满堂支架计算

东乌-包西铁路联络线工程格德尔盖公路中桥现浇箱梁模板及满堂支架计算书一、荷载计算1.1荷载分析根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：⑴q1——箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。⑵q2——箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q2＝1.0kPa（偏于安全）。⑶q3——施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。⑷q4——振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。⑸q5——新浇混凝土对侧模的压力。⑹q6——倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。⑺q7——支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：满堂钢管支架自重立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距支架自重q7的计算值(kPa)60cm×60cm×120cm2.9460cm×90cm×120cm2.211.2荷载组合模板、支架设计计算荷载组合模板结构名称荷载组合强度计算刚度检算底模及支架系统计算⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺⑴＋⑵＋⑺侧模计算⑸＋⑹⑸120015750252001451131.5%1.5%25200连续梁支点断面图1.3荷载计算1.3.1箱梁自重——q1计算根据跨G208国道现浇箱梁结构特点，我们取5－5截面（桥墩断面两侧）、6－6截面（跨中横隔板梁）两个代表截面进行箱梁自重计算，并对两个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。①预应力箱梁桥墩断面q1计算根据横断面图，用CAD算得该处梁体截面积A=12.7975m2则：q1＝BW=BAcγ＝kPa365.445.77975.1226取1.2的安全系数，则q1＝44.365×1.2＝53.238kPa注：B——箱梁底宽，取7.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。②预应力箱梁跨中断面q1计算120040801001575025200145113601.5%1.5%25200连续梁支点断面图12002220401575020252001451132220201.5%1.5%25200连续梁跨中断面图根据横断面图，用CAD算得梁体截面积A=5.342m2则：q1＝BW=BAcγ＝18.52kPa5.75.34226取1.2的安全系数，则q1＝18.52×1.2＝22.224kPa注：B——箱梁底宽，取6.7m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。1.3.2新浇混凝土对侧模的压力——q5计算因现浇箱梁采取水平分层以每层30cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=28℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力q5=hrKPmK为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.2当V/t=1.2/28=0.043＞0.035h=1.53+3.8V/t=1.69mq5=KPahrKPm7.5069.1252.1二、结构检算2.1扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。本工程现浇箱梁支架按φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也使用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。2.1.1桥墩断面处在预应力箱梁桥墩纵向两侧各4米范围内，钢管扣件式支架体系采用60×60×120cm的布置结构，如图：①、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为90cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］=35kN（参见WBJ碗扣型多功能支架使用说明）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力ΣNQK—施工荷载标准值；于是，有：NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×53.238=19.17KNNG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN0.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.61.21.21.2立杆斜撑模板横杆0.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.61.21.21.2立杆斜撑模板横杆纵向横向单位：米ΣNQK=0.6×0.6(q3+q4+q7)=0.36×(1.0+2.0+2.94)=2.14KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（19.17+0.36）+0.85×1.4×2.14=25.98KN＜［N］＝35kN，强度满足要求。②、立杆稳定性验算根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/ΦA+MW/W≤fN—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜。长细比λ＝L/i。L—水平步距，L＝1.2m。于是，λ＝L/i＝76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.744。MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10WK=0.7uz×us×w0uz—风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=1.38us—风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得：us=1.2w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KNLa—立杆纵距0.9m；h—立杆步距1.2m，故：MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.143KNW—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：W=5.08×103mm3则，N/ΦA+MW/W＝25.98×103/（0.744×489）+0.143×106/（5.08×103）＝99.56KN/mm2≤f＝205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。2.1.2跨中断面处在预应力箱梁跨中20米范围内，钢管扣件式支架体系采用60×90×120cm的布置结构，如图：0.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.91.21.21.2立杆斜撑模板横杆0.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.61.21.21.2立杆斜撑模板横杆纵向横向单位：米①、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］=30kN（参见WBJ碗扣型多功能支架使用说明）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力ΣNQK—施工荷载标准值；于是，有：NG1K=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×22.224=12.0KNNG2K=0.6×0.9×q2=0.6×0.9×1.0=0.54KNΣNQK=0.6×0.9(q3+q4+q7)=0.54×(1.0+2.0+3.38)=2.81KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（12+0.54）+0.85×1.4×2.81=18.39KN＜［N］＝35kN，强度满足要求。②、立杆稳定性验算根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/ΦA+MW/W≤fN—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜。长细比λ＝L/i。L—水平步距，L＝1.2m。于是，λ＝L/i＝76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.744。MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10WK=0.7uz×us×w0uz—风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=1.38us—风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得：us=1.2w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KNLa—立杆纵距0.9m；h—立杆步距1.2m，故：MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.143KNW—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：W=5.08×103mm3则，N/ΦA+MW/W＝18.39×103/（0.829×489）+0.143×106/（5.08×103）＝73.514KN/mm2≤f＝205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。2.2满堂支架整体抗倾覆验算依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/ΣMw采用跨中28m验算支架抗倾覆能力：跨中支架宽12m，长28m采用60×90×120cm跨中支架来验算全桥：支架横向21排；支架纵向32排；高度9.4m；顶托TC60共需要21×32=672个；立杆需要21×32×9.4=6317m;纵向横杆需要21×9.4/1.2×28=4606m；横向横杆需要32×9.4/1.2×12=3808m；故：钢管总重（6317+4606+3808）×3.84=56.6t;顶托TC60总重为：672×7.2=4.8t；故q=56.6×9.8+4.8×9.8=601.7KN；稳定力矩=y×Ni=6×601.7=3610KN.m依据以上对风荷载计算WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2跨中28m共受力为：q=0.927×9.4×28=244KN；倾覆力矩=q×5=244×5=1220KN.mK0=稳定力矩/倾覆力矩=2610/1220=2.961.3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求2.3箱梁底模下横桥向方木验算本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用10×10cm方木，方木横桥向跨度在箱梁跨中截面处按L＝60cm进行受力计算,在中支点截面及跨中横隔板梁处按L＝60cm进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述两值。如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。q(KN/m)底模下横桥向方木受力简图方木材质为杉木，［δw］=11MPa［δτ］=17MPaE=9000MPa尺寸单位：cmq(KN/m)2.3.1桥墩断面处按中支点截面处4米范围进行受力分析，按方木横桥向跨度L＝60cm进行验算。①方木间距计算