1、 10#块托架计算书1、工程概况穗莞深城际新塘至洪梅段东江北干流特大桥位于广州市新塘镇、东莞市麻涌和中堂境内。新塘镇内线路位于港口大道中央绿化带，两侧房屋、厂房密集，交通较为便利，麻涌与中堂境内均为农田，东江北干流特大桥起点与新塘站特大桥连接，终点与中堂站特大桥连接。该特大桥共有十联现浇连续梁，其中东江北干流特大桥有四联（30+45+30）m 悬臂现浇连续梁，下部均为实体墩、钻孔桩基础。 （30+45+30）m 悬臂现浇连续梁梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。全桥箱梁顶宽 11.6m，防护墙内侧净宽 8.4m，桥上人行道宽 1.35m。0#节段底宽 4.2684.438m，顶板厚 0.35m
2、，腹板厚分别为 0.60m 和 0.75m，按折线变化，局部加厚到 0.942m；底板厚 0.50.55m，按折线变化。底板设 3030cm 梗肋，顶板设 7525cm 梗肋。0#节段设横隔板，并设有孔洞，横隔板厚度为 1. 6m。截面中心梁高 3.2m，梁底按圆曲线变化，曲线半径 R=20553.1cm。中支座横桥向中心距 3.9m。2、计算依据1、 新建铁路穗莞深城际施工图设计2、 混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）3、 铁路桥涵地基和基础设计规范（JTG D63-2007）4、 钢结构设计规范 （GB 50017-2003）5、 路桥施工计算手册6、 铁路混凝土梁支架法现浇
3、施工技术规程(TB 101102011)7、 midas/civil计算软件28、 铁路桥涵施工规范 （TB 10203-2002）3、设计载荷取值及荷载组合（1）砼自重：=26KN/m 3。（2）支架各构件自重：按规范取值，钢模板按 1.5KPa。（3）施工人员及施工荷载。1）对模板及直接支承模板的拱架，取 2.5KPa。2）对支承拱架，取 1.5KPa。3）对支架立柱或支承拱架的其他结构，取 1.0KPa。（4）振捣荷载：取 2 kN/。计算底模板及支架强度时，荷载组合为：（1）+（2）+（3）+（4）验算底模板及支架刚度时，荷载组合为：（1）+（2）4、材料特性及变形控制4.1、木材容许
4、应力及弹性模量按JTJ025-86标准（P50页表2.1.9） ，木材容重为=7.0KN/m 3，容许应力如下表：木材容许应力（MPa）材质顺纹受压及承压应力a顺纹弯应力 w弯曲剪应力弹性模量E马尾松 12 12 1.9 9103MPa杉 木 11.0 11.0 1.7 9103MPa4.2、竹胶板容许应力及弹性模量3竹胶板容重为=9.0KN/m3。竹胶板容许应力（MPa）材质顺纹受压及承压应力a顺纹弯应力 w弯曲剪应力弹性模量E竹胶板 90 27 1.2 6103MPa4.3、钢的材料特性：弹性模量 52.10MPaEQ235：175MPa =100MPa 承压应力： 240MPaxc4.4
5、、查建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范有 Q235 钢管的材料特性如下表表 1 钢材的强度和弹性模量（N/mm 2）P235A 钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值 205弹性模量 2.05105表 2 钢管截面特性外径F（mm）壁厚t（mm）截面积A（cm 2）截面惯性矩I（cm 4）截面模量W（cm 3）回转半径I（cm）48 3.5 4.89 12.19 5.08 1.584.5、变形控制主要承重构件L/400;次要构件L/500;45、详细计算本次计算假定(30+45+30)m 梁 0 号块一次浇筑完成，计算采用容许应力法，荷载的计算只取荷载的标准值，不考虑荷载分项系数。托架结构形式如下图所示
6、： 90307517506495 450194501616035.1、箱梁底模验算本施工方案箱梁底模采用一类一等品厚度 15mm 竹胶板，底模竹胶板下方横向均设置 10cm10cm 方木，间距 15cm。由于根部腹板板为箱梁自重最大处（箱梁根部截面最大高度 3.31m） ，因此仅对腹板处进行底模板受力验算。现取1m 板宽进行计算，由于模板的连续性，在均匀荷载的作用下，计算时按 5 跨等跨连续梁计算路桥施工计算手册P765 页 ，附表 2-11 五跨等跨连续梁内力和挠度系数5.1.1、强度验算 EDCBAqF5竹胶板受力计算简图1） 截面特性：A=bh=10.015=0.015m 2W=bh2/
7、6=10.01526=5.410-5m3=3.75104mm3I=bh3/12=1.00.015312=4.910-7m4=2.8105mm42） 荷载组合：q=（263.31+0.0189）1+(2+2.5) 1=90.7kN/m.3） 内力计算：支点 B 负弯矩最大M 支 =-0.105ql2=-0.10590.70.152=-0.21KN.m max=M 支 /W=-0.21106（3.7510 4）=-5.7Mpa w=27MPa 满足要求。5.1.2、刚度验算：（1）荷载组合：q=263.311+0.01891=86.2kN/m（2）挠度计算：由路桥施工计算手册P765 页 附表 2
8、-11，五跨等跨连续梁内力和挠度系数可知：挠度最大在第一跨，计算跨度 15cm。fmax=0.664ql4/100EI=0.66486.21030.154 (10061031062.810-7)=0.2mmf=150/400=0.38m6所以刚度满足要求。5.2、横向方木承载力验算5.2.1、强度验算取腹板处最不利荷载计算，腹板处横向方木采用 1010cm 方木，其纵向间距为 15cm，横向跨度为 30cm，截面惯性矩 ，32540.18.3102bhI m作用于方木上的线荷载q=（263.31+0.0189）0.15+(2+2.5) 0.15=13.6kN/m.跨中弯矩 =13.60.30.
9、3/8=0.15kN*m.28qlM则 =0.9MPaw=11Mpa ，满足要求。620.15*/60/NmWbh5.2.2、刚度验算1）荷载组合q=（263.31+0.0189）0.15=13kN/m2）挠度计算 4 4max 355510.0.4/40.75388qlf mflmEI 满足要求。 5.3、纵向方木承载力验算5.3.1、强度验算取腹板处最不利荷载计算，腹板处纵向方木采用 1010cm 方木，其横向间7距为 30cm，纵向跨度为 60cm，截面惯性矩 ，32540.18.3102bhI m作用于方木上的线荷载q=（263.31+0.0189）0.3+(2+2.5) 0.3=27
10、.2kN/m.跨中弯矩 =27.20.60.6/8=1.2kN*m.28qlM则 =7.2MPaw=11Mpa ，满足要求。621.0*/NmWbh5.3.2、刚度验算1）荷载组合q=（263.31+0.0189）0.3=26.3kN/m2）挠度计算 4 4max 355526.01.3/401.53881.qlf mflmEI 满足要求。 5.4、碗扣支架验算5.4.1 荷载计算1）恒载: 砼荷载取腹板最不利荷载计算，箱梁腹板处支架水平间距为 6030cm，腹板高度为 3.31m。则单根钢管所受荷载 g1=263.310.60.3=15.5（kN/根）。模板、方木自重（合计取 0.5KPa）
11、8g2=0.50.30.6=0.1（kN/根）。立杆自重（按最大高度 2m 计，采用 483.5mm，单位重量 3.8kg/m）g3=0.0382=0.1kN/根）。横杆自重（步距为 60cm，共计 3 排）g4=0.0383（0.3+0.6）=0.1（kN/根）。2）腹板处活载：施工人员和施工机具行走荷载: 1.5kN/m2, 振捣砼产生的荷载: 2kN/m2。q=（1.5+2）0.30.6=0.6（kN/根）3）风荷载计算根据铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程(TB 101102011)，w k =0.7 Z S w0wk：风荷载标准值（KN/m2） 。 Z：风压高度变化系数，可查建筑施工
12、碗扣式钢管脚手架安全技术规范附录 D 或建筑结构荷载规范 （GB50009-2001）表 7.2.1 风压高度变化系数，地表类型为海岸 A 类，高度为 20m，得 Z =1.63。 S：风荷载体型系数，查建筑结构荷载规范表 7.3.1 风荷载整体体型系数得 S =1.2。w0：各地基本风压（KN/m2） ，查建筑结构荷载规范 ，广州地区五十年一遇风压基本值为 0.5。依据以上对风荷载计算 k=0.7 z s 0=0.71.631.20.5=0.7kN/m29风荷载对立杆产生弯矩按下式计算：201.4/8wxkMlW式中： Mw单肢立杆弯矩（KNm）；Lx立杆纵矩（m）；Wk风荷载标准值（kN/
13、m 2）；l0立杆计算长度（m）。则 21.46.7/80.3wMkNm5.4.2 支架稳定性验算荷载效应组合 单根钢管轴力 N1=15.5+0.1+0.1+0.1+0.6=16.4kN。 单根钢管弯矩 M=0.03KNm。5.4.3、无风荷载时，单肢立杆稳定性验算由于 =600/15.8=38,按 a 类截面查表得 =0.946/li35.4MPa316.4098NA=175MP满足要求。5.4.4、组合风荷载时单肢立杆承载力计算：立杆压弯强度计算：0.9wNMAW式中： W立杆截面模量；带入数据有10=40.7MPa3616.40.910985=175MPa满足要求。5.5、32a 工字钢
14、分配梁计算1）荷载计算托架根部箱梁截面最大，故取托架根部分配梁进行计算，其纵向间距为0.6m，则内腔区域： 26(0.53)1.250.619/q kNmF =99.20.6=60KN。其受力简图如下，单位：cm。 4709F92）内力计算现采用 midas civil 软件建模进行计算如下。11弯曲应力剪应力：位移：12反力3）结论由以上计算知，32a 工字钢横梁最大弯曲应力为 78.3Mpa175MPa 最大剪应力为 22.8MPa=100MPa,最大挠度为 3mm ，均满足要求。/4029/40.5l m5.6、三角托架计算1）荷载计算三角托架采用 2I32a 工字钢双拼制作。根据上述分
15、配梁反力计算结果可以得单侧托架所受荷载 ，计算图示如图，单位9.7KN/0.6m1.2/qkcm。132）内力验算现采用 midas civil 软件建模进行计算，计算结构如下。弯曲应力剪力应力 位移14反力 3）结论由以上计算知，托架最大弯曲应力为 54Mpa175MPa 最大剪应力为 30.7MPa=100MPa，最大挠度为 1mm，均满足要求。托架最大竖向反力 516.9KN，水平螺纹钢拉力最大为 260.2KN。5.7、牛腿分配梁验算根据以上计算，牛腿分配梁所受竖向力为 517KN。分配梁采用 32a 工字钢双拼制作，其结构形式如下所示，单位：mm。分配梁承压面积为 A=29.5400
16、=7600mm2（不考虑肋板）=F/A=51710 3N/7600mm2=68MPa240Mpa (满足要求)5.8、牛腿计算1) 荷载计算151 组托架下牛腿荷载：517KN，共三个牛腿，考虑同时受力，则单个牛腿承受荷载为：N=517/3=172.3KN.牛腿结构如下，单位：mm。2) 牛腿抗剪验算根据以上计算，单片牛腿处反力为 172.3KN。单片牛腿钢板抗剪受力面积：S =0.25m0.02m = 0.005m2，剪应力： = F/S =172.3KN/(0.005m22)=17.2 Mpa100Mpa，满足要求。5.9、32mm 精扎螺纹钢验算单组三角托架水平螺纹钢拉力最大为 F=260.2KN 采用 3 根 32mm 螺纹钢进行固定，抗拉强度设计值 ,考虑 1.3 的不平衡系数，则785pkfMPa=F/A=260.21.3/(33.143232/4)=140.3MPa (满足0.6471pkfMPa要求)6、结论根据以上计算结果，本托架各项指标满足规范要求，安全可靠，可用于施工。
