连续梁0#块计算支架法.docx

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连续梁0#块计算支架法

目录

1底模计算2

1.1竹胶板2

1.2纵向方木4

1.3横向方木6

2内模计算7

2.1支架7

2.2纵向方木8

2.3侧模9

2.4对拉螺栓10

3满堂支架计算10

3.1碗扣支架检算10

3.1.1梁体钢筋砼自重荷载10

3.1.2两侧翼缘板处满堂支架受力检算10

3.1.3腹板处满堂支架受力检算11

3.1.4底板处满堂支架受力检算12

3.2横向分配梁（方木）检算13

3.3纵向分配梁（方木）检算14

3.3.1腹板位置检算14

3.3.2底板位置检算15

4立杆地基承载力检算16

5混凝土临时支墩强度验算17

5.1荷载计算17

5.2强度验算17

6抗倾覆稳定性计算18

6.1工程假设18

6.2荷载计算18

6.3稳定性计算18

6.3.1受力简图18

6.3.2倾覆力矩的计算18

6.3.3抗倾覆力矩的计算18

连续梁0#块计算书

计算模型：

取桥墩墩顶以外截面积最大的1-1截面作为计算荷载，截面特性如下图。

根据梁体及混凝土的相关特性，取腹板范围以内进行计算分析，将梁体截面分为5部分，两侧腹板部分分别取为S1，两侧顶、底板部分分别取为S2，中间部分取为S3，翼板部分取为S4。

根据荷载及支撑体系分析，墩顶范围内荷载直接由方木传至墩身，该部分仅计算模板及方木抗弯、抗剪、挠度等。

墩身至临时支墩之间荷载与临时支墩之外的荷载均按1-1梁截面取算，由于临时支墩之外的梁长度为1.6m，且为悬挑，而墩身与临时支墩之间距离仅为1.1m，且为简支，因此取临时支墩之外的梁段进行计算。

计算竹胶板和横向10×10cm方木时，荷载按均布荷载考虑，取荷载最不利部分按3跨静定梁进行简化计算。

计算纵向方木时，取1.6m范围内横向方木传递的30cm梁体重量作为荷载，按间距30cm算，共6个集中荷载。

下部按满堂支架考虑，支架采用碗扣式钢管支架，钢管为Φ48×3.5mm，立杆主要采用3.0m、1.8m、1.2m几种，横杆采用0.6m、0.3m两种规格。

支架的纵向间距均按30cm控制，横向间距按腹板30cm、底板60cm、翼板60cm控制；横向和纵向水平杆步距1.2m；顶托上横向设置15cm×15cm方木分配梁，上铺10cm×10cm方木做为纵向分配梁，间距30cm，模板采用1.5cm厚竹胶板，然后用结构力学求解器计算。

临时支墩与桥墩的两处连接取下部连接作为固定支座，然后用结构力学求解器计算。

临时支墩的两侧的不均衡荷载远小于梁体设计不均衡荷载，稳定性计算在临时支墩计算中进行，本次计算不予考虑。

1底模计算

底模板将采用竹胶板和方木，竹胶板规格122×244×1.5cm，15×15cm方木作为竹胶板的横向背楞，10×10cm方木为底层的纵向分配梁（直接作用在贝雷片上）。

竹胶板参数如下：

弹性模量：

纵向Ez=6.5GPa、横向Eh=4.5GPa

弯曲强度：

纵向σz=80MPa、横向σh=55MPa

密度：

9.5KN/m3

方木参数如下：

弹性模量：

E=10GPa

顺纹抗弯强度：

[σa]=13MPa

抗剪强度：

[σah]=2MPa

密度：

8KN/m3

1.1竹胶板

S1部分：

砼面积：

A1=3.26m2

每延米荷载：

3.26×26=84.76KN/m，该部分梁底宽度约为1.05m，其作用在底模板上压力为80.72KPa。

施工荷载：

4KPa

倾倒混凝土荷载：

2.8KPa

振捣混凝土荷载：

2.8KPa

取1m长进行计算，则竹胶板的抵抗矩和惯性矩分别为

W=bh2/6=100×1.52/6=37.5cm3

I=bh3/12=100×1.53/12=28.125cm4

假设该处纵向方木净距L

Mma×=0.1qL2=0.1×（80.72＋4＋2.8＋2.8）L2＝9.03L2

，得L<0.478m

得L<0.234m，计算挠度时不考虑施工荷载。

所以该部分取L=0.20m，即方木纵向中心距为30cm。

S2部分：

砼面积：

A2=1.17+2.12=3.29m2

每延米荷载：

3.29×26=85.54KN/m，因该部分梁底宽度3.575m，所以作用于底板上压力为85.54/3.575=23.93KPa。

由于该部分荷载较小，不再进行计算。

S3部分：

砼面积：

A3=3.76m2

每延米荷载：

3.76×26=97.76KN/m，因该部分梁底宽度1.45m，所以作用于底板上压力为97.76/1.45=67.42KPa。

由于该部分荷载小于S1部分，不再进行计算。

面板的抗剪计算：

取荷载较大的S1部分计算，公式如下（查桥梁施工计算手册）

其中，V--面板计算最大剪力（N）；

l--计算跨度（方木边缘间距）:

l=300-100=200mm；

q--作用在模板上的压力线荷载，q=90.32KN.m

面板的最大剪力：

V=0.6×90.32×200=10838.4N

截面抗剪强度必须满足:

其中，T--面板截面的最大受剪应力（N/mm2）；

V--面板计算最大剪力（N）：

V=10838.4N；

b--构件的截面宽度（mm）：

b=1000mm；

hn--面板厚度（mm）：

hn=15.0mm；

fv--面板抗剪强度设计值（N/mm2）：

fv=1.6N/mm2

面板截面的最大受剪应力计算值:

T=3×10838.4/（2×1000×15）=1.08N/mm2＜[fv]=1.600N/mm2

满足要求。

1.2纵向方木

方木采用10×10cm截面，其力学性能及截面特性：

W=bh2/6=10×102/6=166.67cm3

I=bh3/12=10×103/12=833.33cm4

E=10GPa[σa]=13MPa[σah]=2MPa

S1部分：

横向方木模式类似于连续梁，计算时取三等跨进行计算。

q=90.32×0.3=27.10KN/m

Mma×=0.1qL2=0.1×27.10×0.32=0.244KN*m

注：

计算挠度时不考虑施工荷载，所以q取24.22KN/m。

S2部分：

q=（23.93+4+2.8+2.8）×0.3=10.06KN/m

Mmax=0.1qL2=0.1×10.06×0.62=0.36KN*m

注：

计算挠度时不考虑施工荷载，所以q取7.18KN/m。

纵向方木抗剪计算：

取受力最不利的S1部分计算，最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算，公式如下:

V－分布方木承受的最大剪力；

l--计算跨度（主受力方木中对中间距）l=300mm；

q--作用在分布方木上的线荷载q=27.10kN/m

分布方木最大剪力：

V=0.6×27.10×300=4878N

截面抗剪强度必须满足下式:

其中，τ--截面的最大受剪应力（N/mm2）；

V--计算最大剪力（N）:

V=4878N；

b--截面宽度（mm）：

b=100mm；

hn--截面高度（mm）：

hn=100mm；

fv—分布方木抗剪强度设计值（N/mm2）：

fv=2N/mm2；

分布方木截面的剪应力:

τ=3×4878/（2×100×100）=0.73N/mm2＜[fv]=2N/mm2

满足要求。

1.3横向方木

由于S1部分受力最不利，取该部分进行受力计算。

该部分荷载由4根方木承担，受力情况见下图：

横向方木选用15×15cm截面，相关数据如下

W=bh2/6=15×152/6=562.5cm3

I=bh3/12=15×153/12=4218.75cm4

弯矩受力图如下：

结构变形位移图如下：

由结构力学求解器计算所知，竹胶板的最大位移在1号单元，位移为0.1mm

剪力图如下:

2内模计算

2.1支架

支架均采用Φ48×3.5mm钢管，步距横桥、顺桥方向均为90cm，纵向步距是120cm。

按梁体截面划分，顶板部分只涉及S2，所以计算顶板S2部分为：

砼面积：

A2顶=1.17m2

每延米荷载：

1.17×26=30.42KN/m，因该部分梁底宽度1.787m，所以作用于顶板荷载为30.42/1.787=17.023KN/m2。

施工荷载：

4KN/m2

倾倒混凝土荷载：

2.5KN/m2

振捣混凝土荷载：

2.5KN/m2

荷载取值：

均布荷载q＝26.03KN/m2，考虑到模板、人行、施工机械以及浇筑混凝土时的冲击荷载因素，同时根据技术规范和实际情况进行估算，上述荷载总量按混凝土的20％计算，故荷载采用箱梁标准断面乘以1.2的安全系数计算，q＝1.2×26.03＝31.236KN/m2。

钢管纵、横距计算

钢管受力面积为S，则N=q*S

由N/（ψ*A）﹤σ容得：

S﹤σ容*ψ*A/q

钢管回转半径:

I=3.14×（D4-d4）/64＝3.14×（484－414）/64＝121805mm4

A=3.14×（D2-d2）/4=489.055mm2

回旋半径：

rw＝（I/A）1/2＝（121805/489.055）1/2=15.78mm

长细比：

λ=L/rw＝1200/15.78=76.046

查表得：

稳定系数ψ=0.714

N允许=〔δ〕Aψ=170×489.055×0.714=59361N

钢管最大容许应力σ容=170N/mm2

则：

S﹤N允许/q＝59.361/31.236＝1.9m2

纵、横距取0.9*0.9m，S=0.81m2﹤1.9m2满足要求！

2.2纵向方木

由于顶板S2顶部分荷载较小，竹胶板、横向方木受力在底模计算中已计算过，这里不再重复计算，只计算顶板纵向方木。

顶板纵向方木间距为90cm。

方木参数如下：

弹性模量：

E=10GPa

顺纹抗弯强度：

[σa]=13MPa

抗剪强度：

[σah]=2MPa

密度：

8KN/m3

取S2顶部分进行受力计算，该部分荷载由3根方木承担，受力情况见下图：

纵向方木选用10×10cm截面，相关数据如下

W=bh2/6=10×102/6=166.67cm3

I=bh3/12=10×103/12=833.33cm4

弯矩受力图如下：

结构变形位移图如下：

由结构力学求解器计算所知，竹胶板的最大位移在2号单元，位移为0.8mm

剪力图如下:

2.3侧模

砼浇筑速度

=2.5KPa，砼浇筑选择当日气温较低时，这里取值T=

，侧模内侧采用1.2cm竹胶板，外侧加一道1.8cm胶合板，侧模总厚度为3cm。

考虑施工振捣荷载4KN/m2，则总侧压力为：

P=53.612+4=57.612KN/m2

作用于模板上的线荷载

按强度要求需要要内楞的间距，则

按刚度要求需要要内楞的间距，则

取二者中较小值，

=581.189mm，选用

=500mm。

2.4对拉螺栓

箱梁边腹板及中腹板对拉螺栓布置形式为：

0.6*0.6m，由于侧模计算中已知砼对侧向模板的侧压力为57.612KN/m2

拉杆承受的拉力为：

则选用M16对拉螺栓，其容许应力为24500N>20740N

3满堂支架计算

3.1碗扣支架检算

施工人员，机具、材料荷载：

取P1=2.5kN/m2

砼冲击及振捣砼时产生的荷载：

取P2=2.5kN/m2

模板、支架自重荷载：

取P3=1.5kN/m2

碗扣支架钢管特性：

抗压强度f=205MPa；弹性模量E=2.05×105MPa；截面积A=4.89cm2；截面惯性矩I=12.19cm4；截面模量W=5.08cm3；回转半径I=1.58cm。

按截面划分取支架上梁体最大截面计算：

3.1.1梁体钢筋砼自重荷载

a、翼缘板处：

PG4=0.96×26=24.96kN/m2

b、腹板处：

S1断面：

PG1=3.26×26=84.76kN/m2

S3断面：

PG3=3.76×26=97.76kN/m2

c、底板处：

PG2=（1.17+2.12）×26=85.54kN/m2

3.1.2两侧翼缘板处满堂支架受力检算

两侧翼缘板处碗扣式支架布置按顺桥向间距90cm，横桥向间距60cm，横杆步距120cm。

翼缘板处支架每一根立杆受力如下：

施工人员、机具、材料荷载：

NQ1＝P1×A＝2.5×0.9×0.6＝1.35kN

砼冲击及振捣砼时产生的荷载：

NQ2＝P2×A＝2.5×0.9×0.6＝1.35kN

梁体钢筋砼自重荷载：

NG4＝PG4×A＝24.96×0.9×0.6＝13.48kN

模板、支架自重荷载：

NQ3＝P3×A＝1.5×0.9×0.6＝0.81kN

按规范进行荷载组合有：

N=1.2×（NG4+NQ3）+1.4×（NQ1+NQ2）＝20.93kN

翼缘板处满堂支架单根立杆承受压力大小为：

20.93kN

强度检算：

σ=N/A=20.93KN/4.89cm2＝42.79MPa<205MPa，符合要求。

刚度检算:

钢管长度取L=5m

钢管竖向弹性变形量:

ΔL=σL/E=42.79×5/（2.05×105）=0.00104m=1.04mm

稳定性检算

长细比：

查表得轴心受压件的稳定系数Φ=0.353

σ=N/ΦA=20.93kN/（0.353×4.89cm2）

=121.251MPa<205MPa，符合要求!

3.1.3腹板处满堂支架受力检算

腹板处的碗扣式支架布置按照顺桥向间距30cm，横桥向间距30cm，横杆步距120cm。

施工人员、机具、材料荷载：

NQ1=P1×A=2.5×0.3×0.3＝0.225kN

砼冲击及振捣砼时产生的荷载：

NQ2=P2×A＝2.5×0.3×0.3＝0.225kN

腹板取较大断面S3处，梁体钢筋砼自重荷载：

NG3=PG3×A=97.76×0.3×0.3＝8.80kN

模板、支架自重荷载：

NQ3＝P3×A＝1.5×0.3×0.3＝0.135kN

按规范进行荷载组合有：

N=1.2×（NG3+NQ3）+1.4×（NQ1+NQ2）＝11.352kN

腹板处满堂支架单根立杆承受压力大小为：

11.352kN

强度检算：

σ=N/A=11.352kN/4.89cm2＝23.214MPa<205MPa，符合要求。

刚度检算:

钢管长度取L=5m

钢管竖向弹性变形量:

ΔL=σL/E=23.214×5/（2.05×105）=0.000566m=0.5mm

稳定性检算

长细比：

查表得轴心受压件的稳定系数Φ=0.353

σ=N/ΦA=11.352kN/（0.353×4.89cm2）

=65.764MPa<205MPa，符合要求!

3.1.4底板处满堂支架受力检算

底板处碗扣式支架布置按顺桥向30cm，横桥向60cm，横杆步距120cm。

底板处每一根立杆受力如下：

施工人员、机具、材料荷载：

NQ1＝P1×A＝2.5×0.3×0.6＝0.45kN

砼冲击及振捣砼时产生的荷载：

NQ2＝P2×A＝2.5×0.3×0.6＝0.45kN

梁体钢筋砼自重荷载：

NG2＝PG2×A＝85.54×0.3×0.6＝15.397kN

模板、支架自重荷载：

NQ3＝P3×A＝1.5×0.3×0.6＝0.27kN

按规范进行荷载组合有：

N=1.2×（NG2+NQ3）+1.4×（NQ1+NQ2）＝20.06kN

翼缘板处满堂支架单根立杆承受压力大小为：

20.06kN

强度检算：

σ=N/A=20.06kN/4.89cm2＝41.022MPa<205MPa，符合要求！

刚度检算:

钢管长度取L=5m

钢管竖向弹性变形量：

ΔL=σL/E=20.06×5/（2.05×105）=0.000489m=0.5mm

稳定性检算

长细比：

查表得轴心受压件的稳定系数Φ=0.353

σ=N/ΦA=20.06kN/（0.353×4.89cm2）

=116.211MPa<205MPa，符合要求

3.2横向分配梁（方木）检算

本施工方案中支架顶顶托上横桥向分配梁采用15cm×15cm方木,间距腹板0.3m,底板0.3m,翼板0.6m。

考虑最不利荷载,取底板下方木检算。

方木参数：

弹性模量E（MPa）:

9500；抗弯强度设计值（MPa）:

12；抗剪强度设计值（MPa）:

1.4；间距（mm）:

300；截面宽度（mm）:

150；截面高度（mm）:

150。

方木按照简支梁检算，其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=15×152/6=562.5cm3

I=15×153/12=4218.75cm4

A=15×15=225cm2

则按照跨度为0.6m的简支梁进行检算：

梁体钢筋砼自重N1=85.54×0.3×0.6=15.397（KN）

模板的荷载N2=1.5×0.3×0.6=0.27（KN）

施工作业人员及机具活载N3＝2.5×0.3×0.6=0.45（KN）

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的检算值最不利分配的弯矩和，检算公式如下:

集中荷载：

P=1.2×（15.397+0.27+0.45）=19.341kN

最大弯距：

M=Pl/4=19.341×0.6/4=2.901kN.m

最大剪力Q=p/2=19.341/2=9.671kN

（1）抗弯承载能力检算：

σ=M/W=2.901×103/（562.5×10-6）×10-6=5.157Mpa＜[σ]=12Mpa

（2）抗剪承载能力检算：

τ=3Q/（2A）

=3×9.671×103/（2×225×10-4）×10-6=0.64MPa＜[τ]=1.4MPa

（3）挠度检算：

取挠度[f]=l/400=600/400=1.5mm

f1=Pl3/48EI=19.341×103×6003/（48×9500×4218.75×104）

=0.217mm＜[f]=1.5mm

3.3纵向分配梁（方木）检算

纵向方木采用10×10cm方木，按间距0.3m布置在横向方木上。

方木按照简支梁检算，其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=10×102/6=166.67cm3

I=10×103/12=833.33cm4

A=10×10=100cm2

3.3.1腹板位置检算

按照跨度为0.3m的简支梁进行检算；

梁自重N1=97.76×0.3×0.3=8.798（KN）

模板的荷载N2=1.5×0.3×0.3=0.135（KN）

施工作业人员及机具活载N3＝2.5×0.3×0.3=0.225（KN）

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的检算值最不利分配的弯矩和，检算公式如下:

均布荷载：

q=1.2×（8.798+0.135+0.225）/0.3=36.632kN/m

最大弯距：

M=ql2/8=36.632×0.32/8=0.412kN.m

最大剪力Q=ql/2=36.632×0.3/2=5.495kN

（1）抗弯承载能力检算：

σ=M/W=0.412×103/（166.67×10-6）×10-6

=2.472MPa＜[σ]=12.0Mpa（木材抗弯强度）

则纵向腹板10cm×10cm方木间距按照30cm布置完全能满足要求。

（2）抗剪承载能力检算：

方木抗剪强度设计值[T]=1.4MPa；

T=3Q/（2A）

=3×5.495×103/（2×0.1×0.1）×10-6=0.824MPa＜[τ]=1.4MPa

（3）挠度检算：

取挠度[f]=L/400=0.75mm

f1=5ql4/384EI=5×36.632×103×3004/（384×9500×833.33×104）=0.048＜[f]=0.75mm

3.3.2底板位置检算

按照跨度为0.6m的简支梁进行检算；

梁自重N1=85.54×0.3×0.6=15.397（KN）

模板的荷载N2=1.5×0.3×0.6=0.27（KN）

施工作业人员及机具活载N3＝2.5×0.3×0.6=0.45（KN）

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的检算值最不利分配的弯矩和，检算公式如下:

均布荷载：

q=1.2×（15.397+0.27+0.45）/0.6=16.117kN/m

最大弯距：

M=ql2/8=16.117×0.62/8=0.725kN.m

最大剪力Q=ql/2=16.117×0.6/2=4.835kN

（1）抗弯承载能力检算：

σ=M/W=0.725×103/（166.67×10-6）×10-6=4.349MPa＜[σ]=12.0MPa

则纵向底板10cm×10cm方木间距按照60cm布置完全能满足要求。

（2）抗剪承载能力检算：

方木抗剪强度设计值[T]=1.400MPa；

T=3Q/（2A）

=3×4.835×103/（2×0.1×0.1）×10-6=0.725MPa＜[τ]=1.4MPa

（3）挠度检算：

取挠度[f]=L/400=1.5mm

f1=5ql4/384EI=5×16.117×103×6004/（384×9500×833.33×104）=0.343＜[f]=1.5mm

4立杆地基承载力检算

（1）碗扣式钢管支架，杆件自重Pk，根据中国建筑工业出版社出版的《施工结构检算与设计手册》，支架立杆检算截面承受的构架自重荷载：

Gk=a×H0×（gk1+gk2+gk3）

式中：

H0——立杆高度，取5m；

a——立杆纵距，取0.6m；

gk1——基本构架杆部件的平均自重荷载，取0.18kPa；

gk2——配件平均自重荷载，取0.1kPa；

gk3——局部件平均自重荷载，取0.1kPa。

则Gk=0.6×5×（0.18+0.1+0.1）＝1.14kN

杆件自重传给地基的均布荷载Pk＝1.5PGk

取Pk＝1.5PGk＝1.5×6.333＝9.5kPa

（2）箱梁自重、内外模重量以及施工振捣、机具等合计均布荷载：

P=（293.02+2.5+2.5+1.5）×1.5＝449.28kPa

（3）地基承载力检算均布荷载:

PD=P+Pk＝449.28+9.5＝458.78kPa

施工前对支架地基原地面进行换填碎石垫层处理，碎石垫层要求采用压路机逐层碾压，其压实度要求达90％以上，分层厚度不超过30cm，采用轻型触探仪检测地基承载力，承载力满足≥500KPa施工要求，以增加地基的承载力。

地基处理好后，碎石垫层填筑完成后浇注15cm厚C20混凝土，确保支架施工的安全。

5混凝土临时支墩强度验算

5.1荷载计算

考虑箱梁悬臂浇筑到10#节段，进行边跨合拢，自重包括0#～9#节段自重，及边跨合拢段1/4重量，此时对临时混凝土支墩产生的轴向力最大。

混凝土自重荷载：

N1=1588t；

单个挂蓝自重：

N2=70t；

因施工荷载和振捣混凝土产生的荷载与混凝土自重荷载相比很小，可忽略不计。

所以单个悬臂上由外荷载作用在柱内产生的轴向压力

N=N1+N2=1658t

单根立柱轴向压力=N/3=552t

5.2强度验算

假设临时立柱为轴心受压构件，临时立柱一段与承台刚性接触，一端与梁体为不移动铰接。