碗扣支架計算書

1、西安至銀川高鐵DK110+217DK138+151.98板溝特大橋( 40+64+40) m 連續(xù)梁橋現(xiàn)澆支架計算書中鐵局集團有限公司陜西通宇公路研究所有限公司二零一七年四月第一部分 概述、編制依據(jù)1、現(xiàn)行鐵路工程施工技術(shù)指南、規(guī)程、驗收標準及工程建設(shè)的相關(guān)文件；2、施工單位提供的有關(guān)資料。二、計算及參考依據(jù)計算及參考的依據(jù)主要有：1、鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程( TB10110-2011)2、鐵路橋涵施工規(guī)范( TB10203-2002)3、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范( GB50009-2012)4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范( GB50017-2014)5、鐵路橋涵鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(

2、TB10002.3-2005 )6、鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范( TB10002.1-2005 )三、工程概況西安至銀川高鐵 DK110+217DK138+151.9干板溝特大橋(40+64+40) m連續(xù)梁橋，采用支架現(xiàn)澆法施工，箱梁為變截面箱梁。本橋采用雙線矩形空心橋臺基礎(chǔ)，圓端形實體橋墩、圓端形空心橋墩，樁基共有©150、© 125兩種形式，全橋均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。第二部分 現(xiàn)澆支架計算、支架布置干板溝特大橋支架體系自上而下依次為 6mn定制鋼模，I20工字鋼分配梁,48X 3.5碗口腳手架，立桿底托安置在厚30cmC20混凝土硬化層上，采用15cmX 10cm木墊板支墊

3、，縱橋向立桿間距為 60cm橫橋向立桿間距60cm立桿步距60cm 12#，11#橋墩兩側(cè)梁體腹板區(qū)橫、縱橋向立桿間距加密為30cm 10#、13#現(xiàn)澆直線段橫橋向立桿間距加密為 30cm支架在橋縱向每360cm間距設(shè)置剪力撐，剪力桿與地面成45度，剪力撐按構(gòu)造要求布置。支架布置示意圖如下所示。12T 3號墩縱橋向支架示意圖I?QCnnRQnv應(yīng)11'I rtuur""器SS目SSSSSuuiS!S!ES!RHLLJMU_口代236圖1縱橋向支架布置圖（單位:cm)fZOg70235*5Sfi5jagaIMil!：S.二堆二、荷載分析施工期間需要考慮的荷載有： 混凝

4、土自重、 模板及其它支撐體系自重、 支架 自重、施工荷載、混凝土振搗荷載等。各項荷載按照鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆 施工技術(shù)規(guī)程(TB10110-2011)取用。根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱梁的結(jié)構(gòu)特點，在施工過程中將涉及到以下荷載形式：q1 箱梁自重荷載。q2 箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐、分配梁荷載。q3 施工人員、施工材料和機具荷載。q4 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載。q5 新澆混凝土對沖擊壓力。q6 風荷載q1混凝土容重按26kN/m計。(1)( 2)( 3)( 4)( 5)( 6)21.2KN/m2、其中：q2 箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐，分配梁荷載分別為2.2 KN/m2、1.3 KN/m 2

5、、 2 . 3 5 KN/m2。2q3施工人員和機具等荷載為1.0 KN/m ;q4混凝土振搗荷載按2.0 KN/m2取值；q5澆筑混凝土時的沖擊荷載按2.0 KN/m2取值；s zw0 計算q6 風荷載按公式 wk 0.7強度荷載組合采用 1.2 倍的( 1) +(2)恒載與 1.4 倍的( 3) +(4) +(5) 活載。剛度荷載組合采用( 1) + (2)恒載。穩(wěn)定性計算荷載組合采用1.2 倍的(1) + (2)恒載與 1.4 X 0.9 倍的(3) + (4) + (5) + (6)。因為 10號與 1 3號墩周圍支架布置形式以及支架上方梁體結(jié)構(gòu)相同，且 13號墩身高度大于 1 0號墩

6、，按照最不利條件驗算，驗算 1 3號周圍支架結(jié)構(gòu)。同理，比較12號墩與 11 號墩，驗算 1 2號墩周圍支架結(jié)構(gòu)。 1 3號墩上的梁塊為 9#梁塊， 12 號墩上的梁塊為 1 號梁塊。w亠1:1003K1.3»1. 3K1 一300(-3M IKCi1 !ce1 i»m 11螂 13»|11111111:么么/yzyzzz/z/z/zy7I覺©fi*80crr曲逼*1 確*JL圖4 12號墩上的1#梁塊/r m三、底模板檢算模板面板為5mm勺q235鋼板，面板下為10#槽鋼橫向分布肋，間距為0.19m、0.39m豎向肋板為5mn鋼板，間距為0.3m、0.

7、2m。所有連接孔用M20螺栓。Mil-L模板材料的力學特性1模板面板、縱肋均采用q235鋼板厚5mn鋼板(取0.3m寬計算)彈性模量：E= 2X 105 MPa截面慣性矩：I = (b X h3)/12= 300 X 53/12=3125 mm 截面抗矩： W (b X h2)/6= 300 X 52/6=1250mm容許彎應(yīng)力：S容=145MPa 容許剪應(yīng)力：T容= 85MPa截面積：S= 300X 5= 1500mm2、10#曹鋼豎向肋(橫向分布肋)彈性模量：E= 2X 105 MPa截面慣性矩：I = 198.3cm4截面抗矩：W 39.4cm3容許彎應(yīng)力：8容=145 MPa容許剪應(yīng)力

8、：工容=85MPa 截面積：S= 12.74cm2因為在9#梁塊腹板下的鋼模板處在最不利條件下， 驗算取本塊模板進行計算。9#梁塊腹板下的鋼模板驗算(1)面板選用梁體腹板下0.39m X 0.2m板格進行計算，板格所受面載為q= 1.2 X(6.05 X26 + 7.05) + 1.4 X6.5= 206.32kN/ m本塊模板屬于空間受力板單元結(jié)構(gòu)， 其邊界條件可簡化為2面簡支2面固定，在Midas FEA中建立模型 r其應(yīng)力云圖結(jié)果如下|( -111!*:3*S 噸嗓3；y扌寺芬Hew：?：賢JX-CLW'irsnrS':;ih4?iiM4'，2 叮' IT

9、CZni iT*.ir4 KT AMU I h 寸Kiadl-?Ma?7k-WIDVr»MB0-I Ifebb-ilu.1 WlhlF-OR i-fU；.i-=UU-10在模板中心的上頂面出現(xiàn)最大應(yīng)力-148.3 MP av215M Pa滿足強度要求其變形結(jié)果如下圖所示>:y【眄備. We iTr I iwMt'卜即 45£3aiH-DI 心 4 »11 + 幸 lr*Ulx|r宀創(chuàng)iDjijufecra10?最大縱向變形為0.644mmvL/400=0.975mm變形滿足要求。四、底模下橫向工字鋼檢算9#梁塊底模下的橫向工字鋼驗算橫向分布梁采用I2

10、0工字鋼，鋼材抗彎強度設(shè)計值215MPa彈性模量206GPa腹板下工字梁承受的荷載為:強度荷載組合：1.2 X (3.05 X 26+7.05) X 0.6+1.4 X 5.5 X 0.6=66.792kN/m剛度荷載組合：(3.05 X 26+7.05) X 0.6=51.81kN/m底板下的縱向方木承受的荷載為:強度荷載組合：1.2 X (1.8 X 26+7.05) X 0.6+1.4 X 5.5 X 0.6=43.392kN/m剛度荷載組合：(1.8 X 26+7.05) X 0.6=32.31kN/m計算時采用腹板下的荷載數(shù)值。1、應(yīng)力驗算荷載q=66.792kN/m,按連續(xù)梁驗算。

11、截面抵抗矩W= 141.3?截面抗彎強度(7 =? 66.792 X 0.3 X 1C6-、亠卄，10 X 237 5= 2.536? 215.0?抗彎強度滿足要求。截面抗剪強度?0.6?0.6 X66.792 X103 X0.3T= 1.5?= 1.5= 1.5 X2= 3.39?< 125?抗剪強度滿足要求。2、變形驗算35.5 X102E = 2.06 X 105?;? 2370?截面最大撓度?0.677 X 51810 X6004600?= 0 677= = 0 6?< ?=100? 100 X2.06 X105 X2370 X10000-400=1.5?0.677 X 5

12、1810 X6004剛度滿足要求。綜上，橫向工字鋼安全滿足要求。1#梁塊底模下的橫向工字鋼驗算橫向分配梁采用120工字鋼，工字鋼分配梁間距為0.3m,其均布荷載分布將下圖。計算時采用腹板下的荷載數(shù)值。腹板下的橫向工字鋼承受的荷載為:強度荷載組合：1.2 X (6.05 X 26+7.05) X 0.3+1.4 X 6.5 X 0.3=61.89kN/m剛度荷載組合：(6.05 X 26+7.05) X 0.3=49.31kN/mql 261 89 X 023X 1c6歸=10X 237 ；館=2.36M Pav 215 MP a,抗彎強度滿足要求。(T =截面抗剪強度V 0.6ql0.6 X

13、61.89 X103 X(0.3)T= 1.5-= 1.5= 1.5 X = 4.71MPav 125?AA抗剪強度滿足要求。(2)變形驗算3550E = 2.06 X105MPa;I= 2370cm 4截面最大撓度ql4 co = 0.677 100EI0.677 X 49310 X3004600100 X2.06 X105 X10000 X2370 =.400=1.5mm剛度滿足要求。五、支架立桿檢算考慮到碗扣支架的周轉(zhuǎn)使用，給支架一個折舊系數(shù)0.8。9#梁塊下支架立桿檢算1.立桿強度驗算295J -i3S1 -科5-11411昶b1:100Zgs 1MO1葩圖5 13#橋墩支座上梁體截面

14、(1)腹板下立桿荷載分析：碗扣式立桿分布 60cmX 30cm,層距60cm。連續(xù)梁單側(cè)腹板面積：a=3.66m2;腹板處斷面面積為 3.66m2, 3.66 X 26/1.2 = 79.3kN/m2 , 單根立桿的計算恒載：(79.3+1.2+1.3+2.2+2.35 )X 0.6 X 0.3=15.54kN單根立桿的計算活載：5X 0.6 X 0.3=0.9kN則單根立桿受力為：N= 1.2 X 15.54+1.4 X 0.9=19.91kN < 40kN X 0.8=32kN(滿足)。(2)中底板下立桿荷載分析：碗扣式立桿分布60cmX 60cm,層距60cm連續(xù)梁中底板面積：b=

15、7.74m2 7.74 X 26/4.3 = 46.8kN/m2,單根立桿的計算恒載：(46.8+1.2+1.3+2.2+2.35 )X 0.6 X 0.6=19.39kN單根立桿的計算活載：5X 0.6 X 0.6=1.8kN則單根立桿受力為：N= 1.2 X 19.39+1.4 X 1.8=25.788kN < 40kN X 0.8=32kN (滿足)。2. 立桿穩(wěn)定性(1)立桿計算長度Lo=M距 +2a=1.9m,其中層距 0.6m。0.65m。a-模板支架立桿伸出頂層水平桿中心線至模板支撐點長度，取(2)鋼管截面特性外直徑48mm壁厚3.5mm截面積A=4.893cni,慣性矩I

16、=12.187cm4，回轉(zhuǎn)半徑r=1.578cm,立桿截面抵抗矩K W=5.08cm 3。(3)立桿穩(wěn)定性計算長細比入=Lo/r=190/1.578=120,查表知折減系數(shù)© =0.437不考慮風荷載N_max/© A= (25.788 X 103) /(0.437 X 4.893 X 102) =120.6MPa考慮風荷載：作用于腳手架上的水平風荷載標準值，按下式計算:Wk =0.7 口z as 3°式中：風壓高度變化系數(shù)； 腳手架風荷載體型系數(shù)；W0基本風壓；根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)，橋位處地面粗糙程度為 B類, 風壓咼度變化系數(shù)a取1

17、.13，如表所示：風壓高度變化系數(shù)離地面咼度510152030405060風壓高度變化系數(shù)1.001.001.131.231.391.521.621.71Us為腳手架風荷載體型系數(shù)，根據(jù)規(guī)范，敞開式腳手架的風載體型系數(shù)as ustw , ustw值是將腳手架視為桁架，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2015)單榀桁架的體型系數(shù)ns1畑，對于圓形截面桿件，a0=1.2 ,為擋風系數(shù)：AnAwAn為桁架構(gòu)件和節(jié)點擋風的凈投影面積, 影面積：Aw為桁架構(gòu)件和節(jié)點迎風的凈投Aw 0.6 0.6 0.36m2 ,Aw(0.6 0.60.62 0.62) 0.048 0.098m2,所以擋風系數(shù):A

18、nAw0.0980.360.272 ,所以桁架的體型系數(shù):Ms1so0.2721.20.326腳手架沿橫橋向有26排,所以:W = 0.326 X 26 = 8.476牝為基本風壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)中全國基本風壓 分布，西安地區(qū)10年一遇基本風壓3。0.25kN/m2 , 50年一遇基本風壓w0 0.35kN/m2 , 100年一遇基本風壓«0 0.40kN/m2 對于100年一遇的風 荷載，離地面高度15m時，得水平風荷載標準值為3k =0.7 X1.13 X8.476 X0.4 = 2.6811.4 oWkLxLo2 1.4 X 1 X2.681 X

19、 0.6 X1.928 80.9M0.9 X1.016* =0.18 MPaW 5.08 X 1O-60.9M-= 120.6 + 0.18 = 120.78MPa < 215MPa X0.8Nmax c= ©A +=1.016N ?m=172 MPa結(jié)論：13#墩連續(xù)梁端立桿穩(wěn)定性。3.碗口式支架豎向位移計算(中底板)Q1H&P+?式中Q1立桿計算恒載;立桿總咼度;鋼材彈性模量;立桿接頭變形；立桿截面面積，S x=(19.39 X 103x 13X 1O3)/(2.O6 X 105x 4.893 X 102 )+21=2.5+21=23.5mm1#梁塊下支架立桿檢算a

20、sjK¥r*J-I y"II7IIII卬» 1, 忙1溶jBaL II那 ij 11( Jr lssj11"1 "1LBJ圖6 14#橋墩支座上梁體截面1.立桿強度驗算(1)腹板下立桿荷載分析：碗扣式立桿分布30cmX 30cm連續(xù)梁單側(cè)最大截面腹板面積:層距60cma=10.285m2;連續(xù)梁單側(cè)最大截面中板面積:b=4.3m2;腹板處斷面面積為 10.285 m2，10.285 X 26/1.7 = 157.3kN/m2,單根立桿的計算恒載：(157.3+4.7+2.35 )X 0.3 X 0.3=14.79kN單根立桿的計算活載：5X 0

21、.3 X 0.3=0.45kN則單根立桿受力為：1.2 X 14.79+1.4 X 0.45 = 18.38kN < 40 kNX 0.8=32kN(滿足門。(2)底板下立桿荷載分析 碗扣立桿分布60cmX 60cm層距60cmt底板處斷面面積為 4.3m2, 4.3 X 26/2.15 = 52kN/m2,單根立桿的計算恒載：(52+4.7+2.35 )X 0.6 X 0.6=21.258kN單根立桿的計算活載：5X 0.6 X 0.6=1.8kN則單根立桿受力為：1.2 X 21.258+1.4 X 1.8 = 28.03kN < 40 kNX 0.8=32kN(滿足門。2、立

22、桿穩(wěn)定性立桿計算長度Lo=l層距+2a=1.9m,其中層距0.6m。0.65m。a-模板支架立桿伸出頂層水平桿中心線至模板支撐點長度，取鋼管截面特性外直徑 48mm壁厚3.5mm 截面積 A=4.893cni，慣性矩l=12.187cm4，回 轉(zhuǎn)半徑r=1.578cm，立桿截面抵抗矩 W=5.0SCm3。立桿穩(wěn)定性計算長細比 入=Lo/r=1 20/1.578=120.4，查表知折減系數(shù) © =0. 437不考慮風荷載NmaX© A= (28.03 x 103) / (0.437 X 4. 893X 102) =131.09MPoc 215MPaX0.8=172 MPa考慮

23、風荷載后，風荷載計算方法與 13#墩同理Nmax0.9M（T= += 131.09 + 0.18 = 131.27MPa < 172MPa:©A W結(jié)論：立桿穩(wěn)定性滿足3. 碗口式支架豎向位移計算（腹底板）Q1H'=阪+?式中Q1 立桿計算恒載;立桿總高度； 鋼材彈性模量;立桿接頭變形;-立桿截面面積，29.583 X103 X 13 X 103& =775 , CCC 772 + 33 = 3.8 + 33 = 36.8mm2.06 X 105 X 4.893 X102六. 臨時鋼管柱驗算1#梁塊下臨時鋼管柱驗算在主墩兩側(cè)的承臺上分別支立 2根© 6

24、09mn壁厚16mm勺鋼管作為臨時支撐。兩個鋼管橫向間距為兩米。鋼管頂?shù)撞坑弥睆?#169;800mn厚16mn的鋼板封口。封底鋼板預(yù)埋在承臺內(nèi)，封頂鋼板與 0#塊底板混凝土表面接觸，鋼板上設(shè)© 25錨固鋼筋和鋼板滿焊。每側(cè)2根鋼管內(nèi)預(yù)埋共4根精軋螺紋鋼，一端預(yù)埋在承臺內(nèi), 深入承臺底部，一端從鋼管中穿至1#節(jié)段底板頂面以上50cm待0#塊混凝土強 度達到要求后，每根鋼管內(nèi)精軋螺紋鋼施加50T預(yù)應(yīng)力，并且在主墩墩頂兩側(cè)分 別預(yù)埋2根© 32精軋螺紋鋼，預(yù)埋深度1m深入連續(xù)梁腹板1m起抗傾覆作用,待邊跨合龍后拆除臨時支撐。具體結(jié)構(gòu)尺寸見下圖。鋼管采用q235型號鋼材。圖5連續(xù)梁臨時支撐體系示意圖1.臨時鋼管強度驗算單根鋼管直徑為60.9cm,按最不利荷載計算其頂部支撐荷載: