0号块及边跨合龙段计算书.docx
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0号块及边跨合龙段计算书
南通市钟秀大桥A标段工程
钟秀大桥0号块及边跨现浇段
支架验算计算书
中交二公局第一工程有限公司项目经理部
2010年12月
目录
第一篇0号块支架验算-4-
第一章设计结构说明-4-
第二章非悬臂处支架验算-4-
1荷载计算（按照单位框格0.6×0.3m面积内计算）-4-
2竹胶板计算-5-
3纵向方木计算-5-
4横向I10型钢计算-5-
5支架立杆计算-5-
6地基承载力的验算：
-6-
第三章悬臂处支架验算-6-
1计算模型-6-
2荷载计算-7-
2.1F1计算-7-
2.2F2计算-8-
2.3F3、F4计算-8-
3验算支架整体稳定性-8-
第四章翼板处支架验算-11-
1面板计算-11-
2支架计算-12-
2.1荷载计算-12-
2.2地基承载计算-12-
第二篇边跨现浇段支架验算-13-
第一章设计结构说明-13-
第二章边跨现浇时支架验算-13-
1荷载计算（按照单位框格0.6×0.3m面积内计算）-13-
2竹胶板计算-13-
3纵向方木计算-14-
4横向I10型钢计算-14-
5支架立杆计算-14-
5.1竖向承压验算-14-
5.2立杆稳定性验算-15-
6地基承载力的验算-15-
第三章边跨合拢时支架验算-15-
1支架立杆顶部受力计算-15-
1.1计算模型-15-
1.2计算荷载-15-
1.3支点计算-15-
2支架体系计算-16-
2.1竖向承压验算-16-
2.2立杆稳定性验算-16-
2.3地基承载力的验算-16-
钟秀大桥0号块及边跨现浇段现浇支架验算计算书
第一篇0号块支架验算
第一章设计结构说明
支架结构详见《钟秀大桥0号块及边跨现浇段施工组织设计》中附图ZDZJ-1、2、3。
第二章非悬臂处支架验算
按照最不利荷载计算，验算腹板底部的支架受力情况（腹板底部的支架间距为顺桥向0.60m，横桥向0.30m）：
1荷载计算（按照单位框格0.6×0.3m面积内计算）
1.1混凝土自重：
按照最不利的荷载计算，混凝土自重荷载N1采用腹板砼的自重。
N1＝0.6×0.3×5.582×2.5×9.8＝24.6KN；
1.2模板及支架自重
竹胶板0.6×0.3×0.015×9.8＝0.026KN；
纵向方木0.1×0.15×0.6×0.5×9.8＝0.044KN；
横向I10型钢0.6×11.249/1000＝0.003KN；
支架自重38.39N/m，38.39×21.3/1000＝0.818KN。
计算模板时，N2＝0.026KN；
计算方木时，N2＝0.026+0.044＝0.071KN；
计算型钢时，N2＝0.026+0.044+0.003＝0.074KN；
计算支架时：
N2＝0.026+0.044+0.003+0.818＝0.892KN。
1.3倾倒混凝土产生的荷载：
0KN砼厚度大于1m，此时不计此荷载。
1.4振捣混凝土产生的荷载：
2.0KN/m2，N4＝0.6×0.3×2.0＝0.36KN。
1.5人员、材料和机具运输、堆放荷载：
计算模板、方木时，均布荷载取2.5KN/m2，N5＝0.6×0.3×2.5＝0.45KN。
计算型钢和支架时，均布荷载取1.5KN/m2，N5＝0.6×0.3×1.5＝0.27KN。
以上五项荷载总计为：
计算模板时，N总＝24.6+0.026+0+0.36+0.45＝25.436KN；
计算方木时，N总＝24.6+0.071+0+0.036+0.045＝25.497KN；
计算型钢时，N总＝24.6+0.074+0+0.036+0.27＝25.321KN；
计算支架时，N总＝24.6+0.892+0+0.036+0.27＝26.138KN。
2竹胶板计算
腹板处2根方木条中心间距为30cm，面板实际净间距为15cm，取0.6m板宽验算。
按5跨连续梁计算。
压应力为：
25.436/0.3/0.6=141KN/m2=0.141N/mm2
均布荷载：
q=0.141×600=84.6N/mm
截面抗矩：
W=bhh/6=600×15×15/6=22500mm3
截面惯性矩：
I=bhhh/12=600×15×15×15/12=168750mm4
查《路桥施工计算手册》附表2-11得Km=0.078,Kf=0.644
面板应力：
σ=Km*q*l*l/W=0.078×84.6×150×150/22500=6.6MPa∠[σ]=12MPa，安全系数为12/6.6=1.82。
面板绕度：
f=Kf*q*L*L*L*L/100EI=0.644×84.6×150×150×150×150/（100×6500×253125）=0.17mm，安全系数为150/400/0.18=2.21。
3纵向方木计算
查《路桥施工计算手册》附表，得松木顺纹向容许弯应力为[σ]＝12.0MPa。
方木上的均布线荷载：
25.497/0.6＝42.495KN/m。
弯曲强度：
＝
＝6.12MPa。
所以，σ＜[σ]，满足要求。
安全系数为12/6.12=1.96
挠度：
＝0.33mm。
容许挠度[f]＝L/400＝600/400＝1.5mm，所以f＜[f]。
安全系数1.5/0.33=4.55。
4横向I10型钢计算
腹板底部工字钢只受方木传下来的正压力。
σ=25.321/（0.0045*0.1）/1000=56.268MPa
安全系数140/56.268=2.488。
5支架立杆计算
单根立杆横截面积：
（482－422）×3.14/4＝424mm2，立杆的钢构件容许压应力取[σ]＝140MPa。
在荷载最不利处单根立杆承受竖向荷载为N＝26.138KN。
5.1竖向承压验算：
单根承载能力为：
[N]＝[σ]A＝140×424/1000=59.36KN。
所以，N＜[N]，满足承载要求。
安全系数59.36/26.138=2.27。
5.2立杆稳定性验算：
立杆之间的交叉杆高度H＝0.6m，长细比
，查《路桥施工计算手册》表13-10，内插得φ＝0.925。
所以：
，N=26.138＜[N]，满足稳定性。
6地基承载力的验算：
立杆地基承载力验算公式为：
N—立杆传至承台顶面。
N/Ad=26.138/（0.1×0.1）×1000=2.614Mpa＜30Mpa。
安全系数30/2.614=11.5。
经对整个非悬臂处支架系统最不利处进行验算，支架能满足施工质量、安全要求。
第三章悬臂处支架验算
0号块两端悬臂出承台各0.75m，最不利处在腹板底部。
支架竖向立杆为直径48mm，壁厚3mm的碗扣，其余杆件均为直径48mm，壁厚3mm的无缝钢管。
1计算模型
2荷载计算
2.1F1计算
砼自重：
N1=0.3×0.45×5.5×2.5×9.8=18.191KN
竹胶板自重：
0.45×0.3×0.015×9.8=0.02KN
纵向方木自重：
0.1×0.15×0.45×0.5×1×9.8=0.033KN
型钢自重：
0.3×11.249/1000=0.003KN
支架自重：
50×21.3/1000=1.065KN
计算支架时，N2=1.121KN
砼浇筑厚度大于1m，N3=0KN
振捣产生的荷载，2.0KN/m2，N4=0.45×0.3×2=0.27KN
计算支架时，考虑人员、材料和机具堆放荷载，1.5KN/m2
N5=0.45×0.3×1.5=0.203KN
F1=19.785KN
2.2F2计算
砼自重：
N1=0.3×0.375×5.5×2.5×9.8=15.159KN
竹胶板自重：
0.375×0.3×0.015×9.8=0.0017KN
纵向方木自重：
0.1×0.15×0.375×0.5×1×9.8=0.028KN
型钢自重：
0.3×11.249/1000=0.003KN
支架自重：
50×21.3/1000=1.065KN
计算支架时，N2=1.112KN
砼浇筑厚度大于1m，N3=0KN
振捣产生的荷载，2.0KN/m2，N4=0.375×0.3×2=225KN
计算支架时，考虑人员、材料和机具堆放荷载，1.5KN/m2
N5=0.375×0.3×1.5=0.169KN
F1=（18.191+1.121）×1.2+（0+0.27+0.203）=16.666KN
2.3F3、F4计算
F3=F1=19.785KN
F4=0.5F3=9.893KN
3验算支架整体稳定性
利用Midas_Civil611版建模计算：
支架上部各杆件应力（单位：
KN/m2）：
支架中部各杆件应力（单位：
KN/m2）：
支架下部各杆件应力（单位：
KN/m2）：
最大应力为56.722MPa，为压应力，即σmax=56.722MPa∠140MPa，满足要求。
局部剪力图（单位：
KN）：
最大弯矩发生在F3下立杆下端的横杆上，剪力为6KN。
扣件抗滑力一般设计为850KN。
支架上部变形（单位：
mm）：
经分析，支架变形主要表现在受压变形，最大变形量为1.7mm∠19785/（195*（PI（）×（0.0048^2-0.0042^2）/4×10^9×7.44））=0.0032m=3.2。
满足要求。
因此，悬臂处支架安全。
经过对0号块悬臂处和非悬臂处支架验算，均能满足要求。
第四章翼板处支架验算
翼板采用钢模板，其面板为5mm厚钢板，纵桥向肋条为槽8，间距30cm。
竖向肋条为槽12，间距为70cm。
模板框架竖、横向为槽12，斜向为槽10。
框架排距为70cm。
1面板计算
纵向肋条槽钢中心间距为30cm，面板横桥向间距取30cm，取0.7m板宽验算。
面板计算时，取最靠近腹板处计算。
砼计算厚度取65cm（偏安全取值）。
按横桥向2跨连续梁计算。
砼压应力为：
0.65×2.5×9.8=15.925KN/m2=0.016N/mm2
面板压应力为：
0.005×7.85×9.8=0.385KN/m2=0.0004N/mm2，过小，忽略不计。
均布荷载：
q=0.016×700=11.2N/mm
截面抗矩：
W=bhh/6=700×5×5/6=2917mm3
截面惯性矩：
I=bhhh/12=700×5×5×5/12=7292mm4
查《路桥施工计算手册》附表2-8得Km=0.07,Kf=0.521
面板应力：
σ=Km*q*l*l/W=0.07×11.2×300×300/2917=24.2MPa∠[σ]=145MPa，安全系数为145/24.2=6.0。
面板绕度：
f=Kf*q*L*L*L*L/100EI=0.521×11.2×300×300×300×300/（100×210000×7292）=0.31mm，安全系数为300/400/0.31=2.4。
经验算，最不利处面板满足要求。
2支架计算
2.1荷载计算
翼板处支架顺桥向有5排支架立杆，横桥向立杆按最大间距60cm计算。
按最靠近腹板的立杆编号为1号立杆，依次向边缘编号为2、3、4、5号。
F1=（151+12.7）×9.8+0.44×0.6×2500×9.8=8072N
F2=（19.7+31.8）×9.8+0.293×0.6×2500×9.8=4812N
F3=（23.7+38.2）×9.8+0.288×0.6×2500×9.8=4840N
F4=（23.7+38.2）×9.8+0.223×0.6×2500×9.8=3885N
F5=21.2×9.8+0.034×0.6×2500×9.8=708N
翼板处支架受力相对于底腹板处较小，支架整体稳定。
由于F1、F2作用在承台上，在这里不作地基验算。
仅针对剩余受力最大的F3作地基验算，该立杆作用在承台外。
N3=4840+0.6×11.248×9.8+24×38.39×9.8=13925N
2.2地基承载计算
立杆地基承载力验算公式为：
N—立杆传至C15砼顶面。
N3/Ad=13925/（0.2×0.3）/1000000=0.232Mpa＜15Mpa。
安全系数15/0.232=65.7。
经对翼板处支架验算，翼板处支架整体及地基承载力符合要求。
第二篇边跨现浇段支架验算
第一章设计结构说明
支架结构详见《钟秀大桥0号块及边跨现浇段施工组织设计》中附图BKZJ-1、2、3。
第二章边跨现浇时支架验算
按照最不利荷载计算，验算腹板底部的支架受力情况（腹板底部的支架间距为顺桥向0.60m，横桥向0.30m）：
1荷载计算（按照单位框格0.6×0.3m面积内计算）
1.1混凝土自重：
按照最不利的荷载计算，混凝土自重荷载N1采用腹板砼的自重。
N1＝0.6×0.3×2.6×2.5×9.8＝11.5KN；
1.2模板及支架自重：
竹胶板0.6×0.3×0.015×9.8＝0.026KN；
纵向方木0.1×0.15×0.6×0.5×9.8＝0.044KN；
横向I10型钢0.6×11.249/1000＝0.003KN；
支架自重38.39N/m，38.39×9/1000＝0.346KN。
计算模板时，N2＝0.026KN；
计算方木时，N2＝0.026+0.044＝0.071KN；
计算型钢时，N2＝0.026+0.044+0.003＝0.074KN；
计算支架时：
N2＝0.026+0.044+0.003+0.346＝0.419KN。
1.3倾倒混凝土产生的荷载：
0KN砼厚度大于1m，此时不计此荷载。
1.4振捣混凝土产生的荷载：
2.0KN/m2，N4＝0.6×0.3×2.0＝0.36KN。
1.5人员、材料和机具运输、堆放荷载：
计算模板、方木时，均布荷载取2.5KN/m2，N5＝0.6×0.3×2.5＝0.45KN。
计算型钢和支架时，均布荷载取1.5KN/m2，N5＝0.6×0.3×1.5＝0.27KN。
以上五项荷载总计为：
计算模板时，N总＝11.5+0.026+0+0.36+0.45＝12.336KN；
计算方木时，N总＝11.5+0.071+0+0.36+0.45＝12.381KN；
计算型钢时，N总＝11.5+0.074+0+0.36+0.27＝12.204KN；
计算支架时，N总＝11.5+0.419+0+0.36+0.27＝12.549KN。
2竹胶板计算
腹板处2根方木条中心间距为30cm，面板实际净间距为15cm，取0.6m板宽验算。
按5跨连续梁计算。
压应力为：
12.336/0.3/0.6=68.5KN/m2=0.069N/mm2
均布荷载：
q=0.069×600=41.4N/mm
截面抗矩：
W=bhh/6=600×15×15/6=22500mm3
截面惯性矩：
I=bhhh/12=600×15×15×15/12=168750mm4
查《路桥施工计算手册》附表2-11得Km=0.078,Kf=0.644
面板应力：
σ=Km*q*l*l/W=0.078×41.4×150×150/22500=3.2MPa∠[σ]=12MPa，安全系数为12/3.2=3.75。
面板绕度：
f=Kf*q*L*L*L*L/100EI=0.644×41.4×150×150×150×150/（100×6500×253125）=0.08mm，安全系数为150/400/0.08=4.7。
3纵向方木计算
查《路桥施工计算手册》附表，得松木顺纹向容许弯应力为[σ]＝12.0MPa。
方木上的均布线荷载：
12.381/0.6＝20.635KN/m。
弯曲强度：
＝
＝2.97MPa。
所以，σ＜[σ]，满足要求。
安全系数为12/2.97=4.04
挠度：
＝0.16mm。
容许挠度[f]＝L/400＝600/400＝1.5mm，所以f＜[f]。
安全系数1.5/0.16=0.38。
4横向I10型钢计算
腹板底部工字钢只受方木传下来的正压力。
σ=12.204/（0.0045*0.1）/1000=27.12MPa
安全系数140/27.12=5.16。
5支架立杆计算
单根立杆横截面积：
（482－422）×3.14/4＝424mm2，立杆的钢构件容许压应力取[σ]＝140MPa。
在荷载最不利处单根立杆承受竖向荷载为N＝12.549KN。
5.1竖向承压验算
单根承载能力为：
[N]＝[σ]A＝140×424/1000=59.36KN。
所以，N＜[N]，满足承载要求。
安全系数59.36/12.549=4.73。
5.2立杆稳定性验算
立杆之间的交叉杆高度H＝0.6m，长细比
，查《路桥施工计算手册》表13-10，内插得φ＝0.925。
所以：
，N=12.549＜[N]，满足稳定性。
6地基承载力的验算
立杆地基承载力验算公式为：
N—立杆传至C15砼顶面。
N/Ad=12.549/（0.2×0.15）×1000=0.418Mpa＜15Mpa。
安全系数15/0.418=35.9。
经对边跨现浇时支架系统最不利处进行验算，支架能满足施工质量、安全要求。
第三章边跨合拢时支架验算
按照最不利荷载计算，验算合拢时腹板底部的支架受力情况（合拢时，拆除前端3排支架，腹板底部的支架间距为顺桥向0.60或0.30m，横桥向0.30m）：
1支架立杆顶部受力计算
1.1计算模型
1.2计算荷载
q腹砼=0.3×2.6×2500×9.8=19110N/m，腹板宽度取0.3m。
F合=76587/5=15317N，腹板宽度取0.3m。
1.3支点计算
利用结构力学求解器1.5版，相应剪力图如下：
R1=30243N，其余立杆反力均较小，不详细计算
2支架体系计算
由于最前排立杆直接顶住合拢吊架的横向主梁（2槽20a），因此，只验算该排立杆的竖向承压、立杆稳定性及地基承载力。
2.1竖向承压验算
单根立杆横截面积：
（482－422）×3.14/4＝424mm2，立杆的钢构件容许压应力取[σ]＝140MPa。
在荷载最不利处单根立杆承受竖向荷载为N＝30.243KN。
单根承载能力为：
[N]＝[σ]A＝140×424/1000=59.36KN。
所以，N＜[N]，满足承载要求。
安全系数59.36/30.243=1.96。
2.2立杆稳定性验算
立杆之间的交叉杆高度H＝0.6m，长细比
，查《路桥施工计算手册》表13-10，内插得φ＝0.925。
所以：
，N=30.243＜[N]，满足稳定性。
2.3地基承载力的验算
立杆地基承载力验算公式为：
N—立杆传至C15砼顶面。
N/Ad=30.243/（0.2×0.15）×1000=1.01Mpa＜15Mpa。
安全系数15/1.01=14.9。
经对合拢时支架系统最不利处进行验算，支架能满足施工质量、安全要求。
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