匝道桥现浇支架连续箱梁碗扣式支架计算书文档格式.docx

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1.2

30

3.5

7

1.8

25

1.5

2.5

2.4

20

2.0

3.0

（3）、根据《工程地质勘察报告》，本桥位处地基容许承载力在130Kpa以上。

四、荷载分析计算

1、模板及模板支撑架荷载Q1

通过计算模板荷载如下：

a、内模（包括支撑架）：

取q1－1=1.6KN/m2；

内模支撑系统如下图：

b、底模（包括背带木）、外侧模：

取q1－2=1.8KN/m2；

d、碗扣脚手架荷载：

按支架搭设高度7.65米计算（含剪刀撑）：

q1-3=4.0KN/m2。

2、箱梁混凝土荷载Q2

见各单元计算

3、施工荷载Q3

施工人员及设备荷载取q3-1=1.0KN/m2。

查《公路桥涵施工技术规范》附录D第3条取值。

水平面模板的砼振捣荷载，取q4-1=2KN/m2，查《公路桥涵施工技术规范》附录D第4条取值。

垂直面模板的砼振捣荷载，取q4-2=4.0KN/m2，查《公路桥涵施工技术规范》附录D第4条取值。

倾倒混凝土时冲击产生的水平荷载

（采用汽车泵取值3.0KN/m2）

四、碗扣立杆受力计算

本支架计算长度（按规范5.6.3.2条）：

l0=h+2a=1.2+2*0.3=1.8m

本支架长细比λ=l0/i=180/1.58=113.924，查附录E表知ψ=0.489532。

立杆承载力[N]=ψ*A*f=0.489532×

4.89cm2×

20.5KN/cm2=49.0731KN

单肢立杆轴向力计算公式N＝（1.2Q1+1.4Q3）×

Lx×

Ly+1.4Q2×

Ly

式中：

Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距

4.1、跨中断面

4.1.1、腹板计算

分别以图中计算单元1、计算单元2、计算单元3及计算单元4作为荷载计算单元。

A、计算单元1立杆受力：

钢筋混凝土梁重：

q2-1=0.5882×

26÷

0.6=25.49KN/m2

单肢立杆受力：

N＝[1.2（q1-1+q1-2+q1-3+q2-1）+1.4（q3-1+q4-1＋q4-3）]×

0.9×

=[1.2×

（1.6+1.8+1.4+25.49）+1.4×

（1+2+3）]×

0.6=24.16KN

Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，

立杆分布纵向0.9m，横向0.6m，横杆层距（即立杆步距）1.2m，则

单根立杆受力：

N=24.16KN<

[N]=49.0731KN

B、计算单元2立杆受力：

q2-1=0.886×

0.75=30.715KN/m2

（1.6+1.8+1.4+30.715）+1.4×

0.6=28.47KN

N=28.47KN<

C、计算单元3立杆受力：

q2-1=0.553×

0.6=23.963KN/m2

（1.6+1.8+1.4+23.963）+1.4×

0.6=23.5KN

N=23.5KN<

D、计算单元4立杆受力：

q2-1=0.7936×

0.6=34.39KN/m2

（1.6+1.8+1.4+34.39）+1.4×

0.6=29.93KN

N=29.93KN<

4.1.2、底板计算

分别以图中计算单元1、计算单元2作为荷载计算单元。

q2-1=（0.4213+0.3631）×

（0.45+0.9+0.3）=12.36KN/m2

（1.6+1.8+1.4+12.36）+1.4×

0.9=23.48KN

立杆分布纵向0.9m，横向0.9m，横杆层距（即立杆步距）1.2m，则

N=23.48KN<

4.1.2、翼板计算

分别以图中计算单元1作为荷载计算单元。

q2-1=0.8694×

（0.6×

2+0.9+0.3）=9.419KN/m2

0.1.2

（1.6+1.8+1.4+9.419）+1.4×

0.1.2=27.5KN

立杆分布纵向0.9m，横向1.2m，横杆层距（即立杆步距）1.2m，则

N=27.5KN<

4.2、桥墩、台顶中横梁断面

4.2.1、底、腹板计算

q2-1=17.3167×

（0.6+0.9×

2+0.6×

3

3+0.9×

2+0.6）=44.141KN/m2

0.6×

（1.6+1.8+1.4+44.141）+1.4×

0.9=36.25KN

立杆分布纵向0.6m，横向0.9m，横杆层距（即立杆步距）1.2m，则

N=36.25KN<

4.2.2、翼板计算

分别以图中计算单元2作为荷载计算单元。

A、计算单元2立杆受力：

q2-1=1.72×

2+1.2×

2）=12.422KN/m2

（1.6+1.8+1.4+12.422）+1.4×

0.6=36.25KN

经以上计算，立杆均满足受力要求。

五、地基受力计算

地基处理采用40㎝石灰土，10㎝混凝土，上垫15×

15㎝方木，根据力的扩散原则，计算原状土层荷载。

地基承载力计算公式f=N/Ag，

f——地基受力，

N——单肢立杆竖向轴力，

Ag——支撑单肢立杆的原土层面积，

计算土层受力面积考虑立杆纵横向步距。

各部位地基受力如下表：

箱梁部位

荷载N（KN）

受力面积Ag（㎡）

地基受力f（Kpa）

跨中腹板

29.93

0.35*0.9

95.02

跨中底板

23.48

74.54

跨中翼缘板

27.5

0.35*1.2

65.48

梁端底板

36.25

0.35*0.6

172.62

梁端翼缘板

86.31

由工程地质勘察报告，设计提供的地质勘探资料表明，地表土质为粉土，地基的承载力最小为130kpa，无软弱下卧层，原状土经过处理后，承载力不得小于175Kpa。

六、支架立杆稳定性验算

碗扣式满堂支架是组装构件，单根碗扣在承载力允许范围内就不会失稳，因此以轴心受压的单根立杆进行验算：

公式：

N≤[N]=ΦA[ó

]

碗扣件采用外径48mm，壁厚3.5mm，A＝489mm2,A3钢，I＝12.19*104mm4，回转半径i=1.58cm，查《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.7：

钢管截面特性取值。

梁端底板按横杆步距：

h=120cm计算。

梁端底板钢管长细比λ＝L/i=120/1.58=75.9<

[λ]=250取λ＝76；

轴心受压杆件，查《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》附录E：

Q235A钢管轴心受压构件的稳定系数

ψ＝0.744，

[ó

]=205MPa

梁端底板处：

[N]=0.744×

489×

205=74582.28N=74.6KN

支架立杆步距120cm中受最大荷载的立杆位于梁端底板处，其N＝36.25KN（见前碗扣立杆受力验算）

由上可知：

36.25KN＝N≤[N]=74.6KN

七、风荷载计算

支撑架体、梁体及围挡风荷载计算

1、支撑架体风荷载计算

将全部支架以中心为界，分为两部分各自承担自己的风荷载，化成节点荷载为ω1和ω0，采用斜杆布置（如图）

挡风系数ψ0=A1/A0

A1——杆件挡风面积；

A0——迎风全面积；

标准风荷载ωk=0.7μz·

μs·

ωo·

φ=0.7×

1.67×

1.2×

×

0.163×

0.35×

=0.08KN　

ωk——风荷载标准值（KN/m2）；

　　　μz——风压高度变化系数，按《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》附录D采用1.67；

　　　μs——风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定取1.2；

　　　ωo——基本风压（KN/m2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定采用0.35；

φ——挡风系数，ψ0=1.2×

（0.6+1.2+0.325×

0.6+1.2）×

0.048÷

1.2））=0.163

考虑排架连续承受风荷载计算，η=1-ψ0=1-0.163=0.837（多层架体综合系数）

μstω=1+η+……+η6=1+0.837+0.8372+0.8373+0.8374+0.8375+0.8376=4.369

求得节点风荷载：

ωk架=1.4μstω×

ωk×

0.6=1.4×

4.369×

0.08×

0.6=0.352KN

2、梁体及施工围栏风荷载

ωk=0.7μz·

φ　　　

　　　μz——风压高度变化系数，按《建筑结构荷载规范》规定采用1.67；

　　　μs——风荷载体型系数，按《建筑结构荷载规范》规定的竖直面取0.8；

　　　ωo——基本风压（KN/m2），按《建筑结构荷载规范》规定采用0.35；

φ——挡风系数，满挂密目网取0.8，实体取1

梁体风荷载ωk梁=0.7μz·

ωo·

φ

=0.7×

0.8×

1

=0.327KN/m2

围挡风荷载ωk围=0.7μz·

0.8

=0.262KN/m2

风荷载转化为节点荷载：

ω1=（ωk架+ωk梁+ωk围）·

S格·

γ

S格=1.2×

0.9㎡，支架步距1.2m，纵向间距0.9m；

γ=1.4，可变荷载安全系数。

ω1=（0.352+0.327+0.262）×

1.4=1.423KN

依据力的平行四边形关系,ωv=120/90×

ω1=120/90×

1.423=1.897KN

ωs=

=3.161KN

3、架体内力计算

⑴、斜杆强度计算：

斜杆长细比：

λ＝L/λ=150/1.58=94.9<

[λ]=250，查表得φ=0.626

斜杆承载力：

Nx=φ·

A·

f=0.626×

4.89×

20.5=62.753KN>

ωs,

采用旋转扣件连接斜杆，其承载力为8KN>

ωs，合格。

⑵、立杆拉力计算：

单排立杆结构自重计算：

Nv=15×

（16.48+13.34+10.19+8.5+9.69）+14×

3×

3.63+8×

14×

2.47=1302.1kg=12760.58N=12.761KN>

ωv=1.897KN,合格。

结论：

支架立杆的稳定承载力满足稳定要求。

八、地基沉降量估算

1、假设条件：

根据工程地质勘测资料，E0在整个地层中变化不大，计算地层按一层进行考虑。

2、按照弹性理论方法计算沉降量参考《土力学》地基沉降计算公式计算

S=

S——地基土最终沉降量；

p——基础顶面的平均压力；

按最大取值P＝36.25Kpa

b——矩形基础的宽度；

0.3m

μ、E0——分布为土的泊松比和变形模量；

μ=0.2

E0=[1-2μ2/（1-μ）]Es

Es=15.65Mpa《参照施工图设计地质勘察报告》

E0=18

Cd——沉降影响系数，查《土力学》表4-3取1.12

最终沉降量S＝36.25×

0.3×

1.12×

（1-0.22）/18

=0.528㎜

九、模板受力计算

9.1、腹板外侧模模板、支撑楞木、支撑

如下图：

9.1.1、侧模竹胶板强度、抗弯能力检算

⑴、荷载：

a、垂直面模板的砼振捣荷载，取q3-3=4.0KN/m2，查《公路桥涵施工技术规范》附录D第4条取值。

b、泵送混凝土浇筑时对侧模的压力：

pm=

=4.6×

6（1/4）=7.2KN/m2，

v—混凝土的浇筑速度，取6m3/h

c、新浇混凝土对侧模的压力，按《公路桥涵施工技术规范》附录D第5条

=0.22×

24KN/m3×

1.7h×

1.15×

6（1/2）m3/h=30.342KN/m2；

pm——新浇筑混凝土对侧面模板的最大压力，Mpa；

γ——混凝土的容重（KN/m3），取24KN/m3

v——混凝土的浇筑速度，（m/h），取6m3/h；

t0——新浇混凝土的初凝时间（h），取1.7h；

K1——外加剂影响修正系数，掺缓凝作用的外加剂，取1.2；

K2——混凝土坍落度修正系数，取1.15;

pm=γH=24×

1.1=26.4KN/m2,

H——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m），取1.1米；

混凝土侧压力的计算分布图形如图：

图中，h=Pm/γ=26.4/24=1.1米

Pm取以上两个中的较小值，即pm=26.4KN/m2

d、腹板由于为斜腹板，对腹板模板的压力为0.042KN

荷载组合：

按照《公路桥涵施工技术规范》表9.2.2之规定

q=（4+7.2+26.4+0.042）×

1.2=45.17KN/m2

⑵、竹胶板参数：

竹胶面板的静曲强度：

[σ]纵向≥70Mpa，[σ]横向≥50Mpa竹胶面板的弹性模量：

[E]纵向≥6×

103Mpa，[E]横向≥4×

103Mpa

竹胶板侧模后面附10cm×

10cm的方木，受力如下图：

跨度/板厚=300/15=20＜100，属小挠度连续板。

查《路桥施工计算手册》附表2-14得Km=0.08

Mmax=KmqL2=0.08×

45.17×

0.32=0.325KN/m

面板截面抵抗矩:

ω=bh2/6=0.3×

0.0152/6=1.125×

10-5m3

σ=M/ω=0.325/（1.125×

10-5）=28.8950KN/m2=Mpa＜[σ]横向=50Mpa，满足要求。

【挠度验算】

查《混凝土模板用竹材胶合板》得

竹胶面板的弹性模量：

考虑竹胶面板的背带为10cm×

10cm木方，面板的实际净跨径为220mm，故

f=KωqL4/（100EI）=0.677×

10-3×

2204/（100×

4×

103×

300×

153/12）=0.0021mm＜[f]=0.025mm=1/400，满足要求。

9.1.2、10cm×

10cm木方检算

10×

10cm方木采用木材材料为东北落叶黄花松类，查《路桥施工计算手册》得其顺纹容许应力：

[σω]＝9.5Mpa，弹性模量：

E＝10000Mpa，

10cm×

10cm方木的截面特性：

w＝10×

102/6＝166.67cm3

I=10×

103/12=833.33cm4

受力如下图：

【强度计算：

】

查《路桥计算手册》得Km=0.101

Mmax=0.101×

0.32=0.411KN-m=0.411×

106N-mm

σ=0.411×

106÷

（166.67×

103）=2.467Mpa＜[σω]＝9.5Mpa，满足要求。

【抗剪计算：

查《路桥计算手册》得Km=0.6

V=Kmql=0.6×

0.3=8.131KN

[fv]=1.6Mpa

ι=VS/Ib

=8.131×

300/（833.33×

104×

300）=0.293Mpa＜[fv]=1.6Mpa

，满足要求。

【挠度计算：

ωmax=Kw×

q×

l4/100EI

查《路桥计算手册》得Km=0.99

ωmax=0.99×

3004÷

（100×

106×

833.33×

106）=0.0004mm＜f=300/500=0.6mm，满足要求。

【支座反力：

R=1.1×

ql=1.1×

0.3=14.906KN

9.1.3、12cm×

12cm木方检算

12×

12cm方木采用木材材料为东北落叶黄花松类，查《路桥施工计算手册》得其顺纹容许应力：

12cm方木的截面特性：

w＝12×

122/6＝288cm3

I=12×

123/12=1728cm4

荷载承受10cm×

10cm方木传下来的支座反力14.906KN/0.3米，即：

q=14.906÷

0.3=49.687KN/m

【受力模型：

查《路桥计算手册》得Km=0.07

Mmax=0.07×

49.687×

0.42=0.556KN-m=0.556×

σ=0.556×

（288×

103）=1.932Mpa＜[σω]＝9.5Mpa，满足要求。

查《路桥计算手册》得Km=0.625

V=Kmql=0.625×

0.4=12.422KN

=12.422×

400×

400/（1728×

400）=0.288Mpa＜[fv]=1.6Mpa

查《路桥计算手册》得Km=0.521

ωmax=0.521×

4004÷

288×

106）=0.0023mm＜f=400/500=0.8mm，满足要求。

】查《路桥计算手册》得Km=1.25

R=Kwql=1.25×

0.4=24.844KN

9.1.4、支撑扣件抗滑力

12cm方木传递的支座反力由U型顶托传至钢管，由4个直角扣件的抗滑力进行抵抗。

支座反力R=24.844KN＜4×

8KN=32KN,满足要求。

9.2、底模模板及支撑方木强度及变形检算

9.2.1、墩顶中横梁处检算

9.2.1.1、模板检算

模板为单向板，可将板视作4跨连续梁计算

面板规格:

2440mm×

1220mm×

15mm

荷载q=1.2×

1.7×

26=53.04