公路中桥支架计算

1满堂支架、模板验算1.1结构布置满堂支架长度为7血，宽度为12.9m,采用048X3.5mm标准碗扣式脚手架。1.2验算依据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(JGJ166—2008)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)1.3脚手架布置及内力验算1.3.1计算单元选取根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)及《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)的有关规定，根据梁身结构和立杆分布，将梁身分成4种不同的受力单元,并设定每一个受力单元内有1根竖向立杆，计算单元布置见附图。1.3.2荷载组合根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(JGJ166—2008)2的规定以及《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范HJGJ130-2011)4.2的规定，得到以下荷载组合标准值：模板支撑架及模板自重标准值：Q^2.5kN/m2；混凝土自重标准值：Qrf6kN/m3；振捣混凝土产生的垂直荷载标准值：Q3=2kN/m2；施工人员及设备荷载标准值：QLlkN/站。恒载系数1.2,活载系数1.4。结构安全系数K=2.0；1.3.3杆件强度验算根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(JGJ166—2008)6单肢立杆轴向力计算公式：N=[1.2Qi+1.4(Q3+Q1)]UU+1.2Q2V式中、、Lt——单肢立杆纵向及横向间距(m)；V——桌L,段的混凝土体积(m3)0支撑架管为q)48mmX3.5mm钢管(考虑架管材料的制作偏差，此受力检算按壁厚3.0mm检算)，钢管、顶托均采用Q235A钢材，贝懒截面积A=4.24cm2,回旋半径i=l.595cm,抗压、抗拉、抗弯强度f=205Mpao钢管为普通A3钢，其许可应力[。]=140MPa,单根钢立管最大许可承载力为[n]=[0]XA=140X424二59.36kN横杆步距为1.2m,按最不利取L0=l.2m0长细比A=Lo/i=1.2/(1.595X10”)=75.24<[A]=100,属于短压杆。折减系数甲=0.714。则单根立杆的稳定承载力强度为：[n]=ipKxK2fA=0.714X0.8X0.8X205000X4.24X10-4=39.72kN式中Kx——重复使用的钢管，折旧系数取0.8；K2——使用变形及安装轴线偏差折减系数，取0.8；由于受梁身结构尺寸的限制，在布置立杆时，梁身各部分下部立杆间距尺寸各不相同。将梁身受力分为4个计算单元，假设一个受力单元的由一根立杆承受，结合荷载标准值与计算单元的特点，计算单根出立杆的轴向力(表1-1)表1-1支撑架立杆轴向力计算表支撑架立杆轴向力计算表ii算单元钢筋混凝土体积V(m3)QiQ2Q3QiLxLy计算单元立杆根数a计算单元内轴向力N(kN)单根立杆允许轴向力[n](Kn)10.132.526210.60.917.943020.22.526210.60.317.543030.472.526210.60.6117.263040.432.526210.60.3114.7130说明：混凝土体积取其计算单元宽度上方梁身的混凝土体积则，[n]/NM=39.72kN/17.26kN=2.3>2.0,满足承载力要求。1.3.4地基承载力验算地基经过机械压实处理后，要求地基承载力特征值fg>200KPa(经地基承载力试验确认)。支架的地脚座板平面尺寸为200mmX200mm,垫层为C20混凝土垫层，压力传递按刚性角45。传递。传到垫层下的接触地基面积A=0.5X0.5=0.25m2；上部结构传至地基顶面的轴向力取Nmax=17.26kN,则。^Nmax/A=69.04kPa,安全系数K=2.0,则要求地基承载力为69.04X2=138.08kPa<200kPa,故满足地基承载力要求。1.4竹胶模板验算底模为普通竹胶板(2440X1220X12mm),按梁腹板下荷载验算。1.4.1强度验算模板支撑架及模板自重标准值：q广2..5kN/ni2；混凝土自重标准值：q2=26kN/m3；振捣混凝土产生的垂直荷载标准值：q广2kN/n6施工人员及设备荷载标准值：q广IkN/n?。q腹板二1.2X(q2X1.73+qi)+1.4X(q3+q.i)=1.2X(26X1.73+2.5)+1.4X(2+1)=61.2kN/m2(2.4为立杆间距为60的最大高度)则血宽的竹胶板荷载为：q板二61.2kN/m模板厚12mm,[ofc]=13N/mm2,跨径为200mm；横向10X10cm方木间距20cm。查《建筑结构静力计算手册》，五跨连续梁的公式、系数：NU=-0.105Xq板L』-0.105X61.2X200=-257040N•mmW=1000X2076=66666.7mm3底板强度。板二9N/mm2<[ote]=13N/mm2,满足强度要求。1.4.2刚度验算q板二1.2X(q2X1.73+qD=1.2X(26X1.73+2.5)=57kN/mE=9000N/mm2,1=1000X20712=666666.7mm40)=0.677q板XLVdOOEI)=0.677X57X2007(100X9000X666666.7)=0.lmm<200/400=0.5mm,满足刚度要求。1•5方木验算横向10X10cm方木间距20cm,按腹板下荷载进行验算。荷载为：q方木二q腹板X0.2=61.2X0.2=12.24kN*m跨径:Zo=0-6mo方木的弹性模量为：E^.OXlO'N/mm2抵抗矩：W=ab2/6=0.1X0.176=1.67X1OV惯性矩：1=ab3/12=0.1X0.1712=8.3X106mm4按三等跨连续梁计算，根据《路桥施工计算手册》2001版，方木最大弯矩为：M=0.lq/o2=0.1X12.24X0.6=0.441kN•m跨中最大弯矩应力：(tw=M/W=O.441X1071.67X10-4=2.64MPa,aw-2.64MPa<[(Tw]=8MPa,故强度满足设计要求。u)=0.677qZ4/100EI=0.677X12.24X6007(100X10000X8.3X106)=0.13mm<L/400=600/400=1.5mm则刚度满足设计要求。1.6主梁方木计算纵向10X10cm方木间距60cm,按中心腹板下荷载q】及支架间距60cm部分下荷载《2进行验算。荷载:q±=q腹板X0.6=61.2X0.6=36.72kN・m(分配梁忽略不计)q2=1.2X(q2X0.98+Q1)+1.4X(q’+qQXO.6=22.7kN•m跨径：I】=0.3m、l2-0.6m方木的弹性模量为：E^.OXlO'N/mm2抵抗矩：W=ab2/6=0.1X0.176=1.67X10V惯性矩：1=ab3/12=0.1X0.1712=8.3X10W按三等跨连续梁计算，根据《路桥施工计算手册》2001版方木最大弯矩为:M广0.Mi曾二0.1X36.72X0.32=0.33kN•mM2=0.蜘矽=0.1X22.7X0.62=0.82kN•m跨中最大弯矩应力：aw=M2/W=0.82X1071.67X1()t=4.9MPa即二3.7MPaV［知］=8MPa,故主梁强度满足设计要求。a)=0.677qZ4/100EI=0.677X22.7X6001/(100X10000X8.3X106)=0.24mm<L/400=300/400=0.75mm故满足刚度设计要求。1.7侧模验算1.7.1工程属性新浇混凝土部位侧墙新浇混凝土墙墙厚(mm)900混凝土侧墙的计算局度(mm)2500混凝土墙的计算长度(mm)60001.7.2荷载组合侧压力计算依据规范《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008混凝土重力密度Yc(kN/m3)26新浇混凝土初凝时间to(h)6外加剂影响修正系数。X1.2混凝土坍落度影响修正系数&21.15混凝土浇筑速度V(m/h)0.25混凝土侧压力计算点处至新浇混凝土顶面高度H(m)2.5新浇混凝土对模板的侧压力标准值G,k(kN/m2)min(0.22y<topip2v1/\ycH)倾倒混凝土时对垂直面模板荷载标准值QJk(kN/m2)2当采用内部振捣器时，新浇混凝土作用于模板的侧压力标准值:Gm=mii<D・22Wo5i&V"ycH）G4k=min（0.22X26X6X1.2X1.15X0.251/2,26X1.35）=23.7kN/m2（1）按承载能力极限状态设计时，其荷载效应的基本组合的设计值S°应去下列组合中最不利值：由可变荷载效应控制的组合：S=rG+rQ1Qik=1.2X23.7+1.4X2=31.24kN/m2由永久荷载效应控制的组合：S=7gSGk+Z：QipciSQik=1.35X23.7+1.4X0.7X2=33.96kN/m2则S°=0・9Sma,=0.9X33.96=30.56kN/m2（2）正常使用极限状态设计时，其荷载效应的基本组合的设计值S01=G4fc=23.7kN/m21.7.3面板布置小梁布置方式竖直左部模板悬臂长（皿）50小梁间距（mm）200小梁一端悬臂长（皿）100主梁间距（mm）500主梁一端悬臂长（皿）250对拉螺栓横向间距（皿）500对拉螺栓竖向间距（皿）5001.7.4面板验算面板类型覆面木胶合板面板厚度（mm）12面板抗弯强度设计值[f]（N/wm2）15面板弹性模量E（N/mm2）10000模板设计图见附图。面板宽度可取任意宽度，为便于验算主梁，取b=0.5m,则面板的截面特性：W=bh2/6=12000mm3,I=bh712=72000mm'o（1）强度验算（按简支梁验算）q=bSo=0.5X30.56=15.28kN/mMmax=iql2=15.28X0.22/8=0.076kN•m8a=色冬二0.076X10712000=6.4N/mm2^[f]=15N/mm2,则面板强w度满足设计要求。（2）挠度验算q=bSol=0.5X23.7=11.85kN/mo）=5qZ4/384EI=-5X11.85X2004/（384X10000X72000）=0.343mm[3]=1/400=200/400=0.50mm,故满足设计要求。1.7.5小梁验算小梁类型矩形木楞小梁材料规格(mm)50X80小梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)15.44小梁弹性模量E(N/mm2)9350小梁截面抵抗矩W(cms)53.3小梁截面惯性矩I(cm*)213.3（1）强度验算（取悬臂端进行验算）q=bSo=0.2X30.56=6.UkN/mMmax=-ql2=6.11X0.12/2=0.031kN•m2Ma=—=0.031X106/53333=0.58N/mm2W[f]=15.44N/mm2,则w强度满足设计要求。（2）挠度验算q=bSol=0.1X23.7=2.37kN/m3=ql78EI=2.37X107（8X9350X213.3）=0.00L5mmW[u>]=1/400=100/400=0.25mm,则挠度满足设计要求。支座反力计算R=6.llkN/mXl.35m/4=2.06kN1.7.6主梁验算主梁类型双钢管主梁材料规格(mm)048X3主梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)205主梁弹性模量E(N/mm2)206000主梁截面抵抗矩W(cms)8.98主梁截面惯性矩I(cm*)21.56（1）强度验算Mmax=2.06X0.25+2.06X0.05=0.618kN•ma=Mmax/W=0.618X1078980=68.82N/mm2^[f]=205N/mm2,故满足设计要求（2）挠度验算3=q