现浇箱梁支架的计算

1、现浇箱梁支架的计算一、现浇箱梁支架设计理论基础与设计步骤1、 支架设计的理论基础（1）理论力学原理；（2）材料力学原理；（3）结构力学原理。2、 设计步骤 拟定支架类型及结构布置 荷载分析及荷载组合 底模板验算 横向木枋验算 纵向木枋验算 顶托验算 支架立杆验算 地基承载力验算 风荷载对立杆稳定性验算。二、荷载计算本桥箱梁底至地面最大高度为5.0m，拟采用48*3.5钢管作为全桥支架的基本构件，横向木枋拟采用6*8cm松木单层布置，纵向木枋采用12*12cm松木单层布置，经初步设计的支架结构详见附图所示。根据钢管支架设计图，支架顶部直观布置图如下图所示：1、荷载分析（1）、钢筋混凝土自重 箱梁

2、钢筋混凝土自重属均布荷载，直接作用于底模及侧模，根据设计图可得箱梁各部分自重荷载为：横梁处 q1横梁=1*1.4*1*26=36.4KN/m2腹板处 q1腹板=0.6*1.4*1*26=21.84KN/m2 （2）、竹胶板底模（板厚=1.5cm 容重=7.5KN/m3）q2=1*1*0.015*7.5KN/m3=0.11KN/m2（3）横向木枋（6*8cm15cm）q3=1/0.15*0.06*0.08*7.5=0.24KN/m2（4）纵向木枋（12*12cm）横梁处 q4横梁=1/0.6*0.12*0.12*7.5=0.18 KN/m2腹板板 q4腹板=1/0.9*0.12*0.12*7.5

3、=0.12 KN/m2（5）、支架体系自重、单根钢管自重按5m的支架高度计算钢管自重荷载（含配件、剪刀撑及水平拉杆等），48*3.5钢管单位重为3.84kg/m，加配件乘以系数2.0,则立杆自重平均分配到底层的荷载为: g=5m*3.84kg/m*系数2*9.8N/1000=0.37KN/根、钢管支架体系自重根据支架设计图，横梁及腹板区平均每平方米布置了7.4根钢管，箱室底板处平均每平方米布置了4.94根钢管，则支架体系自重为：横梁处 q5横梁=0.37*1/（0.6*0.9）=0.69KN/m2 腹板处 q5腹板=0.37*1/（0.9*0.9）=0.46KN/m2 （6）、施工机具及人员荷

4、载 q6=1.5KN/m2 （7）、倾倒混凝土产生的荷载 q7=2.0KN/m2（8）、振捣砼产生的荷载 q8=2.0KN/m22、荷载组合（1）、验算底模、横梁处底模q=1.2(q1横梁+q2)+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(36.4+0.11)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=51.51KN/m2 、腹板底模q=1.2(q1腹板+q2)+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(21.84+0.11)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=34.04KN/m2 （2）、验算横向木枋、横梁处 q=1.2(q1横梁+q2+q3)+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(36.4+0.11+

5、0.24)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=51.8KN/m2 、腹板处 q=1.2(q1腹板+q2+q3)+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(21.84+0.11+0.24)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=34.32KN/m2 （3）、验算纵向木枋横梁处 q=1.2(q1横梁+q2+q3+q4横梁)+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(36.4+0.11+0.24+0.18)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=52.016KN/m2 腹板处 q=1.2(q1腹板+q2+q3+q4腹板)+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(21.84+0.11+0.24+0.12)+1.4

6、*(1.5+2.0+2.0)=34.47KN/m2 （4）、验算立杆、地基、横梁处q=1.2(q1横梁+q2+q3+q4横梁+q5横梁)+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(36.4+0.11+0.24+0.18+0.69)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=52.84KN/m2 、腹板处 q=1.2(q1腹板+q2+q3+q4腹板+q5腹板)+1.4(q6+q7+q8)=1.2*(21.84+0.11+0.24+0.12+0.46)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=35.02KN/m2 四、结构验算1、底模板验算底模钉在横向木枋（15cm）上，直接承受上部施工荷载,取承受最大荷载的腹

7、板处(横梁与腹板处承受的荷载相同)进行验算,截取1m宽的竹胶板简化为跨径为15cm的三等跨连续梁来验算，计算简图如下：（1）1m宽*0.015m厚竹胶板截面特性 I=100*1.53/12=28.13cm4=0.281*10-6m4 W=100*1.52/6=37.5cm3=3.75*10-5m3 w=12MPaE=9*103MPa=0.9*103KN/cm2（2）、截面验算a、弯曲强度验算Mmax=0.1q*L2=0.1*51.51*0.152=0.12KN.mw =Mmax/W=0.12/(3.75*10-5)/1000=3.1Mpaw=12Mpa 满足要求b、挠度验算fmax=0.689

8、*104*qL4/(EI)=0.689*104*51.51*0.154/(0.9*103*28.13)=0.007cmf=L/400=0.04cm 满足要求2、横向木枋验算横向木枋采用6*8cm松木单层布设，直接承受底模传递下来的荷载，腹板及横梁处采用跨径为0.6m的三等跨连续梁来计算，箱室底板处采用跨径为0.9m的三等跨连续梁来计算。（1）、腹板处横向木枋验算支点中心间距60cm，顺桥方向中心间距为15cm，则横向木枋的分布荷载为: q=（0.6*0.15*51.8)/0.6=7.77KN/m，计算简图如下：、6*8cm松木枋截面特性I=256cm4=2.56*10-6m4W=64cm3=0

9、.64*10-4m3w=12MpaE=9*103MPa=0.9*103kN/cm2、截面验算a、弯曲强度验算Mmax=0.1q*L2=0.1*7.77*0.602=0.28KN.mw =Mmax/W=0.28/(0.64*10-4)/1000=4.38Mpaw=12Mpa 满足要求b、挠度验算fmax=0.689*104*qL4/(EI)=0.689*104*7.77*0.604/(0.9*103*256)=0.03cmf=L/400=0.15cm 满足要求3、纵向木枋验算纵向木枋采用12*12cm松木枋单层布置，直接承受横向木枋传递下来的荷载。腹板及箱室底板处的纵向木枋按跨径为0.9m的三等

10、跨连续梁来计算，横梁处为跨径为0.6m的三等跨连续梁,因横梁与腹板处的验算荷载相同,可免算参考腹板处验算结果。（1）、腹板处纵向木枋验算腹板处纵向木枋支点中心间距为90cm，横向间距60cm，则横向木枋的分布荷载为: q=（0.6*0.9*52.016)/0.9=31.21KN/m，计算简图如下：、12*12cm松木枋截面特性I=1728cm4=17.28*10-6m4W=288cm3=2.88*10-4m3w=12MpaE=9*103MPa=0.9*103kN/cm2、截面验算a、弯曲强度验算Mmax=0.1q*L2=0.1*31.21*0.902=2.53KN.mw =Mmax/W=2.5

11、3/(2.88*10-4)/1000=8.78Mpaw=12Mpa 满足要求b、挠度验算fmax=0.689*104*qL4/(EI)=0.689*104*31.04*0.904/(0.9*103*1728)=0.09cmf=L/400=0.23cm 满足要求4、立杆验算（1）、立杆轴向荷载计算据路桥施工计算手册，采用48*3.5钢管作支架，当横杆步距为1.2m时，对接立杆的容许荷载N容=33.1KN。立杆底部承受竖向荷载为:腹板下:N=0.9*0.6*52.84KN/m2=28.53KNN容=33.6KN。 箱室下:N=0.9*0.9*35.02KN/m2=28.37KNN容=33.6KN。

12、 结论:单根立杆承受荷载满足容许荷载要求。（2）、立杆稳定性验算 立杆的计算长度L0 L0=120cm 截面回转半径I i=1.58cm截面积A A=4.89cm2截面模量W W=5.08cm3钢材的抗压设计强度 容许=215Mpa长细比 = L0/i= 120/1.58=76轴心受压构件的稳定系数=0.715则立杆的稳定性按下列公式计算:N/(*A)=28.53*1000/(0.715*4.89*10-4)/106=81.6Mpa容许=215Mpa结论：支架立杆的稳定性满足要求。6、地基验算搭设支架前回填1.01.5m的碎石进行分层碾压密实，其上浇筑10cm混凝土垫层，据路桥施工计算手册碎石中密时的容许承载力500800Kpa。支架底托采用10cm*10cm，根据路桥设计与通用规范第5.0.3条，扩散角采用45，底托的扩散面积保守采用0.06 m2（30cm*20cm）考虑，则支架对地基的压力为： 2