时，取1.00；坍落度为110150mm时，取

18、1.15。=1m/h，混凝土的浇筑速度(m/h)。 F=0.222651.21.151=39.47kN/m2另： F=H=261.8=46.8kN/m2式中：H混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m)； 图 4.2-1 混凝土侧压力图取二式中较小值，因此取F=39.47kN/m2。4.2.2倾倒振捣荷载1 倾倒混凝土产生的水平荷载：P倾=2kN/m2。（溜槽、串筒或导管）2 振捣混凝土产生水平荷载：P振=4kN/m2。4.2.3水平荷载组合强度检算：P1=1.2F+1.4（P倾+P振）=1.239.47+1.4（2+4）=55.76KN/刚度检算:P2=1.2F=1.239.47=

19、47.36KN/5 模板及支架验算5.1底模验算5.1.1竹胶合板强度计算面板竹胶合板厚=15mm，竖肋（支垫）间距为15cm ，竹胶合板横纹静曲强度竹=25MPa，弹性模量E=4103MPa。取1m宽板条作为计算单元， 截面惯性矩：截面抵抗矩：竹胶合板受力分析如图图5.1-1 面板受力示意图（尺寸单位：m）强度计算(公式引用路桥施工计算手册P178 表8-13)最大弯矩：最大弯曲应力： 强度满足要求刚度计算(公式引用路桥施工计算手册P178 表8-13) 刚度满足要求5.1.2底板下分配梁验算（1）纵向分配梁验算采用选用108cm方木作为纵向分配梁，中心间距为150mm，支垫间距60cm。路

20、桥施工计算手册P176，红松弹性模量E方木=9103Mpa ，顺纹弯曲应力方木=12.0Mpa截面惯性矩：截面抵抗矩：图5.1-2 纵梁受力示意图（尺寸单位：m）强度计算 强度满足要求刚度计算 刚度满足要求（2）横向分配梁验算选用1015cm方木作为横向分配梁，中心间距为600mm，支垫间距90cm。截面惯性矩： 截面抵抗矩： 图5.1-3 横梁受力示意图（尺寸单位：m）强度计算 强度满足要求刚度计算刚度满足要求杆件最大支反力为横杆步距为1200mm时，每根立杆设计荷载为30KN，R=15.23KNR=30KN，立杆安全系数：K=30/15.23=1.97。5.1.3腹板下分配梁验算（1）纵向

21、分配梁验算采用选用108cm方木作为纵向分配梁，中心间距为100mm，支垫间距60cm。图5.1-4 纵梁受力示意图（尺寸单位：m）强度计算 强度满足要求刚度计算刚度满足要求（2）横向分配梁验算选用1015cm方木作为横向分配梁，中心间距为600mm，支垫间距60cm。图5.1-5 横梁受力示意图（尺寸单位：m）强度计算 强度满足要求刚度计算刚度满足要求杆件最大支反力为横杆步距为1200mm时，每根立杆设计荷载为30KN，R=26.7696KNR=30KN，立杆安全系数：K=30/26.7696=1.12。5.1.4翼板下竹胶板面板竹胶合板厚=15mm，竖肋（支垫）间距为25cm。 图5.1-

22、6 面板受力示意图（尺寸单位：m）强度计算最大弯矩：最大弯曲应力：强度满足要求刚度计算 刚度满足要求5.1.5翼板下分配梁验算（1）纵向分配梁验算采用选用108cm方木作为纵向分配梁，中心间距为250mm，支垫间距60cm。图5.1-7 纵梁受力示意图（尺寸单位：m）强度计算 强度满足要求刚度计算刚度满足要求（2）横向分配梁验算选用1015cm方木作为横向分配梁，中心间距为600mm，支垫间距90cm。图5.1-8 横梁受力示意图（尺寸单位：m）强度计算 强度满足要求刚度计算刚度满足要求杆件最大支反力为横杆步距为1200mm时，每根立杆设计荷载为30KN，R=12.08KNR=30KN，立杆安

23、全系数：K=30/12.08=2.48。5.2碗扣支架的间距选择和杆件计算5.2.1碗扣支架的间距选择通过以上计算可知，底板、腹板和翼板下碗扣布置及纵横向分配梁的选用：1 支架碗扣布置分别为：底板下为（横向纵向）9060cm，腹板下为（横向纵向）6060cm，翼板下为（横向纵向）9060cm。 2 底板下采用108cm方木作为纵向分配梁，采用1015cm方木作为横向分配梁。3 腹板下采用108cm方木作为纵向分配梁，采用1015cm方木作为横向分配梁。4 翼板下采用108cm方木作为纵向分配梁，采用1015cm方木作为横向分配梁。5.2.2杆件计算立杆、横杆承载性能立杆横杆步距（m）允许荷载（

24、KN）横杆长度（m）允许集中荷载（KN）允许均布荷载（KN）0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.01 横杆间距的选择根据以上计算：底板下每根杆件的最大受力R=15.23KN；腹板下每根杆件的最大受力R=26.7696KN；翼板下每根杆件的最大受力R=12.08KN。根据规范要求，选择横杆步距为，底板下横杆步距为1.2m，腹板下横杆步距为1.2m，翼板下横杆步距为1.2m。2 模板支架立杆的计算长度l0=1.2m；长细比=l0/i=1.2m/1.58cm=76；由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数=0.744，由钢材容许应力

25、表查得弯向容许应力=145MPa；立杆截面积Am= =489mm2立杆轴向荷载N=Am=4890.744145=52.8KN26.7696KN碗扣支架稳定性满足要求。5.3地基承载力验算5.3.1地基处理方式地基处理采用18cm厚C15砼。5.3.2砼表面压力计算立杆最大支撑力为P=26.7696KN, 底托尺寸10cm10cm，支架下砼表面接触应力：=P/A=26.7696103/（100100）=2.68Mpa=7.2 MpaC15混凝土的轴心抗压强度设计值为7.2MPa （钢筋混凝土结构设计规范GB50010-2010）5.3.3砼底面压力计算公路路面基层施工技术细则（JTG/T F20

26、-2015），取砼刚性扩散角为35。，地基承载力为220Kpa。砼底面计算宽度：b=b0+2H0tana=0.1+20.18tan35。=0.353m砼底面应力：=p+H=26.7696/(0.3530.353)+240.18=219.15KPa=220KPa承载力满足要求。5.3.4基地处理由上述检算可知，地基处理方式采用清除地表原状土后，经整平碾压后，铺设18cm C15砼，后进行支架的搭设。5.4侧模板验算5.4.1模板设计设计模板的面板采用厚度为15mm的竹胶板；贴面板竖肋用5*10方木，间距150mm；背楞为483.5mm钢管，拉杆为16对拉螺栓，拉杆纵向间距每0.5m设一道，竖向间

27、距每0.6m设一道。5.4.2面板检算面板竹胶合板厚=15mm，竖肋（支垫）间距为15cm ，竹胶合板横纹静曲强度竹=25MPa，弹性模量,E=4103MPa。取1m宽板条作为计算单元， 截面惯性矩I=bh312=10.015312= 281.2510-9 m4截面抵抗矩：W=bh26=10.01526=3.7510-5m3竹胶合板受力分析如图5.3-1 面板受力示意图（尺寸单位：m）强度计算最大弯矩：最大弯曲应力：强度满足要求刚度计算 刚度满足要求5.4.3竖肋检算采用选用510cm方木作为竖肋，间距为150mm，支垫间距60cm。截面惯性矩：截面抵抗矩：5.3-2 竖肋受力示意图（尺寸单位：m）强度计算 强度满足要求刚度计算刚度满足要求5.4.4横肋检算采用选用483.5mm的钢管作为横肋，竖向间距为60cm，支垫间距50cm。参数：，则：强度计算 强度满足要求刚度计算刚度满足要求5.4.5对拉螺杆检算模板对拉杆的计算公式： P=FA式中：P模板拉杆承受的拉力（N）； F混