大桥腹板高201箱梁模板支架计算碗扣.docx

省道305分离式立交桥边跨箱梁腹板高201cm模板支架计算（碗扣式脚手架方案）K8+272省道305分离式立交桥左右幅为1730m,17孔连续预应力混凝土箱梁，共4联（530+430+430+430），交角90，梁高1.9m。梁顶板宽度16.50m。梁底板宽度10.98m。箱肋中铅直，边斜向，转角有弧度，肋宽40cm。梁顶板两侧悬臂各2.2m。截面为单箱3室。全桥有C50砼13088.1m3，设计采用全联一次搭架立模分段浇筑。箱梁内侧腹板高201cm，混凝土集中并比平均什高，为安全，须进行验算。采用碗扣式脚手架作模板支撑架。一、 荷载计算1、现浇砼均布荷载P1砼自重取26 KN/m3，荷载分项系数1.2,则P1=2.01261.2=62.712KN/m2。2、施工人员及设备荷载P4, 荷载分项系数为1.4计算模板、肋木取2.51.4=3.5KN/m2计算支承肋木的梁时取1.51.4=2.1KN/m2 计算立柱时取1.0KPa1.4=1.4KPa 3、芯模自重P2取1.51.21.8KN/m2, 荷载分项系数为1.24、振捣砼产生荷载P3=21.4=2.8KPa，荷载分项系数为1.4以上参数见建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范第4.3.1条及路桥施工计算手册第八章，模板工程 周水兴等编著。结构安全等级系数按临时工程取为0.9（见木结构设计规范第4.1.7条）二、 构件计算1、模板用厚1.2cm竹胶合板一等品，弹性模量取910MPa，抗弯强度为35MPa，抗弯剪强度取1.9MPa，密度为0.85g/cm3,换算为每m2并计入分项系数1.2后为0.122KN/m2。作用在模板上荷载=（62.712+3.5+2.8+1.8+0.122）0.9=63.841KN/m2肋木0.08 0.1m的马尾松，肋木间距0.25m，模板计算跨径取净距17cm加板厚1.2cm,也即为18.2cm。按三等跨连续梁模式取1m宽板计算弯矩Mmax=0.163.8410.1822=0.2115KNmW= m38.8MPa=35MPa ，满足要求！剪力Q max=0.663.8410.182=6.971KNmax0.871MPa1.9MPa，满足要求！挠度计算变形时，荷载只取恒载即挠度计算荷载=（62.712+1.8+0.122）0.9=58.171KN/m2木结构弹性模量调整系数0.851（见木结构设计规范第4.2.1条） E=9100.851=7.6510Mpa =7.6510 KN/m2I=m4fmax 0.00039m0.000625m,满足要求！2、肋木计算马尾松肋木截面0.080.1m，自重6KN/m3,弹性模量10MPa,抗弯强度13MPa，抗剪强度1.9MPa，立柱横向间距均为0.6m，纵向间距均为0.9m，因此肋木的计算跨径为0.9m。作用在肋木上荷载=62.7120.25+0.080.1161.20.9=15.687KN/m按三等跨连续梁模式计算弯矩Mmax=0.115.6870.9=1.271KNmW=m3 =9.533MPa=13Mpa，满足要求！剪力Qmax=0.615.6870.9=8.471KNmax1.59MPa1.9MPa,满足要求！挠度：挠度计算荷载=58.1710.251+0.080.1161.2 0.9=14.595KN/m木材弹性模量调整系数0.851 E=100.851=0.8510Mpa=0.8510 KN/m2 I=m4fmax=0.001144 m=0.00225m，满足要求！3、横梁计算横梁用0.120.12截面的马尾松，因立柱横向间距也取0.6m，则横梁计算跨径为0.6m。横梁木抗弯强度13MPa,抗弯剪强度1.9MPa，弹性模量104 MPa，自重为6KN/m3。计算支承肋木的横梁木时、施工人员及设备荷载取2.1KN/m2，故此时模板上的计算荷载（62.712+2.1+2.8+1.8+0.122）0.962.581KN/m2因而肋木上荷载62.5810.25+0.080.1161.20.915.697KN/m横梁自重0.120.12161.20.9=0.0933KN/m横梁上均布荷载为按三等跨连续梁模式计算弯矩Mmax=0.137.76610.6=1.359KNmW=m3=4.719Mpa=13Mpa，满足要求！剪力Qmax=0.637.76610.6=13.5958KNmax =1.416Mpa 1.9 Mpa，满足要求！挠度肋木上计算荷载=14.595KN/m此时横梁上均布荷载=木材弹性模量调整系为0.851E=100.851=0.8510Mpa=0.8510 KN/m2 I= m4fmax =0.00021 m=0.0015m，满足要求！ 4、立柱单根立柱承载力及地基承载力计算计算立柱时施工人员及设备荷载取1.4Kpa,此时模板上计算荷载（62.712+1.4+2.8+1.8+0.122）0.961.9686KN/m2此时肋木上计算荷载61.96860.25+0.080.1161.20.915.54KN/m,横梁木此时计算均布荷载15.540.6+0.093337.3893KN/m立柱承受上部传布最大压力1.137.38930.624.677 KN,箱梁底与地面最大高差为6.8m，楔子高度按20cm估算，扣除模板、肋木、横梁木及楔子后立柱最大高度为6.36m。立柱每节段长1.2m。故每根立柱最多有5根纵横水平杆，由于立柱纵横间距均为0.6m，所以每根立柱承担520.6m水平杆重量为5224.7247N=0.247KN立柱重量70.5374N=0.374KN按构造要求，一根立柱能分担到的斜杆最多为20.5根。因为排架网络为0.61.2m，则斜杆最大可能长度为1.34m，斜杆每根重67.6N，故一根立柱可能分担的斜杆最大重量为20.567.667.6N=0.0676KN,因此加在立柱上最大的轴力24.677+0.247+0.374+0.067625.366 KN/根。本工地使用的碗扣式脚手架所有的管件均为外径48mm、壁厚3.0mm的钢管，水平杆的步距最大为1.2m。钢管立柱的截面积A=4.24110m2立柱回转半径=0.01594m立柱计算长度为1.2m长细比=75.2823=0.748= 7.99610 KN/m2 79.96MPa205MPa，立柱能稳定。抗风计算箱梁模架中钢管排架立面是不设密目安全网的，因此单根立柱迎风面积只是顶端模板2.01m高乘以立柱纵向间距0.6m也即为1.206m2。本工地基本风压W0=1.3KN/m2，则风荷载标准值WK=0.7ZSW0查得本地离地面高度10m的Z=1.38根据建筑施工碗扣脚手架安全技术规范JGJ166-2008 4.2.6条，S按规定取0.8则WK=0.71.380.81.3=1.005KN/m2每根立柱承受风力W1.0051.2061.212KN甲、扣件抗滑计算脚手架网格为高1.2m、宽0.6m 因而风力在立杆中产生的内力 Wv=1.2121.4=3.3936KN风力在斜杆中产生内力Ws=1.2121.4=3.794 KN8 KN扣件抗滑强度为8KN，说明扣件抗滑是有保证的。乙、组合风荷载时单根立柱承载力计算根据建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008 5.2.5-15风荷载对立柱产生的弯矩：Mw=1.4aLWK/10 =1.40.61.21.005/10=0.1216KNm式中：a为立杆纵距，等于0.6m，L0为立杆计算步长等于水平杆间距1.2m， WK以上已计得为1.005KN/m2单根立柱轴向力计算以上已计得风荷载产生的单根立柱轴力Wv3.3936KN故单根立柱总轴力为不计风力的轴力加上WvNw25.366+3.393628.75 KN立柱压弯强度计算+值以上已计得为0.748A=4.24110m2有效弯矩系数，取1.0截面塑性发展系数，钢管截面为1.15W立杆截面模量W=0.0982 =4.49410m3NE=EA/2以上已计得75.2823钢管弹性模量E=2.110MPa2.110KN/m2NE=4.241102.110/75.2823=49.369KN则得压弯强度=+ 130281.34KN/m2 =130.28MPa205MPa，满足要求！5、地基承载力计算本桥位处上部地质结构为0.5m耕植土之下为15m细砂。耕植土容重按18KN/m3计算。地基处理方法为在地面上铺40cm片石，片石上浇注15cmC15砼基础。由于以上计算范围取梁底板范围，故基础计算也取底板范围，又由于腹板梁底计宽度1.5m，基础长度为约为30.0m。立柱间距横向为0.6m，纵向0.9m，故整个基础可布立柱=301.5/(0.60.9)=45/0.54=84根。根据公路桥涵地基与基础设计规范第1.0.8条规定，计算地基承载力时，荷载分项系数取1.0,因此每根立柱传到砼基础的压力如下砼自重=62.712301.5=2822KN芯模重= 451.5=67.5KN振捣砼荷载=452=90KN施工人员及设备荷载=451=45KN肋木重=0.080.13061.5/0.25=8.64KN横梁木重=0.120.121.5630/0.9=4.32KN以上总和除以84根=36.16KN/根再加上每根立杆自重0.374KN、每根立柱分担的水平杆重0.247KN及斜杆重0.0676KN总计为36.8493KN。根据公路桥涵地基与基础设计规范第4.5.3规定，本基础应力扩散角平均可取为20度，整个扩散高度=0.15+0.5+0.4=1.05m,则扩散宽=1.05tg20=0.382m，因此到砂层顶面整个扩散面积=（30+20.382）(1.5+20.382)=69.65，则砂层顶面模架传递的应力=8436.8493/69.65=44.441KN/。覆盖层传递到砂层顶面应力计算，砼自重按24KN/m3计，片石自重水上(厚0.4m）按20KN/ m3计、耕植土自重18KN/ m3,则传到砂层顶面荷载=240.15+0.420+180.5=20.6KN/。则砂顶面总应力=44.441+20.6=65.041KN/根据公路桥涵地基与基础设计规范JTJ D63-2007表3.3.3-3规定，砂地基承载力容许基本值为230KN/，大于65.041KN/，地基承载力满足要求，故采用碗扣脚手架作现浇箱梁模板支架可行。 6、地基沉降计算（另附计算书）三、结论通过以上设计验算，本方案可行。