支架计算讲义解析.docx
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支架计算讲义解析
动漫桥引桥现浇箱梁模板、支架方案计算书
一、编制依据
1、动漫桥设计图纸、地勘报告及现场实际情况；
2、国家有关的政策、法规、施工验收规范和现行有关施工技术规范、标准等；
3、建设单位、监理单位对本工程施工的有关要求；
4、我单位施工类似工程项目的能力和技术装备水平；
5、参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》、《混凝土工程模板与支架技术》、《路桥施工计算手册》。
二、工程概述
沈阳市浑河动漫桥引桥被主桥分为南北两座，北岸引桥为一联长5×35＝175m；南岸引桥为两联4×35+4×35＝280m，引桥总长455m，桥宽32m。
引桥箱梁现浇支架采用碗扣式多功能脚手杆搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑，纵桥向步距1.2m布置，横桥向肋板处间距0.6m，其余段间距1.2m。
在箱梁底板处支架上方设两层方木作支撑分配梁，下层采用12cm×12cm木方纵桥向布置，上层采用6cm×9cm方木横桥向布置，间距为30cm。
模板采用多层木胶板。
在箱梁挑檐腹板的曲线段采用预制好木排架，多层木模板压弯出曲线线型，坐于底板模板上，曲线模板按曲线的角度倒角，以保证底板与挑檐混凝土接缝处的混凝土线型。
见下图：
图3-1支架横向布置示意图
图3-2排架外侧面布置示意图
图3-3支架纵向布置示意图
三、计算说明
1、计算模板承载能力及变形；
2、计算上层（横桥向）木方载能力及变形；
3、计算下层（纵桥向）木方载能力及变形；
4、计算碗扣式支架载能力及整体稳定性；
5、计算地基承载能力。
四、荷载分析与计算
引桥箱梁结构为双幅单箱四室预应力混凝土结构，中间腹板厚1.8m，箱室处顶、底板厚度均为0.25m，单跨长35m，在距墩柱中心线4.5m处箱室内设变坡点，距墩柱中心线1m范围内变为实体混凝土横梁，厚度1.8m。
本计算书按最不利荷载考虑进行计算，取箱梁混凝土厚度为1.8m。
钢筋混凝土重度按：
26KN/m3；
1、永久恒载：
砼荷载26×1.8=46.8KN/㎡；
2、可变荷载：
（1）浇注和振捣砼时产生的荷载采取4KN/㎡（泵送）；
（2）施工人员及设备荷载标准值采取：
2KN/㎡；
3、安全系数：
动荷载取1.4，
静荷载取1.2，
整体系数取0.9；
4、故总荷载：
Q=0.9×[1.2×46.8+1.4×（4+2）]=58.1KN/㎡
箱梁荷载示意图
五、计算模板、支架的刚度要求
1、验算模板、支架的刚度时，其变形值不得超过下列数值：
（1）结构表面外露的模板，挠度为模板构件跨度的L/400；
（2）支架、纵梁收载后挠曲的杆件，其弹性挠度为相应结构的L/400。
六、结构内力计算
1、所需公式
（1）截面惯性矩（mm4）
（2）弯矩（N·M）
（简支梁）
（板）
（3）截面抵抗拒（mm3）
（4）挠度（mm）
（简支梁）
（连续梁）
（5）容许弯应力[σ]（Mpa）
2、材料截面特性
（1）模板采用15mm竹胶板，小肋（上层方木）为60×90mm方木，大肋（下层方木）为120×120mm方木，竹胶板取单位宽度（1cm）按三跨连续梁验算，其中
E=9×109pa，[σ]=80Mpa,W=bh2/6=10×152/6=375mm3；
M=ql2/10；
f=0.677×ql4/100EI；
I=bh3/12=10×153/12=2.81×103mm4。
（2）60×90mm方木（立方）其中
E=9×109pa，[σ]=12Mpa,[τ]=1.2Mpa；
W=bh2/6=60×902/6=0.81×105mm3；
I=bh3/12=60×903/12=3.65×106mm4。
（3）120×120mm方木（立方）其中
E=9×109pa，[σ]=12Mpa，[τ]=1.2Mpa；
W=bh2/6=120×1202/6=2.88×105mm3
I=bh3/12=120×1203/12=17.28×106mm4
3、模板验算
小肋间距为30cm，计算时按三连跨连续梁考虑，其计算跨度L为30cm。
（1）线荷载设计值为：
q=58.1×0.01=0.581KN/m
（2）强度验算：
弯矩：
M=ql2/10=0.581×0.242/10=3.35N·m
截面抵抗拒：
W=bh2/6=10×152/6=375mm3；
则：
σ=M/W=3350/375=8.93Mpa＜[σ]=80Mp
强度满足要求。
（3）挠度验算:
截面惯性矩：
I=bh3/12=10×153/12=2.81×103mm4。
f=0.677qL4/100EI
=0.677×0.581×2404/（100×9×103×2.81×103）
=0.515mm＜L/400=240/400=0.6mm。
符合要求。
4、小肋验算
小肋（6×9cm方木）间距30cm，大肋（12×12cm方木）间距为60cm，支点间距为60cm，计算时按三跨连续梁考虑，其中
（1）线荷载设计值为：
q=58.1×0.3=17.43KN/m
（2）强度验算：
弯矩：
M=ql2/10=17.43×0.62/10=627.5N·m
截面抵抗拒：
W=bh2/6=60×902/6=81000mm3；
则：
σ=M/W=627500/81000=7.75Mpa＜[σ]=12Mp
强度满足要求。
（3）抗剪验算：
参照《路桥施工计算手册》查表得KV=0.6
最大剪力Q=0.6ql=0.6×17.43×0.6=6.275KN
S=（60×90/2）×90/6=40500mm3
τ=QS/Ib=6.275×103×40500/3.65×106×60
=1.16Mpa＜[τ]=1.2Mpa；
强度满足要求。
（4）挠度验算:
截面惯性矩：
I=bh3/12=60×903/12=3.65×106mm4。
f=0.677qL4/100EI
=0.677×17.43×6004/（100×9×103×3.65×106）
=0.47mm＜L/400=600/400=1.5mm。
满足要求。
5、大肋验算
大肋（12×12cm方木）间距为60cm，底部支架间距60cm，支点间距为60cm，计算时按三跨连续梁考虑，其中
（1）线荷载设计值为：
q=58.1×0.6=34.86KN/m
（2）强度验算：
弯矩：
M=ql2/10=34.86×0.62/10=1255.05N·m
截面抵抗拒：
W=bh2/6=120×1202/6=288000mm3；
则：
σ=M/W=1255050/288000=4.36Mpa＜[σ]=12Mp
强度满足要求。
（3）抗剪验算：
参照《路桥施工计算手册》查表得KV=0.6
最大剪力Q=0.6ql=0.6×34.86×0.6=12.55KN
S=（120×120/2）×120/6=144000mm3
τ=QS/Ib=12.55×103×144000/17.28×106×120
=0.871Mpa＜[τ]=1.2Mpa；
强度满足要求。
（4）挠度验算:
截面惯性矩：
I=bh3/12=120×1203/12=17.28×106mm4。
f=0.677qL4/100EI
=0.677×34.86×6004/（100×9×103×17.28×106）
=0.197mm＜L/400=600/400=1.5mm。
满足要求。
6、碗扣式满堂支架验算
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不会失稳，因此以轴力受压的单根立杆进行验算，计算公式：
钢材强度设计值和弹性模量（N/mm2）
Q235A级钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值
f
205
弹性模量
2.06×105
钢管截面特性
外径φ
（mm）
壁厚t
（mm）
截面积A
（cm2）
截面惯性矩I（cm4）
截面模量
W（cm3）
回转半径i（cm）
48
3.5
4.89
12.19
5.08
1.58
横杆步距为60cm，立杆计算长度l=h+2a=120+2×40=200cm，其中a为立杆伸出顶层、底层水平杆长度。
钢管长细比λ=l/i=200/1.58=126.6＜[λ]=230,取λ=127；
轴心受压构件的稳定系数：
ψ=3000/λ2=3000/1272=0.186。
⑴立杆承受荷载计算
支架立杆布置间距为60×60cm，每根立杆上荷载为：
N＝a×b×Q
＝0.6×0.6×0.9×[1.2×46.8+1.4×（4+2）]=20.9kN
单肢立杆最大轴向力，N=20.9KN
20.9×103/0.186×489=230Mpa＜1.2[σ]=1.2×205=246Mpa
立杆稳定性满足要求。
7、立杆底座验算
由N=20.9KN＜Rd=40KN
Rd为底座（抗压）承载力，一般取为40KN。
承载力满足要求。
8、地基承载力验算
箱梁地基处理方法：
将表层松散层清除，并填筑50cm厚山皮石，碾压，整平。
在山皮石上层铺装20cm厚，20cm宽C20混凝土条形基础。
立杆地基承载力验算：
≤K·
k
式中：
N——为脚手架立杆传至基础顶面轴心力设计值；
Ad——为立杆底座面积Ad=15cm×15cm=225cm2；
按照最不利荷载考虑，立杆底托下砼基础承载力：
=20.9/0.0225=929Kpa
底托下砼基础承载力满足要求。
动漫桥现场地基承载力试验结果汇总
序号
位置
锤击数
地基承载力（Kpa）
备注
1
P8~P9之间，距南侧板桩12m，距西侧板桩边缘15m。
31
228
碎石土
2
P8~P9之间，距南侧板桩25m，距西侧板桩边缘22m。
50
380
碎石土
3
P6~P7之间，距南侧板桩1m，距东侧板桩边缘10m。
33
244
碎石土
4
P17墩柱西南角。
48
364
原状地表土
5
P17墩柱基坑内南侧。
7
36
回填砂
6
P17墩柱基坑内东侧。
5
20
回填砂
7
P17墩柱基坑内西侧。
8
44
回填砂
表中锤击数是从地表面以下15cm到地表面以下45cm之间贯入的锤击次数。
现场P6~P10基坑之间以及施工便道回填了建筑残土和碎石土，影响试验数据的采集。
表中1、2、3点为尽可能避开有石子的地点选取为试验点，并不能代表现场的实际情况。
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