现浇箱梁支架的设计与施工计算Word文件下载.docx

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4、侧模：

横肋间距60㎝，竖肋间距30㎝，采用10*10㎝方木；

在中横梁处竖肋间距适当加密为25cm。

5、竹胶板：

底模、侧模、翼板采用优质覆膜A类竹胶板，规格122*244*1.5㎝；

6、内模支架：

钢管支架采用60*60*60㎝；

7、支架底托下垫木：

10cm*15cm*4m的方木；

三、主桥支架、模板、地基受力验算

a、计算依据：

⑴设计图纸；

⑵箱梁砼浇注方法：

采用分两次浇注完成（荷载计算按一次浇注计算）。

⑶模板支架使用材料、规格及其力学性能。

b、检算内容

⑴底模、纵横向木枋的强度、挠度检算。

⑵立杆整体稳定性检算。

⑶地基承载力检算。

c、检算原则：

⑴方木按照市场上最普遍的红松考虑，弹性模量9*103Mpa,抗弯强度[12]Mpa；

抗剪强度[1.9]MPa，容重取木材最大容重7.5kn/m3。

⑵检算要求所有方木的弯曲最大正应力均小于其容许应力[12]MPa。

⑶立柱杆件容许应力按[215]MPa进行计算。

⑷所有杆件的挠度变形量均小于[L/400]。

（一）荷载计算：

本桥箱梁为变截面箱梁，箱梁底至地面平均高度为7.5m，拟采用φ48*3.5mm钢管作为全桥支架的基本构件，横向木枋拟采用10*10cm松木单层布置，间距25cm-30cm，纵向木枋采用15*10cm松木单层布置，经初步设计的支架结构详见附图所示。

根据钢管支架设计图，支架顶部直观布置图见下图所示

1、荷载分析

（1）、钢筋混凝土自重

箱梁钢筋混凝土自重属均布荷载，直接作用于底模及侧模，根据设计图可得箱梁各部分最不利自重荷载为：

中横梁两侧6米段落内：

q1横梁=3.8*26=98.8KN/m2

中横梁两侧6米腹粱处：

q1腹板=2.16*26=56.16KN/m2

中横梁两侧6m处腹梁厚度：

h=2*X1.5/281.5+1.64=2*231.5/281.5+1.64=3.13m

底板厚度：

D=0.2*X1.5/281.5+0.3=0.2*231.5/281.5+0.3=0.45m

1m范围内腹板面积：

S=0.5*（3.13+0.16）+0.25*0.45*2+0.2*0.2*2+（0.39+0.45/2*0.25*2=2.16m2

端横梁处：

q1端梁=1.8*26=46.8KN/m2

翼板处：

q1翼板=1*0.7*1*26=18.2KN/m2

因中横梁两侧6m处腹梁荷载大于端粱处，两处支架布设相同，可只验算中横梁两侧6m腹梁处满足要求即可。

（2）、竹胶板底模（板厚δ=1.5cm容重γ=10.08KN/m3）

q2=1*1*0.015*10.08KN/m3=0.15KN/m2

（3）、横向木枋（10*10cm）

中横梁两侧6米内段落q3=1/0.25*0.1*0.1*7.5=0.3KN/m2

中横梁两侧6米外及翼板处q3=1/0.3*0.1*0.1*7.5=0.25KN/m2

（4）、纵向木枋（15*10cm）

中横梁两侧6米段落内q4横梁=1/0.6*0.1*0.15*7.5=0.19KN/m2

中横梁两侧6米腹板处q4腹板=1/0.6*0.1*0.15*7.5=0.19KN/m2

中横梁两侧6米外翼板处q4翼板=1/0.9*0.1*0.15*7.5=0.13KN/m2

（5）、支架体系自重

①、单根钢管自重

按7.5m的支架高度计算钢管自重荷载（含配件、剪刀撑及水平拉杆等），￠48*3.5钢管单位重为3.84kg/m，加配件乘以系数2.0,则立杆自重平均分配到底层的荷载为:

g=7.5m*3.84kg/m*系数2*9.8N/1000

=0.56KN/根

②、钢管支架体系自重

根据支架设计图，中横梁两侧6米段落内平均每平方米布置了6.05根钢管，中横梁两侧6米腹板外箱室底板处平均每平方米布置了1.83根钢管，则支架体系自重为：

中横梁两侧6米段落内q5横梁=0.56*1/（0.6*0.3）=3.11KN/m2

中横梁两侧6米腹板外q5腹板=0.56*1/（0.6*0.6）=1.56KN/m2

翼板处q5翼板=0.56*1/（0.6*0.9）=1.04KN/m2

（6）、施工机具及人员荷载q6=1.5KN/m2

（7）、倾倒混凝土产生的荷载q7=2.0KN/m2

（8）、振捣砼产生的荷载q8=2.0KN/m2

（9）、风荷载：

支架高度为8.5m左右，风荷载按0.85KN/m2考虑

2、荷载组合

根据《路桥施工计算手册》P175表8-5要求，计算中静载系数取值1.2，动载系数取值1.4。

（1）、验算底模

①、中横梁两侧6米段落内底模

q=1.2（q1横梁+q2）+1.4（q6+q7+q8）

=1.2*（98.8+0.15）+1.4*（1.5+2.0+2.0）

=126.44KN/m2

②、中横梁两侧6米腹板处底模

q=1.2（q1腹板+q2）+1.4（q6+q7+q8）

=1.2*（56.16+0.15）+1.4*（1.5+2.0+2.0）

=75.27KN/m2

③翼板处

q=1.2（q1翼板+q2）+1.4（q6+q7+q8）

=1.2*（18.2+0.15）+1.4*（1.5+2.0+2.0）

=29.72KN/m2

（2）、验算横向木枋

①、中横梁两侧6米段落内

q=1.2（q1横梁+q2+q3）+1.4（q6+q7+q8）

=1.2*（98.8+0.15+0.3）+1.4*（1.5+2.0+2.0）

=126.80KN/m2

②、中横梁两侧6米腹板处

q=1.2（q1腹板+q2+q3）+1.4（q6+q7+q8）

=1.2*（56.16+0.15+0.25）+1.4*（1.5+2.0+2.0）

=75.57KN/m2

q=1.2（q1翼板+q2+q3）+1.4（q6+q7+q8）

=1.2*（18.2+0.15+0.25）+1.4*（1.5+2.0+2.0）

=30.02KN/m2

（3）、验算纵向木枋

q=1.2（q1横梁+q2+q3+q4横梁）+1.4（q6+q7+q8）

=1.2*（98.8+0.15+0.30+0.19）+1.4*（1.5+2.0+2.0）

=127.03KN/m2

②中横梁两侧6米腹板处

q=1.2（q1腹板+q2+q3+q4腹板）+1.4（q6+q7+q8）

=1.2*（56.16+0.15+0.25+0.19）+1.4*（1.5+2.0+2.0）

=75.8KN/m2

q=1.2（q1翼板+q2+q3+q4翼板）+1.4（q6+q7+q8））

=1.2*（18.2+0.15+0.25+0.13）+1.4*（1.5+2.0+2.0）

=30.18KN/m2

（4）、验算立杆、地基

①、中横梁两侧6米段落内

q=1.2（q1横梁+q2+q3+q4横梁+q5横梁）+1.4（q6+q7+q8）

=1.2*（98.8+0.15+0.3+0.19+3.11）+1.4*（1.5+2.0+2.0）

=130.76KN/m2

②、中横梁两侧6米腹板处

q=1.2（q1腹板+q2+q3+q4腹板+q5腹板）+1.4（q6+q7+q8）

=1.2*（56.16+0.15+0.25+0.19+1.56）+1.4*（1.5+2.0+2.0）

=77.67KN/m2

q=1.2（q1翼板+q2+q3+q4翼板+q5翼板）+1.4（q6+q7+q8）

=1.2*（18.2+0.15+0.25+0.13+1.04）+1.4*（1.5+2.0+2.0）

=31.42KN/m2

（二）、结构验算

1、底模板验算

底模钉在横向木枋上，直接承受上部施工荷载,取承受最大荷载的腹板处（横梁与腹板处承受的荷载相同）进行验算,截取1m宽的竹胶板简化为相应跨径的三等跨连续梁来验算，1m宽*0.015m厚竹胶板截面特性：

I=100*1.53/12=28.13cm4=0.281*10-6m4

W=100*1.52/6=37.5cm3=3.75*10-5m3

[αw]=12MPa

E=9*103MPa=9*106KN/m2

（1）、中横梁两侧6米段落内底模板验算

该段落模板直接承受混凝土荷载，底部横向方木中心间距25cm,截取1m宽的竹胶板简化为相应25cm跨径的三等跨连续梁来验算,则q=126.44KN/m2*0.25m=31.61KN/m

计算简图如下：

a、弯曲强度验算

Mmax=0.1q*L2=0.1*31.61*0.252=0.20KN.m

αw=Mmax/W=0.20/（3.75*10-5）/1000

=5.33Mpa<

[σw]=12Mpa满足要求

b、挠度验算

fmax=qL4/（150EI）

=31.61*0.254/（150*9*106*0.281*10-6）*100

=0.032cm<

[f]=L/400=0.063cm满足要求

（2）中横梁两侧6米腹板处底模板验算

该段落模板直接承受混凝土荷载，底部横向方木中心间距30cm,截取1m宽的竹胶板简化为相应30cm跨径的三等跨连续梁来验算,则q=75.27KN/m2*0.30m=22.58KN/m

a、弯曲强度验算

Mmax=0.1q*L2=0.1*25.28*0.32=0.203KN.m

αw=Mmax/W=0.203/（3.75*10-5）/1000

=5.41Mpa<

=25.28*0.34/（150*9*106*0.281*10-6）*100

=0.054cm<

[f]=L/400=0.075cm满足要求

（3）、翼板底模板验算

该段落模板直接承受混凝土荷载，底部横向方木中心间距30cm,截取1m宽的竹胶板简化为相应30cm跨径的三等跨连续梁来验算,则q=29.72KN/m2*0.3=8.92KN/m

按三等连续梁进行截面验算：

Mmax=0.1q*L2=0.1*8.92*0.302=0.08KN.m

αw=Mmax/W=0.08/（3.75*10-5）/1000

=2.13Mpa<

[σw]=12Mpa满足要求

=8.92*0.304/（150*9*106*0.281*10-6）*100

=0.019cm<

2、横向木枋验算

横向木枋采用10*10cm松木单层布设，直接承受底模传递下来的荷载，中横梁两侧6米段落内采用跨径为0.6m的三等跨连续梁来计算，翼板用跨径为0.9m的三等跨连续梁来计算。

（1）、中横梁两侧6米段落内横向木枋验算

支点中心间距60cm，顺桥方向中心间距为25cm，则横向木枋的分布荷载为:

q=（0.6*0.25*126.8）/0.6=31.7KN/m，计算简图如下：

①、10*10cm松木枋截面特性

I=bh3/12=833cm4=8.33*10-6m4

W=bh2/6=167cm3=1.67*10-4m3

[αw]=12Mpa

E=9*103MPa=9*106kN/m2

②、截面验算

Mmax=0.1q*L2=0.1*31.7*0.602=1.14KN.m

αw=Mmax/W=1.14/（1.67*10-4）/1000

=6.83Mpa<

fmax=qL4/（150EI）

=31.7*0.64/（150*9*106*8.33*10-6）*100

=0.037cm<

[f]=L/400=0.15cm满足要求

（2）、中横梁两侧6米腹板处横向木枋验算

支点中心间距60cm，顺桥方向中心间距为30cm，则横向木枋的分布荷载为:

q=（0.6*0.3*75.57）/0.6=22.67KN/m，计算简图如下：

①、10*10cm松木枋截面特性

Mmax=0.1q*L2=0.1*22.67*0.602=0.82KN.m

αw=Mmax/W=0.82/（1.67*10-4）/1000

=4.91Mpa<

=22.67*0.64/（150*9*106*8.33*10-6）*100

=0.026cm<

（3）、翼板处横向木枋验算支点中心间距90cm，顺桥方向中心间距为30cm，则横向木枋的分布荷载为:

q=（0.9*0.3*30.02）/0.9=9.006KN/m，计算简图如下：

Mmax=0.1q*L2=0.1*9.006*0.902=0.73KN.m

αw=Mmax/W=0.73/（1.67*10-4）/1000

=4.37Mpa<

=9.006*0.94/（150*9*106*8.33*10-6）*100

=0.053cm<

3、纵向木枋验算

纵向木枋采用15*10cm松木枋单层布置，直接承受横向木枋传递下来的荷载。

中横梁两侧6米段落内及其外箱室底板处的纵向木枋按跨径为0.6m的三等跨连续梁来计算，翼板处为跨径为0.9m的三等跨连续梁。

（1）、中横梁两侧6米段落内纵向木枋验算

中横梁两侧6米段落内纵向木枋支点中心间距为60cm，横向间距30cm，则横向木枋的分布荷载为:

q=（0.6*0.3*127.03）/0.6=38.11KN/m，计算简图如下：

①、15*10cm松木枋截面特性

I=bh3/12=2813cm4=28.13*10-6m4

W=bh2/6=375cm3=3.75*10-4m3

Mmax=0.1q*L2=0.1*38.11*0.62

=1.37KN.m

αw=Mmax/W=1.37/（3.75*10-4）/1000

=3.65Mpa<

=38.11*0.64/（150*9*106*28.13*10-6）*100

=0.013cm<

（2）、中横梁两侧6米段落外箱梁底纵向木枋验算

中横梁两侧6米段落内纵向木枋支点中心间距为60cm，横向间距60cm，则横向木枋的分布荷载为:

q=（0.6*0.6*75.8）/0.6=45.48KN/m，计算简图如下：

①、15*10cm松木枋截面特性

Mmax=0.1q*L2=0.1*45.48*0.62

=1.64KN.m

αw=Mmax/W=1.64/（3.75*10-4）/1000

=45.48*0.64/（150*9*106*28.13*10-6）*100

=0.016cm<

[f]=L/400=0.15cm满足要求

（3）、翼板底纵向木枋验算

翼板底纵向木枋支点中心间距为90cm，横向间距60cm，则横向木枋的分布荷载为:

q=（0.9*0.6*30.18）/0.9=18.11KN/m，计算简图如下：

①、15*10cm松木枋截面特性

Mmax=0.1q*L2=0.1*18.11*0.92

=1.47KN.m

αw=Mmax/W=1.47/（3.75*10-4）/1000

=3.91Mpa<

=18.11*0.94/（150*9*106*28.13*10-6）*100

=0.031cm<

[f]=L/400=0.225cm满足要求

4、立杆验算

（1）、立杆轴向荷载计算

据《路桥施工计算手册》，采用￠48*3.5钢管作支架，当横杆步距为1.2时，对接立杆的容许荷载[N容]=33.1KN。

立杆底部承受竖向荷载为:

①中横梁两侧6米段落内箱室下:

N=0.3*0.6*130.76KN/m2=23.54KN＜[N容]=33.6KN。

（内插《路桥施工计算手册》P189表8-34）

②中横梁两侧6米段落外箱室下:

N=0.6*0.6*77.67KN/m2=27.96KN＜[N容]=33.6KN

③翼板下：

N=0.6*0.9*31.42KN/m2=16.97KN＜[N容]=33.6KN.

结论:

单根立杆承受荷载满足容许荷载要求。

（2）、立杆稳定性验算

立杆的计算长度L0L0=120cm

截面回转半径Ii=1.58cm

截面积AA=4.89cm2

截面模量WW=5.08cm3

钢材的抗压设计强度σ[σ容许]=215Mpa

长细比λλ=L0/i=120/1.58=76

轴心受压构件的稳定系数φ=0.715（查《路桥施工计算手册》P7903-26表）

则立杆的稳定性按下列公式计算（取中横梁两侧6米段落外箱室下最大值计算）:

N/（φ*A）=27.96*1000/（0.715*4.89*10-4）/106

=79.97Mpa＜[σ容许]=215Mpa

（3）考虑风荷载的稳定性验算：

由于本项目属内陆地区，各季的平均风速相差不大,且支架高度较低,考虑风荷载对满堂支架力杆的稳定性验算时，风荷载可取值0.85KN/m2。

①立杆底部承受竖向荷载计算：

（风荷载为动荷载，活载系数取ri=1.4）

中横梁两侧6米段落内箱室下:

N=0.3*0.6*（130.76+1.4*0.85）KN/m2=23.75KN＜[N容]=33.6KN。

中横梁两侧6米段落外箱室下:

N=0.6*0.6*（77.67+1.4*0.85）KN/m2=28.39KN＜[N容]=33.6KN。

翼板下：

N=0.6*0.9*（31.42+1.4*0.85）KN/m2=17.61KN＜[N容]=33.6KN.

②取中横梁两侧6米段落外箱室下最大值进行立杆稳定性验算：

N/（φ*A）=28.39*1000/（0.715*4.89*10-4）/106

=81.20Mpa＜[σ容许]=215Mpa

结论：

支架立杆的稳定性满足要求。

（三）、地基验算

地基处理:

搭设支架前先清除表土，并进行填前碾压，而后分层填筑50cm建筑碎料并碾压密实，最后铺筑20cm石灰土，碾压后密实度不小于96%。

填筑宽度较支架两侧各加宽0.5m,高程较原地面高出0.5m。

期间要注意石灰土的养生，并用触探仪检测地基实际承载力。

地基处理完毕后，按支架搭设要求放样布设10cm*15cm*4m的方木作为支架底托下垫木，据《路桥施工计算手册》p360表11-17，碎石土密实状态下最小的容许承载力可达500-700Kpa，我们按以上方法处理的地基远大于该容许承载力范围。

支架底托采用10cm*10cm，根据《路桥设计与通用规范》第5.0.3条，扩散角采用45°

，底托的扩散面积保守采用0.06m2（30cm*20cm）考虑，则支架对地基的压力为：

27.96KN/（0.3*0.2）m2=466Kpa＜500Kpa

地基承载力满足要求

通过以上验算，钢管支架方案满足受力要求。

四、主跨门洞钢管柱支墩、横梁受力验算

门洞采用D530mm的钢管柱作支墩，中支墩纵向布置2排,边支墩1排,箱梁底板下立柱间距2.65m，翼板下立柱间距2.75m，每排钢管柱11根。

柱顶布置双排32c工字钢作支墩横向枕梁；

采用400*400HW型钢作纵向过梁，纵梁全桥横向布置：

底板以下间距0.6m，翼板下0.9m。

横向布置宽度27m，共40根（16/0.6+1+11/0.9），梁底16米宽范围布置28根,两侧翼板下共