支架计算书1.docx
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支架计算书1
跨公路段支架受力计算
一、概述
为保证道路交通畅通，跨路支架采用砼基础，钢管柱结合工字钢支架形式。
二、基本材料
1、型钢
I36a工 :
Ix=15796cm4,Wx=877.2cm3,60Kg/m
I56a工 :
Ix=65576cm4,Wx=2342cm3,107Kg/m
φ219×6螺旋焊管：
i=7.54cm4,A=40.15cm2,31.78Kg/m
钢离柱：
i=26.45cm4,A=115.64cm2,110Kg/m
钢材：
E=2.1×105Mpa,f=215Mpa
2、方木：
10cm×10cm容重8.5KN/m3,E=9×103Mpa,f=9Mpa
3、竹胶合板：
容重8.5KN/m3
三、荷载计算
1、混凝土自重：
1279.8*26/（14.75*100）=22.56kn/m2；
2、施工荷载：
6.5KN/m2.
q=29.06KN/m2
四、钢柱检算
（1）单根钢离柱所受竖向最大荷载为：
Q=642kN
i=26.45cm，h=4m→λ=h/I=15
查表得；ψ=0.983
A=115.64cm2
其允许承载力：
P=ψA[σ]=0.983×115.64×215/10=2443KN>Q
（2）单根螺旋焊管所受竖向最大荷载为：
Q=642kNi=7.54cm，h=4.2m→λ=h/I=56
查表得；ψ=0.828
A=40.15cm2
其允许承载力：
P=ψA[σ]=0.828×40.15×215/10=71.4KN>Q
五、I56a工字钢检算
I56a工字钢受力最大端可偏于安全地简化为跨度10.2m，承受分布荷载为60.3KN/m简支梁计算。
Mmax=ql2/8=0.125×60.3×10.22=784KN·m；
Q=29.06*4.1+10*4.1*0.6/10.2+1.27=122.56KN
Mmax=ql2/8=0.125×122.56×10.22=1593.86KN·m；
σmax=Mmax/Wj=784/4684=167Mpa<[σ]=215Mpa;
σmax=Mmax/Wj=1593.68/4684=167Mpa<[σ]=340Mpa;
fmax=5ql4/（384EI）=（5×60.3×10.24×103）/（384×2.1×1011×131152×10-8）=0.03m
fmax=5ql4/（384EI）=（5×60.3×10.24×103）/（384×2.1×1011×131152×10-8）=0.03m
计算挠度稍大，可通过设置拱度解决。
六、模板
自重不计，间距0.3米，
Mmax=ql2/10=0.1×29.06×0.32=.0.262KN·m；
σmax=Mmax/Wj=262/（6*100*1.52）=6.99Mpa<[σ]=13Mpa;
fmax=0.677ql4/（100EI）=（0.677*29.06*0.34×103）/（100×9×109×100*1.53/12×10-8）=0.00063m<1/476=0.025m；满足要求
七、I36a工字钢检算
I36a工字钢受力最大端可偏于安全地简化为跨度4.1m，简支梁计算。
Q=29.06+0.6=29.66kpa
Mmax=ql2/8=0.125×29.66×4.12=62.32KN·m；
σmax=Mmax/W=62.32/877.6=57Mpa<[σ]=145Mpa;
fmax=5ql4/（384EI）=（5×29.66×4.14×103）/（384×2.1×1011×15796×10-8）=0.0033m<4.1/400=0.01m；满足要求
八、木方受力检算
底模木方可简化为：
跨度1米，承受均匀荷载的简支梁。
荷载均布系数为：
q=29.06*0.3=8.72KN/m。
则：
Mmax=ql2/8=0.125×8.72×12=1.09KN·m；
I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4
W=1.67×10-4m3
σmax=Mmax/W=1.09/167=6.54Mpa<[σ]=9Mpa;
fmax=5ql4/（384EI）=（5×8.72×14×103）/（384×9×109×8.33×10-6）=0.0015m<4.1/400=0.0025m；
九、基础受力检算
单根钢管柱最大受力为642KN，立柱下设1×1.5m混凝土基础。
则要求地基承载力为428Kpa，因基础设在原沥青路面上，可满足要求。
非跨路部分支架验算：
（1）满堂式支架验算：
禅炭路分离式立交桥现浇部分采用CMC型规格1930×1770mm，纵向间距90cm，横向间距61cm，满堂式布设。
支架顺桥向每隔10米加十字剪刀撑,顶端加横向杆底端加扫地杆,横桥向每隔5米加十字剪刀撑,并加顶杆及扫杆,材料均为φ50mm钢管。
1、纵向验算
1）荷载计算，按单幅计。
①、砼自重（按右幅第一联计）：
g1=18.10KN/m2。
②、倾倒砼产生的荷载：
g2=6.0KN/m2。
③、振捣砼产生的荷载：
g3=2.0KN/m2。
④、施工机具及人员荷载：
g4=2.5KN/m2。
⑤、上层模板木方重：
g5=0.5KN/m2。
系数为恒载1.2，活载1.4。
G1=（18.1+0.5）×1.2+（6+2+2.5）×1.4=37.02KN/m2。
均布荷载
A、1-1方木荷载（按12×12cm木方计）
活载：
（6+2.0+2.5）×0.61×1.4=9KN/m。
恒载：
（18.1+0.5）×0.61×1.2=13.62KN/m。
图示:
（A-1）跨中弯矩：
m=1/8q1l2=22.62×0.92/8=2.3KN·m。
（A-2）支点剪力：
Q=1/2q1l=22.62×0.9/2=10.18KN。
（A-3）惯性矩：
I=bh3/12=10×123/12=1.44×103cm4。
（A-4）截面矩：
S=（bh/2）×h/4=（10×12）/2*12/4=180cm3。
（A-5）抵抗矩：
W=bh2/6=1×10×122/6=240×103mm3。
弯曲强度
gw=m/w=2.3×106/240×103=9.6Mpa<[δ]=12Mpa满足
剪切强度：
бw=QS/Ib=10.18×103×180×103/（1.44×103×104×100）=1.3
≤[τ]=1.9Mpa满足要求
挠度:
fw=5q1L4/384EI
=0.013×22.62×9004/（9×103×1.44×103×104）
=1.49mm<[fw]=2.25mm满足要求
2）荷载计算（按集中脆板计）
①、砼自重：
g1=32.8KN/m2。
（按横隔墙最大量计）
②、倾倒砼产生的荷载：
g2=6.0KN/m2。
③、振捣砼产生的荷载：
g3=2.0KN/m2。
④、施工机具及人员荷载：
g4=2.5KN/m2。
⑤、上层模板自重：
g5=0.5KN/m2。
方木荷载：
q2=54.66KN/m2。
B、10cm×20cm方木截面特性（10×10采用双层）
（B-1）跨中弯矩：
m=1/8q2l2=54.66×0.92/8=5.53KN·m。
（B-2）支点剪力：
Q=1/2q2l=54.66×0.9/2=24.6KN。
（B-3）惯性矩：
I=bh3/12=10×203/12=6.67×103cm4。
（B-4）截面矩：
S=（bh/2）×h/4=（10×20）/2*20/4=500cm3。
（B-5）抵抗矩：
W=bh2/6=10×202/6=666.7×103mm3。
弯曲强度：
gw=m/w=5.5×106/666.7×103=8.29Mpa<[δ]=12Mpa满足
бw=QS/Ib=24.6×103×500×103/（6.67×103×104×100）=1.8
≤[τ]=1.9Mpa满足
挠度:
fw=5q2L4/384EI
=0.013×54.67×9004/（9×103×6.67×103×104）
=0.78mm<[fw]=2.25mm满足
3）结论:
箱梁现浇支架底层方木采用10×12cm单层铺设，在腹（肋）板下采用二层10×10cm方木可以满足要求，铺设双层方木应将上下木方用马钉或其它方法有效坚固，上下接头宜错开放置。
2、横向方木验算（10×10cm）
横向方木中心间距45cm，支点中心距61cm。
1）荷载计算
①、砼自重：
g1=18.10KN/m2。
②、倾倒砼产生的荷载：
g2=6.0KN/m2。
③、振捣砼产生的荷载：
g3=2.0KN/m2。
④、施工机具及人员荷载：
g4=2.5KN/m2。
恒载1.2，活载1.4。
①、活载：
（6+2.0+2.5）×0.45×1.4=6.615KN/m
②、活载：
18.1×0.45×1.2=9.78KN/m
q3=9.78+6.615=16.39KN/m
10×10方木截面特性：
①、跨中弯矩：
M=1/8q3l2=16.39×0.612/8=0.76KN·m。
②、支点剪力：
Q=1/2q3l=16.39×0.61/2=5.0KN。
③、惯性矩：
I=bh3/12=10×103/12=833.33cm4。
④、截面矩：
S=（bh/2）×h/4=（10×10）/2*10/4=125cm3。
⑤、抵抗矩：
W=bh2/6=1×10×102/6=166.7×103mm3。
弯曲强度：
gw=M/w=0.76×106/166.7×103=4.6Mpa<[δ]=12Mpa满足
剪切强度：
бw=QS/Ib=5×103×125×103/（8.33×102×104×100）=0.75
≤[τ]=1.9Mpa满足
挠度:
fw=5q1L4/384EI
=0.013×16.39×6104/（8.33×102×9×103×104）
=0.44mm<[f]=1.5mm满足
结论：
箱梁支架上层方木10×10cm按45cm间距铺设，满足要求。
（2）门式支架验算：
现浇箱梁采用A1930门式支架，规格1930×1770。
水平拉杆采用φ50×2mm钢管，支架布设为90×61cm。
1）荷载计算：
2）门式支架验算：
①、立杆惯性矩：
I1=6.19×104mm4
②、水平拉杆惯性矩：
I2=n/64（D24-d24）×104=0.049×（26.84-22.84）=1.2×104mm
③、等效惯性矩
I3=2I1+2/I2（h1/h0）=2×6.19×104+2×1.2×104（1775/1930）
=27.6×104mm4
门式架的临界荷载为：
N=π2EI/L2=3.142×2.1×105×27.6×104/19302=153417N
56104N<[N]=153417N稳定
（3）地基验算：
1）对上部压力：
F=56.1KN/m2
垫木面积:
A=0.2×2=0.4m2
5%水稳层45o角扩散垫木压力（厚度15cm）
地基承压力:
f=q3/A=56104/[0.4+（0.15×2）]=80148.5N/cm2=80Kpa
80×2（安全系数）=160Kpa
结论：
上述支架设计满足施工要求。
2）地基预压观测：
在铺设5%水泥稳定层及支架前，先对地基等载预压，取5.79*5.79m场地布控3个观测点（见图），早晚10天观测地基土下沉速率和下沉量，若观测结果平均沉降量小于2.5cm时，可视为地基土稳定，才能进行支架施工，若结果大于2.5cm时，采用C20砼厚15cm做整体化层处理或加厚水泥稳定层厚度，提高地基稳定性。
3）支架预压沉降观测
底模装好后，埋设好地基支架及底模的沉降观测点用彩条布覆盖保护底模，用砂袋在底模边缘堆码，内填砂。
砂袋的总重量为箱梁总重的80%，预压5天，由专人对支架早晚观测（采用倒尺测量，精度为1mm）。
编制时间沉降曲线，然后加载100%重量，再预压5天进行观测，卸载后继续观测至弹性完全恢复。
沉降量计算：
支架弹性压缩g1=2mm，非弹性压缩g2=12.4mm，地基非弹性沉降g3=20mm。
总沉降量=g1+g2+g3=35mm。
因此5天每日平均沉降量不大于3.5mm，可视为支架及地基稳定，沉降观测点设置（见图）。
预拱度设置：
按设计要求设置预拱度。
其余各点按二次抛物线分配。
（四）、跨线部分施工（以禅炭路单幅一跨为例）
梁底标高（平均）为9.78m，禅炭路路面标高（平均）为4.441m，桥下净空：
5.654m。
1、支架基础放在禅炭路主干道上。
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