番禺11号公路跨线桥连续箱梁满堂支架计算

路桥隧号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)上海市工程建设规范《钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程》(DG/TJ08-016-2004)二、支架设计方案番禺11号公路跨线桥，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，箱梁底宽12m，连续箱梁现浇支架拟采用Ф48×3.5mm扣件式钢管支架，支架高度为5～9m。第三联12～15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2m～7m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。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“番禺11号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2.0m。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/m3计每延米重量为：24×1×26=624（KN）则单位面积承重为：q1=624KN/（12×1）=52（KN/㎡）由于钢管布置为50cm×30cm，则单根承载力为：52KN/㎡×0.5×0.3=7.8（KN/根）2、底模及内模构造荷载路桥隧=5KN/㎡3、扣件式钢管支架自重(按9m高度计算)a、立杆自重（采用Ф48×3.5mm钢管单位重量为3.84kg/m）q31=0.0384KN/m×9m=0.313（KN/根）b、可调托座q32=0.045KN/m×1个=0.045（KN/根）c、横杆自重q33=0.0384KN/m×8×0.8=0.246（KN/根）d、扣件自重直角扣件:q34=0.0132KN/m×（8×2+3）个=0.251（KN/根）对接扣件:q35=0.0184KN/m×1个=0.0184（KN/根）所以扣件式钢管支架自重:q3=q31+q32+q33+q34+q35=0.313+0.045+0.246+0.251+0.184=1.039（KN/根）4、施工活荷载(参照规范4.2.2表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以3KN/㎡计，基于安全考虑，取5KN/㎡)q4=5KN/㎡5、单根钢管设计轴向力荷载组合：施工恒载:NGK=(q1+q2)×0.5×0.3+q3=(52+5)×0.5×0.3+1.039=9.589（KN/根）活荷载:NQK=q4×0.5×0.3=5×0.5×0.3=0.75（KN/根）轴向力：N=1.2NGK+1.4NQK=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=318mm2；回转半径：i=1.58cm由于λ=l0/i=(h+2a)/i=(120+2×40)/1.58=127路桥隧查得φ=0.412N/(φ×A)=12557/(0.412×318)=95.84MPa≤164Mpa(其中，Q235钢管容许应力为205Mpa×80％=164Mpa，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=4.2KN/个根据扣件式规范〉〉表5.1.7中知：直角扣件、旋转扣件（抗滑）承载力设计值为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/m3计每延米重量为：16.95×26×1=440.7KN则单位面积承重为：q1=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=6.611KN/根2、底模及内模构造荷载q2=5KN/m23、扣件式钢管支架自重(按9m高度计算)a、立杆自重（采用Ф48×3.5mm钢管单位重量为3.84kg/m）q31=0.0384KN/m×9m=0.3132KN/根路桥隧、可调托座q32=0.045KN/m×1个=0.045KN/根c、横杆自重q33=0.0384KN/m×8×（0.6+0.3）=0.276KN/根d、扣件自重直角扣件:q34=0.0132KN/m×（8×2+3）个=0.251KN/根对接扣件:q35=0.0184KN/m×1个=0.0184KN/根所以扣件式钢管支架自重:q3=q31+q32+q33+q34+q35=0.313+0.045+0.276+0.251+0.184=1.069KN/根4、施工活荷载(参照规范4.2.2表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以3KN/㎡计，基于安全考虑，取5KN/㎡)q4=5KN/㎡5、荷载组合施工恒载：NGK=(q1+q2)×0.6×0.6+q3=(36.725+5)×0.6×0.3+1.069=8.58KN/根活荷载：NQK=q4×0.6×0.3=5×0.6×0.3=0.9KN/根荷载组合：N=1.2NGK+1.4NQK=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=318mm2；回转半径：i=1.58cm由于λ=l0/i=(h+2a)/i=(120+2×40)/1.58=127查得φ=0.412N/(φ×A)=11556/(0.412×318)=88.2MPa≤164Mpa(Q235钢管容许应力205Mpa×80％，80%为旧管疲劳折减系数)路桥隧根据以上计算可知，钢管立杆的稳定性符合要求，安全系数164/88.2=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：11.556KN/根单个扣件受力为：11.556/3=3.9KN/个根据扣件式规范〉〉表5.1.7中知：直角扣件、旋转扣件（抗滑）承载力设计值为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）+（0.8×0.25×2）+（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/m3计每延米重量为：8.23×26×1=213.98KN则单位面积承重为：q1=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q2=5KN/m23、扣件式钢管支架自重(按9m高度计算)a、立杆自重（采用Ф48×3.5mm钢管单位重量为3.84kg/m）q31=0.0384KN/m×9m=0.3132KN/根b、可调托座q32=0.045KN/m×1个=0.045KN/根c、横杆自重q33=0.0384KN/m×8×（0.6+0.6）=0.369KN/根路桥隧、扣件自重直角扣件:q34=0.0132KN/m×（8×2+3）个=0.251KN/根对接扣件:q35=0.0184KN/m×1个=0.0184KN/根所以扣件式钢管支架自重:q3=q31+q32+q33+q34+q35=0.313+0.045+0.369+0.251+0.184=1.162KN/根4、施工活荷载(参照规范4.2.2表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以3KN/㎡计，基于安全考虑，取5KN/㎡)q4=5KN/㎡5、荷载组合施工恒载：NGK=(q1+q2)×0.6×0.6+q3=(17.832+5)×0.6×0.6+1.162=9.382KN/根活荷载：NQK=q4×0.6×0.6=5×0.6×0.6=1.8KN/根荷载组合：N=1.2NGK+1.4NQK=1.2×9.382+1.4×1.8=13.778KN/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=318mm2；回转半径：i=1.58cm由于λ=l0/i=(h+2a)/i=(120+2×40)/1.58=127查得φ=0.412N/(φ×A)=13778/(0.412×318)=105.2MPa≤164Mpa(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，现我部路桥隧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：13.778KN/根单个扣件受力为：13.778/3=4.6KN/个根据扣件式规范〉〉表5.1.7中知：直角扣件、旋转扣件（抗滑）承载力设计值为8.0KN，所以扣件抗滑符合要求，安全系数为：8/4.6=1.7。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fm=13(N/m㎡),顺纹抗剪fv=1.4(N/m㎡)，横纹局部承压fc90=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40~50℃折减系数为0.8。A=100cm2,I=833cm4,Wa=167cm3。（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/m3计每延米重量为：24×1×26=624（KN）则单位面积承重为：q1=624KN/（12×1）=52（KN/㎡）2、施工荷载a、底模及内模构造荷载取q2=5KN/m2b、其他活荷载取q4=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=18.6×1000=1.86×104(N/m)4、木楞跨中弯矩Mma