连续梁边跨现浇段支架检算.docx

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连续梁边跨现浇段支架检算

新建京沪高速铁路JHTJ-3标段

罗而庄特大桥跨104国道

40+64+40m连续梁

边跨碗扣支架结构计算书

审批：

审核：

编制：

中国水电集团京沪高速铁路土建工程三标段项目经理部

二OO九年三月

边跨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

《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

40+64+40m连续梁边跨支架现浇。

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:

每平米1.6KN

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I--I截面荷载组合

计算时，按照1-1断面计算荷载。

1）钢筋混凝土自重荷载P1

（注：

此图中1.1、3.3、2.5、2.2m2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,Q3为梁截面分段区，顺桥向取单位米，则荷载为：

Q1区:

P1=1.1×25/2.183=12.6KN／m

Q2区:

P1=3.3×25/1.667=49.5KN／m

Q3区:

P1=（2.5×25+2.2×25）/3.7=31.80KN／m

2）模板、支撑自重荷载P2

P2=1.6KN／m

3）荷载组合

Q1区:

P=P1+P2+P3+P4+P5=（12.6+1.6）×1.2+（2.5+2+6）

×1.4=17.04+14.7=31.74KN／m

Q2区:

P=P1+P2+P3+P4+P5=（49.5+1.6）×1.2+（2.5+2+6）

×1.4=61.32+14.7=76.02KN／m

Q3区:

P=P1+P2+P3+P4+P5=（31.8+1.6）×1.2+（2.5+2+6）

×1.4=34.6+14.7=49.3KN／m

4）荷载组合图

3.3支架布置

支架布置如下图所示：

横断面图

4、内膜支架检算

箱梁内模面板采用15㎜厚122㎝×244㎝竹胶合模板。

根据箱梁结构尺寸现场加工。

用方木作肋木。

钢管支架上搭设横梁方木，横梁方木上搭设纵梁方木。

钢管顶设可调托，托顶沿横向铺10×10cm的方木下分配梁，横向布置，纵向间距为0.6m，下分配梁上铺10cm×10cm的方木上分配梁，纵向布置，横向间距为0.3m。

1）顶板钢筋混凝土自重荷载P1

Q3区:

P1=（2.5×25）/3.7=16.89KN／m

2）模板、支撑自重荷载P2

P2=1.6KN／m

3）荷载组合

Q3区:

P=P1+P2+P3+P4+P5=（16.89+1.6）×1.2+（2.5+2+6）

×1.4=36.89KN／m

4.1竹胶板受力计算

顺桥取0.6米宽度荷载为q=36.89×0.6=22.13KN/m

抵抗惯性矩I=bh3/12=0.6×0.0153/12=1.69×10-7m4。

抵抗矩W=bh2/6=2.25×10-5m3

弹性模量E=6.5×103MPa。

刚度设计容许值[f/L]=1/400

容许弯曲应力[σ]=80MPa

模板计算跨径L=0.3米，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）

根据计算分析得出：

Mmax=0.21KN/m

Nmax=7.53KN

弯曲正应力：

4.2上分配梁受力计算

上分配梁纵向布置，承受的荷载为竹胶板传来的均布荷载：

q=7.53KN/m。

抵抗惯性矩I=bh3/12=0.1×0.103/12=8.33×10-5m4。

抵抗矩W=bh2/6=0.1×0.102/6=1.67×10-4m3

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：

0.01m2

计算荷载为均布荷载，计算跨径为下分配梁间距60cm，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）

Mmax=0.34KN/m

Qmax=2.26KN

Nmax=2.26KN

弯曲正应力：

剪切正应力：

4.3下分配梁受力计算

下分配梁横向布置，承受的荷载为上分配梁传来的集中荷载：

N=2.26KN。

抵抗惯性矩I=bh3/12=0.1×0.103/12=8.33×10-5m4。

抵抗矩W=bh2/6=0.1×0.102/6=1.67×10-4m3

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：

0.01m2

计算荷载为均布荷载，计算跨径为碗扣支架横向间距60cm，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）

Mmax=0.23KN/m

Qmax=1.49KN

Nmax=4.98KN

弯曲正应力：

剪切正应力：

5、外膜支架检算

钢管支架采用直径为48mm，壁厚3.0mm的标准碗扣支架，支架横向布置为20×0.6m,纵向布置为10×0.6m。

碗扣支架顶设可调托，托顶沿纵向铺15×15cm的方木为下分配梁，横向间距为0.6m；下分配梁上铺10cm×10cm的方木为上分配梁，纵向间距为0.3m。

箱梁顶板外侧模及上下两圆弧倒角、顶板底模采用厂制定型钢模，不再进行验算。

5.1翼缘、底板、腹板上分配梁受力检算

上分配梁横向布置，纵向间距为30cm，单根上分配梁承受的荷载为：

翼缘：

31.74KN/m×0.3=9.52KN/m

腹板：

76.02KN/m×0.3=22.81KN/m

底板：

49.30KN/m×0.3=14.79KN/m

上分配梁方木:

宽100mm，高100mm

抵抗惯性矩I=bh3/12=0.1×0.103/12=8.33×10-5m4。

抵抗矩W=bh2/6=0.1×0.102/6=1.67×10-4m3

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：

0.01m2

计算荷载为均布荷载，计算跨径为下分配梁间距60cm，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）

挠度图

根据计算分析得出：

Mmax=0.72KN/m

Qmax=7.19KN

Nmax=8.62KN翼缘

Nmax=13.98KN腹板

Nmax=10.60KN底板

fmax=0.01mm（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。

5.2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=8.62KN翼缘

Nmax=13.98KN腹板

Nmax=10.60KN底板，

在计算中，取腹板位置的最大荷载Nmax=13.98KN。

荷载间距为30cm，计算跨径为支架纵向间距60cm。

下分配梁方木:

宽150mm，高150mm

抵抗惯性矩I=bh3/12=0.15×0.153/12=4.22×10-5m4。

抵抗矩W=bh2/6=0.15×0.152/6=5.63×10-4m3

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：

0.0025m2

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）

挠度位移图

根据计算分析得出：

Mmax=1.33KN/m

Qmax=9.21KN

Nmax=30.77KN

fmax=0.08mm

弯曲正应力：

剪切正应力：

挠度允许值

，故挠度满足要求。

5.3支架受力检算

步距1.2m时，单根碗扣支架立柱承受最大允许荷载为30KN。

步距0.6m时，单根碗扣支架立柱承受最大允许荷载为40KN。

计算单根碗扣支架立柱承受的最大力为：

30.77KN

考虑到支架实际高度和安全因素，步距采用0.6m，支架承载力满足设计要求。

6、支架稳定性检算

支架立杆直径为48mm,壁厚3.0mm,布置间距为0.6m×0.6m。

单根立杆允许竖向承载力为40KN.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:

30.77KN（腹板位置）

单根支架立杆强度检算：

A=3.14/4×（D2-d2）2=4.34×10-4m2

σ1=N/A=30.77/（4.34×10-4）×10-3=71MPa<[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=15.94mm

水平杆件层距0.6m，长细比

λ=L/r=600/15.94=38.0

查<<钢结构设计规范>>（GBJ17-88）附录一,得φ=0.934，则

σ2=σ1×1/0.934=63MPa×1/0.934=67.5MPa<[σw]=165MPa

单根支架立杆稳定性满足要求。

7、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15cm厚C15混凝土。

地基采用三七灰土换填1.0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=30.77KN

P=30.77KN/（（0.22+0.15/tg30°）×0.6）/0.75=142KPa<[P]=300KPa。

地基承载力满足要求。