盖梁支架法计算书

附件5支架法计算书二道窝铺大桥最大的盖梁为C30钢筋砼，总方量为36.03m³，砼容重取25KN/m³。采用Φ48×3.5mm钢管，碗扣式满堂支架进行盖梁现浇，立杆、纵杆间距60cm，横杆步距为100cm，布置结构如图所示：1、荷载大小⑴施工人员、机具、材料荷载取值：P1=2.5KN/㎡⑵混凝土冲击及振捣混凝土时产生的荷载取值：P2=2.5KN/㎡⑶盖梁钢筋混凝土自重荷载：①变截面处：P31=30.625KN/㎡②均截面处：P32=40KN/㎡⑷模板支架自重荷载取值：P4=1.5KN/㎡2、均截面处满堂支架受力检算地面线底板均截面处碗扣式脚手架布置按顺平行盖梁方向间距60cm，垂直盖梁方向间距60cm，顺桥向排距60cm，顺桥向步距100cm，均截面处脚手架每根立杆受力如下：①施工人员、机具、材料荷载：NQ1=P1A=2.5×0.6×0.6=0.9KN②混凝土冲击及振捣混凝土时产生的荷载：NQ2=P2A=2.5×0.6×0.6=0.9KN③钢筋混凝土自重荷载：NG1=P32A=40×0.6×0.6=14.4KN④模板、支架自重荷载：NG2=P4A=1.5×0.6×0.6=0.54KN按规范进行荷载组合为：N=(NG1+NG2)×1.2+(NQ1+NQ2)×1.4=(14.4+0.54)×1.2+(0.9+0.9)×1.4=20.448KN则底板均截面处满堂支架单根立杆承受压力大小为：20.448KN支架为Φ48×3.5mm钢管，A=489mm²钢管回转半径为：I=4/)22(dD=15.8mm⑤强度验算：σ=N/A=20448/489=41.82MPa＜f（钢管强度值f=205MPa），符合要求。⑥稳定性验算：立杆的受压应力（步距1000mm）长细比：λ=l0/I=1000/15.8=63.29查阅设计手册可得受压杆件的稳定系数ψ=0.802不组合风荷载时：σ=N/Aψ=20448÷0.802÷489=52.139MPa＜f=205MPa，符合要求。组合风荷载时：σ=Nw/Aψ+Mw/WNw=(NG1+NG2)×1.2+(NQ1+NQ2)×1.4×0.9Mw=1.4wklah²/10wk=0.7μzμsw0w0=Vw²/1600其中：Nw——组合风荷载时的单根钢管竖向荷载；Mw——风荷载标准值产生的弯矩；W——立杆截面模量，取5.08cm³；la——立杆纵距，取0.6m；h——步距，取1.0m；wk——风荷载标准值，KN/㎡；w0——基本风压值，KN/㎡；Vw——风速，按平坦空旷地面，离地面10m高30年一遇10min平均最大风速，以10级大风计，取28.4m/s；μz——风压高度变化系数，取1.28；μs——风荷载体型系数，取0.8；Nw=(14.4+0.54)×1.2+(0.9+0.9)×1.4×0.9=20.196KNw0=28.8²/1600=0.5KN/m²wk=0.7×1.28×0.8×0.5=0.36KN/m²Mw=1.4×0.36×0.6×1²/10=0.03024KN.m=30.24N.mσ=20196/（0.802×489）+30.24/（5.08×106）=57.45MPa＜f=205MPa，符合要求。⑦地基承载力验算：单根立杆的轴向压力为20.448KN，立杆底托采用长60cm，截面积为10×15cm的方木，抗剪强度取6.5MPa，支架范围内的地基采用20cm厚的碎石土，并用小型打夯机进行夯实处理，其承载力范围为550~800KPa，则PD=N/A=20.448/（0.6×0.15）=227.2KPa，故地基承载力满足施工要求。3、变截面处满堂支架受力检算变截面处的混凝土自重荷载P31=30.625KN/㎡＜P32（均截面处自重荷载为40KN/㎡），而其他荷载与均截面处相同，且支架的布置间距均相同，故变截面处的支架强度、稳定性以及地基承载力也能满足施工要求。4、钢管支架顶横梁受力检算支架顶横梁按顺桥向布置，沿横桥向间距60cm，共23根，截面积10×10cm，每根长4.4m，横梁材料为红松方木，其抗剪强度fv取6.5MPa，抗弯强度fm取54MPa，抗弯强度模量E取7500MPa，比重取5KN/m³，下面以单根横梁方木为例进行验算。⑴荷载计算①施工人员、机具、材料荷载：q1=P1l=2.5×0.6=1.5KN/m②混凝土冲击及振捣混凝土时产生的荷载：q2=P2l=2.5×0.6=1.5KN/m③盖梁钢筋混凝土自重荷载：q31=P31l=30.626×0.6=18.375KN/m；q32=P32l=40×0.6=24KN/m④模板、支架及横梁自重荷载q4=P4l+gk=1.5×0.6+0.05=0.95KN/m考虑分项系数，其中①②项为1.4，③④项为1.2，则均截面处的荷载为：（1.5+1.5）×1.4+（24+0.95）×1.2=34.14KN/m变截面处的荷载为：（1.5+1.5）×1.4+（18.375+0.95）×1.2=27.39KN/m根据弯矩、剪力计算公式：Mmax=ql2/8=34.14×0.6²/8=1.54KN.m；Vmax=ql/2=34.14×0.6/2=10.242KN⑤应力及变形计算方木的截面力学特性为：A=10000mm²；I=833.3×104mm4；W=16.7×104mm3；E=7.5×103MPa；抗弯强度验算：应力σ=Mmax/W=1.54KN.m/（16.7×104mm3）=9.2MPa＜fm=54MPa，符合要求。抗剪强度验算：剪力τ=3Vmax/2A=3×10.242KN/（2×0.01m²）=1.54MPa＜fv=6.5MPa，符合要求。挠度验算：ω=5ql4/384EI=5×34.14×0.13×1012/384×7500×833.3×104=0.92mm＜[ω]=l/250=2.4mm，符合要求。现场实际施工过程中，横梁方木是两跨以上连续的，这样会降低其跨中的内力和挠度，故支架顶横梁方木的设计满足施工要求。5、钢管支架顶纵梁验算钢管顶纵梁方木按横桥向布置，沿顺桥向间距80cm，共3根，截面积10×15cm，每根长12m，纵梁材料为红松方木，其抗剪强度fv取6.5MPa，抗弯强度fm取54MPa，抗弯强度模量E取7500MPa，比重取5KN/m³，下面以单根纵梁方木为例进行验算。⑴荷载计算①施工人员、机具、材料荷载：q1=P1l=2.5×0.8=2KN/m②混凝土冲击及振捣混凝土时产生的荷载：q2=P2l=2.5×0.8=2KN/m③盖梁钢筋混凝土自重荷载：q31=P31l=30.626×0.8=24.5KN/m；q32=P32l=40×0.8=32KN/m④模板、支架及横梁自重荷载q4=P4l+gk=1.5×0.8+0.075=1.275KN/m考虑分项系数，其中①②项为1.4，③④项为1.2，则均截面处的荷载为：（1.5+1.5）×1.4+（32+1.275）×1.2=44.13KN/m变截面处的荷载为：（1.5+1.5）×1.4+（24.5+1.275）×1.2=35.13KN/m根据弯矩、剪力计算公式：Mmax=ql2/8=44.13×0.6²/8=1.99KN.m；Vmax=ql/2=44.13×0.6/2=13.239KN⑤应力及变形计算方木的截面力学特性为：A=15000mm²；I=1250×104mm4；W=25×104mm3；E=7.5×103MPa；抗弯强度验算：应力σ=Mmax/W=1.99KN.m/（25×104mm3）=7.96MPa＜fm=54MPa，符合要求。抗剪强度验算：剪力τ=3Vmax/2A=3×13.239KN/（2×0.15m²）=0.13MPa＜fv=6.5MPa，符合要求。挠度验算：ω=5ql4/384EI=5×44.13×0.13×1012/384×7500×1250×104=0.8mm＜[ω]=l/250=2.4mm，符合要求。现场实际施工过程中，纵梁方木是两跨以上连续的，这样会降低其跨中的内力和挠度，故支架顶纵梁方木的设计满足施工要求。总结：经检算，二道卧铺大桥盖梁采用支架法满足施工要求，有一定的安全保障系数，可以按照此设计进行施工。