溱水路大桥主桥施工支架设计计算书Word格式文档下载.docx

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横隔板处单根立柱承受的最大荷载为

（2.733×

0.5/2×

0.9+0.38×

0.45）×

26+6×

0.9×

（0.25+0.45）=24.2kN

其余位置单根立柱承受的最大荷载为

0.38×

0.9=13.8kN

根据上述荷载分析，其余位置虽然支架间距稍大，但横隔板处荷载远大于其余位置，故仅对横隔板处进行验算。

2.支架布置

3、4号墩间主梁下的支架从上到下依次为模板（12mm优质竹胶板），横梁（采用A-3级以上木材，截面尺寸10×

15cm），纵梁（工14），碗扣式钢管支架。

支架下地基处理后上铺20cm厚C20混凝土。

碗扣支架纵向等间距布置，间距为90cm。

横向采用不等间距布置，横向布置见图2。

图23~4号墩间横隔板处支架布置横断面（尺寸单位：

cm）

3.支架验算

（1）横梁验算

横梁采用A-3级木材，截面尺寸10×

15（高）cm，顺桥向间距为40cm。

木材顺纹容许弯应力12.0MPa，容许弯曲剪应力为1.9MPa，弹性模量9×

103MPa。

W= 

bh2/6=10×

152/6=375cm3

横隔板处横梁承受混凝土荷载如图3中的阴影线所示。

图中数字为混凝土截面面积，单位为m2。

图3横梁受力较大的区域

①应力验算

荷载q=0.72×

0.4=21.1kN/m，横梁按跨度0.9m的简支梁验算。

<

[

]=12MPa，抗弯可以。

由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：

τ=3Q/2A=3×

21.1×

103×

（0.9/2）/（2×

100×

150）

=0.95MPa<

[τ]= 

1.9MPa，抗剪可以。

②变形验算

由矩形简支梁挠度计算公式得：

E=9×

103MPa；

I=bh3/12=2812.5cm4

fmax 

=5ql4/384EI=5×

9004 

/（384×

2812.5×

104×

9000）

=0.7mm<

[f]=2.25mm（[f]=L/400）

刚度满足要求。

（2）纵梁验算

纵梁采用工14，计算跨度1m（实际跨度0.9m）。

在1m跨度范围按放置4个横梁计（实际只能放3个），即纵梁最多承受4个集中力，每个为21.1×

0.9=19kN。

纵梁近似按承受均布荷载的简支梁计算，荷载为19×

4/1=76kN/m。

工14截面积为2150mm2，W=102000mm3

]=140MPa，抗弯可以。

E=200×

I=712cm4

76×

10004 

200×

7120000）

=0.7mm<

[f]=2.5mm（[f]=L/400）

（3）钢管验算

钢管规格φ48×

3.5。

单根管回转半径15.8mm，重量3.84kg/m。

按3mm壁厚计算，计算截面积424mm2，惯性矩121900mm4，抵抗矩W=5080mm3，

，按b类查（偏安全），

按前述，单根钢管承受的较大荷载为24.2kN。

此时钢管应力为

，小于容许值140MPa，可以。

单根钢管承受的最大外荷载为24.2kN，按最大高度26m计算，钢管最大弹性变形为：

△L=NL/EA=24.2×

26×

103/（2.1×

105×

489） 

=6.1mm 

实际由于模板及横梁和纵梁的分配，钢管的最大变形小于此值。

（4）地基验算

主梁宽度50m，截面积约为25.24m2，考虑1.1的预压荷载放大系数，且考虑6kN/m2的施工荷载，则主梁范围内地基以上的荷载约为：

（25.24×

1.1）/50+6=24.4kN/m2=24.4kPa。

考虑到箱梁荷载的不均匀性，不均匀系数取2，则受力为48.4kPa。

地表铺20cm后混凝土，混凝土自重荷载0.2×

26=5.2kPa，总荷载为53.6kPa，按55kPa计。

故处理后的地基承载力应大于55kPa。

（二）、4号墩支架计算

4号墩纵向1.5m长度范围内，主梁截面为实心箱形截面，自重较大，碗扣支架纵向1.8m范围内，纵向间距变为0.6m，横向支架间距加密，除墩顶横向5m宽度及箱梁翼板外缘外，其余部分横向间距为0.6m。

具体布置见图4。

图44号墩纵向中心线支架布置横截面（尺寸单位：

横梁布置同3~4号墩间的情况，计算跨度0.6m，

荷载q=2.733×

0.4×

0.4=30.8kN/m

横梁按跨度0.6m的简支梁验算。

30.8×

（0.6/2）/（2×

=0.92MPa<

6004 

=0.2mm<

[f]=1.5mm（[f]=L/400）

纵梁采用工14，计算跨度0.6m。

在0.6m跨度范围按放置2个横梁计，即纵梁最多承受2个集中力，每个为30.8×

0.6=19kN。

2/0.6=63kN/m。

63×

=0.1mm<

单根钢管承受最大荷载为2.733×

0.6×

0.6=27.7kN

（三）、4、5号墩间支架计算

4~5号墩间支架布置情况同3~4号墩间的情况，不再重复。

（四）、5号墩支架计算

5号墩中心线纵向10.8m长度范围内，主梁截面为混凝土箱形截面，截面尺寸大，碗扣支架纵向间距变为0.6m，横向支架间距加密，除墩顶横向5m宽度及箱梁翼板外缘外，其余部分横向间距为0.6m。

具体布置见图5。

横梁布置同4号墩顶。

实心段箱梁底部范围。

梁最大高度3.575m。

横梁跨度0.6m，q=（3.575×

0.4）=39.6kN/m

39.6×

（0.6/2）/（2×

150）=1.15<

[τ]= 

图55号墩纵向中心线支架布置半横截面（尺寸单位：

I=bh3/12=2812.5cm4

=0.264mm<

纵梁采用工14，计算跨度0.6m（碗扣纵向间距）。

在0.6m跨度范围最多可放置2个横梁，即纵梁最多承受2个集中力，每个为39.6×

0.6=23.8kN。

纵梁近似按承受均布荷载的简支梁计算，荷载为23.8×

2/0.6=79.3kN/m。

79.3×

=0.094mm<

单根钢管承受最大荷载为3.575×

0.6=35.6kN，

钢管应力为

需要注意的是，此处钢管受力较大，需使用6mm钢模板代替竹胶板，使荷载比较均匀地向下传递，并应特别注意检查钢管自身的质量（完好程度）和连接情况。

（五）、5号墩与6号台之间的支架计算

5号墩与6号台之间因地形限制，拟采用军用梁和碗扣支架相结合的方式，具体布置见图6。

图65号墩与6号台之间的支架布置示意图（单位：

mm）

该跨支架分为左右两部分。

左侧部分从上之下依次为模板及碗扣支架，纵梁（木材，100×

150（高），间距与碗扣支架横向间距相同），横向支承梁（工16，间距30cm），纵向军用梁（计算跨径14m，总长度约16m），横向及纵向的传递工字钢（工32a），横向军用梁，纵向传递工字钢（工32a）。

左侧通过钢管柱将荷载传递到承台上，右侧荷载传递到临时基础上。

右侧部分碗扣支架直接落于处理后的混凝土铺砌面及6号台的承台上。

碗扣支架部分的计算同前，不再重复，其计算结果均安全。

以下仅对左侧碗扣支架以下的部分进行计算。

1．碗扣架下的横梁计算

左侧碗扣架支承于纵梁上，其下对应位置设横梁，纵梁承受和传递节点力，故不再计算。

其下为横梁，用工16，横梁间距为300mm，纵向军用梁最大横向间距2.2m，故工16横梁可近似按跨度2.2m的简支梁计算。

工16计算跨径2.2m，在此宽度内最多可设置3道纵梁（纵梁与碗扣架等距，最小距离0.6m），每个碗扣钢管最大受力为（按5号墩顶横梁处计算）：

（6+3.733×

26）=37.1kN

因横梁间距0.3m，此钢管的力传递到纵梁后由两排横梁承担，故每排横梁2.2m内承受的3个集中力近似简化为均布荷载q为

q=37.1×

4/2/2.2=25.2kN/m

强度可以。

25.3×

22004 

11300000）

=3.6mm<

[f]=5.5mm（[f]=L/400）

刚度满足要求。

2．纵向军用梁计算

纵向军用梁计算跨径14m，按简支梁计算。

主梁横向分为三个部分，即箱梁之间的主梁，箱梁部分和箱梁翼板部分。

（1）箱梁之间的主梁

中间部分混凝土截面积7.08m2，混凝土重量为7.08×

26=184.1kN/m，宽度19.6m，施工荷载如果同时计入施工人员荷载、振捣荷载和模板荷载，即按6kN/m2计算，则表示整个桥面满布人员，且同时振捣混凝土，显然不切实际，结果将过于保守，故此处按4kN/m2计算，即施工荷载共计4×

19.6=78.4kN/m，荷载总计：

184.1+78.4=262.5kN/m

纵向军用梁跨中弯矩

6431/1.5=4287kN，需用4287/750=5.7，实际用9片。

一跨单片军用梁由3个标准三角、2个1.5m辅架和3个标准弦杆及2个端弦杆组成，自重为3×

455+2×

345+2×

231+2×

177=2871kg=28.7kN

（2）箱梁部分

箱梁宽度范围混凝土截面积3.95+0.3+0.3+0.33+2.82=7.7m2，混凝土重量为7.7×

26=200.2kN/m，宽度11.4m，施工荷载共计4×

11.4=45.6kN/m

荷载总计：

200.2+45.6=245.8kN/m

跨中

6022/1.5=4015kN，需用4015/750=5.4，实际用8片。

（3）两侧箱梁翼板

单侧翼板混凝土截面积1.38m2，混凝土重量为1.38×

26=35.9kN/m

宽度3.8m，施工荷载共计4×

3.8=15.2kN/m，荷载总计：

35.9+15.2=51.1kN/m

1252/1.5=835kN，需用835/750=1.1，实际用2片。

3．横向军用梁计算

5号墩每个承台上设3根钢管柱，两承台外侧各设一个临时基础，两承台间设条形临时基础，横向军用梁为两端悬臂的多跨连续梁，跨度为3+10×

4+3=48m。

每端设3片横向军用梁，横向军用梁近似按承受均布荷载计算。

箱梁之间宽19.6m，设9片纵向军用梁，纵向军用梁承受16m长度范围内的荷载，按17m计算，并考虑纵向军用梁自重，则横向军用梁承受荷载为：

q1=（262.5×

17+9×

28.7）/2/19.6=121kN/m。

箱梁底11.4m，各设8片纵向军用梁，则横向军用梁承受荷载为：

q2=（245.8×

17+8×

28.7）/2/11.4=193kN/m。

翼板宽3.8m范围有2片纵向军用梁，则横向军用梁承受荷载为：

q3=（51.1×

17+2×

28.7）/2/3.8=121kN/m。

计算模型按一片军用梁的一半建立，横向共3片军用梁，则反力结果需乘以6为实际结果，其余结果与实际结果相同。

荷载为：

121/6=20.2kN/m，193/6=32.2kN/m，121/6=20.2kN。

模型如图7。

图7横向军用梁计算模型及应力结果（单位：

kPa）

最大应力132MPa，如图7，小于容许值200MPa，可以。

横向军用梁竖杆为等边角钢∠50×

5，截面积480mm2，总长度1500mm，两端有约束，中间设一道连接，偏于安全地按两端铰接，考虑面内失稳，计算长度为1500mm，最小回转半径15.3mm

长细比

]=150

按军用梁手册：

＝0.594

可承受的最大荷载为：

480×

0.594=57024N=57kN，但由于支架为施工临时结构，可以放宽到1.3倍，即最大可以承受57×

1.3=74kN。

根据计算，竖杆承受的最大荷载为63.3kN，大于57kN，但小于74kN，稳定性可以。

但此处中竖杆计算应力较大，建议局部加强。

用立木在中竖杆处进行支撑。

立木截面尺寸100×

150mm，长度按军用梁上下弦杆间距加工。

最大挠度1.0mm，位于箱梁下，如图8。

容许挠度4000/400=10mm，满足要求。

图8横向军用梁变形结果（单位：

根据钢管柱布置图，横向军用梁最外侧的反力通过斜撑作用于最外侧的钢管上，故最外侧的钢管受力为两部分反力之和。

承台外侧钢管反力为：

44.3×

6=265.8kN

承台上的三根钢管柱承受反力依次为：

（18.7+48.9+33.4）×

6=606kN

（38.4+60.2+35.2）×

6=802.8kN

（35.9+60.3+35.7）×

6=791.4kN

临时基础上的钢管受力依次为

（31.6+39.8+23.6）×

6=570kN

（21.5+37.6+22.8）×

6=491.4kN

（22.4+37.6+22.4）×

6=494.4kN

其余反力对称。

承台上的钢管受力最大的是802.8kN，临时基础上的钢管受力最大为570kN。

4．钢管验算

验算两处的钢管。

一是承台上的钢管，受力较大，但由于与桥墩有联结，其面内和面外的自由长度均较小；

二是临时基础上的钢管，受力较小，但面外计算长度大。

承台上的钢管柱与墩有横向联结，自由长度按4.5m计。

临时基础上的钢管与桥墩无横向联结，自由长度按13.2m计算。

钢管柱采用外径720mm，壁厚10mm的圆钢管，材质Q235钢材。

仅验算受力最大的柱子，按照轴心受压构件进行验算。

（1）承台上的钢管验算

回转半径

m

按b类构件查表得：

＝0.976

故每根钢管可承受的荷载为：

0.976×

×

0.71×

0.01×

140×

106＝3.05×

106N＝3050kN。

而每根钢管柱承担的最大荷载为802.8kN，小于其承载力3050kN，故钢管柱整体稳定性安全。

另外验算钢管柱的局部稳定，对于圆管截面，

D/t＝0.72/0.01＝72

故其局部稳定满足要求，可以。

（2）临时基础上的钢管验算

临时基础上的钢管与桥墩无联结，按上下两端均为铰接，计算长度为13.2m（等于钢管实际长度）。

＝0.842

0.842×

106＝2.63×

106N＝2630kN。

临时基础上的钢管柱承担的最大荷载为570kN，小于其承载力2630kN，故钢管柱整体稳定性安全。

5．地基承载力计算

横向共计13根钢管柱，6根支撑于承台上，不考虑地基问题。

中间5根支撑于临时基础上，承受反力依次为570kN，491.4kN，494.4kN，491.4kN，570kN，总荷载为2617kN。

钢管柱长度13.2m，按15m计算，共5根，自重为5×

15×

7850/100=132kN，另外考虑100kN的其它部件重量，故临时基础顶部受力约为：

2617+132+100=2849kN。

此处的临时基础尺寸为18×

2×

1m，自重为26×

1×

18=936kN，基底受力为2849+936=3785kN，基底应力为3785/18/2=105.1kPa

承台外侧两根钢管落在独立的临时基础上，荷载为265.8kN，钢管自重26kN，考虑其他部件重量15kN，混凝土临时基础尺寸为2×

3×

3=156kN，基底受力为265.8+26+15+156=463kN，基底应力为463/3/2=77kPa

处理后的地基容许承载力约为200kPa，大于临时基础下的最大应力105.1kPa，地基安全。

（六）模板计算

1．普通横梁下的模板

普通横梁下用12mm优质竹胶板，横梁顺桥向间距400mm，竹胶板净跨径300mm，按对边简支单向板计算，

=300mm

荷载q=（0.25×

2.733+0.45×

0.65）×

26+0.7×

6=29.6kN/m

弹性模量约为4700MPa（按中硬材取值），泊松比取0.05

单位板宽的刚度为

容许值为300/400=0.75mm，超限，故改为普通横梁下设三道横木，间距200mm，净距100mm，按l=150mm计算。

此时较大荷载为q=（0.2×

2.733）×

26+0.2×

6=15.4kN/m

容许值为150/400=0.38mm，大于计算值0.12mm，可以。

容许值为（按中硬材垂直受力）为41MPa，大于计算值，可以。

2．5号墩顶横梁下的模板

5号墩顶横梁下用6mm钢板作为面板，横梁顺桥向间距225mm，净距125mm，按l=225mm计算。

钢板承受的较大荷载q=（0.225×

3.733）×

26+0.225×

6=23.2kN/m

弹性模量取200GPa，泊松比取0.3

容许值为225/400=0.56mm，大于计算值，可以。

容许值为140MPa，大于计算值，可以。

3．4号墩顶横梁下的模板

4号墩顶横梁下用6mm钢板作为面板，横梁顺桥向间距225mm，净距125mm，按l=225mm计算。

容许值为为140MPa，大于计算值，可以。

4．其他位置的模板

其它位置模板用12mm竹胶板，横梁顺桥向间距300mm，横木宽100mm，偏于安全地按l=250mm计算。

竹胶板承受的较大荷载q=（0.3×

26+0.3×

6=6.9kN/m

容许值为300/400=0.75mm，大于计算值，可以。

容许值为40MPa，大于计算值，可以。

综上，整个主梁支架结构安全。

附件：

1、各种支架材料统计详表

2、主梁支架布置详图