现浇连续梁支架碗扣及模板计算书.docx

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现浇连续梁支架碗扣及模板计算书

附件一3#排洪渠中桥

现浇连续梁满堂碗扣支架检算

一、设计依据

1、海沧建港西路（三都路-海新路）道路工程3#排洪渠中桥图纸

2、公路桥涵结构及木结构设计规范—JTJ025-86

3、钢结构设计规范—GB50017-2003

4、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011

5.扣件式钢管脚手架计算手册-中国建筑工业出版社

二、工程概况

1、3#排洪渠中桥共计一联2跨现浇箱梁，布置为：

2×25m等截面连续梁桥梁总长度56m。

2、箱梁构造：

主梁采用直腹板式箱梁，梁体现浇钢筋砼连续箱梁，单箱五室截面，桥面宽24m，底板宽19m，箱梁悬臂长2.5米，中心梁高1.7米（双向横坡1.5%，向两侧放坡）。

腹板厚度由0.4米渐变到0.6米，箱梁顶板及底板厚0.25米，端横梁宽1.2米，中横梁为1.8米，箱梁设计角度为50度。

截面如下图1。

图1梁体横断面图

三、现浇满堂碗扣支架方案设计

1.3#排洪渠中桥共一联2孔，拟采用满堂碗扣支架现浇；

2.满堂碗扣现浇支架体系由支架基础、碗扣钢管立杆、横杆、纵横向剪刀撑、水平连续撑、顶托、底托、底模系统等组成。

3.碗扣立柱纵向间距采用（60*2+90*23）cm布置；横向间距翼缘板及底板下采用90cm，腹板下采用60cm；步距均采用120cm；

4.剪刀撑设置：

纵、横向按每4～5跨设置由底至顶连续竖向剪刀撑,剪刀撑的宽度为间距4～5跨且≤6m，剪刀撑与地面倾角为45°～60°；在竖向剪刀撑顶部交点平面设置连续水平撑，间距4～5跨且≤6m。

5.具体结构及布置形式见图2、图3所示。

图2满堂碗扣支架纵断面面布置图

图3满堂碗扣支架横断面布置图

四、支架结构验算

1、碗扣支架材料

（1）HB碗扣为φ48×3.5mm钢管；

名称

型号

规格（mm）

市场重量（kg）

设计重量（kg）

立杆

LG-120

φ480x3.5x1200

7.41

7.05

LG-180

φ480x3.5x1800

10.67

10.19

LG-240

φ480x3.5x2400

14.02

13.34

LG-300

φ480x3.5x3000

17.31

16.48

横杆

HG-30

φ480x3.5x300

1.67

1.32

HG-60

φ480x3.5x600

2.82

2.47

HG-90

φ480x3.5x900

3.97

3.63

（2）立杆、横杆承载性能。

立杆

横杆

步距（m）

允许载荷（KN）

横杆长度（m）

允许集中荷载（KN）

允许均布荷载（KN）

0.6

40

0.9

4.5

12

1.2

30

1.2

3.5

7

1.8

25

1.5

2.5

4.5

2.4

20

1.8

2.0

3.0

2、荷载分析计算

（1）恒载（砼）：

横桥向根据箱梁断面变化，按分段均布荷载考虑，其布置情况如下图所示：

（2）模板荷载：

①内模（包括支撑架）：

按q=1.2kN/m2考虑；

②外模（包括侧模支撑架）：

按q=1.2kN/m2考虑。

（3）施工荷载：

施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载，按q=1.5kN/m2考虑；

⑷振捣混凝土时产生的荷载采用q=2.0kN/m2。

3、碗扣支架受力计算

设计计算中假定：

腹板混凝土及内外侧模板通过底模系统直接传递给腹板下碗扣立杆；翼缘板混凝土通过模板系统传递给翼缘板下碗扣立柱；顶、底板混凝土及内模系统通过底模系统传递给底板下碗扣立柱。

（1）腹板下碗扣立杆检算

荷载（取纵向单位1m计算）：

1混凝土荷载：

g1=2.55t

2内外模板系统荷载：

g2=0.2t

3施工荷载：

g3=0.15*0.6=0.09t

4振捣混凝土荷载：

g4=0.2*0.6=0.12t

则总荷载为：

G=2.96t

腹板碗扣立杆纵向间距90cm、横向间距为60cm，步距120cm，考虑按2根受力，则单根立杆受力为：

N＝2.96*10*0.9/2=13.32kN<[N]=30kN。

（2）翼缘板下碗扣立杆检算

荷载（取纵向单位1m计算）：

①混凝土荷载：

g1=2t

②翼缘板模板系统荷载：

g2=0.2t

③施工荷载：

g3=0.15*2.5=0.375t

5捣混凝土荷载：

g4=0.2*2.5=0.5t

则总荷载为：

G=3.075t

翼缘板碗扣立杆纵向间距90cm、横向间距为90cm，步距120cm，考虑按3根受力，则单根立杆受力为：

N＝3.075*10*0.9/3=9.225kN<[N]=30kN。

（3）顶、底板下碗扣立杆检算

荷载（取纵向单位1m计算）：

①混凝土荷载：

g1=5.27t

②内模系统荷载：

g2=0.3t

③施工荷载：

g3=0.15*2.81=0.42t

④振捣混凝土荷载：

g4=0.2*2.81=0.56t

则总荷载为：

G=6.55t

腹板碗扣立杆纵向间距90cm、横向间距为90cm，步距120cm，考虑按3根受力，则单根立杆受力为：

N＝6.55*10*0.9/3=19.65kN<[N]=30kN。

经以上计算，立杆均满足受力要求。

（5）支架立杆稳定性计算

经计算得立杆长细比λ=L/i=120/1.578=76

由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.744

立杆截面积Am=π×（242-20.52）=489mm2

由钢材容许应力表查得弯向容许应力［σ］=145MPa

立杆轴向荷载［N］=Am×φ×［σ］=489/1000×0.744×145=52.75kN

而Nmax=19.65kN﹤［N］=52.75kN

故支架立柱稳定性满足要求。

4、地基受力计算

（1）腹板下计算

地基传力方式如下：

由上计算可知，单根立杆承载力为N＝13.32kN，分布地基受力面积为0.38m×0.38m（砼地基按45°受力扩散至基底受力），则：

地基基础底面应力σ＝92kPa。

（3）翼缘板板下计算

地基传力方式如下：

由上计算可知，单根立杆承载力为N＝9.225kN，分布地基受力面积为0.38m×0.38m，则：

地基基础底面σ＝64kPa。

（3）顶底板下计算

地基传力方式如下：

由上计算可知，单根立杆承载力为N＝19.65kN，分布地基受力面积为0.38m×0.38m，则：

地基基础底面σ＝136kPa。

以上计算得知地基基础顶面最大应力为136kpa，故要求碗扣支架垫层基础基底承载力达136kpa以上，取150KPa。

六、外侧模板检算

1、计算荷载

水平荷载统计：

⑴新浇混凝土对模板的水平侧压力标准值。

按照（JGJ74-2003）附录B，模板荷载及荷载效应组合B.0.2规定：

F＝Min（F1，F2）

本计算书各工艺参数：

γc---取26kN/m3；

t0---初凝时间为6小时（由工艺试验确定）；

V---浇筑速度为3.5/（1300/30）=0.08m/h；

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3.5m；

β1---取1.2；

β2---取1.15。

则砼侧压力标准值F为：

F1＝0.22×26×6×1.2×1.15×0.08１/2

＝13kN/m2

F2＝26×3.6＝93.6kN/m2

混凝土对模板的水平侧压力取二者中的较小值，F=13kN/m2作为模板水平侧压力的标准值。

⑵倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值

考虑倾倒混凝土产生的水平活载荷标准值取值4kN/m2（泵送混凝土）

⑶振捣混凝土时产生的水平荷载标准值

振捣混凝土时产生的水平荷载标准值取值4kN/m2（作用范围在新浇筑的混凝土侧压力的有效压头高度之内）

⑷水平侧压力的荷载组合:

①总体水平侧压力的设计值为

F设=1.2×13+1.4×（4+4）=26.8kN/m2

模板受力分析采用总体水平侧压力设计值

②模板的变形分析采用新浇混凝土对模板水平侧压力的标准值

F标=13kN/m2

2、计算内容

⑴模板设计

面板采用15mm厚竹胶板；水平加劲肋采用方木10*10cm、间距为40cm，竖向加劲肋采用方木10*15cm、间距为60cm。

拉杆梁采用2[14a、间距不超过1m布置，拉杆采用φ22、间距不超过1×1m布置。

⑵面板的检算

面板支承于横肋，横肋间距40cm；模板按5等跨连续梁计算。

取1m宽的板条作为计算单元，则

q设=F设×1=2.68×1=2.68t/m

q标=F标×1=1.3×1=1.3t/m

①强度计算模型

②变形计算模型

求的：

Mmax=0.05t·mfmax=0.4mm

面板的截面系数：

WX=1/6bh2=1/6×100×1.52=37.5cm3

IX=1/12bh3=1/6×100×1.53=28cm4

应力：

σmax=Mmax/WX=0.05×105/37.5=13.3MPa<14.5MPa（满足要求）

挠度：

fmax=0.4mm

⑶横肋的检算

方木10×10cm：

Wx=166.7cm3Ix=833.3cm4A=100cm2

横肋间距为40cm，则

q设=F设×0.4=2.68×0.4=1.1t/m

q标=F标×0.4=3.7×0.3=0.5t/m

横肋按3等跨连续梁计算

①强度计算模型

②变形计算模型

求的：

Mmax=0.04t·mfmax=0.3mm

应力：

σmax=Mmax/WX=0.04×105/166.7=2.4MPa<8MPa（满足要求）

挠度：

fmax=0.3mm

⑷竖向加劲肋的检算

方木10×15cm：

Wx=375cm3Ix=2812.5cm4A=150cm2

竖向桁架间距为60cm，则

q设=F设×0.6=2.68×0.6=1.6t/m

q标=F标×0.6=1.3×0.6=0.78t/m

竖向肋按2等跨连续梁计算

①强度计算模型

②变形计算模型

求的：

Mmax=0.20t·mRmax=1.0tfmax=0.1mm

应力：

σmax=Mmax/WX=0.2×105/375=5.3MPa<8.0MPa（满足要求）

挠度：

fmax=0.1mm