现浇连续箱梁满堂支架计算.docx

1、现浇连续箱梁满堂支架计算青银高速青岛收费站迁拓工程二标段现浇连续箱梁满堂支架计算中铁十八局集团第一工程有限公司二一三年十月现浇连续箱梁满堂支架计算4.1 总体说明本标段跨线桥梁共三座,K31+547天桥、K33+177即威分离立交、K34+237即墨互通立交桥，桥梁梁高均为1.6m，顶板厚度25cm，底板厚度22cm，腹板厚度45cm，各箱梁断面图见下图：（1）材料规格：支架采用483.5mm碗扣式钢管架，立杆主要采用3.0m、2.4m、1.8m三种，横杆采用0.9m、0.6m两种规格。（2）支架布置：箱梁底板部分：立杆按纵向间距60cm、横向间距90cm，水平横杆步距120cm设置；箱梁翼缘

2、板部：立杆纵向间距90cm、横向间距120cm，水平横杆步距120cm设置。纵横向均设置剪刀撑,剪刀撑间距3.6m，以保证支架稳定性。以K34+237即墨互通箱梁断面为例，具体见附图4-1所示。附图4-1 箱梁碗扣式支架横断面布置图（单位：cm）4.2 碗扣件支架现浇梁方案检算4.2.1 已知条件梁端实心段截面尺寸：顶面宽度12.75m,高度1.6m；腹板截面尺寸：腹板宽度0.45m,高度1.6m。根据设计图纸，梁端实心段重量为：1.6*26=41.6KN/,腹板位置每平米重量为：1.6*26=41.6 KN/，底板一般段每平米重量为：0.47*26=12.22 KN/。梁端翼缘板处按最大厚度

3、考虑每平米重量为0.5*26=13 KN/，底板部分满堂架布置相同，顾只需取受力最大位置进行计算。则，只需检算梁体底板实心段位置及翼缘板位置。（1）施工人员、机具、材料荷载：P1=2.5kN/m2。（2）砼冲击力及振捣砼时产生的荷载：P2=2.5kN/m2。（3）梁体钢筋混凝土自重荷载：P3=26.5kN/m3。（4）模板、支架自重荷载：P4=1.5kN/m2。4.2.2 箱梁底板位置碗扣式支架检算1、满堂支架受力检算梁底板钢筋混凝土自重荷载均按实心考虑：砼自重：P =1.6*26=41.6 KN/，底板处碗扣式支架布置为：立杆纵向步距最大为90cm、横向步距60cm，水平横杆60cm设置。施

4、工人员、机具、材料荷载：NQ1=P1*A=2.5*0.6*0.9=1.35kN砼冲击及振捣砼时产生的荷载：NQ2=P2*A=2.5*0.6*0.9=1.35kN梁体钢筋混凝土自重荷载：NG1=P*A=41.6*0.6*0.9=22.464kN模板、支架自重荷载：NG2=P4*A=1.5*0.6*0.9=0.81kN按照规范进行荷载组合，则：N=（NQ1+NQ2）*1.4+(NG1+NG2)*1.2=31.704kN所以腹板处满堂支架单根立杆承受压力为31.704kN该碗扣式支架钢管采用483.5mm钢管，查表得：截面积A=489mm2，回转半径：I=15.78mm。按强度验算：=N/A=317

5、04/489=64.83MPa140MPa，符合要求。（杆自重产生的应力很小，可以忽略不计）稳定性验算：值根据长细比选取，计算长度：l0=kh式中：k-计算长度附加系数，其值取1.155。-考虑支架整体稳定性因素的单杆计算长度系数，其值取1.2。h-立杆步距。则，模板支架立杆的计算长度l0=1.155*1.2*1.2=1.66m按稳定性计算立杆的受压应力（步距1.2m）长细比：=l0/I=1660/15.78=105.2则轴心受压件的稳定系数=0.55（查表并线性内插得来）=N/A=31704/（0.55*489）=117.88MPa140MPa，符合要求。2、底板处纵桥向分配方木检算本施工方

6、案中支架顶顶托上纵桥向分配方木采用10cm15cm方木，间距0.9m。方木弹性模量E=9500N/mm2；方木抗弯强度设计值为13N/mm2；方木抗剪强度设计值为1.4N/mm2；方木的间隔距离为600mm；方木的截面宽度为100mm，方木的截面高度为150mm。方木按照简支梁计算，其惯性矩I和截面抵抗弯矩W分别为：W=10*15*15/6=375cm3I=10*15*15*15/12=2812.5cm4A=10*15=150cm2则，按照跨度为0.6m的简支梁进行计算：梁钢筋混凝土自重N1=41.6*0.9*0.6=22.46kN模板荷载N2=1.5*0.9*0.6=0.81kN人及机具活载

7、N6=2.5*0.9*0.6=1.35kN最大弯矩考虑为静荷载和活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算如下：均布荷载：q=1.2*(22.46+0.81+1.35)/0.6=21.89kN/m；最大弯矩：M=ql2/8=21.89*0.36/8=0.98kN.m；最大剪力：Q=ql/2=21.89*0.6/2=6.57kN；1弯承载力检算：=M/W=0.98*106/(375*103)=2.61MPa=13MPa抗剪承载力检算：=3Q/(2A2)=3*6.57*1000/(2*150*150)=0.44N/mm2=1.4 N/mm2。挠度检算：取挠度f=L/400=600/400=1.5mmf

8、1=5ql4/(384EI)=5*21.89*6004/(384*9500*2812*104)=0.138f3、底板横桥向分配方木检算本施工方案中支架顶顶托上横桥向分配方木采用10cm10cm方木，间距按0.3m布置在纵桥向方木上。方木按照简支梁计算，其惯性矩I和截面抵抗弯矩W分别为：W=10*10*10/6=166.67cm3I=10*10*10*10/12=833.33cm4A=10*10=100cm2则，按照跨度为0.9m的简支梁进行计算：梁钢筋混凝土自重N1=41.6*0.9*0.3=11.23kN模板荷载N2=1.5*0.9*0.3=1.65kN人及机具活载N6=2.5*0.9*0.

9、3=0.675kN最大弯矩考虑为静荷载和活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算如下：均布荷载：q=1.2*(11.23+1.65+0.67)/0.9=18.07kN/m；最大弯矩：M=ql2/8=18.07*0.81/8=1.83kN.m；最大剪力：Q=ql/2=18.07*0.3/2=2.71kN；1弯承载力检算：=M/W=1.83*106/(166.67*103)=10.98MPa=13MPa抗剪承载力检算：=3Q/(2A2)=3*2.71*1000/(2*100*100)=0.41N/mm2=1.4 N/mm2。挠度检算：取挠度f=L/400=900/400=2.25mmf1=5ql4/

10、(384EI)=5*18.07*9004/(384*9500*833.33*104)=1.95f4、立杆地基承载力检算碗扣式钢管支架杆件自重Pz，根据中国建筑出版社出版的施工结构计算与设计手册，支架架立杆检算截面承受的构架自重荷载：Gz=a*H1*（g1+g2+g3）式中：H1-立杆高度，取7m;a-立杆纵距，取0.9m；g1-基本构架杆部件的平均自重荷载，取0.18kPa；g2-配件平均自重荷载，取0.15kPa;g3-局部构件平均自重荷载，取0.1kPa。则：Gz=0.9*7*（0.18+0.15+0.1）=2.71kN。杆件自重传递给地基的均布荷载Pd=1.5PcxPcx=Gz/S=2.

11、71/(0.6*0.9)=5.02kPa取Pd=1.5Pcx=1.5*5.02=7.53kPa箱梁自重、内外模板重量及施工振捣、机具等合计的均布荷载：P1=（41.6+2.5+2.5+1.5）*1.5=72.15kPa地基承载力计算均布荷载P=Pd+P1=79.68kPa根据检算，施工前必须对原地面进行换填路基填料处理，路基填料采用压路机逐层压实，其压实度要求达到95%以上，分层厚度不超过30cm，以增强地基承载力。路基填料填筑完成后浇注15cm厚C15混凝土。地基处理好后，采用轻型触探仪检测地基承载力，确保支架施工的稳定与安全。5、竹胶板底模计算立杆纵向步距最大为60cm、横向步距90cm，

12、底模下方木间距30cm。底模采用1.2cm厚的竹胶板，取1m板宽作为计算单元。（1）计算荷载（2）截面参数及力学指标弹性模量（查阅竹胶板行业标准P5）： 截面惯性矩 截面抵抗矩： （3）承载力验算a.强度 （查阅竹胶板行业标准，0.8为折减系数）竹胶板强度满足要求。b.挠度，根据路桥施工计算手册P763竹胶板强度满足要求。6、竹胶板侧模计算侧模竖向肋木采用6*9方木，间距40cm，取1cm宽度计算：（1）模板受到的最大荷载为：F=h*0.01*0.4=26*1.1*0.01*0.4=0.1144KN；（2）截面参数及力学指标弹性模量： 截面惯性矩 截面抵抗矩： （3）承载力验算a.强度 （查阅

13、竹胶板行业标准，0.8为折减系数）竹胶板强度满足要求。b.挠度，根据路桥施工计算手册P763竹胶板侧模强度满足要求。4.2.3 翼缘板段碗扣式支架检算（1）翼缘板段钢筋混凝土自重荷载砼自重：P =0.5*26=13 KN/，（2）满堂支架受力检算该处碗扣式支架布置为：立杆纵向步距最大为90cm、横向步距120cm，水平横杆120cm设置。施工人员、机具、材料荷载：NQ1=P1*A=2.5*0.9*1.2=2.7kN砼冲击及振捣砼时产生的荷载：NQ2=P2*A=2.5*0.9*1.2=2.7kN梁体钢筋混凝土自重荷载：NG1=P*A=13*0.9*1.2=14.04kN模板、支架自重荷载：NG2

14、=P4*A=1.5*0.9*1.2=1.62kN按照规范进行荷载组合，则：N=（NQ1+NQ2）*1.4+(NG1+NG2)*1.2=26.352kN所以腹板处满堂支架单根立杆承受压力为26.352kN该碗扣式支架钢管采用483.5mm钢管，查表得：截面积A=489mm2，回转半径：I=15.78mm。按强度验算：=N/A=26352/489=53.89MPa140MPa，符合要求。（杆自重产生的应力很小，可以忽略不计）稳定性验算：值根据长细比选取，计算长度：l0=kh式中：k-计算长度附加系数，其值取1.155。-考虑支架整体稳定性因素的单杆计算长度系数，其值取1.2。h-立杆步距。则，模板

15、支架立杆的计算长度l0=1.155*1.2*1.2=1.66m按稳定性计算立杆的受压应力（步距0.6m）长细比：=l0/I=1660/15.78=105.2则轴心受压件的稳定系数=0.551（查表并线性内插得来）=N/A=26352/（0.551*489）=97.8MPa140MPa，符合要求。2、纵桥向分配方木检算本施工方案中支架顶顶托上纵桥向分配方木采用12cm15cm方木，间距1.2m。方木弹性模量E=9500N/mm2；方木抗弯强度设计值为13N/mm2；方木抗剪强度设计值为1.4N/mm2；方木的间隔距离为900mm；方木的截面宽度为120mm，方木的截面高度为150mm。方木按照简

16、支梁计算，其惯性矩I和截面抵抗弯矩W分别为：W=12*15*15/6=450cm3I=12*15*15*15/12=3375cm4A=12*15=180cm2则，按照跨度为0.9m的简支梁进行计算：梁钢筋混凝土自重N1=12.22*0.9*0.9=9.9kN模板荷载N2=1.5*0.9*0.9=1.22kN人及机具活载N6=2.5*0.9*0.9=2.025kN最大弯矩考虑为静荷载和活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算如下：均布荷载：q=1.2*(9.9+1.22+2.025)/0.9=17.53kN/m；最大弯矩：M=ql2/8=17.53*0.81/8=1.77kN.m；最大剪力：Q=q

17、l/2=17.53*0.9/2=7.89kN；抗弯承载力检算：=M/W=1.77*106/(450*103)=3.93MPa=13MPa抗剪承载力检算：=3Q/(2A2)=3*14.77*1000/(2*180*180)=0.36N/mm2=1.4 N/mm2。挠度检算：取挠度f=L/400=900/400=2.25mmf1=5ql4/(384EI)=5*17.53*9004/(384*9500*3375*104)=0.46f3、横桥向分配方木检算本施工方案中支架顶顶托上横桥向分配方木采用10cm10cm方木，间距按0.3m布置在纵桥向方木上。方木按照简支梁计算，其惯性矩I和截面抵抗弯矩W分别

18、为：W=10*10*10/6=166.67cm3I=10*10*10*10/12=833.33cm4A=10*10=100cm2则，按照跨度为0.9m的简支梁进行计算：梁钢筋混凝土自重N1=12.22*0.9*0.3=3.3kN模板荷载N2=1.5*0.9*0.3=0.41kN人及机具活载N6=2.5*0.9*0.2=0.45kN最大弯矩考虑为静荷载和活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算如下：均布荷载：q=1.2*(3.3+0.41+0.45)/0.9=5.55kN/m；最大弯矩：M=ql2/8=5.55*0.81/8=0.56kN.m；最大剪力：Q=ql/2=5.55*0.9/2=2.49

19、kN；抗弯承载力检算：=M/W=0.56*106/(166.67*103)=3.36MPa=13MPa抗剪承载力检算：=3Q/(2A2)=3*2.49*1000/(2*100*100)=0.37N/mm2=1.4 N/mm2。挠度检算：取挠度f=L/400=300/400=0.75mmf1=5ql4/(384EI)=5*5.55*9004/(384*9500*833.33*104)=0.59f4、立杆地基承载力检算碗扣式钢管支架杆件自重Pz，根据中国建筑出版社出版的施工结构计算与设计手册，支架架立杆检算截面承受的构架自重荷载：Gz=a*H1*（g1+g2+g3）式中：H1-立杆高度，取7m;a

20、-立杆纵距，取0.9m；g1-基本构架杆部件的平均自重荷载，取0.18kPa；g2-配件平均自重荷载，取0.15kPa;g3-局部构件平均自重荷载，取0.1kPa。则：Gz=0.9*7*（0.18+0.15+0.1）=2.71kN。杆件自重传递给地基的均布荷载Pd=1.5PcxPcx=Gz/S=2.71/(0.9*0.9)=7.05kPa取Pd=1.5Pcx=1.5*7.05=10.58kPa箱梁自重、内外模板重量及施工振捣、机具等合计的均布荷载：P1=（12.22+2.5+2.5+1.5）*1.5=28.08kPa地基承载力计算均布荷载P=Pd+P1=38.66kPa根据检算，施工前必须对原

21、地面进行换填路基填料处理，路基填料采用压路机逐层压实，其压实度要求达到95%以上，分层厚度不超过30cm，以增强地基承载力。路基填料填筑完成后浇注15cm厚C15混凝土。地基处理好后，采用轻型触探仪检测地基承载力，确保支架施工的稳定与安全。4.2.3 门洞碗扣式支架检算由于跨青银高速公路施工,在左右幅各设置一个门洞,门洞净高5m,净宽5m,门洞采用四排碗扣架搭设,纵向间距30cm,横向间距60cm,步距60cm,支架底设置宽130cm,高60cmC15水泥防撞墩,为增强整体稳定性及刚度,加密纵横向剪刀撑.门洞顺桥向长度按6.8米计，则按实心段钢筋混凝土自重荷载,砼每延米最大自重：P =1.6*

22、26=41.6KN/m，（1）满堂支架受力检算碗扣式支架布置为：立杆纵向跨径为680cm、横向步距60cm，水平横杆60cm设置。工人员、机具、材料荷载：NQ1=P1*A=2.5*6.8*0.6=10.2kN砼冲击及振捣砼时产生的荷载：NQ2=P2*A=2.5*6.8*0.6=10.2kN梁体钢筋混凝土自重荷载：NG1=P*A=41.6*6.8*0.6=169.73kN模板、支架自重荷载：NG2=P4*A=1.5*6.8*0.6=6.12kN按照规范进行荷载组合，则：N=（NQ1+NQ2）*1.4+(NG1+NG2)*1.2=239.58kN8根立杆所受压力相同，所以单根立杆承受压力为29.9

23、4kN该碗扣式支架钢管采用483.5mm钢管，查表得：截面积A=489mm2，回转半径：I=15.78mm。按强度验算：=N/A=29940/489=61.23MPa140MPa，符合要求。（杆自重产生的应力很小，可以忽略不计）稳定性验算：值根据长细比选取，计算长度：l0=kh式中：k-计算长度附加系数，其值取1.155。-考虑支架整体稳定性因素的单杆计算长度系数，其值取1.2。h-立杆步距。则，模板支架立杆的计算长度l0=1.155*1.2*0.6=0.83m按稳定性计算立杆的受压应力（步距0.6m）长细比：=l0/I=830/15.78=52.6则轴心受压件的稳定系数=0.844（查表并线

24、性内插得来）=N/A=29940/（0.844*489）=72.54MPa140MPa，符合要求。（2）支架上横桥向分配I10检算本施工方案中门洞支架顶顶托上横桥向分配I10，间距0.6m。截面参数及力学指标W=49cm3Ix=245cm4 查路桥施工计算手册P787查得容许应力，弹性模量承载力验算以横向工字钢受集中荷载考虑,即纵向工字钢置于横向工字钢跨中位置,则:q=239.58/8=29.95KN,a.强度 强度满足要求 b.刚度 所以刚度也满足要求综上所述I10工字钢满足要求。（3）支架上纵桥向分配I36检算本施工方案中门洞支架上纵桥向分配I36，计算跨径5m。截面参数及力学指标W=87

25、7.6cm3Ix=15796cm4 查路桥施工计算手册P742查得容许应力，弹性模量1工人员、机具、材料荷载：Nq1=P1*A=2.5*0.6=1.5kN/m砼冲击及振捣砼时产生的荷载：Nq2=P2*A=2.5*0.6=1.5kN/m梁体钢筋混凝土自重荷载：Ng1=P*A=41.6*0.6=24.96kN/m模板、支架自重荷载：Ng2=P4*A=1.5*0.6=0.9kN/m按照规范进行荷载组合，则：q=（Nq1+Nq2）*1.4+(Ng1+Ng2)*1.2=35.232kN/m承载力验算a.强度 强度满足要求 b.刚度 所以刚度也满足要求综上所述I36工字钢满足要求。（4）I36工字钢上横向

26、10*10方木检算：方木弹性模量E=9500N/mm2；方木抗弯强度设计值为13N/mm2；方木抗剪强度设计值为1.4N/mm2；方木的间隔距离为400mm；方木的截面宽度为100mm，方木的截面高度为100mm。方木按照简支梁计算，其惯性矩I和截面抵抗弯矩W分别为：W=10*10*10/6=166.67cm3I=10*10*10*10/12=833.33cm4A=10*10=100cm2则，按照跨度为0.6m的简支梁进行计算：梁钢筋混凝土自重N1=41.6*0.6*0.4=9.98kN模板荷载N2=1.5*0.6*0.4=0.36kN人及机具活载N6=2.5*0.6*0.4=0.6kN最大弯

27、矩考虑为静荷载和活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算如下：均布荷载：q=1.2*(9.98+0.36+0.6)/0.6=21.88kN/m；最大弯矩：M=ql2/8=21.88*0.36/8=0.98kN.m；最大剪力：Q=ql/2=21.88*0.6/2=6.56kN；1弯承载力检算：=M/W=0.98*106/(166.67*103)=5.88MPa=13MPa抗剪承载力检算：=3Q/(2A2)=3*6.56*1000/(2*100*100)=0.98N/mm2=1.4 N/mm2。挠度检算：取挠度f=L/400=600/400=1.5mmf1=5ql4/(384EI)=5*21.88*6004/(384*9500*833.33*104)=0.47f综上所述,门洞支架符合要求.