4支架计算

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1、4.2 荷载分析计算4.2.1 荷载计算1、荷载分析根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：（1）q1 盖梁自重荷载，新浇混凝土密度取 2600kg/m3。 （支出部分）（2）q2 盖梁底模、外膜及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取 q21.0kPa（偏于安全） 。（3）q3 施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取 2.5kPa；当计算肋条下的梁时取 1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时取 1.0kPa。（4）q4 振捣混凝土产生的荷载，对底板取 2.0kPa，对侧板取4.0kPa。（5）q5 新浇混凝土对侧模的压力。（6）q6

2、 倾倒混凝土产生的水平荷载，取 2.0kPa。（7）q7 支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：表 4.1 满 堂 钢 管 支 架 自 重立杆横桥向间距立杆纵桥向间距横杆步距 支架自重 q7的计算值(kPa)60cm60cm60cm 4.060cm60cm120cm 2.9460cm90cm120cm 2.212、荷载组合表 4.2 支 架 设 计 计 算 荷 载 组 合荷载组合模板结构名称强度计算 刚度检算底模及支架系统计算 侧模计算 3、荷载计算 箱梁自重q1 计算根据果园港立交 D 匝道现浇箱梁结构特点以及 D 匝道桥所处的地形地貌，我们取第四跨墩顶横梁横断面、-横断面、

3、-横断面、横断面、横断面等四个代表截面进行箱梁自重计算，并对四个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。 -截面处 q1 计算 图 4.1 - 截 面 横 断 面 图根据横断面图，用 autoCAD 算的 A=6.8625，则：q1 = BWAc kPa90.25.786取 1.2 的安全系数，则 q125.4901.230.587kPa注：B 箱梁底宽，取 7.00m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。 新浇混凝土对侧模的压力q5 计算因现浇箱梁采取水平分层以每层 30cm 高度浇筑，在竖向上以 V=1.2m/h 浇筑速度控制，砼入模温度 T=28控制，因此新浇混凝土对

4、侧模的最大压力q5= hrKPmK 为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂 K=1.2当 V/T=1.2/28=0.0430.035h=1.53+3.8V/t=1.69mq5= KPahrPm 728.569.12.4.2.2 结构检算1、扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出 20%以上，甚至超过 35%） 。本工程现浇箱梁支架按 48

5、3.5mm 钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也适用于 WDJ 多功能碗扣架（偏于安全） 。1 、截面处桥墩旁两侧各 1.8m 和 1.2m 范围，、截面处在主桥墩两侧各1m 范围内，钢管扣件式支架体系均采用 606060cm 的布置结构，q =62.946q =61.074，故取截面进行验算，截面截面既满足。如图：图 4.5 、 截 面 脚 手 架 搭 设 横 纵 向 搭 设 示 意 图、 立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为 60cm 时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N40kN（参见公路桥涵施工手册中表 135） 。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（N G1K+NG2K

6、）+0.851.4N QK（组合风荷载时）NG1K支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2K构配件自重标准值产生的轴向力N QK施工荷载标准值；于是，有：N G1K=0.60.6q1=0.60.662.946=22.66KNNG2K=0.60.6q2=0.60.61.0=0.36KNN QK=0.60.6(q3+q4+q7)=0.36(1.0+2.0+4.0)=2.52KN则：N=1.2（N G1K+NG2K）+0.851.4N QK=1.2（22.66+0.36）+0.851.42.52=30.62KNN40kN，强度满足要求。、立杆稳定性验算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范有关模板支

7、架立杆的稳定性计算公式：N/A+M W/Wf单位：m模板 立杆斜撑模板 斜撑 立杆小横杆大横杆横 向N钢管所受的垂直荷载，N=1.2（N G1K+NG2K）+0.851.4N QK（组合风荷载时） ，同前计算所得；f钢材的抗压强度设计值，f205N/mm 2参考建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表 5.1.6 得。A48mm3.5钢管的截面积 A489mm 2。轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比 查表即可求得 。i截面的回转半径，查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录 B 得 i15.8。长细比 L/i。L水平步距，L0.9m。于是，L/i57，参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范查

8、附录 C 得 0.829。MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范 表 7.2.1 得uz=1.38us风荷载脚手架体型系数，查建筑结构荷载规范 表 6.3.1 第 36项得：u s=1.2w0基本风压，查建筑结构荷载规范 附表 D.4 w0=0.8KN/m2故：W K=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KNLa立杆纵距 0.6m；h立杆步距 0.6m，故：M W=0.851.4WKLah2/10=0.024KNW 截面模量查表建筑施工扣件式脚手架安全技术规范 附表

9、B 得W=5.08则，N/A+M W/W30.62*10 3/（0.829*489）+0.024*10 6/（5.08*10 3）80.26 KN/mm 2f205KN/mm 2计算结果说明支架是安全稳定的。4.3 满堂支架整体抗倾覆验算依据公路桥涵技术施工技术规范实施手册第 9.2.3 要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于 1.3。K0=稳定力矩/倾覆力矩=y*N i/Mw有图纸可得 D 匝道第一联第四跨采用的立杆高度最大，所以支架整体抗倾覆能力最差，故故采用 D 匝道第一联第四跨验算支架抗倾覆能力验算：主桥宽度 10.5m，长 30m 支架横向 17 排；支架纵向 40 排

10、；支架高度沿桥向分别为 9 排 8.4m、9 排 10.8m、10 排 12m、12 排 14.4m；顶托 TC60 共需要 17*40=680 个；立杆需要（9*8.4+9*10.8+10*12+12*14.4）*17=7915.2m;纵向横杆需要（8.4/0.9*1.8+8.4/1.2*3.6+10.8/1.2*9.0+12/1.2*10+14.4/1.2*6.314.4/0.9*1.2）*17=5423m；横向横杆需要(8.4/0.9*4+8.4/1.2*6+10.8/1.2*9+12/1.2*10+14.4/1.2*9+14.4/0.9*3) *17=7123m；故：钢管总重（7915

11、.2+5423+7123）*3.84=78.571t;顶托 TC60 总重为：680*7.2=4.896t；故 Ni =78.571*9.8+4.896*9.8=817.977KN；稳定力矩= y*N i=5.25*817.977=4294.379KN.m依据以上对风荷载计算 WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KN/ m2跨中 30m 共受力为：q=0.927*（5.4*8.4+8.1*10.8+10*12+7.5*14.4）=334.40KN；倾覆力矩=q*6=334.40*6=2006.4KN.mK0=稳定力矩/倾覆力矩=4294.379/2006.40=2.

12、141.3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求4.4 箱梁底模下横桥向方木验算本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用 1010cm 方木，方木横桥向跨度在箱梁跨中截面处按 L90cm 进行受力计算,在墩顶横梁截面及横隔板梁处按L60cm 进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述两值。如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全） ，木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。 q(KN/m)底 模 下 横 桥 向 方 木 受 力 简 图 方 木 材 质 为 杉 木 ， w =1MPa 7 E90尺 寸 单 位 ： cmq(KN/m)图

13、4.8 地模下横桥向受力简图4.4.1 -、截面（墩顶及横隔梁）处按桥墩两侧 5.0m 范围内按截面进行受力分析， （-、截面均在 5m 范围内，其中截面处荷载最大。 ）按方木横桥向跨度 L60cm 进行验算。 方木间距计算q(q 1+ q2+ q3+ q4)B(62.946+1.0+2.5+2)5=342.23kN/mM(1/8) qL2=(1/8)342.230.6215.4kNmW=(bh2)/6=(0.10.12)/6=0.000167m3则： n= M/( Ww )=15.4/(0.000167110000.9)=9.32(取整数n10 根)dB/(n-1)=5/9=0.556m注：

14、0.9 为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间距小于 0.556m 均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距 d 取 0.25m，则 n5/0.2520。 每根方木挠度计算方木的惯性矩 I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.3310-6m4则方木最大挠度：fmax=(5/384)(qL4)/(EI)=(5/384)(342.230.64)/(2091068.3310-60.9)=4.28010-4mL/400=0.6/400=1.510-3m (挠度满足要求) 每根方木抗剪计算(1/2)(qL)/(nA)=(1/2)(342.230.6)/(200.10.10.9)

15、=0.570 MPa=1.7MPa符合要求。4.4.2 主桥跨中-截面处主桥跨按 20.0m 范围内进行受力分析，按方木横桥向跨度 L90cm 进行验算。 方木间距计算q(q1+ q2+ q3+ q4)B(30.587+1.0+2.5+2)20=721.7kN/mM(1/8) qL2=(1/8)721.70.9273.072kNmW=(bh2)/6=(0.10.12)/6=0.000167m3则： n= M/( Ww )=73.072/(0.000167110000.9)=44.2(取整数n45 根)dB/(n-1)=20/45=0.445m注：0.9 为方木的不均匀折减系数。经计算，方木间距小于 0.445m 均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距 d 取 0.3m，则 n20/0.367。 每根方木挠度计算方木的惯性矩 I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.33