连续梁桥0号块托架设计.docx
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连续梁桥0号块托架设计
模板与支架计算
1、荷载取值
静载：
静载主要为梁段混凝土和钢筋自重，以及模板支架重量。
活载：
施工荷载
将截面分成如所示
根据规范要求，在箱梁自重上添加荷载
⑴、砼单位体积重量：
26.5kN/
⑵、倾倒砼产生的荷载：
4.0kN/
⑶、振捣砼产生的荷载：
2.0kN/
⑷、模板及支架产生的荷载：
2.0kN/
⑸、施工人员及施工机具运输或堆放荷载：
2.5kN/
荷载系数：
⑴、钢筋砼自重：
1.2；
⑵、模板及支架自重：
1.2；
⑶、施工人员及施工机具运输或堆放荷载：
1.4；
⑷、倾倒砼产生的竖向荷载：
1.4；
⑸、振捣砼产生的竖向荷载：
1.4；
⑹、倾倒砼产生的水平荷载：
1.4；
⑺、振捣砼产生的水平荷载：
1.4；
作用在面板顺桥向1m长，横桥向1m宽的面荷载：
计算截面区域划分
序号
编号
A1
A2
A3
A2
A3
A2
A1
1
面积
1.113
3.127
4.84
3.127
4.84
3.127
1.113
2
面积对应重量
29.50
82.865
128.26
82.865
128.26
82.865
29.50
3
对应横桥向宽度
3.55
0.5
4.375
0.5
4.375
0.5
3.55
4
施工人员机械产生荷载
2.5
5
模板及支架荷载
2
6
倾倒混凝土产生荷载
4
7
混凝土振捣产生荷载
2
2、模板验算
模板宽度取1m计算，作用在底模板上每m宽的均布荷载为：
翼缘荷载：
Q1=1.2×（29.495/3.55+2）+1.4×（2.5+4.0+2.0）=24.27kN/m
腹板荷载：
Q2=1.2×（82.865/0.5+2）+1.4×（2.5+4.0+2.0）=213.176kN/m
底板荷载：
Q3=1.2×（128.26/4.375+2）+1.4×（2.5+4.0+2.0）=49.48kN/m
2.1、底板底模板验算
外部模板均采用高强度竹胶板板厚15mm,各部位下模板均按三跨连续梁结构计算。
取方木间距为0.3m。
按三跨连续梁计算，竹胶板力学参数：
h=0.015m；
I=bh3/12=1×0.0153/12=2.81×10-7m4；
A=bh=1×0.015=0.015m2；
E=9.5×103Mpa；
W=bh2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5m3；
EA=9.5×103×106×0.015=1.425×108；
EI=9.5×103×106×2.81×10-7=2669.5；
P=Q3=49.48KN/m；
建立力学模型：
结构弯矩图：
Mmax=0.45kN·m
弯矩正应力σ=M/W=0.45×103/（3.75×10-5）=12MPa<[σw]=13MPa
结构位移图：
fmax=0.7mm<0.3/400=0.75mm
2.2、底板底模板验算
外部模板均采用高强度竹胶板板厚15mm,各部位下模板均按三跨连续梁结构计算。
取方木间距为0.1m。
按三跨连续梁计算，竹胶板力学参数：
h=0.015m；
I=bh3/12=1×0.0153/12=2.81×10-7m4；
A=bh=1×0.015=0.015m2；
E=9.5×103Mpa；
W=bh2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5m3；
EA=9.5×103×106×0.015=1.425×10
；
EI=9.5×103×106×2.81×10-7=2669.5；
P=Q2=213.176KN/m；
建立力学模型：
结构弯矩图：
Mmax=0.21kN·m
弯矩正应力σ=M/W=0.21×103/（3.75×10-5）=5.6MPa<[σw]=13MPa
结构位移图
fmax=0.05mm<0.1/400=0.25mm
2.3、翼板底模板验算
外部模板均采用高强度竹胶板板厚15mm,各部位下模板均按三跨连续梁结构计算。
取方木间距为0.3m。
按三跨连续梁计算，竹胶板力学参数：
h=0.015m；
I=bh3/12=1×0.0153/12=2.81×10-7m4；
A=bh=1×0.015=0.015m2；
E=9.5×103Mpa；
W=bh2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5m3；
EA=9.5×103×106×0.015=1.425×108；
EI=9.5×103×106×2.81×10-7=2669.5；
P=Q1=24.27KN/m；
建立力学模型：
结构弯矩图：
Mmax=0.22kN·m
弯矩正应力σ=M/W=0.22×103/（3.75×10-5）=5.86MPa<[σw]=13MPa
结构位移图：
fmax=0.5mm<0.3/400=0.75mm
2.4侧模板验算
对竖直模板来说，新浇筑的混凝土的侧压力是它的主要荷载。
当混凝土浇筑速度在6m/h以下时，作用于侧面模板的最大压力可按下式计算：
Pm=K⋅γ⋅h
当ϖ/T≤0.035时h=0.22+24.9ϖ/T
当ϖ/T>0.035时h=1.53+3.8ϖ/T
式中：
pm为新浇筑混凝土对侧面模板的最大压力，kPa；
h为有效压头高度，m；
T为混凝土入模时的温度，oC；
K为外加剂影响修正系数，不加时，K=1；掺缓凝外加剂时，K=1.2；
v为混凝土的浇筑速度，m/h；
为混凝土的容重，kN/m3
夏季施工，按不利因素考虑，施工气温为25oC，混凝土的浇筑速度为6m/h，则：
v/t=6/25=0.24>0.035
h=1.53+3.8×6/25=2.442m
Pm=K⋅γ⋅h=77.6556kPa
模板均采用高强度竹胶板板厚15mm,各部位下模板均按三跨连续梁结构计算。
取方木间距为0.2m。
按三跨连续梁计算，竹胶板力学参数：
h=0.015m；
I=bh3/12=1×0.0153/12=2.81×10-7m4；
A=bh=1×0.015=0.015m2；
E=9.5×103Mpa；
W=bh2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5m3；
EA=9.5×103×106×0.015=1.425×108；
EI=9.5×103×106×2.81×10-7=2669.5；
P=77.6565KN/m；
建立力学模型（单位KN）：
结构弯矩图（单位KN•m）：
Mmax=0.31kN·m
弯矩正应力σ=M/W=0.31×103/（3.75×10-5）=8.27MPa<[σw]=13MPa
结构位移图：
fmax=0.5mm<0.2/400=0.5mm
满足要求！
3、方木验算
对方木验算按最不利荷载进行计算，取位于腹板下方木进行，按三跨连续梁验算。
方木力学参数：
I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.3×10-6m4；
A=bh=0.1×0.1=1×10-2m2；
E=9.5×103Mpa；
W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3；
EA=9.5×103×106×0.01=9.5×107；
EI=9.5×103×106×8.3×10-6=78850
方木承受的荷载为：
P=QB2×0.1=213.176×0.1=21.3176kN/m
结构弯矩图：
Mmax=0.19kN·m
弯矩正应力σ=M/W=0.19×103/（1.67×10-4）=1.121MPa＜[σw]=11MPa
结构剪力图：
Qmax=3.84KN，则剪应力：
τ=Q×S/（I×d）=3.84×103×1.25×10-4/（8.3×10-6×0.1）=0.57MPa<[τ]=1.4Mpa
结构位移图：
fmax=0.7mm<1/400=2.5mm
故强度、刚度均满足要求！
4.钢管立柱承载力验算
4.1腹板处立柱承载力验算
0号块的支架立杆和横杆均采用Φ48×3.5mm的钢管，其截面面积为A=489mm2。
腹板处脚手架布置，顺桥向间距30cm，横桥向间距10cm，横杆步距70cm。
腹处脚手架每一根立杆受力如下：
1）荷载计算
作用于支架上的荷载，不考虑风荷载的影响，单根立杆所承受的荷载为30cm×10cm的混凝土自重及施工荷载。
NB2=QB2×0.1×0.3=213.176×0.1×0.3=6.395kN
2）强度及稳定性验算:
钢管回转半径：
a.按强度验算：
b.按稳定性验算：
长细比：
查表得：
不考虑风荷载作用：
，符合要求。
4.2底板处立柱承载力验算
0号块的支架立杆和横杆均采用Φ48×3.5mm的钢管，其截面面积为A=489mm2。
腹板处脚手架布置，顺桥向间距30cm，横桥向间距30cm，横杆步距70cm。
腹处脚手架每一根立杆受力如下：
1）荷载计算
作用于支架上的荷载，不考虑风荷载的影响，单根立杆所承受的荷载为30cm×10cm的混凝土自重及施工荷载。
NB2=QB3×0.3×0.3=48.49×0.3×0.3=4.36kN
2）强度及稳定性验算:
钢管回转半径：
a.按强度验算：
b.按稳定性验算：
长细比：
查表得：
不考虑风荷载作用：
，符合要求。
5．纵梁验算
槽钢满铺于间距40cm的工字钢梁上，［10钢可以看成多跨连续梁，简支在25号工字钢梁上，因I25布置较密，［10钢简化模型按最不利三跨连续梁计算。
取最不得荷载位置验算，腹板下荷载集度最大，为213.176kN/m2［10的宽度为0.12m。
q=0.12×213.176=25.58kN/m。
［10钢的截面特性为：
Ix=245cm4Wx=49cm3Ix/Sx=8.59cmIy=33cm4Wy=9.7cm3A=14.3cm2d=0.6cm
E=2.1×105MPaEA=0.30×106KNEIx=0.514×103KN·m2EIy=0.069×103KN·m2力学模型：
结构弯矩图：
Mmax=0.41kN·m
弯矩正应力σ=M/W=0.41×103/（2×9.7×10-6）=21.134MPa<[σw]=145MPa
结构剪力图：
Qmax=6.14KN
剪应力τ=Q×S/（I×d）=6.14×103/（（2×8.59×10-2×0.6×10-2）=5.95MPa<[τ]=85Mpa
fmax=0.06<0.4/400=1mm
6.横梁验算
主横梁采用双拼I40a工字钢组合梁，间距为40mm，I40a工字钢支撑在三排横穿薄壁墩的2*I56a工字钢上，I25a工字钢简化为带双悬臂的连续梁。
40cm，在薄壁墩外侧的桥墩根部的荷载最大，因而验算I25a工字钢刚度及强度时取根部荷载。
外侧施工平台部分主要为材料集度及施工人员荷载：
Q1=1.2*1+1.4*2.5=4.7kN/m2
施工平台荷载：
q1=4.7×0.4=1.88kN/m
翼缘板荷载：
q2=24.27×0.4=9.71kN/m
腹板荷载：
q3=213.176×0.4=85.27kN/m
底板荷载：
q4=49.48×0.4=19.79kN/m
I40a工字钢力学参数：
A=86.1cm2,
d=1.05cm，
S=637cm2,
W=1090cm3,
Ix=21720cm4，
E=2.1×1011Pa，
EA=2.1×105×103×86.1×10-4=1.81×106；
EI=2.1×105×103×21720×10-8=4.5612×104；
结构计算模型：
结构弯矩图：
Mmax=86.3KN•m
弯矩正应力σ=M/W=86.3×103×103/（1090×103）=79.18MPa<[σw]=215MPa
结构剪力图：
Qmax=78.5KN
剪应力τ=Q×S/（I×t）=78.5×103×637×103/（21720×104×10.5）=21.9MPa<[τ]=125Mpa
结构位移图：
fmax=7.17mm<5400/400=13.5mm
支反力N1=135.055kNN2=80.743kNN3=135.055kN
7.托架验算
7.1I56a工字钢横梁撑架验算
薄壁墩外侧施工操作平台荷载集度：
q1=1.2×（2+2）+1.4×2.5=8.3kN/m2
由施工操作平台荷载集度传递到两边横梁单组反力26.24kN，折算成线性荷载
65.6kN/m，薄壁墩外侧荷载这算成线性荷载337.64kN/m。
I56a工字钢力学参数：
A=135cm2,d=12.5cm，Ix/S=47.7cm,W=2342cm3,Ix=65590cm4，
E=2.1×1011Pa，EA=2.1×1011×135×10-4=2.83×109；EI=2.1×108×65590×10-8=1.377×105；
结构计算模型：
结构弯矩图：
I56a最大弯矩为234.34kN.m
弯矩正应力σ=M/W=813.48×103/（2×2342×10-6）=49.84MPa<[σw]=145
I56a最大剪力为440.94kN
剪应力τ=Q×S/（I×d）=440.94×103/（2×47.7×10-2×12.5×10-2）=3.69MPa<[τ]=85Mpa
I56a抗剪强度满足要求。
I56a最大轴力为519.667kN，I32a最大轴力为734.91kN
轴向压应力σ=N/A=779.07×103/（2×135×10-4）=20.08MPa<[σ]=140MPa，满足要求
结构变形图：
fmax=3.17mm<2500/400=6.25mm，故刚度均满足要求！
7.2I32a工字钢承托验算
根据上节的计算可以，I32a主要承受压力，因而I32a需要验算其受压稳定性。
I32a工字钢力学参数：
Ix=11080cm4Wx=692cm3A=67.0cm2d=9.5cmE=2.1×105MPa
Ix/S=27.5cmEA=1.4×107KNEI=2.326×104KN·m2
7.2.1强度验算
支架体系中，I32a主要受压，承受的最大压力为734.91kN，构件按A3钢进行计算，其强度为：
σ=N/A=31.59Mpa<[σ]=140MPa，I32a工字钢强度满足要求。
7.2.2稳定性验算
2I32a工字钢回转半径i=12.8cm,最大计算长度L0=3.78m。
压杆的长细比λ=L0/i=29.5,
由长细比λ查得φ=0.959。
根据路桥施工计算手册，2I32a的允许承载力：
[N]=φAf=0.959×134×10-4×215=2762.8KN
由贝雷梁传递下来的最大集中力为：
Nmax=734.91KN＜[N]=2762.8KN
2I32a工字钢受压稳定性满足要求。
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