临时承重构造设计.doc

阜盘高速公路路基工程第一合同段项目经理部
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临时承重结构设计

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临时承重结构设计

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审 核： 日期： 年 月 日
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临时承重结构设计

根据施工图设计，项目共有5个现浇梁板的通道桥及1个现浇盖板涵，其中通道桥跨径均为8m，盖板涵跨径为3m，为保证现浇混凝土梁板施工安全，特对其临时脚手架承重结构进行如下设计及检算。
第一节 临时承重结构设计
因通道桥跨径均为1-8m，梁板宽度为12m，梁板设计厚度均为0.55m，所以临时承重结构设计时采取同样的设计标准，具体采用扣件式钢管高支撑架，其横向间距或排距(m):0.60；纵距(m):0.80；步距(m):1.00；立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10；脚手架搭设高度(m):5.80；采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ；扣件连接方式:双扣件，扣件抗滑承载力系数:0.80；板底支撑连接方式:方木支撑。
第二节 通道桥临时承重结构设计检算
1、荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):0.350；混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000；
梁板浇筑厚度(m):0.550；倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):2.000；
施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000；

图14-1 模板支架立面图

图14-2 支撑架荷载计算单元
2、模板支撑方木的计算
2.1木方参数
木方弹性模量E(N/mm2):9500.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000；
木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.300；木方的间隔距离(mm):300.000；
木方的截面宽度(mm):80.00；木方的截面高度(mm):100.00；
方木按照简支梁计算，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=8.000×10.000×10.000/6 = 133.33 cm3；
I=8.000×10.000×10.000×10.000/12 = 666.67 cm4；
2.2方木楞计算简图

图14-3 方木楞计算简图
2.3荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：
q1= 25.000×0.300×0.550 = 4.125 kN/m；
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2= 0.350×0.300 = 0.105 kN/m ；
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN)：
p1 = (1.000+2.000)×0.800×0.300 = 0.720 kN；
2.4强度计算
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 = 1.2×(4.125 + 0.105) = 5.076 kN/m；
集中荷载 p = 1.4×0.720=1.008 kN；
最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.008×0.800 /4 + 5.076×0.8002/8 = 0.608 kN.m；
最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.008/2 + 5.076×0.800/2 = 2.534 kN ；
截面应力 σ= M / w = 0.608×106/133.333×103 = 4.558 N/mm2；
方木的计算强度为 4.558 小13.0 N/mm2,满足要求!
2.5抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q = ql/2 + P/2
截面抗剪强度必须满足:
T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力: Q = 0.800×5.076/2+1.008/2 = 2.534 kN；
截面抗剪强度计算值 T = 3 ×2534.400/(2 ×80.000 ×100.000) = 0.475 N/mm2；
截面抗剪强度设计值 [T] = 1.300 N/mm2；
方木的抗剪强度为0.475小于 1.300 ，满足要求!
2.6挠度计算
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:
均布荷载 q = q1 + q2 = 4.125+0.105=4.230 kN/m；
集中荷载 p = 0.720 kN；
最大变形 V= 5×4.230×800.0004 /(384×9500.000×6666666.67) +720.000×800.0003 /( 48×9500.000×6666666.67) = 0.477 mm；
方木的最大挠度 0.477 小于 800.000/250,满足要求!
3、支撑钢管计算
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；
集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P = 5.076×0.800 + 1.008 = 5.069 kN；

图14-4 支撑钢管计算简图

图14-5 支撑钢管计算弯矩图(kN.m)

图14-6 支撑钢管计算变形图(kN.m)

图14-7 支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩 Mmax = 0.532 kN.m ；
最大变形 Vmax = 0.500 mm ；
最大支座力 Qmax = 10.898 kN ；
截面应力 σ= 0.532×106/5080.000=104.788 N/mm2 ；
支撑钢管的计算强度小于 205.000 N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于600.000/150与10 mm,满足要求!
4、扣件抗滑移计算
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 10.898 kN；
R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
5、模板支架荷载标准值(轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
5.1.静荷载标准值包括以下内容
(1)脚手架的自重(kN)：
NG1 = 0.149×5.800 = 0.864 kN；
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A 双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。
(2)模板的自重(kN)：
NG2 = 0.350×0.600×0.800 = 0.168 kN；
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：
NG3 = 25.000×0.550×0.600×0.800 = 6.600 kN；
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 7.632 kN；
5.2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载
经计算得到，活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000 ) ×0.600×0.800 = 1.440 kN；
5.3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ = 11.174 kN；
6、立杆稳定性计算
立杆的稳定性计算公式:

其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 11.174 kN；
σ---- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到；
i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.58 cm；
A ---- 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.89 cm2；
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3；
σ---- 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] =205.000 N/mm2；
Lo---- 计算长度 (m)；
考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算
lo = k1k2(h+2a) (3)
k1 -- 计算长度附加系数取值1.243；
k2 -- 计算长度附加系数取值1.013 ；
立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.243×1.013×(1.000+0.100×2) = 1.511 m；
Lo/i = 1510.991 / 15.800 = 96.000 ；
由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.618 ；
钢管立杆受压强度计算值 ；σ=11173.944/（0.618×489.000） = 36.975 N/mm2；
立杆稳定性计算 σ= 36.975 N/mm2 小于 [f] = 205.000
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