桥宽9.5m现浇箱梁模板支架计算书1.doc

1、桥宽 9.5m 现浇箱梁模板支架计算书1 设计依据1.1福州市螺洲立交道路工程施工图 ；1.2福州市螺洲立交工程施工组织设计文件；1.3 福州螺洲立交螺洲立交箱梁施工方案 ；1.4公路桥涵设计基本资料 ；1.5钢结构设计规范(GB50017-2003)；1.6路桥施工计算手册 ；1.7建筑施工计算手册 ；1.8建筑施工手册 ；1.9 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范 (JGJ166-2008)；1.10 建筑施工模板安全技术规范(JGJ162-2008)。2 工程概况一般简况螺洲立交项目位于帝封江东岸，连接在建的螺洲大桥与三环路，为新建城市快速道路市政互通桥梁工程。现浇预应力连续箱型梁桥，

2、桥面为沥青混凝土面层。螺洲立交各匝道桥及主线桥左右幅，合计总长 7.8km。A、B、F、G 匝道宽度8.5m， C、D、E、H 匝道宽度 9.5m，主线桥单幅宽度 12.75m。上部构造形式上部结构采用等高度预应力混凝土连续箱式梁设计。梁高 1.8 米，直腹板、斜腹板厚度均为 45 厘米，顶、底板厚 25 厘米(顶底板与腹板接点设计为倒角 )。中横梁宽度为 2.0 米，端横梁宽度为 1.2 米，高度均为 1.8m。桥面横坡为 2%。每联的桥梁跨数 25 跨不等，箱梁施工采用逐孔施工、预应力单端张拉、连接器连接，最后成联的设计。单跨梁长不等，多数梁长在 30m。3 支架设计方案说明3.1 支架形

3、式连续梁为现浇混凝土连续梁，针对实际情况，采用钢管支墩、钢筋砼垫板基础、贝雷梁支架方案( 以跨径 30.00m、桥宽 9.5m 标准断面为例计算)。具体详见图1连续梁贝雷支架立面布置图 、及图 2标准断面图 。图 1 连续梁贝雷支架立面布置图三 角 木 塞 或 顶 托 调 平 及 纵向 8cm方 钢图 2 桥宽 9.5m 支架标准断面图三 角 木 塞 或 顶 托 调 平 及 纵向 8cm方 钢双 拼 I20工 字 钢地 面 线3.2 支架及基础3.2.1 两端支架基础利用桥墩承台，中间支架底部采用 20002000400mm 厚预制钢筋混凝土垫块，地基坐落于分层回填密实的中砂层上，上覆 60c

4、m 厚碎石，压实度 93%。3.2.2 上部采用 426mm钢管(壁厚 8mm)支墩，标准断面每排 4 根(间距：2.4m+2.7m+2.4m)，横向加 10 号槽钢连接，具体见图 1连续梁贝雷支架立面布置图 。3.2.3 钢管支墩上采用 2XI36b 型钢做分配梁。3.3 贝雷梁设计3.3.1 箱梁跨长取 30m，主跨贝雷梁设计最大计算跨度为 10.5m，贝雷梁 6 组，间距 1.8m，双排单层、非加强、 321 型贝雷梁，共 12 片。3.3.2 贝雷梁上设 10cm10cm 方木横向分配梁，间距 75cm。3.3.3 贝雷梁支墩两端悬空部分采用钢管支架加固。3.4 构件特性3.4.1 模

5、板力学性能E=0.1105MPaI=bh3/12=1001.53/12=14.40cm4W=bh2/6=1001.52/6=24.0cm3A=bh=1001.2=120cm23.4.2 100100mm 方木w=13MPaE=1104MPaW=10102/6=166.7cm3I=10103/12=833.3cm43.4.3 贝雷片 (国产、非加强、单层)E=2.1105N/mm2Q=245.2KNM=788.2KNmI=250497.2cm4W=3578.5cm33.4.4 36b 工字钢=215MPaI=16530cm4E=2.1105MPaW=919cm33.4.5 直径 426mm8mm

6、 钢管柱A=105.06cm2Ix=22952.91cm4W=107.760cm3ix=14.781cm4 荷载分析及组合4.1 荷载分析(1)箱梁自重每米箱梁混凝土重=断面面积 容重=5.61m26kN/m=145.6kN。(2)模板自重模板体系荷载按规范取值 1.5kN 每平方米，箱梁底面宽度 4.5m，则每米模板重量为 1.5kN4.5m=6.75kN，即 6.75 kN /m。(3)施工人员及机具及振捣时所产生的荷载根据规范要求，取每平米 8.5kN(设备及人工荷载：2.5Kn/m 2；混凝土浇筑冲击荷载、混凝土振捣荷载均为 2.0KN/m2)，箱梁底面宽度为 4.5m，则每米产生的荷

7、载为 6.5kN4.5m=38.25kN，即 38.25 kN /m。(4)贝雷架重量贝雷架为标准构件，国产、非加强型，自重 350kg/片3.512/3=14kN /m4.2 荷载组合永久荷载：(1)+(2)+(4)可变荷载：(3)荷载组合=(1)+(2)+(4)1.2+(3)1.4(1)+(2)+(4)= 145.6+6.75+14=166.3538.252.8=107.1，取永久荷载分项系数为 1.35.。q=(145.6+6.75+14)1.35+38.251.4=278.12 kN /m荷载通过 100100mm、间距为 750mm 的横向分配方木转化为集中荷载。R=278.120.

8、75= 208.59kN5 各构件受力分析及计算5.1 模板底模采用 12竹胶板，取 1m 宽度进行计算，即 b=1000。底模板为受弯结构，可以看作多跨等跨连续梁，按照三等跨均布荷载作用连续梁计算。5.1.1 腹板模板 (下部方木间距为 20cm)检算q 强=【1.2(1.526+0.12)+1.4(4.0+2.0+2.5)】1=58.844kN/mq 刚=1.2(1.526+0.12)1=46.944 kN/m(1)强度Mmax=0.101ql2=0.10158.8440.22=0.238kNm=M/W=0.2381000/(2410-6)=9.917MPa 0=90MPa，满足要求。(2

9、)挠度f=0.677ql4/100EI=0.67746.9440.24/(1000.110514.4010-8)=0.353mmL/400=200/400=0.5mm，满足要求。5.1.2 底板模板检算 (下部方木间距为 30cm)底板下混凝土重：(0.25+0.25)26=13kN/q 强=【1.2(13+0.15)+1.4(4+2.0+2.5) 】1=27.68 kN/mq 刚=1.2(13+0.15)1=15.78 kN/m(1)强度Mmax=0.101ql2=0.10127.680.32=0.252kNm=M/W=0.2521000/(5410-6)=10.50MPa 0=90MPa，

10、满足要求。(2)挠度f=0.677ql4/100EI=0.67715.780.34/(1000.110528.1310-8)=0.601mmL/400=300/400=0.75mm，满足要求。5.2 纵向方木受力计算纵向方木为 100100mm，横向间距：腹板下为 20cm，底板下为 30cm，搁置在间距为 750mm 的分配方木上。截面地抗矩：W=bh 2/6=0.10.12/6=1.6710-4m3截面惯性矩：I=bh 3/12=0.10.13/12=8.310-6m45.2.1 腹板下方木承载力计算荷载组合：q 强=【1.2(1.826+0.15)+1.4(4.0+2.0+2.5)】0.

11、2=13.648kN/mq 刚=1.2(1.826+0.15)0.2=11.268 kN/m强度：Mmax=0.101ql2=0.10113.6480.452=0.276kNm=M/W=0.28610/1.67=1.71MPa 0=10MPa，满足要求。挠度：E=0.1105Mpa I=bh3/12=1001001003/12=8.33106mm4f=0.677ql4/100EI=0.67711.2681063004/(1000.11058.33106)=0.08mmL/400=300/400=0.75mm，刚度满足要求。5.2.2 底板下方木承载力计算由于底板线荷载均小于腹板线荷载，因此底板

12、的抗弯强度及刚度也满足要求，不再计算。5.3 100100mm 方木图 3 现浇箱梁横断面区域划分100100mm、间距为 750mm 的横向分配方木受力简图如下：图 4 100100mm 方木受力图根据不同断面面积，混凝土箱梁横断面上重力分配如下：SG1=1.306SG2=3.152SG3=1.204S=1.306+3.152+1.204=5.662根据面积比例分配受力RG1=1.306/5.662208.59/2=24.06kNRG2=3.152/5.662208.59/2=58.06 kN q1=58.06/1.721=33.74kN /mRG3=1.204/5.662208.59=44

13、.36kN q2=44.36/2.526=17.56kN /m100100mm 方木，其容许应力、弹性模量分别取值为： w=13Mpa，E=110 4Mpa。 1010cm 方木的截面特性为：W=10102/6=(166.7)cm3，I=1010 3/12=(833.3)cm4方木承受最大弯矩为Mmax=0.125ql2=0.125*33.74*1.721*1.721=12.49KNm，则：w=12.49106/(166.7104)=7.5Mpa w=11MPa，满足要求。f=0.677ql4/100EI=0.67712.491069004/(1000.11010833.3105)=0.67m

14、mL/400=900/400=2.25mm，刚度满足要求。根据支架方案，在两侧的翼板下增加立杆，间距 900mm，可显著提高该部位的方木受力特性。5.4 贝雷梁E=2.1105N/mm2，Q=245.2kN ，M=788.2kNm，I=250497.2cm 4，W=3578.5cm 3。以 9.5m 宽箱梁为计算断面，共布置 12 片贝雷片，按(2.25+10.5+4.5+10.5+2.25)计算。q=12.56/0.3=41.89kN/m，贝雷梁所受弯矩、剪力如下图所示：图 5 贝雷梁弯矩图图 6 贝雷梁剪力图M=492.9M=788.2(kNm)Q=219.61(KN)Q= 245.2(k

15、N)强度满足要求。贝雷架挠度验算：相邻支架最大跨度计算，取 10.50m 进行验算：允许挠度f=L/4=10500/400=26.25mm弹性挠度：f=5ql 4/384EI=541.89105004/(3842.1105250500104)=12.603mm销间挠度：n=12.0/3.0=4 ，f=0.05(n 2)=0.05(42)=8.0mm腹杆引起的挠度： =(tg45+ctg45)flhctgKf 1.5/10.521.50=3.601mm则：f=12.603+8.0+3.603=24.204f =26.25mm。刚度满足要求。5.5 采用 midas 进行结构受力计算，双拼 36b

16、 工字钢受力分析如下：100mm100mm 方木下为贝雷梁，贝雷梁简化为简支结构分析。贝雷架上的均布荷载 q=100100mm 方木对贝雷架的集中荷载0.75m双拼 36b 工字钢支反力 R=q(2.25+10.5+2.25)2计算贝雷架所受均布荷载及 36b 工字钢支反力见下表：36b 工字钢支反力计算表节点编号 荷载类型 FZ(KN) q(KN/m) R(KN)2 恒载 -0.73034 -1.78231 -11.13943 恒载 10.72487 26.17276 163.57974 恒载 8.226629 20.0765 125.47815 恒载 17.15986 41.87836 2

17、61.73976 恒载 13.32087 32.50762 203.17267 恒载 8.268312 20.17471 126.09198 恒载 8.268312 20.17471 126.09199 恒载 13.32087 32.50762 203.172610 恒载 17.15986 41.87836 261.739711 恒载 8.226629 20.0765 125.478112 恒载 10.72487 26.17276 163.579713 恒载 -0.73034 -1.78231 -11.1394双拼 36b 工字钢做分配梁，4268mm 钢管支撑，受力分析图如下：图 7 双拼

18、36b 工字钢受力分析图图 8 36b 工字钢弯矩图图 9 36b 工字钢剪力图图 10 36b 工字钢变形图36b 工字钢， =2215=430mpa，I=216530cm 4，E=2.110 5Mpa，W=2919cm 3由图 11 可知，工字钢的最大弯矩 Mmax=101kNm 则：w=Mmax/W=98.5103/(2919)=53.59 =430MPaQmax=221KN=430mpa，满足要求双拼工字钢截面可简化为箱型截面，由图 10 可以看出，工字钢最大挠度为2.69mm2700/400=6.75mm，满足要求。根据支架方案，在两侧的翼板下增加立杆，间距 900mm，可显著提高该

19、部位的方木受力特性。5.6 钢柱计算钢管支柱顶端承受的压力为 550.38kN。支架钢柱采用直径 426mm，t=8mm 的钢立柱，其中钢立柱的截面特性为：A=105.06cm2，I=22952.91cm 4，W=1487.89cm 3，i=14.781cm受压构件强度：=N/An=550.38/(105.0610-4)10-3=52.387MPa215MPa(Q235 钢)受压构件长细比验算：L/i=18m/0.14781=121.78150( 最高墩约 18m)受压构件局部稳定性：外径/壁厚=426/8=53.25 100(235/fy)=100结论：钢立柱的应力和稳定性均满足要求。5.7

20、 基础承载力验算a、钢管下端与混凝土预制块接触处设 55055010mm 钢板，混凝土预制块厚度为 40cm，强度等级定为 C30，轴向抗压强度设计值为 14.3MPa，抗拉强度设计值为 1.43Mpa。钢管支柱顶端承受的最大压力为 550.38kN，单根钢管重18m82.468kg/m/10009.8=14.55KN。=F/A=(550.38+14.55)103/(600600)=1.868MPa11MPa，满足要求。地基处理采用 600厚碎石，压实度 93%，经过试验，地基承载力不小于200Kpa。取=200kpa 。基础支撑面积为 2.02.0m，A=4.0，钢筋混凝土基础板自重=2.02.00.425=40.0KN，不考虑刚性角。则：=F/A=(550.38+14.55+40.0)/(2.0*2.0)=151.233kPa=200kPab、水中钢管桩基础：用 60t 振动锤插打至不动及地质勘探图进入持力层双控。钢管桩插打深度如下表桥跨 施工插打深度 （m）ZL26-ZL29 24ZL11-ZL12 20ZR10-ZR11 16ZR26-ZR28 16ZL10-ZL11 20ZR12-ZR13 20A5-A8 24B0-B2 24E28-E29 24D4-D6 12H11-H13 24E13-E15 17结论：基础满足要求6 结论通过计算，该支架满足安全要求。