現(xiàn)澆箱梁支架受力檢算

支架檢算書 附件一滿堂支架力學性能檢算書1、編制依據(jù)=1\*GB2⑴、建設(shè)工程大橋施工圖；=2\*GB2⑵、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）；=3\*GB2⑶、《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ166－2008）；=4\*GB2⑷、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2002）；=5\*GB2⑸、《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（JTJ025-86）；=6\*GB2⑹、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB20017-2003）；=7\*GB2⑺、《路橋施工計算手冊》人民交通出版社；2、計算單元選擇現(xiàn)澆箱梁共一聯(lián)（三跨）箱梁箱室分布相同（單跨三室），選取中跨作為計算單元。3、模板、支架材料3.1、支架材料 支架采用碗扣式鋼管腳手架，整體高度3.6~4.1m(計算時按照5m),寬度為17m（底板12m寬，翼緣板2.5m寬），所有鋼管采用Φ48×3.5mm，性能見表3-1。支架布置情況：跨中及翼緣板支架立桿縱橫向間距為90cm×90cm，水平桿步距120cm；腹板處立桿縱橫向間距采用90cm×60cm，水平桿步距120cm；箱梁橫截面漸變段（距橋墩處5m范圍）由于荷載較集中,立桿縱橫向間距布置采用60㎝×60㎝。時設(shè)置水平桿及剪力撐，以增加支架整體穩(wěn)定性，支架高度微調(diào)通過上下頂托。表3-1支架鋼管截面特性外徑（Φ）壁厚（t）截面積(A)慣性矩(I）抵抗矩(W)回旋半徑(i)每m自重mmmmmm2mm4mm3mmN483.54.89×1021.215×1055.078×10315.7838.43.2、底模材料=1\*GB2⑴、底模橫向分配梁采用I10工字鋼（16Mn）。A=14.33cm2，Ix=245cm4，Wx=49cm3，E=2.06×105MPa，[σ]=200MPa,[τ]=120MPa。=2\*GB2⑵、底模縱向采用10×10cm方木，梁中部位間距25cm布置(腹板底部間距20cm)，漸變段及橫梁處部位間距20cm。方木性質(zhì)按照紅松考慮，力學性能指標如下：E=7.7×103MPa，[σ]=11MPa(考慮到木質(zhì)老化、露天結(jié)構(gòu)等因素，系數(shù)按照規(guī)范調(diào)整為強度0.9，彈性模量0.85)。=3\*GB2⑶、側(cè)模豎肋采用10×10cm方木，間距25cm；橫肋采用10×15cm方木，間距45cm。=4\*GB2⑷、翼緣板底模縱橫肋均采用10×10cm方木，豎肋間距25cm；橫肋采用10#槽鋼間距90cm。3.3、模板材料底模、側(cè)模、翼緣板、箱室模板均采用竹膠板，規(guī)格1220×2440×15mm，縱向彈性模量E=6.5×103MPa，橫向彈性模量E=5×103Mpa；縱向靜曲強度為[σ]=80Mpa，橫向靜曲強度為[σ]=55Mp4、荷載設(shè)計4.1、荷載分類=1\*GB2⑴、模板重量（取橫梁處）計算每平方米竹膠板+縱向方木+橫向鋼梁重量：取0.70KN/m2（按照常規(guī)2倍取值，用于驗算支架）；=2\*GB2⑵、鋼筋混凝土自重:各跨箱梁都有三個不同截面，即跨中、漸變段（6米范圍）、橫梁處。三個截面中橫梁處結(jié)構(gòu)受力大于漸變段，因此取跨中、橫梁處(各自對應(yīng)腹板、翼緣、底板等部位)兩個截面進行對比。具體見圖4-1。圖4-1箱梁截面分布圖根據(jù)上圖計算各斷面各部位單位面積的混凝土重量，混凝土比重按照26KN/m3來計算，計算結(jié)果見表4-1。表4-1箱梁混凝土單位面積計算表斷面位置A區(qū)單位重KN/m2B區(qū)單位重KN/m2C區(qū)單位重KN/m2D區(qū)單位重KN/m2橫梁處8.8445.8046.5443.68支架（縱橫）0.9×0.90.6×0.60.6×0.60.6×0.6跨中8.8431.612.2232.37支架（縱橫）0.9×0.90.9×0.60.9×0.90.9×0.6=3\*GB2⑶、施工人員及設(shè)備荷載:2.5KN/m2；=4\*GB2⑷、傾倒混凝土產(chǎn)生的沖擊荷載：2.0KN/m2；=5\*GB2⑸、振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載：豎向2.0KN/m2；側(cè)向4.0KN/m2；=6\*GB2⑹、混凝土對模板側(cè)面的壓力采用《路橋施工計算手冊》公式：Pmax=Kγh，當υ/T≤0.035時：h=0.22+24.9υ/T；當υ/T＞0.035時，h=1.53+3.8υ/T。4.2、荷載分項系數(shù)靜載系數(shù)：γg=1.2 活載系數(shù)：γq=1.44.3、施工荷載計算I、永久荷載=1\*GB2⑴+=2\*GB2⑵：G翼A=8.84+0.70=9.54KN/m2(翼緣板A區(qū))G橫c=46.54+0.70=47.24KN/m2(橫梁C區(qū))G中c=1.22+0.70=12.92KN/m2(跨中C區(qū))G中b=31.6+0.70=32.3KN/m2(跨中B區(qū))II、可變荷載=3\*GB2⑶+=4\*GB2⑷+=5\*GB2⑸；Q=2.5+2.0+2.0=6.5KN/m2III、底模板及支架強度驗算荷載：q=G·γg+Q·γq翼緣板A區(qū)：q1=9.54×1.2+6.5×1.4=20.55KN/m2；橫梁C區(qū)：q2=47.24×1.2+6.5×1.4=65.79KN/m2；跨中C區(qū)：q3=12.92×1.2+6.5×1.4=24.6KN/m2；跨中B區(qū)：q4=32.3×1.2+6.5×1.4=47.86KN/m2；5、構(gòu)件檢算5.1、底模板受力檢算梁底模板強度以翼緣板A區(qū)、橫梁C區(qū)、跨中C區(qū)、跨中B區(qū)計算,橫梁C區(qū)、跨中B區(qū)采用10×10cm紅松方木，間距20cm；在跨中其他部位，方木間距為25cm。翼緣板部分，方木間距為25cm。=1\*GB2⑴、橫梁C區(qū)方木的間距為L=0.2m，竹膠板橫橋向尺寸按1.22m鋪設(shè)兩端簡支，中間連續(xù)，簡化結(jié)構(gòu)按六跨連續(xù)梁進行計算。荷載沿橫向均布q=65.79KN/m2×1.0m=65.79KN/m。（見圖5-1）查《路橋施工計算手冊》，按照三跨不等跨連續(xù)梁內(nèi)力及撓度系數(shù)查得（邊跨跨徑為l，中跨跨徑為1.25l）：Mmax=-0.1355ql2；Rmax=（0.6355+0.65）ql；fmax=0.664ql4/100EIMmax=-0.1355×65.79×0.22=-0.3566KN·mσmax=Mmax/wz=0.3566/（1×0.0152/6）×10-3=9.5MPa<[σ]=80Mpa。橫梁底模板強度符合要求。竹膠板對方木產(chǎn)生的最大反力為:Rmax=1.132×65.79×0.2=14.89KN/m；竹膠板產(chǎn)生的最大撓度在A-B之間，撓度為：fmax=0.664×65.79×0.24/(100×6.5×103×1.0×0.0153/12)×103=0.38mm<[f]=200/400=0.50mm。底模板撓度滿足要求。=2\*GB2⑵、跨中B區(qū)，方木間距為0.2m，橫橋向鋪設(shè)尺寸按照1.22m,計算模型簡化為四跨連續(xù)粱，L=0.2m，q=47.86KN/m。(見圖5-2)查表得：Mmax=-0.107ql2；Rmax=1.143ql；fmax=0.632ql4/100EIMmax=-0.107×47.86×0.22=-0.2051KN·mσmax=Mmax/wz=0.205/（1×0.0152/6）×10-3=5.47MPa<[σ]=80MPa。底模板最大彎距在B點處，強度符合要求。最大反力在B支點處，數(shù)值大小為：Rmax=1.143ql=1.143×47.86×0.2=10.94KN/m。底模板撓度檢算：f=0.632×ql4/（100EI）=0.632×47.86×0.24/[100×6.5×103×(1.00×0.0153/12)]×103=0.265mm<[f]=200/400=0.50mm。模板剛度沒有超過允許范圍，剛度合格。=3\*GB2⑶、跨中C區(qū)模板（橫橋向鋪設(shè)尺寸按照1.22m）受力計算梁中模板檢算，按照五跨連續(xù)粱進行計算，L=0.25m，q=24.6KN/m。（見圖5-3）查表得：Mmax=-0.105ql2；Rmax=1.132ql；fmax=0.664ql4/100EI跨中部位竹膠板模板的最大強度：Mmax=-0.105×24.6×0.252=-0.161KN.mσmax=Mmax/w=0.161/（1×0.0152/6）×10-3=4.29MPa<[σ]=80MPa底模板最大彎距在B點處，檢算強度通過。Rmax=1.132ql=1.132×24.6×0.25=6.96KN/m。底模板撓度檢算：f=0.664×ql4/（100EI）=0.664×24.03×0.254/[100×6.5×103×(1.00×0.0153/12)]×103=0.353mm<[f]=250/400=0.625mm。模板剛度沒有超過允許范圍，剛度合格。=4\*GB2⑷、翼緣板A區(qū)（竹膠板橫橋向布置2.44m）翼板方木間距為25cm（縱橋向），荷載為：q=20.55KN/m；計算模型按照四跨連續(xù)梁計算。查表得：Mmax=-0.107ql2；Rmax=1.143ql；fmax=0.632ql4/100EI梁中部位竹膠板模板的最大強度：Mmax=-0.107×20.55×0.252=-0.137KN.mσmax=Mmax/w=0.137/（1×0.0152/6）×10-3=3.66MPa<[σ]=80MPa底模板最大彎距在B點處，檢算強度通過。Rmax=1.143ql=1.143×20.55×0.25=5.87KN/m。底模板撓度檢算：f=0.632×ql4/（100EI）=0.632×20.55×0.254/[100×6.5×103×(1.00×0.0153/12)]×103=0.28mm<[f]=250/400=0.625mm。模板剛度沒有超過允許范圍，剛度合格。5.2、側(cè)模板檢算=1\*GB2⑴、側(cè)模板水平荷載：=1\*GB3①、新澆筑的混凝土的側(cè)壓力公式：Pm=K·γ·h，當υ/T≤0.035時：h=0.22+24.9υ/T當υ/T＞0.035時：h=1.53+3.8υ/T外加劑影響修正系數(shù)，摻加緩凝外加劑取K=1.2，混凝土容重γ=26KN/m3估算混凝土灌注速度υ=0.15m/h，入模時混凝土溫度取T=15℃則υ/T=0.15/15=0.01＜0.035按公式得出混凝土有效高度：h=0.22+24.9×0.01=0.469m，側(cè)壓力Pm=1.2×26×0.469=14.64KPa=2\*GB3②、傾倒混凝土對外側(cè)模板產(chǎn)生的水平荷載：側(cè)模板是豎直模板，則傾倒混凝土時對側(cè)模板的水平荷載與新澆混凝土的側(cè)壓力相同，P=14.64kpa。=3\*GB3③、振搗混凝土對側(cè)面模板的壓力取4.0KPa。則澆筑時對側(cè)模板水平壓力為P=14.64+14.64+4=33.28KPa=2\*GB2⑵、側(cè)模板受力計算側(cè)模板豎向背帶采用10×10cm方木，肋間距25cm，見圖5-4，側(cè)模板采用三道鋼管支撐見圖5-5。圖5-4圖5-5單片竹膠板計算模型為八跨連續(xù)梁，按五跨計算為：Mmax=-0.105ql2，R=1.132ql，f=0.664ql4/100EI。彎矩Mmax=-0.105ql2=-0.105×33.28×0.252=-0.218KN.m竹膠板強度σ=Mmax/w=-0.218/（1.0×0.0152/6）=5.82MPa<[σ]=55MPa(橫向靜曲)最大撓度為:fmax=0.664ql4/（100EI）=0.664×33.28×0.254/（100×5×106×1.0×0.0153/12）=0.613mm<[f]=250/400=0.625mm。背帶10×10cm方木所受線荷載為：P=1.143ql=1.143×33.28×0.25=9.51KN。=3\*GB2⑶、側(cè)模豎肋方木受力計算側(cè)模豎向方木承受側(cè)邊腹板混凝土側(cè)壓力，豎向肋為10×10cm方木，外側(cè)設(shè)橫肋+鋼管支撐，支撐部位在頂部，中間及底部，計算模型見圖5-6。圖5-6方木承受荷載為q=9.51KN/m,w=0.13/6=1.67×10-4m3。最大彎矩在中間支點處，Mmax=-0.125ql2=-0.125×9.51×0.62=-0.428KN.m；σ=Mmax/w=0.428/1.67×10-4=2.563MPa<[σ]=11Mpa。強度符合要求最大撓度為：f=0.521ql4/100EI=0.521×9.51×0.64/（100×7.7×106×0.10×0.13/12)=0.101mm<[f]=600/400=1.5mm。剛度符合要求?？缰兄c支座反力為R=1.25ql=1.25×9.51×0.6=7.133KN。=4\*GB2⑷、側(cè)模橫肋方木計算腹板橫肋采用10x15cm方木，支點間距為80cm。所受荷載為腹板豎向背帶產(chǎn)生的支點反力，最大為P=5.35KN，荷載間距為0.25m，根據(jù)路橋施工計算手冊，將該分布荷載近似轉(zhuǎn)化為跨中集中荷載為：q=5.35×4=21.4KN計算模型為三等跨連續(xù)梁，見圖5-7圖5-7查施工手冊得：Mmax=0.175ql=0.175×21.4×0.8=2.996KN.m;抗彎強度為σ=Mmax/w=2.996/(0.1×0.152/6)×10-3=7.99MPa<[σ]=11MPa。強度符合要求最大撓度為：f=1.146q13/100EI=1.146×21.4×0.83/（100×7.7×106×0.10×0.153/12)=0.58mm<[f]=800/400=2mm。剛度符合要求。5.3、內(nèi)模竹膠板力學檢算=1\*GB2⑴荷載選擇內(nèi)模頂板采用竹膠板，厚度15mm，竹膠板縱橋向布置（縱橋向布置2.44m），縱橫肋采用10*10cm方木，順橋向縱肋間距30cm（緊貼模板），橫肋間距80cm。內(nèi)膜頂板受靜載G=26+0.7=26.7KN/m2活載Q=2.5+2.0+2.0=6.5KN/m2總荷載為：q=26.7×1.2+6.5×1.4=41.14KN/m=2\*GB2⑵模板、方木強度、剛度計算內(nèi)模板按照四等跨連續(xù)粱（1.22m）進行計算。彎矩Mmax=-0.107×41.14×0.32=-0.397KN.m強度σ=Mmax/w=0.397×103/（1*0.0152/6）=10.6MPa<[σ]=80MPa合格支反力：R=1.143ql=1.143×41.14×0.3=14.11KN最大撓度：f=0.632×ql4/（100EI）=0.632×41.14×0.34/[100×6.5×103×(1.00×0.0153/12)]×103=1.17mm<[f]=300/250=1.2mm。模板剛度沒有超過允許范圍，剛度合格?？v向方木按照三等跨連續(xù)粱（間距0.8m）進行計算。彎矩Mmax=-0.1×14.11×0.82=-0.91KN.m強度σ=Mmax/w=0.91/（0.13/6）×10-3=5.46MPa<[σ]=11MPa強度合格。最大撓度為：f=0.677ql4/100EI=0.677×14.11×0.84/（100×7.7×106×0.10×0.13/12)=0.61mm<[f]=800/250=3.2mm。剛度符合要求。5.4、外模下方木及工字鋼檢算=1\*GB2⑴順橋向支承方木檢算順橋向方木直接支撐竹膠板，在橫梁、漸變段及跨中腹板區(qū)采用10×10cm方木，間距0.2m，其它部位間距0.25m。橫向布置I10工字鋼，順橋向間距最大為0.9m，最小為0.6m，工字鋼上布置方木，計算方木時采用三跨連續(xù)梁模型，支點為工字鋼。1）、縱向支撐方木荷載：橫梁C處竹膠板產(chǎn)生的最大反力：q橫C=Rmax=1.132×65.79×0.2=14.89KN/m；梁跨中（B區(qū)）竹膠板產(chǎn)生的最大反力:q中B=Rmax=1.143ql=1.143×47.86×0.2=10.94KN/m?？缰蠧區(qū)：q中C=Rmax=1.132ql=1.132×24.6×0.25=6.96KN/m。翼緣A區(qū)：q翼A=Rmax=1.143ql=1.143×20.55×0.25=5.87KN/m。方木彎矩Mmax，橫梁C處采用近似五等跨連續(xù)梁進行計算；其他區(qū)域采用四等跨計算。Mmax(橫C)=-0.105q橫Cl2=-0.105×14.89×0.62=-0.5629KN·mMmax(中B)=-0.107q中Bl2=-0.107×10.94×0.92=-0.949KN·mMmax(中C)=-0.107q中Cl2=-0.107×6.96×0.92=-0.604KN·mMmax(翼A)=-0.107q翼Al2=-0.107×5.87×0.92=-0.509KN·m方木抗彎截面模量：W=0.1×0.12/6=1.67×10-4m32）、方木抗彎強度計算：σ橫C=Mmax/w=0.5629KN.m×10-3/1.67×10-4m3=3.371MPa<[σ]=11MPaσ中B=Mmax/w=0.949KN.m×10-3/1.67×10-4m3=5.683MPa<[σ]=11MPaσ中C=Mmax/w=0.604KN.m×10-3/1.67×10-4m3=3.614MPa<[σ]=11MPaσ翼A=Mmax/w=0.509KN.m×10-3/1.67×10-4m3=3.054MPa<[σ]=11MPa結(jié)論：強度合格3）、方木撓度計算橫梁C處：f=0.664ql4/100EI=0.664×14.89×0.64/（100×7.7×103×0.1×0.13/12）=0.19mm<[f]=600/400=1.5mm合格跨中B區(qū)：f=0.632ql4/100EI=0.632×10.94×0.94/(100×7.7×103×0.1×0.13/12)=0.708mm<[f]=900/400=2.25mm剛度合格。跨中C區(qū)f=0.632ql4/100EI=0.632×6.96×0.94/(100×7.7×103×0.1×0.13/12)=0.45mm<[f]=900/400=2.25mm剛度合格。翼緣A區(qū)f=0.632ql4/100EI=0.632×5.87××0.94/(100×7.7×103×0.1×0.13/12)=0.38mm<[f]=900/400=2.25mm剛度合格。、支反力計算順橋向方木對橫向工字鋼產(chǎn)生的最大反力為（僅計算橫梁C處及跨中B區(qū)）：橫梁C處：RB=1.132×14.89×0.6=10.11KN；跨中B區(qū)：RB=1.143×10.94×0.9=11.254KN；=2\*GB2⑵橫向工字鋼檢算1）、荷載和計算模型橫梁處支架間間距橫向為60cm，取橫梁處2.0米長，計算時按照三等跨連續(xù)梁計算，L=0.6m，10工字鋼上按照近似集中荷載布置，Q橫=8.51×4=34.04KN計算簡圖如下：橫梁處工字鋼計算模型跨中B區(qū)的工字鋼跨度為60cm，QB=13.075×3.4=44.46KN；計算簡圖參照上圖2）、橫梁處橫向工字鋼強度、剛度檢算：在橫梁處，橫向工字鋼的彎矩計算按照三等跨連續(xù)梁計算，跨度0.6m.。Mmax=KqL=0.175×34.04×0.6=3.57KN·mσ=Mmax/w=3.57/49×103=72.9MPa<[σ]=215MPa合格。剪力為：Q=1.156q=1.156×34.04=39.4KNτ=Q/A=39.4/(14.33×10-4)×10-3=27.5MPa<[τ]=120MPa合格。最大撓度為：f=1.146ql3/100EI=1.146×34.04×0.63/(100×2.06×108×245×10-8)=0.17mm<[f]=600/400=1.5mm，剛度合格。3）、跨中B區(qū)橫向工字鋼強度、剛度檢算Mmax=KqL=0.175×44.46×0.6=4.67KN·mσ=Mmax/w=4.67/49×103=95.31MPa<[σ]=215MPa合格剪力為：Q=1.156q=1.156×44.46=51.4KN。τ=Q/A=51.4/(14.33×10-4)×10-3=35.87MPa<[τ]=120MPa合格最大撓度為：f=1.146ql3/100EI=1.146×44.46×0.63/(100×2.06×108×245×10-8)=0.22mm<[f]=600/400=1.5mm，剛度合格。其他區(qū)域均小于上述區(qū)域，在此不再計算。通過計算，得出工字鋼最大彎矩為Mmax=4.67KN.m。最大正應(yīng)力為σ=95.31MPa<[σ]=215MPa合格。最大剪切應(yīng)力為τ=35.81MPa<[τ]=120MPa合格。最大撓度為f=0.22mm<[f]=600/400=1.5mm，剛度合格。最大支座反力分布在跨中B區(qū)為44.64+0.06=44.7KN，即為鋼管承載力。=3\*GB2⑶頂托或底托、調(diào)節(jié)桿受力計算鋼管支架頂部采用調(diào)節(jié)桿和頂托，支撐工字鋼、方木以及箱梁荷載。調(diào)節(jié)桿采用Φ48×3.5mm鋼管，鋼管中間留孔，孔徑φ16mm，栓釘為II級鋼筋φ16mm。根據(jù)以上計算：跨中調(diào)節(jié)桿受力最大為：P=44.7KN。銷釘受力檢算：銷釘面積為Ao=3.14×162/4=200.96mm2；剪應(yīng)力為T=44.7/（2×200.96×10-6）×10-3=111.22MPa<[fυ]=1.3×125MPa=162MPa（臨時結(jié)構(gòu)允許擴大1.3倍）符合要求。結(jié)論：所有銷釘均采用φ16mmII級鋼筋。5.5、支架強度及穩(wěn)定性計算=1\*GB2⑴強度檢算考慮桿件最不利情況，鋼管受豎向荷載為：跨中B區(qū)，立桿橫向間距0.6m，縱向間距最大0.9m，步距1.2m。取最大處為N=44.7kN。=2\*GB2⑵鋼管容許承載力支架立桿軸向力計算公式為：腳手架結(jié)構(gòu)自重標準值產(chǎn)生的軸向力（KN）腳手架及構(gòu)配件結(jié)構(gòu)自重標準值產(chǎn)生的軸向力（KN）施工荷載產(chǎn)生的軸向力（KN）立桿高度按照9.5米計算(考慮最高支架)：=9.3×38.5×10-3+0.1=0.458KN；=（0.9+0.6）×8×38.4×10-3=0.460KN；=44.7KN軸向力=1.2×（0.458+0.460）+1.4×44.7=63.7KN。演算應(yīng)符合軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)；立桿橫截面面積（mm2）鋼材的抗拉、抗壓、抗彎強度設(shè)計值（取205N/mm2）。長細比為=120/1.58=76＜150;查表，穩(wěn)定系數(shù)φ=0.744則一根立桿的容許承載力為：[N]=φAf=0.744×4.89×205×10-1=74.58KNN＜[N]合格。5.6、抗風荷載計算南通地區(qū)基本風壓ω0=0.5kN/m2，風壓高度系數(shù)μz=1.17/0.62，體型系數(shù)μs=0.80，安全網(wǎng)抗風系數(shù)φ0=0.8（按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取值）。鋼管為Φ48×3.5mm，A=489mm2，抗彎模量W=5.08×103mm3①求得風荷載標準值：ωk=1.0×1.17×0.8×0.5=0.468kN/m2②作用在立桿上的計算值：ω=γa·b·l·ωk=1.4×1.2×0.9×0.468=0.7kN/m2③立桿彎矩：(按照一端固定,一端簡支)M=9×0.7×1.2×1