m箱梁现浇支架计算.docx

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m箱梁现浇支架计算

100m跨箱梁现架支架计算单

一、概述：

以67#—68#墩100m跨箱梁为例，变更之前暂按原设计图结构计算。

二、计算说明：

1、计算纵梁受力，并求出纵梁前后支点反力。

2、检算分配梁受力能否满足要求，并求出各支点反力。

3、计算钢管桩受力。

4、计算扩大基础受力及地基承力。

5、沉降计算。

6、荷载分解图（如图1）

图1

三、设计荷载：

计算模板、支架时，应考虑下列荷载并按下表进行荷载组合。

（1）模板、支架自重；

（2）新浇砼的重力；

（3）施工荷载；

（4）振捣砼时产生的荷载；

（5）新浇筑砼对侧面模板的压力；

（6）倾倒砼时产生的水平荷载；

模板，支架设计计算的荷载组合表

模板结构名称

荷载组合

计算强度用

验算刚度用

梁的底模板以及支承板、支架等

（1）+

（2）+（3）+（4）+（7）

（1）+

（2）

梁的侧模板

（4）+（5）

（5）

四、计算模板、支架的强度及刚度要求

验算模板、支架及拱架的刚度时，其变形值不得超过下列数值：

（1）结构表面外露的模板，挠度为模板构件跨度的1／400；

（2）结构表面隐蔽的模板，挠度为模板构件跨度的1／250；

（3）支架受载后挠曲的杆件（纵梁），其弹性挠度为相应结构跨度的1／400；

（4）模板的弹性压缩或下沉量不得大于构件跨度的1/1000，底模应计算起拱高度。

支架预留拱度考虑下列因素：

（1）支架承受全部荷载时的弹性变形；

（2）加载后由构件接头挤压所产生的非弹性变形；

木材之间1-3mm/个，木钢之间1-2mm/个

（3）由于恒载及静活载作用结构所产生的挠度。

（4）由于支撑基础下沉而产生的非弹性变形。

五、计算荷载：

（一）、箱梁砼自重荷载分布（以下均以100m跨内计算）

根据设计图纸，本100m跨砼总方量为1878.12m3,其中0#块墩顶（1.5m×2）方量为：

170m3,剩余97m长两侧翼缘砼方量为254.14m3，腹板以内砼方量为1454m3。

砼按γ=2.6t/m3计算重量。

（二）、模板、支架等自重及施工荷载等

1、本桥外模采用δ=18mm厚竹胶模板，底模采用δ=18mm厚竹胶模板。

外模、底模通过纵、横肋带木支撑在钢管脚手支架上。

脚手支架底部通过横向分配梁传力于纵向分配梁（或处理后地基上），纵向分配梁传力于桩顶分配梁，桩顶分配梁传力于钢管柱，钢管柱直接支承在承台或临时支墩（砼扩大基础）上。

木材按γ=0.75t/m3计算重量。

2、模板重量：

a、内模竹胶板（0.018×8.3+0.012×5.2）×94×0.85=16.9t;

纵肋0.1×0.12×94×21×0.75=17.8t;

横肋0.06×0.08×13.5×277×0.75=13.5t；

b、内模支撑：

①、立杆，布置为5×108排。

共重：

5×108×4.4×3.85/1000=9.15t

②、纵横水平杆布置4层

共重：

（19×108+22×94）×3.85/1000=15.86t

③、剪刀撑纵、横向间距4.5米布置。

共重：

（10×22+30×3×10）×3.85/1000=4.31t

④、其它碗扣及顶托。

一个1.5kg。

共重：

（7×108+22×108）×1.5/1000=4.7t

c、外模竹胶板0.012×8×94×0.85=7.67t;（一侧）

纵肋0.1×0.12×94×13×0.75=11.0t;

横肋0.06×0.08×8×277×0.75=8t；

d、外模支撑：

（路中间架空部分30m长）

①、立杆，布置为4×34排。

共重：

4×34×4.7×3.85/1000=2.46t

②、纵横水平杆布置4层

共重：

（12×34+16×30）×3.85/1000=3.42t

③、剪刀撑纵、横向间距4.5米布置。

共重：

（10×7+4×10×7）×3.85/1000=1.35t

④、其它碗扣及顶托。

一个1.5kg。

共重：

（4×34+16×34）×1.5/1000=1.02t

e、外模支撑：

（路面以下一侧部分32m长）

①、立杆，布置为4×36排。

共重：

4×36×13.6×3.85/1000=7.54t

②、纵横水平杆布置12层

共重：

（3×12+4×12×32）×3.85/1000=6.05t

③、剪刀撑纵、横向间距4.5米布置。

共重：

（35×7+12×3×7）×3.85/1000=1.9t

④、其它碗扣及顶托。

一个1.5kg。

共重：

（4×36+36×48）×1.5/1000=2.8t

f、底模竹胶板0.018×6.7×97×0.85=9.94t;

纵肋0.08×0.1×94×25×0.75=14.1t;

横肋0.12×0.15×6.7×157×0.75=11.83t；

g、底模钢管脚手支架自重：

（路面以下一侧部分32m长）

①、立杆，布置为13×54排。

（纵向间距0.6m）

共重：

13×54×9×3.85/1000=24.3t

②、纵横水平杆布置8层

共重：

（108×45+104×32）×3.85/1000=31.52t

③、剪刀撑纵、横向间距4.5米布置。

共重：

（24×45+24×13×7）×3.85/1000=12.6t

④、其它碗扣及顶托。

一个1.5kg。

共重：

（13×54+104×54）×1.5/1000=9.5t

3、纵、横分配梁自重：

计算时考虑进去。

4、施工荷载：

计算模板及纵横肋按q=0.25t/m2考虑，计算纵、横梁及立柱按q=0.1t/m2考虑。

5、振捣砼时产生的荷载：

按q=0.2t/m2考虑

6、新浇筑砼对侧面模板的压力：

按q=3.81t/m2考虑

7、倾倒砼时产生的水平荷载：

按q=0.2t/m2考虑

六、结构计算：

（一）、底模验算

根据砼荷载分布情况布置脚手支架位置，如所附：

“支架断面图”所示。

模板支架自重计入全部内模及支架重量，共38t，

平均q=38/（30×6.7）=0.19t/m2。

1、竹胶板面板检算：

按连续梁计算,用80mm×100mm的方木作为小肋，

①腹板底下间距L=170mm，按全断面高度5.05m计算。

q=（5.05×2.6+0.19+0.25+0.2）=13.77t/m2

M=ql2/10=13.77×0.172/10=0.0398t-m

σ=M/W=0.0398×105/（100×1.82/6）=73.7kg/cm2=7.37Mpa<[σ]=9Mpa（可）

q=（5.05×2.6+0.19）=13.32t/m2

f=qL4/（128EI）=13.32×103×（0.17-0.08）4/（128×4.5×105×1×0.0183/12）

=0.03mm（可）

②非腹板底下间距L=360mm，按断面高度1.0m计算。

q=（1.0×2.6+0.19+0.25+0.2）=3.24t/m2

M=ql2/10=3.24×0.362/10=0.042t-m

σ=M/W=0.042×105/（100×1.82/6）=77.7kg/cm2=7.78Mpa<[σ]=9Mpa（可）

q=（1.0×2.6+0.19）=2.79t/m2

f=qL4/（128EI）=2.79×103×（0.36-0.08）4/（128×4.5×105×1×0.0183/12）

=0.61mm（可）

2、纵向带木80×100检算：

按连续梁计算,用120mm×150mm的方木作为大肋，

纵向计算跨度@为L=0.6m。

①腹板底下间距L=180mm

q=13.77t/m2

M=ql2×@/10=13.77×0.62×0.18/10=0.0892t-m

σ=M/W=0.0892×105/（8×102/6）=67kg/cm2=6.7Mpa<[σ]=10Mpa（可）

q=13.32t/m2

f=q×@l4/（128EI）=13.32×0.18×103×0.64/（128×9×105×0.08×0.13/12）

=0.4mm（可）

②非腹板底下间距L=380mm

q=3.24t/m2,计算不控制。

3、横向带木120×150检算：

①腹板底下纵向间距@均已固定为0.6m，跨度L=0.45m。

q=13.77t/m2

M=ql2×@/10=13.77×0.452×0.6/10=0.167t-m

σ=M/W=0.167×105/（12×152/6）=37kg/cm2=3.7Mpa<[σ]=10Mpa（可）

q=13.32t/m2

f=q@l4/（128EI）=13.32×0.6×103×0.454/（128×9×105×0.12×0.153/12）

=0.08mm（可）

②非腹板底下纵向间距@均已固定为0.6m，跨度L=1.5mm。

q=3.24t/m2

M=ql2×@/10=3.24×1.52×0.6/10=0.437t-m

σ=M/W=0.437×105/（12×152/6）=97kg/cm2=9.7Mpa<[σ]=10Mpa（可）

q=2.79t/m2

f=q@l4/（128EI）=2.79×0.6×103×1.54/（128×9×105×0.12×0.153/12）

=2.18mm

（二）、钢管支架验算

1、钢管立杆承力：

本桥钢管立杆均为φ48×3.5，根据其横杆步距按1.5米计，

查规范对接每根容许承载力为：

[N]=3t

根据上述计算，如所附：

“支架断面图”所示,

①单侧翼缘部分32m长总计有立杆144根，总荷载

G=1.31×32×2.6+9.1/2+7.54+6.05+1.9+2.8+3.35×（0.25+0.2）×32=180t

单根钢管施工荷载为：

（计入1.3的偏载系数）

P=1.3×G/144=1.63t＜[N]=3t（可）

②底板下部分模板、支架自重及施载：

中间部分32m长总计有立杆702根，总荷载

G1=11.83+9.1/2+24.3+31.52+12.6+9.5+6.7×（0.25+0.2）×32=190.8t

单根钢管自重承载：

N1=190.8t/702=0.27t

a单根钢管承砼荷载：

梁高6m以下腹板下为4根/0.6m

N21=6×1×2.6×0.6/4=2.34t

b单根钢管承砼荷载：

梁高6m以上腹板下加密为4根/0.3m

N22=7.85×1×2.6×0.3/4=1.53t

c单根钢管承砼荷载：

梁高6m以下腹板中间为5根/0.6m

N23=7.116×2.6×0.6/5=2.22t

d单根钢管承砼荷载：

梁高6m以上腹板中间为5根/0.6m

N24=8.13×2.6×0.6/5=2.54t

单根钢管最大总承载为：

P=N1+N24=2.81t＜[N]=3t（可）

2、横向水平钢管计算：

根据施工技术规范，砼倾倒所产生的水平荷载按0.2t/m2考虑。

横向水平钢管由于立柱间距＜1.05m，满足不需计算的条件，故不需对横向水平杆进行抗弯强度、抗弯刚度及扣件抗滑移计算。

3、立柱稳定（脚手架整体稳定）计算：

本桥立柱自由计算长度为1.5m，为单根轴心受压结构。

其计算公式为：

kN≤φAfc

其中N=2.81tA=4.89cm2fc=2.05t/cm2

i=1.58cmμ=1h=1.5mk=2（安全系数）

λ=μh/i=1×150/1.58=95查表得φ=0.64

φAfc=0.64×4.89×2.05=6.42t

2N=5.6＜φAfc=6.42t（可）

（四）、纵梁计算：

纵梁按3跨连续梁进行计算（如图2），荷载取路中间3节长度砼、模板及自重。

图2

贝雷桁片自重：

以单片0.1t/m计。

Ⅰ、腹板底下

L=（3+9+6+9+3）m

qi+1=5.166×2.6+1.7×0.68=14.6t/m

qi=5.0238×2.6+1.7×0.68=14.5t/m

q=4.015×2.6+1.7×0.68=11.87t/m

纵梁为3片单层不加强型贝雷桁，几何特性：

W=10735.6cm3，I=751491.6cm4；A=152.4cm2

Mmax=66.9t-mQ=58.6t

R1=103.1tR2=91.4t

Mmax=66.9t-m<[M]=481t-m（可）

Qmax=58.6t<[Q]=70t（可）

计算变形时：

qi+1=5.166×2.6+1.7×0.23=13.82t/m

qi=5.0238×2.6+1.7×0.23=13.45t/m

qi=4.015×2.6+1.7×0.23=10.83t/m

f弹max=2.3mm

f非弹max=3.556（n2-1）/8=3.556×（32-1）/8=3.6mm

f总=5.9mm

Ⅱ、底板中间

L=（3+9+6+9+3）m

qi+1=3.3165×2.6+3.3×0.68=10.87t/m

qi=3.102×2.6+3.3×0.68=10.31t/m

q=2.64×2.6+3.3×0.68=9.11t/m

纵梁为2片单层不加强型贝雷桁，几何特性：

W=7157.1cm3，I=500994.4cm4；A=101.6cm2

Mmax=49.3t/mQmax=43.5t

R1=75.8tR2=70.1t

Mmax=49.3t-m<[M]=337.5t-m（可）

Qmax=43.5t<[Q]=49t（可）

计算变形时：

qi+1=3.3165×2.6+3.3×0.23=9.38t/m

qi=3.102×2.6+3.3×0.23=8.82t/m

q=2.64×2.6+3.3×0.23=7.62t/m

f弹max=2.5mm

f非弹max=3.556（n2-1）/8=3.556×（32-1）/8=3.6mm

f总=6mm

Ⅲ、翼缘板

L=（3+9+6+9+3）m

qi+1=qi=1.31×2.6+3.35×0.54=5.22t/m

纵梁为2片单层不加强型贝雷桁，几何特性：

W=7157.1cm3，I=500994.4cm4；A=101.6cm2

Mmax=29.5t/mQmax=25t

R1=40.1tR2=41.2t

Mmax=29.5t-m<[M]=337.5t-m（可）

Qmax=25t<[Q]=49t（可）

计算变形时：

qi+1=qi=1.31×2.6+3.35×0.09=3.71t/m

f弹max=1.3mm

f非弹max=3.556（n2-1）/8=3.556×（32-1）/8=3.6mm

fmax=4.9mm〈L/400

纵梁受力满足要求。

2、分配梁计算：

根据箱梁荷载分解图及纵梁受力计算得反力Ri，分配后加于分配梁上，

边支墩斜横断面上，桩顶分配梁受力如图4

图4

计算得

R1=40.2tR2=106.8tR3=69.5t

Mmax=19.4t-m

分配梁为2[36a，2[36a几何特性：

W=1320cm3，I=23740cm4；A=121.8cm2

σ=Mmax/W=19.4×1e5/1320=1470kg/cm2=147Mpa（可）

fmax=1.5mm

中支墩斜横断面上，桩顶分配梁受力如图5

图5

同边支墩相比受力较小，采用分配梁2[36a就可以。

3、钢管桩计算：

根据以上计算，钢管桩顶反力最大为106.8t。

钢管桩置于扩大基础上，φ600mmδ=8mm钢管按L=5m计算,自重为0.6t

单根桩上联接系重：

2t

单桩总荷载为：

P=106.8+0.6+2=109.4t

钢管容许承载力：

[P]=φAσg/K

L=5m,φ=0.96σg=235MpaK=2.0

[P]=0.96×π×0.6×0.008×23500/2.0=170t>P（可）

翼缘部分受力较小，均采用φ600mmδ=6mm钢管。

综上所述，除翼缘部分桩采用φ600mmδ=6mm钢管外，其它桩均采用φ600mmδ=8mm钢管。

4、扩大基础的计算：

扩大基础由C20砼浇注，成长条形，宽1m,高1m，取路面上斜向长条计算。

路面上扩大基础计算图式如下：

按弹性地基梁计算得：

基础底面处平均压力（反力）

σ=（ΣPi+G砼）/A=（363.5+13.1×1×1×2.4）/13.1=30.15t/m2=301.5KPa

Mmax=21.3t-mQ=44t

配筋：

上下配φ20钢筋@200布置。

对砼基础，当基础底面处平均压力超过300Kpa时，应进行抗剪计算。

V≤0.07fcA

fc=11Mpa

V=44t≤0.07fcA=0.07×1100×1=77t（可）

5、地基承载力计算

路面上地基承载力一般为60t/m2，能满足要求。

路面以下，单根钢管施工荷载最大为2.8t，承载面积为0.6×0.3=0.18m2

R=N/A=2.8/0.18=15.6t/m2。

现有路面以下地基承载力一般只有12t/m2，不能满足要求。

路面以下满堂架的搭设要求：

为了提高地基承载能力，施工时将地基以下回填30cm砂垫层，并用卵石填平压实，用水浇灌，上面再浇20cm厚三合土垫层，然后在此地面上铺上15cm厚度的枕木，接着每根立杆必须配有上下顶托以加强整体受力，最后按100%设计荷载进行预压，保证地基承载力不小于25t/m2。

此外桥两侧应挖2m深，0.5m宽排水沟，以保证地基承载力，避免出现不均匀沉降。

三合土基础：

体积比1:

2:

4（石灰：

砂：

骨料），每层约虚铺220mm,夯至150mm。

三合土基础由石灰、砂、碎砖（石）和水拌匀后分层铺设夯实而成。

石灰用未粉化的生石灰块，使用时临时加水化开；砂用中、粗砂或泥砂；碎砖一般用粘土砖碎块，粒径为20～60mm。

施工时先将石灰和砂用水在池内调成浓浆，将碎砖材料倒在拌板上加浆拌透或将这些材料都倒在拌板上浇水拌匀。

虚铺厚度第一层为220mm，以后每层200mm,分别夯至150mm,直到设计标高为止。

最后一遍夯打时，宜加浇浓灰浆一层，经24h待表面略干后，再铺上薄砂子或煤屑，进行最后的整平夯实。