现浇箱梁施工验算书.docx
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现浇箱梁施工验算书
H匝道桥箱梁支架及模板力学验算书
一、计算依据
1、箱梁砼浇筑方法：
一次浇筑完成。
2、模板及支架使用材料
梁底支架：
采用碗扣式钢管支架。
小横梁处采用60*60cm间距，腹板处采用90*60cm间距，其余采用90*90cm间距。
水平杆竖向间距：
底部120cm六层，顶部60cm，其余采用30cm水平杆和顶托调整标高。
竹胶板：
底模、侧模、翼板采用优质覆膜A类竹胶板。
芯模两端渐变处亦为竹胶板。
竹胶板尺寸：
122*244cm，厚度h=12mm。
方木：
全桥纵向铺设10*15cm方木。
横向铺设10*10cm方木，间距：
跨中处净距20cm（施工方案采用15cm），小横梁处净距15cm（施工方案采用10cm）。
侧模采用10*15cm方木制作的定型排架，排架净间距50cm，其上纵向铺设10*4cm方木，方木间距不大于25cm（施工方案采用10cm）。
芯模采用“3015”组合钢模，采用10*10cm方木定做框架。
框架间距80cm。
两端渐变处采用10*4cm方木做小棱，小棱间距小于20cm。
3、荷载组合
①钢筋砼自重：
Υ=26KN/m3；
②模板及支撑自重；
③倾倒砼产生冲击荷载：
2.0KN/m2；
④振捣砼产生荷载：
2.0KN/m2；
⑤施工人员、搬运工具材料等产生荷载：
计算模板及小棱时为2.5KN/m2，计算支撑时为1.0KN/m2；《桥规》JTJ041-2000
⑥新浇砼对侧模产生的侧压力：
Pm=4.6v1/4；《路桥施工计算手册》表8-2按照泵送砼计算。
⑦荷载分项系数：
静载系数为1.2，活载系数为1.4。
《路桥施工计算手册》表8-5。
二、底模力学验算
（一）跨中底模验算
1、荷载计算
（1）、砼恒载计算
跨中砼恒载为：
g1=S/B*Υ=6.08/6.04*26=26.17KN/m2
砼断面积S由CAD绘图计算而来，见上图；砼容重由《路桥施工计算手册》表8-1查得，当配筋率>2%时Υ=26KN/m3。
（2）、倾倒砼产生冲击荷载：
g2=2KN/m2
（3）、振捣砼产生荷载：
g3=4KN/m2，《桥规》JTJ041-2000
（4）、模板及支撑恒载为：
g4=a+b+c=1.31KN/m2
木材为落叶松，容重为Υ=7.5KN/m3（源于《路桥施工计算手册》表8-1）。
a）钢模（芯模）：
空心断面周长L（下部为缺口）
L=0.775+1.15-0.22-0.1+2*（0.92+0.22）1/2
+[0.832+（0.83/1.15*0.2）2]1/2=4.16m
钢模恒载：
0.75*4.16/3.02=1.03KN/m2
钢模为0.75KN/m2来自于《路桥施工计算手册》表8-1。
b）芯模木支撑：
4.16*0.1*0.15/0.8*7.5/3.02=0.19KN/m2。
其中，4.16为排架周长，0.8m为排架间距。
c）竹胶板：
0.012*7.5=0.09KN/m2
（5）、施工人员、施工料具运输堆放荷载：
g5=2.5KN/m2
《桥规》JTJ041-2000
合计G=K1g1+K2g2+K3g3+K4g4+K5g5
=26.17*1.2+2*1.4+4*1.4+1.31*1.2+2.5*1.4=44.876KN/m2
横桥向铺设方木净间距20cm。
则线载为q=G*L=44.876KN/m2*1m=44.876KN/m
2、弯拉应力验算
以下数据参数来源于《路桥施工计算手册》
б=Mmax/W=ql2/10W=3*44.876*103*0.22/（5*1*0.0122）=7.48MPa
<[б弯]=12MPa。
结论：
跨中横桥向铺设方木净间距20cm，竹胶板弯拉强度符合要求。
3、挠度验算
以下数据参数来源于《路桥施工计算手册》
f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*44.876*103*0.23/（32*9*109*1*0.0123）
=1/462<[f/l]=1/400。
结论：
跨中横桥向铺设方木净间距20cm，竹胶板挠度符合要求。
（二）小横梁底模验算
1、荷载计算
、小横梁处砼恒载为：
g1=S/BΥ=11.27/6.04*26=48.5KN/m2
砼断面积S由CAD绘图计算而来，见附图；
砼容重由表8-1，当配筋率>2%时为26KN/m3
、倾倒砼产生冲击荷载：
g2=2KN/m2
、振捣砼产生荷载：
g3=4KN/m2
、竹胶板：
0.012*7.5=0.09KN/m2
落叶松容重为7.5KN/m3来源于表8-1
、施工人员、施工料具运输堆放荷载：
g5=2.5KN/m2
来源于表8-1
合计G=K1g1+K2g2+K3g3+K4g4+K5g5
=48.5*1.2+2*1.4+4*1.4+0.09*1.2+2.5*1.4=70.21KN/m2
横桥向铺设方木净间距15cm。
则线载为q=G*L=70.21KN/m2*1m=70.21KN/m
2、弯拉应力验算
以下数据参数来源于《路桥施工计算手册》
б=Mmax/W=ql2/10W=3*70.21*103*0.152/（5*1*0.0122）=6.58MPa
<[б弯]=12MPa。
结论：
小横梁处横桥向铺设方木净间距15cm，竹胶板弯拉强度符合要求。
3、挠度验算
以下数据参数来源于《路桥施工计算手册》
f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*70.21*103*0.153/（32*9*109*1*0.0123）
=1/700<[f/l]=1/400。
结论：
小横梁处横桥向铺设方木净间距15cm，竹胶板挠度符合要求。
三、侧模力学验算
1、荷载计算
倾倒砼产生冲击荷载：
g1=2.0KPa；
砼振捣产生荷载：
g2=4.0KPa；
施工人员、施工料具运输堆放荷载：
g3=2.5KPa；
以上数据来源于《桥规》JTJ041-2000
新浇砼对模板产生侧压力：
g4=4.6V1/4=4.6*201/4=9.7KPa；（砼浇筑速度20m/h）
砼自重：
g5=hΥ=0.325*26=8.45KPa；h为翼板平均厚度。
竹胶板：
0.012*7.5=0.09KPa
落叶松容重为7.5KN/m3
以上数据来源于《路桥施工计算手册》表8-1
翼板荷载组合：
G1=K1g1+K2g2+K3g3+K5g5+K6g6
=1.4*2+1.4*4+1.4*2.5+8.45*1.2+1.2*0.09=22.15KPa。
腹板荷载组合：
G2=K2g2+K4g4+K1g1
=1.4*4+9.7*1.4+2*1.4=21.98KPa。
2、侧模弯拉应力验算
顺桥向铺设10*4cm方木，净间距25cm。
则翼板线载为q=G1*l=22.15KN/M；
腹板线载为q=G2*l=21.98KN/M；
б翼=Mmax/W=ql2/10W=3ql2/5bh2
=3*22.15*103*0.252/（5*1*0.0122）=5.8MPa
<[б弯]=12MPa。
б腹=Mmax/W=ql2/10W
=3*21.98*103*0.252/（5*1*0.0122）=5.73MPa
<[б弯]=12MPa。
结论：
侧模顺桥向铺设方木10*4cm方木，净间距25cm。
竹胶板弯拉强度符合要求。
3、侧模挠度验算
翼板：
f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*22.15*103*0.253/（32*9*109*1*0.0123）
=1/479<[f/l]=1/400。
腹板：
f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*21.98*103*0.253/（32*9*109*1*0.0123）
=1/485<[f/l]=1/400。
结论：
侧模顺桥向铺设方木10*4cm方木，净间距25cm，竹胶板挠度符合要求。
四、芯模力学验算
1、荷载计算（两端竹胶板处）
倾倒砼产生冲击荷载：
g1=2.0KPa；
砼振捣产生荷载：
g2=4.0KPa；
施工人员、施工料具运输堆放荷载：
g3=2.5KPa；
以上数据来源于《桥规》JTJ041-2000
新浇砼对模板产生侧压力：
g4=4.6V1/4=4.6*201/4=9.7KPa；（砼浇筑速度20m/h）
砼自重：
g5=hΥ=0.45*26=11.7KPa；
竹胶板：
0.012*7.5=0.09KPa
落叶松容重为7.5KN/m3
以上数据来源于《路桥施工计算手册》表8-1
芯模顶部荷载组合：
G1=K1g1+K2g2+K3g3+K5g5+K6g6
=1.4*2+1.4*4+1.4*2.5+11.7*1.2+0.09*1.2
=26.05KPa。
芯模侧面荷载组合：
G2=K2g2+K4g4+K1g1
=1.4*4+9.7*1.4+2*1.4
=21.98KPa。
2、芯模弯拉应力验算
10*4cm间距20cm。
则芯模顶部线载为q=G1*l=26.05*1=26.05KN/M；
则芯模侧面线载为q=G2*l=21.98*1=21.98KN/M；
芯模顶部б顶=Mmax/W=ql2/10W
=3*26.05*103*0.202/（5*1*0.0122）=4.34MPa
<[б]=12MPa。
芯模侧面б侧=Mmax/W=ql2/10W
=3*21.98*103*0.202/（5*1*0.0122）=3.7MPa
<[б]=12MPa。
结论：
10*4cm方木净间距20cm，竹胶板芯模弯拉强度符合要求。
3、挠度验算
以下数据参数来源于《路桥施工计算手册》
芯模顶部f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*26.05*103*0.203/（32*9*109*1*0.0123）
=1/796<[f/l]=1/400。
芯模侧面f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*19.18*103*0.203/（32*9*109*1*0.0123）
=1/943<[f/l]=1/400。
结论：
10*4cm方木净间距20cm，竹胶板芯模挠度符合要求。
4、组合钢模板芯模力学验算略。
五、立杆应力验算
（一）跨中段立杆受力验算
（1）、砼恒载计算
跨中砼恒载为：
g1=S/B*Υ=6.08/6.04*26=26.17KN/m2
砼断面积S由CAD绘图计算而来，见上图；砼容重由《路桥施工计算手册》表8-1查得，当配筋率>2%时Υ=26KN/m3。
（2）、倾倒砼产生冲击荷载：
g2=2KN/m2
（3）、振捣砼产生荷载：
g3=2KN/m2
（4）、模板及支撑恒载为：
g4=a+b+c+d+e=1.75KN/m2
木材为落叶松，容重为Υ=7.5KN/m3《路桥施工计算手册》表8-1。
a）纵向水平方木：
1/0.6*0.1*0.15*7.5=0.19KN/m2
b）横向水平方木：
1/0.3*0.1*0.10*7.5=0.25KN/m2
c）竹胶板：
0.012*7.5=0.09KN/m2
d）钢模（芯模）：
空心断面周长L（下部为缺口）
L=0.775+1.15-0.22-0.1+2*（0.92+0.22）1/2
+[0.832+（0.83/1.15*0.2）2]1/2=4.16m
钢模恒载：
0.75*4.16/3.02=1.03KN/m2
钢模为0.75KN/m2来自于《路桥施工计算手册》表8-1。
e）芯模木支撑：
4.16*0.1*0.15/0.8*7.5/3.02=0.19KN/m2。
其中，4.16为排架周长，0.8m为排架间距。
（5）、施工人员、施工料具运输堆放荷载：
g5=1KN/m2
来源于《路桥施工计算手册》表8-1。
合计G=K1g1+K2g2+K3g3+K4g4+K5g5
=26.17*1.2+2*1.4+2*1.4+1.75*1.2+1*1.4=40.50KN/m2
由于跨中立杆间距为0.9m*0.6m，则每根立杆受力：
F=0.9*0.6G=0.9*0.6*40.5=21.87KN<[N]=30KN
结论：
跨中立杆（间距0.9m*0.6m）能够满足力学要求。
（二）小横梁处立杆受力验算：
1、小横梁处砼恒载为：
g1=S/BΥ=11.27/6.04*26=48.5KN/m2
砼断面积S由CAD绘图计算而来，见附图；
砼容重由表8-1，当配筋率>2%时为26KN/m3
2、倾倒砼产生冲击荷载：
g2=2KN/m2
3、振捣砼产生荷载：
g3=2KN/m2
4、模板及支撑恒载为：
g4=a+b+c=0.53KN/m2
木材为落叶松，容重为Υ=7.5KN/m3。
a）纵向水平方木：
1/0.6*0.1*0.15*7.5=0.1875KN/m2
b）横向水平方木：
1/0.3*0.1*0.10*7.5=0.25KN/m2
c）竹胶板：
0.012*7.5=0.09KN/m2
落叶松容重为7.5KN/m3来源于表8-1
5、施工人员、施工料具运输堆放荷载：
g5=1KN/m2
来源于表8-1
合计G=K1g1+K2g2+K3g3+K4g4+K5g5
=48.5*1.2+2*1.4+2*1.4+0.53*1.2+1*1.4=65.84KN/m2
由于小横梁处立杆间距为0.6m*0.6m，则每根立杆受力
F=0.6*0.6G=0.6*0.6*65.84=23.7KN<[N]=30KN
结论：
小横梁处立杆（间距0.6m*0.6m）能够满足力学要求。
（三）立杆稳定性验算
钢管外径48mm，壁厚3.5mm。
I=（π/64）（D4-d4）=12.1867cm4；
A=（π/4）（D2-d2）=4.893cm2；
i=（I/A）1/2=1.578cm；
长细比λ=L/i=120/1.578=76；
查附表3-25，λ<[λ]=100；
查附表3-26，得受压构件弯曲系数φ1=0.738
б=N/（φ1A）
跨中б=N/（φ1A）=21.87*103/（0.738*4.893*10-4）
=60.56MPa<[б]=215MPa
横梁б=N/（φ1A）=23.7*103/（0.738*4.893*10-4）
=65.62MPa<[б]=215MPa
六、方木力学验算（忽略自重）
（一）侧模横肋方木验算
排架间距50cm，横肋（10*4cm）间距25cm。
则
线载计算：
q=G*L=22.15*0.25=5.538KN/m；跨径L=0.50m；
弯曲应力б=Mmax/W=ql2/10W=3*5.538*103*0.502/（5*0.1*0.042）
=5.2MPa<[б]=14.5MPa。
（落叶松计算）
挠度验算f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*5.538*103*0.503/（32*11*109*0.1*0.043）
=1/1085<[f/l]=1/400。
结论：
侧模方木弯拉强度和挠度符合要求。
（二）跨中底模方木验算
托杆（10*15cm）间距60cm，横肋（10*10cm）间距20cm。
则
线载计算：
q=G*L=40.50*0.20=8.1KN/m；跨径L=0.60m；
弯曲应力б=Mmax/W=ql2/10W=3*8.1*103*0.602/（5*0.1*0.12）
=1.75MPa<[б]=14.5MPa。
挠度验算f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*8.1*103*0.603/（32*9*109*0.1*0.13）
=1/6706<[f/l]=1/400。
结论：
跨中底模方木弯拉强度和挠度符合要求。
（三）小横梁底模方木验算
托杆（10*15cm）间距60cm，横肋（10*10cm）间距15cm。
则
线载计算：
q=G*L=65.84*0.15=9.876KN/m；跨径L=0.60m；
弯曲应力б=Mmax/W=ql2/10W=3*9.876*103*0.602/（5*0.1*0.12）
=2.13MPa<[б]=14.5MPa。
挠度验算f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*9.876*103*0.603/（32*11*109*0.1*0.13）
=1/5500<[f/l]=1/400。
结论：
小横梁底模方木弯拉强度和挠度符合要求。
七、门洞力学验算
1、说明
加密碗扣支架，配合工字钢搭设悬空支架：
为了安全并且不阻断交通，在205国道上左右各设一门洞。
洞宽3.5m。
在洞口上方4.5m处设56a工字钢托杆。
横向放置A40工字钢7道，底板位置5道，间距1.5m。
翼板位置左右各一道。
工字钢型号A40，每根长度3.5*2=7m。
在竹胶板底部对应工字钢上放置10*10cm方木，方木中心间距30cm。
立柱采用529钢管，钢管间距3m。
钢管顶部放置砂箱，底部为砼基础。
2、荷载计算：
以下数据参数均来自于“人民交通出版社《路桥施工计算手册》”
根据上述计算跨中荷载为40.5KN/m2
工字钢承受线载为q1=40.5*1.5m=60.75KN/m
工字钢线载为q2=0.6756KN/m
来源于表3-31
跨径L=3.5m。
钢材的弹性模量：
E=2.1*105MPa
来源于表3-19
A40工字钢截面惯性矩：
I=21714cm4
A40工字钢截面距：
W=1085.7cm3
来源于表3-31
A3钢材[б]=145MPa
来源于表3-20
[f/L]=1/400
来源于表8-11
3、工字钢弯曲应力验算：
Mmax=ql2/8=（q1+q2）l2/8=61.43*3.52/8=94.06KN.M
б=Mmax/W=94.06*103/（1085.7*10-6）=86.64MPa<[б]=145MPa。
结论：
工字钢弯曲应力符合要求。
4、工字钢挠度验算
f/L=5ql3/384EI
=5*61.43*103*3.53/（384*2.1*1011*2.1714*10-4）
=1/1329<[f/L]=1/400
结论：
工字钢挠度核算符合要求。
5、钢管立柱稳定性验算
钢管外径529mm，壁厚6mm。
I=（π/64）（D4-d4）=（π/64）（52.94-51.74）=19946cm4；
A=（π/4）（D2-d2）=98.6cm2；
i=（I/A）1/2=18.5cm；
长细比λ=L/i=450/18.6=24.3；
查附表3-26，得受压构件弯曲系数φ1=0.900
N=qL/2=142.82*3.0/2=214.23KN（q见56a工字钢验算）
б=N/（φ1A）
跨中б=N/（φ1A）=214.23*103/（0.900*98.6*10-4）
=24.14MPa<[б]=215MPa
结论：
立柱稳定性满足要求。
6、56a工字钢荷载计算：
56a工字钢自重：
q2=1.0627KN/m
56a工字钢承受荷载：
q1=40.5*3.5=141.75KN/m
q=q1+q2=142.82KN/m
A52工字钢弹性模型：
I=65574cm4
A52工字钢截面距：
W=2342cm3
、56a工字钢弯拉应力验算：
L=3.00m
б=Mmax/W=qL2/8W=142.82*103*32/（8*2.342*10-3）=68.6MPa
<[б]=145MPa
、56a工字钢挠度验算：
f/l=5ql3/384EI=5*142.82*103*33/（384*2.1*1011*6.5574*10-4）
=1/2742<[f/l]=1/400
结论：
56a工字钢弯曲预应力及挠度符合要求
八、地基承载力计算
1、横梁处：
力杆横向间距0.6m，纵向间距0.6m，枕木宽度0.2m。
每根力杆受力F=23.7KN。
力杆自重0.75KN。
（长度按照20m计算）
横梁处地基承载力为：
б=∑F/∑S=（L/0.6*B/0.6）*24.45/（L/0.6*0.2*B）
=200KPa。
2、跨中：
力杆横向间距0.6m，纵向间距0.9m，枕木宽度0.2m。
每根力杆受力F=21.87KN。
力杆自重0.75KN。
（长度按照20m计算）
横梁处地基承载力为：
б=∑F/∑S=（L/0.9*B/0.6）*22.62/（L/0.9*0.2*B）
=185KPa。
国道205滨州至新泰高速公路
博山出口立交工程项目经理部
2006年3月15日
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