现浇箱梁支架计算书midas计算稳定性.docx

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现浇箱梁支架计算书midas计算稳定性

温州龙港大桥改建工程

满堂支架法现浇箱梁

设计计算书

计算：

复核：

审核：

中铁上海工程局

温州龙港大桥改建工程项目经理部

2015年12月30日

温州龙港大桥改建工程

现浇连续梁模板支架计算书

1编制依据、原则及范围

1.1编制依据

1.1.1设计文件

（1）《温州龙港大桥改建工程两阶段施工图设计》（2013年8月）。

（2）其它相关招投标文件、图纸及相关温州龙港大桥改建工程设计文件。

1.1.2行业标准

（1）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）。

（2）《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008。

（3）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）。

（4）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011。

（5）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001。

（6）《竹胶合板模板》（JG/T156-2004）。

（7）《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）。

（8）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）。

（9）《路桥施工计算手册》（2001年10月第1版）。

1.1.3实际情况

（1）通过对施工现场的踏勘、施工调查所获取的资料。

（2）本单位现有技术能力、机械设备、施工管理水平以及多年来参加公路桥梁工程建设所积累的施工经验。

1.2编制原则

（1）依据招标技术文件要求，施工方案涵盖技术文件所规定的内容。

（2）施工方案力求采用先进的、可靠的工艺、材料、设备、达到技术先进，力求工艺成熟，具有可操作性。

（3）根据温州龙港大桥设计文件，施工方案结合桥址的地质、水文、气象条件及工程规模、技术特点、工期要求、工程造价等多方面比选的基础上确定。

1.3编制范围

适用于温州龙港大桥现浇连续梁模板支架法施工。

2设计构造

2.1现浇连续箱梁设计构造

现浇连续上部结构为16m跨径的钢筋混凝土等截面现浇连续箱梁，4跨连续箱梁为一联，共有3联，每联左右幅分开。

梁为单箱三室截面，梁高1.2m，左幅箱梁顶板宽15.75m，底板宽11.75m，挑臂长2m。

右幅箱梁向内侧加宽，顶板宽17.25m，底板宽13.25m，挑臂长2m。

端支点处梁高1.5m、2.1m，中支点处梁高1.5m。

箱梁顶、底板厚度为25cm，腹板厚度为50cm。

箱梁的横梁为预应力横梁，横梁高度采用1.5m（即箱梁在支点横梁处局部加高为1.5m）。

连续箱梁下部采用无盖梁的桩柱式墩，每幅桥墩横向为2根桩柱，柱径1.3m，桩径1.5m。

2.2支架体系主要构造

（1）支架立杆为φ48×3.5mm钢管。

（2）满堂支架立杆纵向间距为60cm；支架横向间距为：

在箱室下及翼缘板下为90cm及120cm、在横隔梁及腹板下间距均为60cm、部分特殊部位横线间距为30cm，详见支架平面图。

（3）满堂支架横杆步距为：

在腹板、横隔板和横梁下为60cm、箱室和翼板下均为120cm。

（4）底模及侧模均为15mm厚竹胶模板，采用10cm×10cm方木作为横向分配梁，按照中心间距30cm布置，采用10cm×10cm方木作为纵向向分配梁。

（5）支架底托下垫10cm×10cm方木。

下垫方木以上30cm位置安装一层扫地杆,纵向及横向每隔5m布置一道扫地杆。

（6）满堂支架搭设按照规范要求必须设置横向、纵向及水平方向剪刀撑，横向及纵向剪刀撑每隔5m布置一道,剪刀撑倾斜角度为45°-60°。

（7）采用20cm厚度硬化混凝土和30cm厚度宕渣，以分散碗扣支架体系立杆传递过来的压力，从而保证地基承载的稳定。

根据现场采用轻便触探检测到原状土地基承载力为70kPa。

图2.2-1左幅桥墩处满堂支架横断面图

图2.2-2左幅箱室下满堂支架横断面图

图2.2-3满堂支架纵断面图

图2.2-4右幅桥墩处满堂支架横断面图

图2.2-5右幅两跨满堂支架平面图

3满堂支架体系设计参数取值

3.1荷载组合

计算模板、支架所要考虑的荷载如下：

序号

荷载类别

取值

1

模板、方木自重

0.7kN/m2

2

新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力

26kN/m3

3

施工人员及施工设备、施工材料等荷载

2.5kN/m2

4

倾倒混凝土产生的冲击荷载

2kN/m2

5

振捣混凝土时产生的振动荷载

2kN/m2

6

风荷载

横桥向风压1kN/m2，顺桥向风压0.7kN/m2

依据《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50—2011）的相关规定，模板、支架设计应按照下列方式进行荷载组合：

模板、支架设计计算的荷载组合见下表。

模板、支架设计计算的荷载组合表

模板、支架结构类别

荷载组合

强度计算

刚度计算

梁、板的底模板以及支撑板、支架等

1+2+3+4+5+6

1+2

3.2强度、刚度标准

依据《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50—2011）P22页的相关规定，验算模板、支架的刚度时，其最大变形值不得超过下列允许数值：

（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（横梁、纵梁），其弹性挠度为相应结构计算跨度的1/400。

（4）钢模板的面板变形为1.5mm，钢棱和柱箍变形为L/500和B/500（其中L为计算跨径，B为柱宽）。

外模板计算时挠度取为模板构件跨度的1/400；内模板计算时挠度取为模板构件跨度的1/250。

3.3材料力学参数

本次计算采用的是容许应力法，不考虑荷载的分项系数，但是考虑容许应力提高系数。

（1）钢材允许应力规定

所用型钢材质为Q235材质。

依据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025—86）P24页的相关规定，Q235钢允许应力为:

①轴向应力［σ］=140MPa；

②弯曲应力［σw］=145MPa；

③剪应力［τ］=85MPa。

容许应力提高系数为1.25。

（2）碗扣脚手架和普通脚手架允许应力规定

碗扣脚手架截面为φ48×3.5mm，为Q235材质。

当步距为600mm时，立杆允许荷载为40kN/根；步距为1200mm时，立杆允许荷载为30kN/根；步距为1800mm时，立杆允许荷载为25kN/根；步距为2400mm时，立杆允许荷载为20kN/根；顶托和底座允许荷载为50kN/根。

（3）方木允许力学参数规定

方木容许顺纹弯应力［бw］=9.5MPa,弹性模量E=8.5×103MPa（8.5×109Pa）（选用针叶林,木材应力等级为A-5,为较低等级）。

（4）胶合板力学参数

采用竹制胶合板，胶合板静曲强度［б］=30MPa,弹性模量E=0.5×104MPa（5×109Pa）。

（5）钢材弹性模量规定

依据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025—86）P3页的相关规定，钢材弹性模量为：

E=2.1×105MPa。

4计算

4.1模板计算

模板下方木中心间距为30cm，方木间净距为20cm。

取11#桥墩上端支点横梁下模板进行计算，此处为现浇箱梁梁高最大处，为2.1m，计算时按照三跨连续梁考虑。

由于混凝土浇筑厚度为2.1m，新浇筑的混凝土结构自重为：

强度验算荷载为：

刚度验算荷载为：

截面参数：

计算结果：

强度：

刚度：

符合要求。

4.2模板下上层方木计算

（1）跨度60cm，间距30cm，方木为10×10cm

本工况下取11#桥墩上端支点横梁下方木进行计算，梁高2.1m，方木中心间距为30cm，方木间净跨为60cm，计算时按照三跨连续梁考虑。

新浇筑的混凝土结构自重为：

强度验算荷载为：

刚度验算荷载为：

截面参数：

计算结果：

强度：

刚度：

符合要求。

（2）跨度120cm，间距30cm，方木为10×10cm

本工况下取箱室下方木进行计算，梁厚0.5m，方木中心间距为30cm，方木间净跨为120cm，计算时按照三跨连续梁考虑。

新浇筑的混凝土结构自重为：

强度验算荷载为：

刚度验算荷载为：

截面参数：

计算结果：

强度：

刚度：

符合要求。

4.3顶托上纵向方木计算

（1）跨度60cm，间距60cm，方木为10×10cm

本工况下取11#桥墩上端支点横梁下方木进行计算，梁高2.1m，方木中心间距为60cm，方木间净跨为60cm，计算时按照三跨连续梁考虑。

新浇筑的混凝土结构自重为：

强度验算荷载为：

刚度验算荷载为：

截面参数：

计算结果：

强度：

刚度：

符合要求。

（2）跨度60cm，间距120cm，方木为10×10cm

本工况下取箱室下方木进行计算，梁厚0.5m，方木中心间距为120cm，方木间净跨为60cm，计算时按照三跨连续梁考虑。

新浇筑的混凝土结构自重为：

强度验算荷载为：

刚度验算荷载为：

截面参数：

计算结果：

强度：

刚度：

符合要求。

4.4碗扣支架计算

（1）碗扣支架立杆竖向受力计算如下：

序号

碗扣支架部位

立杆布置

单根立杆受力

1

中支点横梁下

纵向间距60cm、横向间距60cm

2

腹板及横隔板下

纵向间距60cm、横向间距60cm

3

箱室下

纵向间距60cm、横向间距120cm

4

端支点横梁下（梁高1.5m）

纵向间距60cm、横向间距60cm

5

11#墩端支点横梁下

纵向间距60cm、横向间距60cm

6

翼缘板下

纵向间距60cm、横向间距90cm

（2）碗扣支架立杆横向受力计算如下：

本次计算中支架高度按照5m、支架长度按照16m、支架宽度按照19.2m计算。

横桥向风荷载：

纵桥向风荷载：

（3）碗扣支架建模计算

采用midascivil建模进行计算，释放横杆两端约束，取相对值0.3。

组合应力结果输出：

由图可以看出立杆最大应力为：

故碗扣钢管强度设计满足安全要求。

位移结果输出：

由图可以看出满堂支架最大变形为：

整体稳定性计算结果输出：

由图可以看出满堂支架整体稳定性安全系数大于3.47，满足规范要求。

4.5地基承载力计算

计算反力输出结果：

根据上述计算结果，最大的单根立杆传递的压力F=23.11kN。

根据现场采用轻便触探检测到原状土地基承载力为70kPa。

地基处理采用20cm厚C20混凝土，30cm厚度宕渣。

底座与硬化混凝土的接触面积为15cm×15cm。

硬化混凝土地基按刚性基础考虑，底座承受最大荷载以刚性角45度传递至硬化混凝土底，再以刚性角30度传递至宕渣层底部，则扩散后的尺寸为：

L=15+20×2+17.3×2=89.6cm。

传递到硬化混凝土基底后的应力σ：

满足要求。