石头河大桥(碗扣式满堂支架)计算

石头河大桥支架计算书1.工程概况石头河大桥8-31.1m现浇简支箱梁，截面中心处高度为3.09m。梁体为单箱单室等高度简支箱梁，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加厚结构。箱梁顶宽12.2m，底宽5.74m。梁顶板厚度34cm，梁端处加厚，按直线变化，厚度为34～64cm；底板厚度30cm，梁端处加厚，按直线变化，厚度为30～70cm；腹板厚48cm，梁端处加厚，按直线变化，厚度为48～107.2cm。2.支架结构材料参数2.1.木材（A-2红杉木）顺纹弯应力[σ]=13MPa弯曲剪应力[τ]=2.0MPa弹性模量E=104MPa2.2.Q235钢材(依据现行《铁路桥梁钢结构设计规范》取值)：拉压应力[σ]=135MPa弯曲应力[σw]=140MPa剪应力[τ]=80MPa弹性模量E=2.1×105MPa表1扣件式钢管截面特性外径d(mm)壁厚t(mm)截面积A(mm2)惯性矩I(mm4)抵抗矩W(mm3)回转半径i（mm）每米长自重（kg）483.54.89×1021.219×1055.08×10315.788.532表２立杆允许设计荷载名称步距(m)允许设计荷载(kN)立杆0.6401.2301.8253.梁体尺寸及支架结构梁体支架采用φ48×3.5mmWDJ型碗扣式多功能脚手架，经加密满堂设置后，形成箱梁现浇支架。下部支撑在经硬化地面上的15cm*15cm方木上，上部通过支承方木承托梁体底模。（1）、支架基础地面硬化地基处理采用换填150cm建筑砖渣压实再浇筑20cm厚混凝土硬化，要求地基承载力不得低于200KPa。支架采用HG-30、HG－６０、HG－9０和LG-60杆件形成网格，横杆竖向步矩采用0.6m。支架顶部设置U托，通过其螺栓调整标高，方木铺设在U托上形成网格支撑箱梁模板。用φ48无缝钢管做剪刀撑和斜撑增强其整体稳定性。（2）搭设支架顺序支架顺序为：计算立杆组拼高度→铺底脚方木条块→安放TZ-60底座→调整底座螺栓在同一水平面→拼立杆及横杆→锁紧碗扣→安装U型托撑TC—60托撑并调整托撑螺栓以形成纵坡→安装底层、顶层方木→精调方木顶标高。（3）支架预压支架预压采用1.2倍梁重荷载。加载前，在支架顶和底部的方木上布置观测点，并测量记录观测点的标高。加载预压时以1天为一个观测单位，若连续3天观测结果在1mm以内，则可认为地基沉降基本稳定。3卸载后，及时观测支架沉降量和回弹值，计算出支架的弹性变形与非弹性变形值，非弹性变形值可在预压结束后予以消除，而弹性变形则做为支箱梁施工预留沉降量的依据。底模标高控制为：H=h+r+Δ式中H-底模立模标高；h-设计梁底标高；r-梁跨各断面的设计预拱度；Δ-预压后各相应断面的弹性变形沉降量。4.模板规格底模采用20mm厚高强度pvc覆膜竹胶板，将板块之间的拼缝设置在10×10cm横向方木上（间距为25cm）5.计算荷载种类及组合5.1.计算荷载种类①新浇砼容重按26kN/m3计算，超灌系数取1.05；②模板、支架自重：按实际材料、尺寸计算；③施工人员、施工料具堆放、运输荷载:2.5kN/m2④倾倒混凝土时产生的冲击荷载：4kN/m2(泵送)⑤振捣混凝土产生的荷载:4kN/m25.2.荷载组合计算强度时:p1=①+②+③+④+⑤计算刚度时:p2=①+②6.支架计算(1)在纵桥向立杆间距60cm等间距布置，在横桥向按承受的荷载不同立杆间距分30cm、60cm和90cm三种形式布置(箱梁侧模支点下方立4杆间距按30cm布置，底板下方采用60cm布置，翼板中部下方立杆分担荷载很少故按间距90cm布置)。在混凝土箱梁下方，立杆可调托座(KTC-60)上方纵桥向按立杆间距布置15×15cm方木,在纵向方木上方横桥向铺设10×10cm方木，方木上方为20mm厚竹胶板底模。(2)跨路门洞设置净空4.5m，净宽4.5m的门洞，用Ф600mm的钢管桩做支墩，支墩上铺设2根横梁(I36a)，上设置贝雷桁架，贝雷桁架上再铺设间距30cm主梁(I20a)，主梁上为WDJ型碗扣式多功能脚手架。6.1混凝土侧压力计算1）.新混凝土对模板的水平侧压力标准值按照《建筑工程大模板技术规程》附录B，模板荷载及荷载效应组合B.0.2规定，可按下列二式计算，并取其最小值：2/121022.0VtFcHFc式中F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）。γc------混凝土的重力密度（kN/m3）取26kN/m3。t0------新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定，初凝时间按6小时，当缺乏实验资料时，可采用t=200/(T+15)计算。T------混凝土的温度（25°C）。V------混凝土的浇灌速度（m/h）;浇筑速度约为1.8m/h。H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）;取3.0m。β1------外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺缓5凝外加剂取1.2，该工程取1.2。β2------混凝土坍落度影响系数，当坍落度小于100mm时，取1.10不小于100mm，取1.15。本计算方案取1.15。2/121022.0VtFc=0.22x26x6x1.2x1.15x1.81/2=63.54kN/m2HFc=26x3.0=78kN/m2混凝土对模板的水平侧压力取二者中的较小值，F=63.54kN/m2作为模板水平侧压力的标准值。2）.倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值考虑倾倒混凝土产生的水平活载荷标准值取值4kN/m2（泵送混凝土）3）.振捣混凝土时产生的水平荷载标准值振捣混凝土时产生的水平荷载标准值取值4kN/m2（作用范围在新浇筑的混凝土侧压力的有效压头高度之内）4）.混凝土水平侧压力分布范围有效压头高度Hy，混凝土最大垂直浇筑高度为3.09m，侧压力取为F=63.54KN/m2，有效压头高度Hy=F/γc=2.44m。（见图-1）。当混凝土垂直浇筑高度达到3.09m时，其中相对高度h=0～2.44m范围内，模板的水平侧压力标准值为63.54KN/m2，相对高度Hy=2.44～3.09m范围内混凝土水平侧压力沿高度呈线性减小。6图-1新浇筑混凝土对模板的侧压力图5）.水平侧压力的荷载组合新浇筑混凝土对模板的侧压力荷载分项系数取1.2倾倒和振捣混凝土产生的水平荷载取1.4总体水平侧压力的设计值为F设=1.2x63.54+1.4x（4+4）=87.448kN/m2模板受力分析采用总体水平侧压力设计值模板的变形分析采用新浇混凝土对模板水平侧压力的标准值F标=63.54+4+4=71.54kN/m2对拉杆选用M20对拉螺栓，容许拉力[F]=38200N，拉杆横向间距60cm，纵向间距80cm。（横纵向间距不得同时大于70cm）拉杆拉力F=F标*A=71.54*0.6*0.8=34339.2N＜[F],满足要求。6.2底模竹胶板(20mm厚)检算箱梁采用支架法现浇施工，底板采用竹胶合板，布置为对称中心6.0m宽。由于箱梁横向不均匀分布，所以计算时纵向按梁端部分，横向按中间部分及腹板部分荷载计算。竹胶合板模板的中间部分与腹板部分的挠7度按基本相同的原则计算，采用容许应力计算不考虑荷载分项系数，总体按1.3倍安全系数进行计算。根据《路桥施工计算手册》和《建筑技术》查得，并综合考虑浸水时间，竹胶合模板的力学指标取下值：〔σ〕＝12Mpa，〔τ〕＝1.3Mpa，E=5×103Mpa竹胶合板按照3跨连续梁进行计算。取模板横跨度方向1毫米宽计算。模板截面抵抗矩：W=1/6*bh2=1*20*20/6=66.67mm3模板截面惯性矩：I=1/12*bh3=1*20*20*20/12=666.67mm46.2.1中间部分6.2.1.1荷载计算由分析可知，在墩支点附近截面荷载最大，所以取该区域荷载作为8底模计算的依据。a混凝土自重新浇砼容重按26kN/m3计算，超灌系数取1.05；q1=26kN/m3×(1.19+1.3)/1.865×1.05=36.45kN/m2b模板自重（按实际材料、尺寸计算）：q2=3kN/m2c施工人员、施工料具堆放、运输荷载:q3=2.5kN/m2d倾倒混凝土时产生的冲击荷载：q4=4.0kN/m2e振捣混凝土产生的荷载:q5=4.0kN/m26.2.1.2强度验算：依据《建筑结构静力计算手册（第二板）》荷载组合q=q1+q2+q3+q4+q5=36.45+3+2.5+4+4=49.95kPa考虑1.3倍安全系数：q＝64.935kPa910×10cm横向方木上（间距为25cm，竹胶合板按净跨度20cm进行验算）竹胶板按支承在分布方木上按3跨连续梁进行受力分析，作用在底板下底模竹胶板上的线荷载(1mm宽)为：q=64.935×10-3N/mm2跨中最大弯矩：M=0.1ql2=0.1*64.935*10-3*2002=259.74N*mmσmax＝Mmax/W＝0.2597×106/6.667×104＝3.895MPa≤[σ]满足要求f＝ql4/(150EI)＝64.935×2004/(150×6×103×6.6667×105)＝0.173mm≤[f0]＝200/400＝0.5mm合格6.2.1.3立杆间距验算设计立杆纵、横向间距0.6m，步距0.6m。单根立杆承受荷载：N＝64.935×0.6×0.6=23.4kN立杆部分采用对接，根据表2查得：10N＜〔N〕＝40kN(步距0.6m时，允许设计荷载40kN)可满足施工要求！6.2.2腹板下部分6.2.2.1荷载计算由分析可知，在墩支点附件截面荷载最大，所以取该区域荷载作为底模计算的依据。a混凝土自重新浇砼容重按26kN/m3计算，超灌系数取1.05；q1=26kN/m3×3.8/1.435×1.05=72.293kN/m2b模板自重（按实际材料、尺寸计算）：q2=3kN/m2c施工人员、施工料具堆放、运输荷载:q3=2.5kN/m2d倾倒混凝土时产生的冲击荷载：q4=4.0kN/m2e振捣混凝土产生的荷载:q5=4.0kN/m26.2.2.2强度验算依据《建筑结构静力计算手册（第二板）》荷载组合q=q1+q2+q3+q4+q5=72.293+3+2.5+4+4=85.793kPa考虑1.3倍安全系数：q＝111.53kPaMmax＝ql2/10＝111.53×0.2×0.2/10＝0.446KN*mσmax＝Mmax/W＝0.446×106/6.667×104＝6.99MPa≤[σ]满足要求f＝ql4/(150EI)＝111.53×2004/(150×6×103×6.6667×105)＝0.297mm≤[f0]＝200/400＝0.5mm满足要求116.2.2.3立杆间距验算设计立杆横向间距0.3m,纵间距0.6m，步距0.6m。单根立杆承受荷载：N＝111.53×0.3×0.6=20.08kN立杆部分采用对接，根据表2查得：N＜〔N〕＝40kN(步距0.6m时，允许设计荷载40kN)可满足施工要求6.3内模计算6.3.1竹胶板面板受力分析面板参数：竹胶合板模板；面板厚度:15mm。其材料物理性能参数：弹性模量E:7.5e3N/mm2；强度设计值[σ]:15N/mm2；抗剪强度设计值[τ]:1.4N/mm2；面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算，面板下木方布置间距(轴距)为300mm，净距不得超过250mm,三跨连续梁计算跨度取300mm。取1mm宽计算单元作为模板抗弯强度和刚度分析的计算单元。静荷载标准值q1=71.54kN/m2×0.001m=7.154×10-2KN/m活荷载标准值q2=3.00kN/m2×0.001m=0.003KN/m12截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:I=1×153/12=281.25mm4；W=1×152/6=37.50mm3；E=7500N/mm2σ=M/W[σ]其中σ——面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；M——面板的最大弯距(N.mm)；W——面板的净截面抵抗矩；[σ]——面板的抗弯强度设计值，取