番禺11号公路跨线桥连续箱梁满堂支架计算.doc

个人收集整理 仅供个人学习参考番禺11号公路跨线桥连续箱梁满堂支架计算一、计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)上海市工程建设规范钢管扣件水平模板地支撑系统安全技术规程(DG/TJ08-016-2004)二、支架设计方案番禺11号公路跨线桥，桥面全宽34.5m，分左右幅，半幅桥宽16.75m，箱梁与桥面同宽，共分为3联:（30m4）+(35m8)+(40m2+25m)，第一联、第三联设计为现浇预应力连续箱梁，第二联设计为预制安装组合箱梁，第一联梁高1.7m，第二联梁高1.8m，第三联梁高2.0m.第一联、第三联现浇箱梁设计为半幅单箱双室，箱梁底宽12m，连续箱梁现浇支架拟采用483.5mm扣件式钢管支架，支架高度为59m.第三联 1215号敦，在13、14号中墩两侧各2m长度范围按照5030cm布置立杆，在两个中墩两侧各2m7m长度范围内按照6030cm（纵向横向）布置立杆，其余范围按照6060cm布置立杆.12、15号墩是现浇梁端部，靠近墩地位置按13、14号中墩一侧地尺寸布置立杆.水平横杆按照120cm步距布置，中间纵横向每5m在横断面设连续剪刀撑，两侧面及端面分别设置剪刀撑，每4.5m高设置一道水平剪刀撑.竖向调节钢管扣件全部采用3 个扣件扣住.为了保证扣件地受力满足设计及规范要求，均需在方木下添加一根纵向钢管.具体详见“番禺11号公路跨线桥现浇箱梁支架布置示意图”.三、支架力学验算(一）、最不利荷载位置计算综合考虑该跨连续梁地结构形式，在中墩地位置最重，按箱梁底宽计算，该断面面积为122.0=24,该位置长度为2.0 m.对该位置进行支架检算：1、支架布置以5030cm布置考虑,钢筋砼重量以26KN/m3计每延米重量为：24126=624 （KN） 则单位面积承重为：q1=624KN/（121）=52 （KN/）由于钢管布置为50cm30cm，则单根承载力为：52 KN/0.50.3=7.8 （KN/根）2、底模及内模构造荷载取q2=5KN/3、扣件式钢管支架自重(按9m高度计算)a、立杆自重（采用483.5mm钢管单位重量为3.84kg/m）q31=0.0384KN/m9m=0.313 （KN/根）b、可调托座q32=0.045KN/m1 个=0.045 （KN/根）c、横杆自重q33=0.0384KN/m80.8=0.246 （KN/根）d、扣件自重直角扣件: q34=0.0132KN/m（82+3）个=0.251 （KN/根）对接扣件: q35=0.0184KN/m1 个=0.0184 （KN/根）所以扣件式钢管支架自重: q3= q31+ q32+ q33+ q34+q35=0.313+0.045+0.246+0.251+0.184=1.039 （KN/根）4、施工活荷载(参照规范4.2.2表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以3KN/计，基于安全考虑，取5KN/)q4=5KN/5、单根钢管设计轴向力荷载组合：施工恒载:NGK=(q1+ q2)0.50.3+ q3=( 52+5)0.50.3+1.039=9.589 （KN/根）活荷载: NQK= q40.50.3=50.50.3=0.75 （KN/根）轴向力：N=1.2 NGK+1.4NQK=1.29.589+1.40.75=12.557 （KN/根）6、钢管支架地稳定性检算单根钢管截面面积（由于是旧管，按壁厚3mm计，另外乘以0.75折减系数）：A=423.90.75=318mm2；回转半径：i=1.58cm由于=l0/i=(h+2a)/i=(120+240)/1.58=127查得=0.412N/(A)= 12557 /(0.412318)=95.84MPa164Mpa(其中，Q235 钢管容许应力为205Mpa80=164Mpa，80%为旧管疲劳折减系数)根据以上计算可知，钢管立杆地稳定性符合要求，安全系数164/95.84=1.7，其中未计算剪刀撑重量.7、扣件受力分析对于底板及腹板位置钢管均采用搭接控制标高，主要依靠扣件进行受力，现我部施工地搭接全部采用三扣件搭接，现对扣件抗滑力进行验算：从整体验算结果可知：单根钢管承载力为：12.557KN/根单个扣件受力为：12.557/3=4.2KN/个根据扣件式规范表5.1.7中知：直角扣件、旋转扣件（抗滑）承载力设计值为8.0KN，所以扣件抗滑符合要求，安全系数为：8/4.2=1.9 .(二）次不利荷载位置计算距墩轴线1米为次不利荷载位置，该位置渐变长度为5.3m，与跨中截面相接，按最大荷载对该位置进行支架检算，仍按箱梁底宽计算，该断面面积为：122.0-（2.0-0.50-0.75）（12-0.82-1.0）=16.95 1、支架布置以6030cm布置考虑,钢筋砼重量以26KN/m3计每延米重量为：16.95261=440.7 KN则单位面积承重为：q1=440.7 (KN /m)/12m=36.725KN/由于钢管布置为60cm30cm，则单根承载力为：36.725KN/0.60.3=6.611KN/根2、底模及内模构造荷载q2=5KN/ m23、扣件式钢管支架自重(按9m高度计算)a、立杆自重（采用483.5mm钢管单位重量为3.84kg/m）q31=0.0384KN/m9m=0.3132KN/根b、可调托座q32=0.045KN/m1 个=0.045KN/根c、横杆自重q33=0.0384KN/m8（0.6+0.3）=0.276KN/根d、扣件自重直角扣件: q34=0.0132KN/m（82+3）个=0.251 KN/根对接扣件: q35=0.0184KN/m1 个=0.0184KN/根所以扣件式钢管支架自重: q3= q31+ q32+ q33+ q34+ q35=0.313+0.045+0.276+0.251+0.184=1.069KN/根4、施工活荷载(参照规范4.2.2表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以3KN/计，基于安全考虑，取5KN/)q4=5KN/5、荷载组合施工恒载：NGK=(q1+ q2)0.60.6+ q3=( 36.725+5)0.60.3+1.069=8.58KN/根活荷载：NQK= q40.60.3=50.60.3=0.9 KN/根荷载组合： N=1.2 NGK+1.4NQK=1.28.58+1.40.9=11.556KN/根6、钢管支架地稳定性检算单根钢管截面面积（按壁厚3mm计，另外乘以0.75折减系数）： A=423.90.75=318mm2；回转半径：i=1.58cm由于=l0/i=(h+2a)/i=(120+240)/1.58=127查得=0.412N/(A)= 11556 /(0.412318)=88.2 MPa164Mpa(Q235 钢管容许应力205Mpa80，80%为旧管疲劳折减系数)根据以上计算可知，钢管立杆地稳定性符合要求，安全系数164/88.2=1.8，其中未计算剪刀撑重量、风力和混凝土倾倒冲击力地影响.7、扣件受力分析对于底板及腹板位置钢管均采用搭接控制标高，主要依靠扣件进行受力，现我部施工地搭接全部采用三扣件搭接，现对扣件抗滑力进行验算：从整体验算结果可知：单根钢管承载力为：11.556 KN/根单个扣件受力为：11.556/3=3.9KN/个根据扣件式规范表5.1.7中知：直角扣件、旋转扣件（抗滑）承载力设计值为8.0KN，所以扣件抗滑符合要求，安全系数为：8/3.9=2.0 .(三）、一般不利荷载位置计算中跨中部为一般不利位置仍按箱梁底宽计算，该断面面积为：122.0-（2.0-0.47）（12-0.453）+（0.80.252）+（0.250.252）=8.23 ，该位置长度为22.8m.对该位置进行支架检算：1、支架布置以6060cm布置考虑,钢筋砼重量以26KN/m3计每延米重量为：8.23261=213.98KN则单位面积承重为：q1=213.98(KN /m)/12m=17.832KN/由于钢管布置为60cm60cm，则单根承载力为：17.832KN/0.60.6=6.419KN/根2、底模及内模构造荷载q2=5KN/ m23、扣件式钢管支架自重(按9m高度计算)a、立杆自重（采用483.5mm钢管单位重量为3.84kg/m）q31=0.0384KN/m9m=0.3132KN/根b、可调托座q32=0.045KN/m1 个=0.045KN/根c、横杆自重q33=0.0384KN/m8（0.6+0.6）=0.369KN/根d、扣件自重直角扣件: q34=0.0132KN/m（82+3）个=0.251KN/根对接扣件: q35=0.0184KN/m1 个=0.0184KN/根所以扣件式钢管支架自重: q3= q31+ q32+ q33+ q34+ q35=0.313+0.045+0.369+0.251+0.184=1.162KN/根4、施工活荷载(参照规范4.2.2表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以3KN/计，基于安全考虑，取5KN/)q4=5KN/5、荷载组合施工恒载：NGK=(q1+ q2)0.60.6+ q3=( 17.832+5)0.60.6+1.162=9.382KN/根活荷载：NQK= q40.60.6=50.60.6=1.8 KN/根荷载组合： N=1.2 NGK+1.4NQK=1.29.382+1.41.8=13.778 KN/根6、钢管支架地稳定性检算单根钢管截面面积（按壁厚3mm计，另外乘以0.75折减系数）：A=423.90.75=318mm2；回转半径：i=1.58cm由于=l0/i=(h+2a)/i=(120+240)/1.58=127查得=0.412N/(A)= 13778 /(0.412318)=105.2 MPa164Mpa(Q235 钢管容许应力205Mpa80，80%为旧管疲劳折减系数)根据以上计算可知，钢管立杆地稳定性符合要求，安全系数164/105.2=1.5，其中未计算剪刀撑重量、风力和混凝土倾倒冲击力地影响.7、扣件受力分析对于底板及腹板位置钢管均采用搭接控制标高，主要依靠扣件进行受力，现我部施工地搭接全部采用三扣件搭接，现对扣件抗滑力进行验算：从整体验算结果可知：单根钢管承载力为：13.778 KN/根单个扣件受力为：13.778/3=4.6 KN/个根据扣件式规范表5.1.7中知：直角扣件、旋转扣件（抗滑）承载力设计值为8.0KN，所以扣件抗滑符合要求，安全系数为：8/4.6=1.7 .四、纵横木楞力学验算纵横向木楞采用1010cm方木，材质为松木，按较低强度等级TC13取职，抗弯允许应力fm=13(N/m), 顺纹抗剪fv=1.4(N/m)，横纹局部承压fc90=2.9（N/m），弹性模量E=10000（N/m），露天折减系数为0.9，在生产性高温影响下，木材表面温度达4050折减系数为0.8.A=100cm2,I=833cm4,Wa =167cm3 .（一）最不利荷载位置计算1、箱梁混凝土荷载：支架布置以5030cm布置考虑,钢筋砼重量以26KN/m3计每延米重量为：24126=624 （KN） 则单位面积承重为：q1= 624KN/（121）=52 （KN/）2、施工荷载a、底模及内模构造荷载取 q2=5KN/ m2 b、其他活荷载 取 q4=5KN/3、荷载组合，由于钢管布置为50cm30cm，则q=q1+q2+q4=(52+5+5)0.3=18.6 (KN/m) 即 q=18.61000 =1.86104(N/m)4、木楞跨中弯矩Mmax=ql2/8=1.861040.52/8=581.3 (Nm)5、弯应力m=M/Wa=581.3/(167/1000000)=3.48106 (N/) 即 m =3.48106/1000000 =3.48（N/m）fm=9.36（N/m） 其中： fm=130.90.8=9.36 安全系数为：9.36/3.48=2.686、局部承压力荷载： q0.5/2=1.861040.5/2=4650 （N）成压应力：4650/（100100）=0.465（N/mm2）fc90=2.088（N/mm2）其中：fc90=2.90.80.9=2.088（N/mm2）安全系数：2.088/0.465=4.47、剪应力验算 荷载：4650 （N） 剪应力：4650/（100100）=0.465 （N/mm2）fv=1.008 (N/m) 其中：fv=1.40.80.9=1.008 (N/m)安全系数：1.008/0.465=2.1(二）次不利荷载位置计算1、支架布置以6030cm布置考虑，钢筋砼重量以26KN/m3计每延米重量为：16.95261=440.7 KN则单位面积承重为：q1=440.7(KN /m)/12m=36.725 KN/2、施工荷载a、底模及内模构造荷载取 q2=5KN/ m2 b、其他活荷载 取 q4=5KN/3、荷载组合，由于钢管布置为60cm30cm，则q=q1+q2+q4=（36.725+5+5）0.3=14.02 (KN/m)即 q=14.021000 =1.402104(N/m)4、木楞跨中弯矩Mmax=ql2/8=1.4021040.62/8=630.9 (Nm)5、弯应力m=M/Wa=630.9/(167/1000000)=3.778106 (N/) 即 m =3.778106/1000000 =3.778（N/m）fm=9.36（N/m） 其中： fm=130.90.8=9.36 安全系数为：9.36/3.778=2.46、局部承压力荷载： q0.6/2=1.4021040.6/2=4206 （N）成压应力：4206/（100100）=0.421（N/mm2）fc90=2.088（N/mm2）其中：fc90=2.90.80.9=2.088（N/mm2）安全系数：2.088/0.421=4.97、剪应力验算 荷载：4206 （N） 剪应力：4206/（100100）=0.421 （N/mm2）fv=1.008 (N/m) 其中：fv=1.40.80.9=1.008 (N/m)安全系数：1.008/0.421=2.3(三）一般不利荷载位置计算1、支架布置以5060cm布置考虑，钢筋砼重量以26KN/m3计每延米重量为：8.23261=215.8 KN则单位面积承重为：q1=215.8(KN /m)/12m=17.98 KN/2、施工荷载a、底模及内模构造荷载取 q2=5KN/ m2 b、其他活荷载 取 q4=5KN/3、荷载组合，由于钢管布置为60cm60cm，则q=q1+q2+q4=（17.98+5+5）0.6=16.788 (KN/m)即 q=16.7881000 =1.788104(N/m)4、木楞跨中弯矩Mmax=ql2/8=1.7881040.62/8=804.6 (Nm)5、弯应力m=M/Wa=804.6/(167/1000000)=4.818106 (N/) 即 m =4.818106/1000000 =4.818（N/m）fm=9.36（N/m） 其中： fm=130.90.8=9.36 安全系数为：9.36/4.818=1.96、局部承压力荷载： q0.6/2=1.7881040.6/2=5364 （N）成压应力：5364/（100100）=0.536（N/mm2）fc90=2.088（N/mm2）其中：fc90=2.90.80.9=2.088（N/mm2）安全系数：2.088/0.536=3.87、剪应力验算 荷载：5364 （N） 剪应力：5364/（100100）=0.5364 （N/mm2）fv=1.008 (N/m) 其中：fv=1.40.80.9=1.008 (N/m)安全系数：1.008/0.4740=2.0五、地基承载力计算按最不利位置计算荷载组合，单根钢管轴向力为：荷载组合：N=1.2 NGK+1.4NQK=1.29.589+1.40.75=12.557 KN/根 （KN/根）由于钢管以5030cm 布置，单位面积荷载为：12.557/（0.50.3）=83.7 （KN/）即为：83.71000/（10001000）=0.084 (N/m) 或： 83.71000/（9.8100100）=0.85 （kg/cm2） 通过处理地基，承载力可以满足要求.六、跨公路门架计算第三联第14跨跨番禺11号公路，路面净宽12m ，与桥轴线左交角65o，路面纵坡约2% ，桥两边缘范围内高差0.8m ，半幅0.4m.门架设计初步拟定：大梁用9m长45号工字钢，跨度按8m设计，立柱用400mm直缝焊接钢管，壁厚8mm，高度4，5m ，立柱上横梁用32号槽钢2根扣面焊接成矩形截面.门架立柱地梁初步拟定80cm80cm 截面C25混凝土梁，基础120cm40cm截面C20混凝土基础.(一）、最不利荷载位置计算综合考虑该跨连续梁地结构形式，在梁肋板地位置最重，梁高为2.0m.对梁肋下工字钢进行检算：1、丛梁布置以支架对应30cm间距考虑,钢筋砼重量以26KN/m3计每单位面积重量为：2126=52 （KN/）由于丛梁布置间距为30cm，则则单根工字钢承重荷载为：q1=52 KN/0.3=15.6（KN/m）2、底模及内模构造荷载取q2=5KN/3、扣件式钢管支架重(支架布置60cm30cm布置，高度1m，2层纵横水平杆，一个顶托)a、一处立杆重（采用483.5mm钢管单位重量为3.84kg/m）q31=0.0384KN/m1m=0.0384 （KN/1处）b、可调托座q32=0.045KN/m1 个=0.045 （KN/1处）c、横杆重q33=0.0384KN/m20.9=0.69 （KN/1处）d、扣件重直角扣件: q34=0.0132KN/个2个=0.251 （KN/1处）所以扣件式钢管支架重: q3= q31+ q32+ q33+ q34=0.0384+0.045+0.069+0.251=0.4034 （KN/根）4、施工活荷载(参照规范4.2.2表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，以3KN/计，基于安全考虑，取5KN/)q4=5KN/5、工字钢自重q5=6、单根工字钢承受荷载：荷载组合：施工恒载:NGK=q1+ q20.60.3+q3 /0.6+ q5=52+50.50.3+0.4034/0.6+=53.422 （KN/m）活荷载: NQK= q40.60.3=50.60.3=0.9 （KN/m）每米荷载：N=1.2 NGK+1.4NQK=1.253.422+1.40.9=65.366 （KN/m）14 / 14