中水五局现浇箱梁连续梁满堂支架计算书.docx
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中水五局现浇箱梁连续梁满堂支架计算书
中水电路桥郑州市三环路快速化工程
碗扣支架结构计算书
审批：
审核：
编制：
郑州市北三环BT项目三标段项目经理部
二O一二年九月
碗扣支架结构计算书
1、编制依据
现浇梁部分设计图纸及相关设计文件
《客运专线桥涵施工指南》
《客运专线桥涵验标》
《木结构设计规范》
《钢结构设计规范》
《WDJ型钢管碗扣脚手架技术条件》
2、编制范围
中州大道互通立交桥支架现浇连续梁。
本计算书计算见相关图纸.
3、荷载组合
支架法施工主要荷载有以下：
钢筋混凝土自重荷载P1;
模板、支撑自重荷载P2;
人员、设备重P3;
震动器产生荷载P4;
倾倒混凝土产生荷载P5。
箱梁混凝土容重25KN/m3。
模板自重:
外模重量646.8KN，内模重量382.2KN，底模重量249.9KN。
根据设计要求，选取荷载大小为：
P3=2.5KN/m;
P4=2.0KN/m;
P5=6.0KN/m.
荷载组合安全系数为：
静荷载1.2，动荷载1.4。
3.1梁截面荷载组合
1）钢筋混凝土自重荷载P1
（注：
此图中0.8136、1.8589、0.3436、1.77m2分别为混凝土截面分段面积。
）
钢筋混凝土容重按照2.5t/m3计算，Q1,Q2,Q3Q4为梁截面分段区，顺桥向取单位米，则荷载为：
Q1区:
P1=0.8136×25/2.160=9.417KN/m
Q2区:
P1=1.8589×25/2.04=22.781KN／m
Q3区:
P1=（0.3436×25+0.3436×25）/1.376=8.422KN／m
Q4区:
P1=1.77×25/1.65=26.818KN／m
2）模板、支撑自重荷载P2
Q1区:
P2=1.233KN／m
Q2区:
P2=1.233KN／m
Q3区:
P2=1.233KN／m
Q4区:
P2=1.233KN／m
3）荷载组合
Q1区:
P=P1+P2+P3+P4+P5=（9.417+1.233）×1.2+（2.5+2+6）
×1.4=27.480KN／m
Q2区:
P=P1+P2+P3+P4+P5=（22.781+1.233）×1.2+（2.5+2+6）
×1.4=43.517KN／m
Q3区:
P=P1+P2+P3+P4+P5=（8.422+1.233）×1.2+（2.5+2+6）
×1.4=26.286KN／m
Q4区:
P=P1+P2+P3+P4+P5=（26.818+1.233）×1.2+（2.5+2+6）
×1.4=48.361KN／m
按照Ⅲ-Ⅲ断面计算钢筋混凝土荷载。
在每道下分配梁承载的1米宽范围内，横桥向受力简图如下:
3.2支架布置
支架布置如下图所示：
4、支架检算
4.1底板、腹板模板受力检算
4.1.1上分配梁检算
上分配梁横向布置，纵向间距为20cm，单根上分配梁承受的荷载为：
上分配梁方木:
宽100mm，高50mm
抵抗惯性矩I=bh3/12=0.1×0.053/12=1.042×10-6m4。
抵抗矩W=bh2/6=0.1×0.052/6=4.167×10-5m3
弹性模量E=10×103MPa。
容许弯曲应力[σ]=13MPa
容许剪切应力[τ]=1.3MPa
方木设计容许值[f/L]=1/400
方木截面面积：
0.005m2
计算荷载为均布荷载，方木间距为0.2m，故计算荷载为0.2Q。
计算跨径为下分配梁间距60cm和90cm，荷载和间距布置如下图所示：
荷载分布示意图（单位：
KN/m）
剪力图（单位：
KN）
弯矩图（单位：
KN.m）
支座反力图（单位：
KN）
挠度图
计算结果：
内力计算：
杆端内力值（乘子=1）
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.147707900.000000000.00000000-2.06516510-0.31295680
20.000000002.37727166-0.312956800.00000000-2.56462834-0.39726731
30.000000002.55477416-0.397267310.00000000-2.52524184-0.32479506
40.000000002.75260355-0.324795060.00000000-2.46919645-0.23977293
50.000000002.53943283-0.239772930.00000000-2.68236717-0.28265323
60.000000002.75506514-0.282653230.00000000-2.46673486-0.19615415
70.000000002.00050515-0.196154150.00000000-1.83255685-0.28256035
80.000000002.29127149-0.282560350.00000000-2.44002851-0.34950100
90.000000002.72575290-0.349501000.00000000-2.75956710-0.27572494
100.000000002.89914502-0.275724940.00000000-2.90405498-0.27719793
110.000000002.76949724-0.277197930.00000000-2.82178276-0.35137351
120.000000002.44209939-0.351373510.00000000-2.28920061-0.28256906
130.000000001.83822564-0.282569060.00000000-2.01895836-0.19759804
140.000000002.46984165-0.197598040.00000000-2.75195835-0.28223305
150.000000002.68127217-0.282233050.00000000-2.54052783-0.24000975
160.000000002.47046968-0.240009750.00000000-2.75133032-0.32426794
170.000000002.50606417-0.324267940.00000000-2.55467983-0.39742617
180.000000002.56578004-0.397426170.00000000-2.37611996-0.31207913
190.000000002.05482650-0.312079130.00000000-0.499329500.00000000
-----------------------------------------------------------------------------------------------
反力计算
约束反力值（乘子=1）
-----------------------------------------------------------------------------------------------
结点约束反力合力
支座----------------------------------------------------------------------------------
结点水平竖直力矩大小角度力矩
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.147707900.000000000.1477079090.00000000.00000000
20.000000004.442436760.000000004.4424367690.00000000.00000000
30.000000005.119402510.000000005.1194025190.00000000.00000000
40.000000005.277845390.000000005.2778453990.00000000.00000000
50.000000005.008629270.000000005.0086292790.00000000.00000000
60.000000005.437432320.000000005.4374323290.00000000.00000000
70.000000004.467240010.000000004.4672400190.00000000.00000000
80.000000004.123828340.000000004.1238283490.00000000.00000000
90.000000005.165781400.000000005.1657814090.00000000.00000000
100.000000005.658712120.000000005.6587121290.00000000.00000000
110.000000005.673552220.000000005.6735522290.00000000.00000000
120.000000005.263882160.000000005.2638821690.00000000.00000000
130.000000004.127426250.000000004.1274262590.00000000.00000000
140.000000004.488800010.000000004.4888000190.00000000.00000000
150.000000005.433230520.000000005.4332305290.00000000.00000000
160.000000005.010997520.000000005.0109975290.00000000.00000000
170.000000005.257394490.000000005.2573944990.00000000.00000000
180.000000005.120459870.000000005.1204598790.00000000.00000000
190.000000004.430946450.000000004.4309464590.00000000.00000000
200.000000000.499329500.000000000.4993295090.00000000.00000000
根据计算分析得出：
Mmax=0.397KN/m
Qmax=2.904KN
Nmax=5.264KN（跨距90cm）
Nmax=5.674KN（跨距60cm）
fmax=1.239mm（跨距90cm）
fmax=0.375mm（跨距60cm）
弯曲正应力：
剪切正应力：
挠度允许值
，故挠度满足要求。
挠度允许值
，故挠度满足要求。
4.1.2下分配梁检算
下分配梁顺桥布置，计算荷载为上分配梁传递下来的集中荷载，为
Nmax=5.264KN（跨距90cm）
Nmax=5.674KN（跨距60cm）
荷载间距为20cm，计算跨径为支架纵向间距60cm。
下分配梁为3根并排φ48mm钢管
抵抗惯性矩I=12.19×10-8m4。
抵抗矩W=5.08×10-6m3
弹性模量E=210×103MPa。
容许弯曲应力[σw]=145MPa
容许剪切应力[τ]=85MPa
刚度设计容许值[f/L]=1/400
截面面积：
4.98×10-4m2
荷载和间距布置如下图所示：
荷载分布示意图（单位：
KN/m）
剪力图（单位：
KN）
弯矩图（单位：
KN/m）
支座反力图（单位：
KN）
挠度图
根据计算分析得出：
Mmax=1.46KN/m
Qmax=12.09KN
Nmax=23.19KN
fmax=0.05mm
弯曲正应力：
剪切正应力：
挠度允许值
，故挠度满足要求。
4.1.3支架受力检算（I截面）：
步距1.2m时，单根碗扣支架立柱承受最大允许荷载为30KN。
计算单根碗扣支架立柱承受的最大力为：
23.19KN
满足要求。
5、支架稳定性检算
支架立杆直径为48mm,壁厚3.5mm,每米3.85Kg,布置间距为0.6m×0.6m。
单根立杆允许竖向承载力为30KN.竖向荷载,允许压应力为[σ]=140MPa,容许弯曲应力:
[σw]=165MPa
支架承受的最大竖向荷载为下分配梁最大支座反力:
33.39KN（腹板位置）
单根支架立杆强度检算：
A=3.14/4×（D2-d2）2=4.89×10-4m2
σ1=N/A=33.39/（4.89×10-4）×10-3=68MPa<[σ]=140MPa
单根支架立杆受力及材料强度满足要求。
稳定性检算:
立杆钢管回转半径为:
r=（√（D2+d2））/4=（√（482+412））/4=15.78mm
水平杆件层距1.2m，长细比
λ=L/r=1200/15.78=76.0
查<<钢结构设计规范>>（GBJ17-88）附录一,得φ=0.775，则
σ2=σ1×1/0.775=68MPa×1.29=88MPa<[σw]=165MPa
单根支架立杆稳定性满足要求。
6、地基承载力检算
地基承受由支架传来的轴向压力，在地面铺设10cm厚C15混凝土。
地基采用三七灰土换填0.6米，并分层夯实回填，确保灰土层承载力[P]达到300KPa。
立杆底托下垫0.22m宽的枕木，按混凝土面层向下传递荷载扩散角度为30°计算，则灰土换填层顶面处受到的最大压强为：
（1）立杆线路横向间距为0.6m时，Nmax=23.19KN
P=23.19KN/（（0.22+0.1/tg30°）×0.6）/0.75=131KPa<[P]=300KPa。
地基承载力满足要求。
（2）立杆线路横向距离为0.6m时，Nmax=33.36KN
P=33.39KN/（（0.22+0.1/tg30°）×0.9）/0.75=126KPa<[P]=300KPa。
地基承载力满足要求。
（3）IV截面腹板下立杆线路横向距离为0.6m时，地基有效受力面积为0.3×0.6m，Nmax=22.92KN
P=22.92KN/（0.3×0.6）/0.75=170KPa<[P]=300KPa。
地基承载力满足要求。
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