满堂支架受力计算Word文件下载.docx

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场地位于宿州市三八路以北新汴河上，桥梁南北走向跨越新汴河，在地貌上属于淮北冲积平原。

本场地所在地形比较平坦，场地地表标高为23.21米~26.84米，覆盖层为第四系，基岩埋深大于80米。

根据本次勘探结果，勘探深度范围共分10层土，以亚粘土夹粉沙层为主。

二.支架设计方案

（一）、上部结构荷载：

根据箱梁尺寸计算得，箱梁钢筋砼的自重为2.7t/m2（中部）和6.2t/m2（横隔梁部）。

1.钢筋砼的重量：

2.7t/m2（中部）

钢筋砼的重量：

6.2t/m2（横隔梁部）

2.模板支架自重：

0.25t/m2

3.施工荷载：

0.2t/m2

4.振捣时的荷载：

0.4t/m2

5.倾倒砼时的荷载：

则中部：

（1+2+3）+4+5=2.7+0.25+0.2+0.4+0.2=3.85t/m2=37.73KPa

横隔梁部：

（1+2+3）+4+5=6.2+0.25+0.2+0.4+0.2=7.35t/m2=72.03KPa

（二）．钢管支架的布置、受力计算

1、支架基础处理

（1）原地面的处理

对于河岸附近，先将地势大致整平，将表层耕殖土清除，然后碾压密实，对于地势低洼、沉积淤泥处，要将淤泥挖除后回填，分层碾压密实，上两层15cm厚5％石灰改善土，并做2％的双向横坡，压实度达到95％以上。

灰土顶做一层10cm厚C20砼封层，隔绝地表水防止侵入支架地基。

要求：

处理后的地基承载力>

400KPa，表面平整、排水顺畅。

（2）水中支架基础

拟采用Φ600mm钢管桩打入河床。

4米一排，钢管桩上用I40工字钢焊接连接，上置贝雷片。

钢管桩入土深度不小于6米，工字钢顶面水平，贝雷顶面坡度一致。

2、水中支架基础设计

（1）贝雷荷载验算

①贝雷端部须设置在坚实的地面上，根据现场地形和1#、3#墩承台挖深，按1：

0.5放坡（未考虑设置台阶），贝雷端部距承台基坑坡顶线退2.5米。

经计算，贝雷端部距1#、3#墩各15米，故贝雷单道总长15+45*2+15=120米。

②荷载：

箱梁、支架及施工荷载共计37.73KPa；

贝雷每片重270Kg，加上销子、连接件等，每片按350Kg计，每片长3米，自重荷载=0.35/3*9.8=1.15KN/M。

每排间距按3米，故贝雷承受荷载=37.73*3+1.15=115KN/M。

受力简图如下：

③Q＝7.047KN/m，L＝4m，贝雷的截面参数W=3570cm3

贝雷最大允许弯矩＝273MPa*3570cm3＝974.61KNm

跨中最大弯矩Mmax=0.08*QL2=0.08*115*4*4＝147.2KNm

安全系数K＝974.6/147.2＝6.6，满足使用要求。

（2）钢管桩顶部工字钢验算（双排I40）

箱梁、支架及施工荷载共计37.73KPa，7排贝雷荷载=（0.35*7*4*9.8）/11/4=2.18KPa。

Q＝（37.73+2.18）*4=159.64KN/m，L＝4m，双排I40截面参数W=1085.7*2=2171.4cm3

最大允许弯矩＝273MPa*2171.4cm3=592.79KNM

最大弯矩Mmax=0.08*ql2=0.08*159.64*42=204.34KNM

安全系数K=592.79/204.34=2.9

（3）钢管桩

钢管桩纵向间距4米，横向间距1.2米，每根桩承受荷载=3.85*4*1.2*9.8=181.1KN，图纸提供土质极限摩阻力=50~60KPa，Φ600mm钢管桩外周长=3.14*0.6=1.884m，入土按6m计，总面积=1.884*6=11.3m2，单根钢管桩承受荷能力=11.3m2*50KPa=565KN，故安全系数K=565/181.1=3.12。

3、脚手架设计

拟采用Φ48mm,壁厚3mm的轮扣式或碗扣式脚手架进行满堂搭设。

（1）中部上部结构荷载按3.85t/m2计，立杆间距0.9*0.6m间隔布置，则每区格面积：

A1=0.9*0.6=0.54m2，每根立杆承受荷载p=0.54*3.85=2.08t=20.37KN。

（2）端部上部结构荷载按7.35t/m2计，立杆间距0.45*0.9m间隔布置，则每区格面积：

A1=0.45*0.9=0.405m2，每根立杆承受荷载p=0.405*7.35=2.97t=29.17KN。

（3）竖向每隔h=1.2m,设纵横向钢管，根据《材料手册》及脚手架使用说明书，当横杆步距为1.2m时，每根立杆允许承受最大竖向荷载[p]=30KN,p＜[p]，满足要求。

见下图。

（三）、支架顶纵横楞计算

横隔梁部支架比跨中加密一倍，故可只计算跨中部。

横向选用[10槽钢或方木，间距根据支架间距为90cm，纵向上置方木，间距30cm（端部取45cm），计算选用纵、横向方木尺寸。

木材按A3等级，弹性模量E＝9*103MPa。

1、横向方木或槽钢验算

（1）受力简图

按均布荷载考虑，每段为90cm，Q1＝（3.85-0.25）*0.9=3.24t/m＝31.752KN/M

弯矩图：

最大弯矩Mmax=0.08*ql2=0.08*31.75*9002=2057400NMM

（2）方木验算

假定10cm*15cm方木，W=1/6*10*152=375cm3；

I＝1/12*10*153=2812.5cm4

a、强度验算

σmax=Mmax/W＝2057400/（375*103）=5.48MPa<

8.0MPa满足要求。

b、挠度验算

跨中部分挠度：

ω＝（5-24λ2）*ql4/（384EI）＝（5-24*（300/900）2）*27.45*9004/（384*9*104*2812.5*104）

＝0.04997mm

ω/l=0.04997/900=1/18010<

1/500满足要求。

（3）槽钢验算

将槽钢立放，查材料表得：

[10槽钢W=39.4cm3，I＝198.3cm4

σmax=Mmax/W＝2057400/（39.4*103）=52.22MPa<

215MPa可满足要求。

b、挠度验算（跨中部分挠度）：

ω＝（5-24λ2）*ql4/（384EI）＝（5-24*（300/900）2）*27.45*9004/（384*2.1*105*198.3*104）

＝0.3050mm

ω/l=0.3050/900=1/2950<

（4）水中支架底工字钢验算

箱梁、支架及施工荷载共计37.73KPa，支架排距0.6m，q=37.73*0.6=22.638KNm，贝雷排距=3.0米，假定采用I20a，截面参数W=236.9cm3

最大允许弯矩＝273MPa*236.94cm3=64.674KNM

最大弯矩Mmax=0.08*ql2=0.08*22.638*32=10.866KNM

安全系数K=64.674/10.866=5.9

2、纵向方木。

中部P＝3.85t/m2,

（1）强度验算

采用5cm*10cm方木立放，W=1/6*5*102=83.33cm3；

I＝1/12*5*103=416.67cm4

A、方木间距采用0.3米，则Q＝（3.85-0.25）*0.3=1.08t/m＝10.584KN/M

最大弯矩Mmax=0.08*ql2=0.08*10.584*9002=685843NMM

σmax=Mmax/W＝685843/（83.33*103）=8.23MPa>

8.0MPa，不满足要求。

B、方木间距采用0.2米，则Q＝（3.85-0.25）*0.2=0.72t/m＝7.056KN/M

最大弯矩Mmax=0.08*ql2=0.08*7.056*9002=457229NMM

σmax=Mmax/W＝457229/（83.33*103）=5.487MPa<

8.0Pa满足要求。

（2）跨度验算

方木跨度为90cm，按最大允许挠度l2/400计算，有：

f＝ql24/128EI=l2/400

故：

＝119.36cm>

90cm满足要求。

（四）支架设计与验算结论

通过验算，本桥支架方案设计为：

1、地基整平碾压处理、15cm厚5％石灰改善土+7cm厚C20砼封层，支架下支垫为40cm*40cm*10cm砼预制块；

2、跨中部立杆间距0.9m*0.6m间隔布置，横隔梁部按0.9m*0.45m间隔布置，竖向每隔h=1.2m，设纵横向钢管。

支架底部及顶部设剪刀撑，并在底部增设纵横向落地撑，以保证满堂支架的整体稳定性。

3、支架顶纵向用10*15方木或[10槽钢竖置，上置横向10cm*10cm方木，间距为30cm，方木不小于A3等级。

4、水中支架采用Φ600mm钢管桩打入河床，4米一排，钢管桩上用双排I40工字钢焊接连接，上置7排贝雷片（半幅）间距2.8~3.0米（根据实际情况调节），上面按陆上支架搭设，底部垫以I20工字钢，如下图所示。

断面图

立面图

三、模板：

为了确保砼外观质量，模板是主要因素之一，因此对于模板除应保证其基本刚度以外，还应考虑接缝处理，防止漏浆或变形。

（1）底模及侧模：

方案1：

采用1*1.5大块钢模板，宽度比箱梁底宽尺寸少6mm，侧模与底模之间用海绵胶条粘贴，防止漏浆。

此方案优点：

刚度高，表面光洁，周转率高。

缺点是：

一次投入大，除锈、清理、整平花费人工较多。

方案2：

采用18mm以上竹胶板。

优缺点：

一次投入少，操作方便，但施工周期过长，受日晒雨淋，易毁损，影响箱梁外观，可用强力胶粘质量较好的地板革，以改善箱梁外观。

（2）内模：

采用竹胶板，分段、分块制作与安装，覆土工布以易于脱模。

四、支架预压方案

根据设计要求，箱梁施工前，应对支架进行预压，预压荷载为箱梁自重的100%，搭设支架时要预留支架弹性和非弹性变形量。

由箱梁设计截面计算得，箱梁平均每平方米自重为2.7T，如采用堆砂袋（松方密度1.35T/M3）预压，则预压高度为2米。

在地基处理完毕，可按照本支架方案及设计荷载高度进行荷载预压试验，观察地基、支架受力及沉降、压缩情况，以检验地基处理、支架设计的可靠度。