系杆拱桥支架计算书Word格式.docx

系杆拱桥支架计算书Word格式.docx

《系杆拱桥支架计算书Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《系杆拱桥支架计算书Word格式.docx（25页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

立杆的纵距b=0.60m，立杆的横距l=0.60m，立杆的步距h=1.20m。

面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm4。

木方160×

100mm，间距200mm，剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm4。

梁顶托采用100×

160mm木方。

模板自重1.00kN/m2，混凝土钢筋自重26.00kN/m3，施工活荷载8.00kN/m2（包括施工人员及设备荷载、振捣混凝土产生的荷载、倾倒混凝土产生的荷载）。

图3-2梁板支撑架立面简图

图3-1支架搭设图

图3-3梁板支撑架立杆稳定性荷载计算单元

采用的碗扣钢管脚手架类型为

48×

3.5。

3.2.2模板面板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

模板面板的按照简支梁计算。

静荷载标准值q1=26.000×

1.800×

0.600+1.000×

0.600=28.680kN/m

活荷载标准值q2=（4.000+4.000）×

0.600=4.800kN/m

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=32.400cm3，I=29.160cm4

（1）抗弯强度计算

f=M/W<

[f]

其中f——面板的抗弯强度计算值（N/mm2）；

M——面板的最大弯距（N.mm）；

W——面板的净截面抵抗矩；

[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；

M=0.125ql2

其中q——荷载设计值（kN/m）；

经计算得到M=0.125×

（1.20×

28.680+1.40×

4.800）×

0.200×

0.200=0.206kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.206×

1000×

1000/32400=6.348N/mm2

面板的抗弯强度验算f<

[f],满足要求!

（2）挠度计算

v=5ql4/384EI<

[v]=l/400

面板最大挠度计算值v=5×

28.680×

2004/（384×

6000×

291600）=0.342mm

面板的最大挠度小于200.0/400,满足要求!

3.2.3支撑木方的计算

木方按照均布荷载下连续梁计算。

（1）荷载的计算

钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q11=26.000×

0.200=9.360kN/m

模板的自重线荷载（kN/m）：

q12=1.000×

0.200=0.200kN/m

活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载（kN/m）：

经计算得到，活荷载标准值q2=（4.000+4.000）×

0.200=1.600kN/m

静荷载q1=1.20×

9.360+1.20×

0.200=11.472kN/m

活荷载q2=1.40×

1.600=2.240kN/m

（2）木方的计算

按照两跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:

均布荷载q=13.712kN/m

最大弯矩M=0.125ql2=0.125×

13.712×

0.60×

0.60=0.617kN.m

最大剪力Q=0.625×

0.600×

13.712=5.142kN

最大支座力N=1.25×

13.712=10.284kN

木方截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=16.00×

10.00×

10.00/6=266.67cm3；

I=16.00×

10.00/12=1333.33cm4；

1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.617×

106/266666.7=2.31N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

2）木方挠度计算

均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到9.560kN/m

最大变形v=0.521×

9.560×

600.04/（100×

9000.00×

13333333.0）=0.054mm

木方的最大挠度小于600.0/250,满足要求!

3.2.4托梁的计算

托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。

集中荷载取木方的支座力P=10.284kN

均布荷载取托梁的自重q=0.154kN/m。

图3-4托梁计算简图

图3-5托梁弯矩图（kN.m）

图3-6托梁剪力图（kN）

变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

图3-7托梁变形计算受力图

图3-8托梁变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=2.063kN.m

经过计算得到最大支座F=37.823kN

经过计算得到最大变形V=0.077mm

顶托梁的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=10.00×

16.00×

16.00/6=426.67cm3；

I=10.00×

16.00/12=3413.33cm4；

（1）顶托梁抗弯强度计算

抗弯计算强度f=2.063×

106/426666.7=4.84N/mm2

顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

（2）顶托梁挠度计算

最大变形v=0.077mm

顶托梁的最大挠度小于600.0/250,满足要求!

3.2.5立杆的稳定性计算

（1）立杆的稳定性计算荷载标准值

静荷载标准值：

脚手架钢管的自重（kN）：

钢管的自重计算参照双排架自重标准值。

NG1=0.149×

5.000=0.745kN

模板的自重（kN）：

NG2=1.000×

0.600=0.360kN

钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=26.000×

0.600=16.848kN

经计算得到，静荷载标准值NG=（NG1+NG2+NG3）=17.953kN。

活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（4.000+4.000）×

0.600=2.880kN

（2）不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.20NG+1.40NQ

立杆的稳定性计算公式

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=25.575kN

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；

i——计算立杆的截面回转半径（cm）；

i=1.58

A——立杆净截面面积（cm2）；

A=4.89

W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；

W=5.08

——钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

l0——计算长度（m）；

不考虑高支撑架，由公式

（1）或

（2）计算

l0=k1uh

（1）

l0=（h+2a）

（2）

k1——计算长度附加系数，查表取值为1.185；

u——计算长度系数，参照《建筑施工手册》表5-16；

u=1.700

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；

a=0.30m；

公式

（1）的计算结果：

l0=1.185×

1.7×

1.20=2.417m

=2417/15.8=153，

=0.298

=25575/（0.298×

489）=175.702N/mm2，立杆的稳定性计算

<

公式

（2）的计算结果：

l0=1.2+2×

0.3=1.800m

=1800/15.8=113.924

=0.497

=25575/（0.497×

489）=105.303N/mm2，立杆的稳定性计算

<

[f],满足要求!

3.2.6基础承载力计算

依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）4换填垫层法。

混凝土垫层面积为0.6×

0.6cm，基础处理为厚0.5m石灰土。

（1）参数信息

上部结构传至基础顶面的轴向力设计值N=25.575Kn，上部结构传至基础顶面的竖线荷载F=42.63kN/m；

基底以上填土的平均重度

=18kN/m3；

基础与填土的平均重度

0=20kN/m3；

基础类型:

矩形基础,基础截面长度l=.6m,宽度b=.6m；

基础埋深Hd=0m；

换垫层材料重度:

18kN/m3；

压缩模量:

14MPa；

承载力特征值:

220kPa，垫层厚度:

.5m。

垫层底面处地基承载力特征值fak=105kPa；

基础宽度对地基承载力的修正系数ηb=.5；

埋深对地基承载力的修正系数ηd=2。

土层参数：

──────────────────────────────

序号土层厚度hi（m）重度

i（kN/m3）压缩模量Ei（MPa）

──────────────────────────────────

12.51810.87

2218.98.53

32197.46

（2）垫层厚度验算

1）厚度验算原理：

换填垫层的厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m，且满足下式要求：

式中pz──相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附加压力值（kPa）,按下式计算:

矩形基础：

pcz──垫层底面处土的自重压力值（kPa）；

faz──垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）：

式中b──矩形基础或条形基础底面的宽度（m）；

l──矩形基础底面的长度,取l=.6m；

pk──相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压值（kPa）；

pc──基础底面处土的自重压力值（kPa）；

z──基础底面下垫层的厚度（m）；

──垫层的压力扩散角（度），由表查出。

2）荷载计算

基础底面压力pk=（F+G）/b=（42.63+0.60×

0.00×

20.00）/0.60=71.05kN/m2

基础底面处土自重的压力pc=

d=18×

0=0kN/m2。

3）厚度验算：

当垫层厚度z=0.5m：

查表得压力扩散角θ=28度。

经过计算得pz=0.6×

0.6×

（71.05-0.00）/[（0.6+2×

0.5×

tg0.49）×

（0.6+2×

tg0.49）]=19.98kPa。

pcz=0.5×

18=9.00kPa。

m=pcz/（hd+z）=9.00/（0.5）=18kN/m3。

0=18kN/m3。

faz=105.00+.5×

18.00×

（.6-3）+2×

（0+.5-0.5）=83.40kPa。

结论：

由于pz+pcz=28.98<

83.40,所以垫层厚度满足要求!

4）垫层的宽度计算

垫层底面宽度按下式计算：

解得最小底面宽度b

=0.60+2×

.5×

tg0.49=1.13m

垫层顶面每边超出基础底边不宜小于300mm。

所以最小顶面宽度取b

=1.20m。

（3）沉降计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）5.3地基变形计算。

换层后的土层参数：

1.51814

221810.87

3218.98.53

42197.46

1）基底平均附加压力P0计算:

基础与填土的总重量G=20×

0=0.00kN；

基底的平均压力P=（42.63+0）/（.6×

.6）=118.42kN/m2；

基底处的土中自重压力P1=18×

0=0.00kN/m2；

基底平均附加压力P0=118.42-0.00=118.42kN/m2。

2）分层地基变形量计算:

────────────────────────────────────

z（m）基础计算中点aiZ1（m）Z2（m）Esi（mPa）Si（mm）∑Si（mm）

0.504×

0.23300.46610.466114.003.943.94

2.504×

0.10801.07980.613810.876.6910.63

4.504×

0.06641.19520.11548.531.6012.23

查表取△z=0.30m；

则当前深度向上取厚度为△z的土层深度:

Hd=4.50-0.30=4.20m；

该深度下土的变形值：

△s'

n=118.42×

[4.50×

0.2656-（4.50-0.30）×

0.2820]/8.53=0.150mm

n/∑S3=0.150/12.23=0.0123≤0.025,所以本层土已满足要求!

按分层总和法计算出的地基变形量为:

S'

=12.23mm。

注：

表中　Z1=zi×

ai,Z2=zi×

ai-zi-1×

ai-1。

3）地基最终变形量计算:

最终沉降计算公式如下:

其中S'

──按分层总和法计算出的地基变形量；

──变形计算深度范围内压缩模量的当量值：

式中

──第i层地附加应力系数沿土层厚度的积分值；

=2.741/0.273=10.05Mpa；

s──沉降计算经验系数,根据

查规范表5.3.5,得

s=0.59；

经计算最终沉降量:

S=0.59×

12.23=7.16mm。

3.3门式支架计算

3.3.1跨度5米钢梁计算

倾倒混凝土荷载标准值为4.00kN/m2.

施工均布荷载标准值为4.00kN/m2.

桥梁的设计宽度为0.70m.

桥梁的设计高度为1.80m.

钢架型钢的截面类型和型号40c号工字钢

钢架型钢的横截面积A=102.00cm2.

钢架型钢的惯性矩I=23850.00cm4.

钢架型钢的抵抗矩W=1190.00cm3.

钢架强度设计值f=215.00N/mm2.

型钢的弹性模量E=210000.00N/mm2.

（2）计算公式

荷载计算:

1）静荷载包括模板自重、钢筋混凝土自重、型钢架自重（×

1.2）；

2）活荷载包括倾倒混凝土荷载标准值和施工均布荷载（×

1.4）。

弯矩计算:

按单跨简支梁受均布荷载情况计算

剪力计算：

挠度计算：

整体稳定性计算:

（3）型钢架横梁的计算

型钢架横梁按照简支梁进行强度和挠度计算。

1）均布荷载值的计算.

静荷载的计算值为q1=41.09kN/m.

活荷载的计算值为q2=7.84kN/m.

图3-9型钢架横梁计算简图

2）强度的计算.

跨中最大弯矩为M=152.91kN.m

图3-10型钢架横梁弯矩图

图3-11型钢架横梁剪力图

选择跨中最大弯矩进行强度计算：

钢架横梁的计算强度为128.50N/mm2.

钢架横梁的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！

3.挠度的计算.

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度

0.795

图3-12型钢架横梁位移图

简支梁均布荷载作用下的最大挠度为V=0.795mm.

钢架横梁的最大挠度不大于10mm，而且不大于L/400=12.50mm，满足要求！

4.支座反力的计算.

支座反力考虑为简支梁均布荷载作用下的支座反力

支座左端反力为Q1=122.34kN.

支座右端反力为Q2=-122.34kN.

最大剪力Qmax=122.34kN.

5.整体稳定性的验算.

按最大刚度主平面内受弯构件，其整体稳定性按下式计算：

Mx——绕强轴作用的最大弯矩，取152.92kN.m

b——梁的整体稳定性系数，查附表得0.68

Wx——按受压纤维确定的梁毛截面模量，查型钢表得1190.00cm3.

经过计算得到梁的计算强度为188.98N/mm2，小于设计强度215.00N/mm2，所以不满足要求！

3.3.2跨度3.5米钢梁计算

龙门支架垂直主桥轴线方向的钢梁所受荷载由上部纵向钢梁传递下来，每跨受力点较多（26个）且均匀分布在上翼缘,故可按简支梁均布单向荷载考虑。

单根钢梁承受的线荷载设计值q=48.93*5*26/2/3.5/5=182kN/m.

（2）计算公式

横向中间立柱布置3道40c工字钢，荷载取值为单根工字钢所承受荷载计算

荷载的计算值为q1=48.93*5*26/2/5*2/3/3.5=122.00kN/m.

图3-13横梁计算简图

跨中最大弯矩为M=186.81kN.m

图3-14型钢架横梁弯矩图

图3-15横梁剪力图

钢架横梁的计算强度为156.98N/mm2.

3）挠度的计算.

图3-16横梁位移图

简支梁均布荷载作用下的最大挠度为V=0.468mm.

钢架横梁的最大挠度不大于10mm，而且不大于L/400=8.75mm，满足要求！

4）支座反力的计算.

支座左端反力为Q1=213.50kN.

支座右端反力为Q2=-213.50kN.

最大剪力Qmax=213.50kN.

5）整体稳定性的验算.

Mx——绕强轴作用的最大弯矩，取186.81kN.m

b——梁的整体稳定性系数，查附表得0.84

经过计算得到梁的计算强度为186.88N/mm2，不大于设计强度215.00N/mm2，所以满足要求！

3.3.3立柱的稳定性计算

（1）立柱的稳定性计算荷载标准值

龙门中间立柱有6根,此时每根立柱实际承受上部钢梁传递的荷载力为:

N=（（40.92+7.84）*5*26）/6=1057kN。

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=1057KN

i——计算立杆的截面回转半径（mm）；

i=220.63

A——立杆净截面面积（mm2）；

A=11762

l0=5m

=5000/175.37=28.51查表得：

=0.94

=1057/（0.94×

11762）*1000=95.6N/mm2，立杆的稳定性计算

钢管柱承受的力大于上部传递来的荷载要求，因此选用此钢管柱强度，稳定性满足要求。

3.3.4基础承载力计算