S223省道立交橋現澆箱梁支架及門洞結構力學及地基承載力驗算

1、S223省道立交橋現澆箱梁支架及門洞結構力學及地基承載力驗算一、荷載計算荷載組合1：現澆箱梁中橫梁段實心段中橫梁斷面面積為8.65×1.8=15.57 m2：（1） 鋼筋砼重量以26KN/ m3 計每延米重量為：15.57×1×26=404.82KN單位面積承重：q1=404.82/（8.65×1）=46.8KN/m2（2）模板自重及排架支撐自重：按q2=0.12KN/m2考慮。（3）方木自重：方木容重7.5KN/m3，每平方米的重量為：橫梁處：橫向截面方木：（1÷0.25×0.1×0.1）×7.5÷1=

2、0.3KN/m2縱向截面方木：（1÷0.6×0.1×0.1）×7.5÷1=0.13KN/m2方木每平方米的重量為：q3=0.3+0.13=0.43KN/m2（4）支架自重：支架重量0.0384KN/m，每平方米的重量為：立桿自重： q41=4×6×0.0384=0.9216KN/m2橫桿自重： q42=5×2×2×0.0384=0.768KN/m2扣件及托座自重： 按q43=0.32KN/m2 鋼管支架總自重： q4= q41 +q42 +q43=2.01KN/m2 （5）施工荷載： 取q5=2

3、.5kN/m2（6）傾倒與振搗荷載： 取q6=2kN/ m2（7）單肢立桿承載面積：0.6×0.6=0.36 m2荷載組合2：現澆箱梁空心等截面段：（1） 鋼筋砼重量以26KN/ m3 計q1=26.27KN/m2。（2）模板自重及排架支撐自重：按q2=0.12KN/m2考慮。（3）方木自重：方木容重7.5KN/m3，每平方米的重量為：等截面處：橫向截面方木：（1÷0.4×0.1×0.1）×7.5÷1=0.19KN/m2縱向截面方木：（1÷0.6×0.1×0.1）×7.5÷1=0.13

4、KN/m2方木每平方米的重量為：q3，=0.25+0.13=0.32KN/m2（4）支架自重：支架重量0.0384KN/m，每平方米的重量為：立桿自重： q41=4×6×0.0384=0.9216KN/m2橫桿自重： q42=5×2×2×0.0384=0.768KN/m2扣件及托座自重： 按q43=0.32KN/m2 鋼管支架總自重： q4= q41 +q42 +q43=2.01KN/m2 （5）施工荷載： 取q5=2.5kN/m2（6）傾倒與振搗荷載： 取q6=2kN/ m2（7）單肢立桿承載面積：0.6×0.6=0.36 m2二、

5、碗扣支架承載力驗算取最不利處橫梁驗算：單根立桿的穩(wěn)定性計算公式：NN=Af式中：A立桿橫截面積，查建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范（JGJ 166-2008）附錄B表B2可知為4.892；軸心受壓桿件穩(wěn)定系數，按細長比查建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范（JGJ 166-2008）；f鋼材強度設計值，查建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范（JGJ 166-2008）附錄B表B1可知為205N/mm2。軸心受壓桿件穩(wěn)定系數的計算：細長比計算公式為= （h+2a）/r式中：h立桿計算高度;即縱向橫桿步距，本方案支架立桿的高度取值為1.2m。r立桿回轉半徑，查建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范（JGJ 16

6、6-2008）附錄B表B2可知為15.8mm；則細長比=（h+2a）/r =（1200+2×300）/15.8=114，細長比符合要求，查建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范（JGJ 166-2008）附錄C可知軸心受壓桿件穩(wěn)定系數=0.489。由以上可知：N=Af=0.489×489×205=49.02KN則碗扣式支架單桿穩(wěn)定承載能力為49.02KN。(4)荷載系數按1.2考慮，安全系數按1.4考慮:荷載組合1（橫梁段）：施工恒載：NGK=( q1 +q2 +q3) ×0.6×0.6+q4=19.05KN/根活荷載： NQK=( q5 +q6)

7、×0.6×0.6=1.62 KN/根軸向力： N=1.2 NGK+1.4 NQK=1.2×19.05+1.4×1.62=25.13 KN/根根據以上計算可知：N=25.13 KN/根<N= 49.02KN，鋼管的穩(wěn)定性符合要求。荷載組合2（空心等截面段）：施工恒載：NGK=( q1 +q2 +q3) ×0.6×0.6+q4=11.6KN/根活荷載： NQK=( q5 +q6) ×0.6×0.6=1.62KN/根軸向力： N=1.2 NGK+1.4 NQK=1.2×11.6+1.4×1.62

8、=16.188 KN/根。根據以上計算可知：N=16.88 KN/根<N= 49.02KN，鋼管的穩(wěn)定性符合要求?？招臐u變截面段腳手架布置與橫梁段相同，故不做驗算，穩(wěn)定性符合要求。三、模板強度、剛度驗算橫梁段：模板下方木間距為60cm×25cm排列，所以計算跨長取L0.25m，計算荷載q=46.8×1.2+（2.5+2.0）×1.4=62.46KN/m2。則平均荷載為:q,=62.46×0.25=15.615KN/m。竹膠板模板抗彎截面系數：W=bh2 /6=0.25×0.0152/6=9.375×10-6m3慣性矩： I=bh

9、3/12=0.25×0.0153/12=0.07×10-6m3板跨中彎矩： M= q,l2/8=15.615×0.252/8=0.122KN·m彎拉應力：=M/W=0.122/(9.375×10-6)=13.01MPa<=50MPa 竹膠板彈性模量：E竹11×106KN/m2撓度：= q,l4/128EI=15.615×0.254/(128×11×106×0.07×10-6)=6.19×10-4m。/l=6.19×10-4/0.25=2.476×10

10、-3=1/403<f/l=1/400模板強度和剛度都滿足施工要求。空心漸變截面段：取不利處3m長變截面段計算模板下方木間距為60cm×30cm排列，計算跨長取L0.3m，按截面最大處簡算。V=35.58m3。Q=35.58×26=925.08KN.則q=925.08/8.65×3=35.65KN/m2.平均荷載為:q，=35.65×0.3=10.7KN/m。竹膠板模板抗彎截面系數：W=bh2 /6=0.3×0.0152/6=1.125×10-5m3慣性矩： I=bh3/12=0.3×0.0153/12=8.4×

11、;10-8m3板跨中彎矩： M= q,l2/8=10.7×0.32/8=0.12KN·m彎拉應力：=M/W=0.12/(1.125×10-5)=10.6MPa<=50Mpa竹膠板彈性模量：E竹11×106KN/m2撓度：= q,l4/128EI=10.7×0.34/(128×11×106×8.4×10-8)=7.33×10-4m。/l=7.33×10-4/0.3=2.44×10-3=1/409<f/l=1/400模板強度和剛度都滿足施工要求?？招慕氐冉孛娑危耗０逑?/p>

12、方木間距為60cm×40cm排列， q=26.27KN/m2.平均荷載為: q,=17.93×0.4=10.51KN/m。竹膠板模板抗彎截面系數：W=bh2 /6=0.4×0.0152/6=1.5×10-5m3慣性矩： I=bh3/12=0.4×0.0153/12=1.125×10-7m3板跨中彎矩： M= q,l2/8=10.51×0.42/8=0.21KN·m彎拉應力：=M/W=0.21/(1.5×10-5)=14MPa<=50MPa (廠家提供)竹膠板彈性模量：E竹11×106KN/

13、m2撓度：= q,l4/128EI=10.51×0.44/(128×11×106×1.125×10-7)=1.699×10-3m。/l=1.699×10-3/0.4=4.24×10-3=1/517<f/l=1/400模板強度和剛度都滿足施工要求。四、側模驗算模板側壓力計算：振搗砼生產荷載 q1=20MPa/m2 0=240MPa/m3 to=5.7 取to=2.5h澆注速度按小時 V=0.7m/hq2=0.22toBV=0.22×240×2.5×1.15×=127MPa

14、/m2q=q1+q2=20+127=147MPa/m2 側模板受力計算：面板仍采用d=15mm厚竹膠板計算寬度b=100cm按三跨連續(xù)梁計算：跨徑L=0.5m計算簡圖如下MB=0.121 ql2=0.121×147×0.52=4.457-MMAB=0.101 ql2=0.101×147×0.52=3.712MPa-MMBC=0.075 ql2=0.075×147×0.52=2.756MPa-MW= =37.5cm3=11.89MPa/cm280MPa側模豎肋受力計算：豎肋采用10×10cm木方 按箱梁最高處0.9m 簡支梁計

15、算：q=147MPa/m2×0.5m=73.5MPa/mMmax=7.442MPa-M=4.47MPa/cm212MPa/cm2422 橫肋受力計算：選用10×10cm木方P=33.1MPa-MB=-0.181pl=0.181×33.15×1.0=6.0MPa-MMAB=0.21pl=0.21×33.15×1=6.962MPa-MMBC=0.183pl=0.183×33.15×1=6.07-MC=-0.161pl=-0.161×33.15×1=5.3372MPa=4.177MPa/cm212MP

16、a/cm2五、方木驗算橫梁段：(1)橫向截面方木（10cm×10cm），間距為0.25m,計算跨徑L=0.6m。木材11MPa，E1.1×104MPa。Ibh3/12=10×103/12=833.3cm4W=bh2/6=10×102/6=166.67cm3q總=(（46.6+0.12）×1.2+(2.5+2.0)×1.4)×0.25=15.59KN/m2M=q總L2/8=15.59×0.62/8=0.7KN·mM/W=0.7/166.67×10-6=4.2MPa=11MPa，強度滿足要求。5q總

17、L4/384EI=5×15.59×0.64/（384×1.1×104×833.3×10-8）=0.287mm/L=0.287/0.6×103=478×10-3=1/20921/400,剛度符合。(2)縱向截面方木（10cm×10cm），間距為0.6m,計算跨徑L=0.6m。木材11MPa，E 1.1×104MPa。Ibh3/12=10×103/12=833.3cm4W=bh2/6=10×102/6=166.67cm3q總=(（44.2+0. 12+0.3）×1.2+

18、(2.5+2.0)×1.4) )×0.6=37.42KN/m2M=q總L2/8=37.42×0.62/8=1.684KN·mM/W=1.684/166.67×10-6=10.1MPa=11MPa，強度符合要求。5q總L4/384EI=5×37.42×0.64/384×1.1×104×833.3×10-8=0.689mm/L=0.689/0.6×103=1/8691/400,剛度符合要求?？招淖兘孛娑危?1)橫向截面方木（10cm×10cm），間距為0.3m,計算跨徑

19、L=0.6m。木材11MPa，E1.1×104-MPa。Ibh3/12=10×103/12=833.3cm4W=bh2/6=10×102/6=166.67cm3q總=(（26.35+0.12）×1.2+(2.5+2.0)×1.4) ×0.3=11.42KN/m2M=q總L2/8=11.42×0.62/8=0.514KN·mM/W=0.803/166.67×10-6=3.08MPa=11MPa，強度滿足要求。5q總L4/384EI=5×11.42×0.64/（384×1.1&#

20、215;104×833.3×10-8）=0.21mm/L=0.21/0.6×103=1/28531/400,剛度符合。(2)縱向截面方木（10cm×10cm），間距為0.6m,計算跨徑L=0.6m。木材11MPa，E 1.1×104MPa。Ibh3/12=10×103/12=833.3cm4W=bh2/6=10×102/6=166.67cm3q總=(（26.35+0. 12+0.25）×1.2+(2.5+2.0)×1.4) )×0.6=23.02KN/m2M=q總L2/8=23.02×

21、0.62/8=1.036KN·mM/W=1.036/166.67×10-6=6.21MPa=11MPa，強度符合要求。5q總L4/384EI=5×23.02×0.64/384×1.1×104×833.3×10-8=0.423mm/L=0.423/0.6×103=1/14181/400,剛度符合要求?？招牡冉孛娑危?1)橫向截面方木（10cm×10cm），間距為0.3m,計算跨徑L=0.6m。木材11MPa，E1.1×104-MPa。Ibh3/12=10×103/12=833.

22、3cm4W=bh2/6=10×102/6=166.67cm3q總=(（26.27+0.12）×1.2+(2.5+2.0)×1.4) ×0.3=11.39KN/m2M=q總L2/8=11.39×0.62/8=0.513KN·mM/W=0.513/166.67×10-6=3.08MPa=11MPa，強度滿足要求。5q總L4/384EI=5×11.39×0.64/（384×1.1×104×833.3×10-8）=0.21mm/L=0.21/0.6×103=1/2

23、8571/400,剛度符合。(2)縱向截面方木（10cm×10cm），間距為0.6m,計算跨徑L=0.6m。木材11MPa，E 1.1×104MPa。Ibh3/12=10×103/12=833.3cm4W=bh2/6=10×102/6=166.67cm3q總=(（26.27+0.12）×1.2+(2.5+2.0)×1.4)×0.6=22.78KN/m2M=q總L2/8=22.78×0.62/8=1.03KN·mM/W=1.03/166.67×10-6=6.179MPa=11MPa，強度符合要求。

24、5q總L4/384EI=5×22.78×0.64/384×1.1×104×833.3×10-8=0.42mm/L=0.42/0.6×103=1/14281/400,剛度符合要求。六、支架穩(wěn)定性驗算對于碗扣支架鋼管（48mm，壁厚3.5mm），中間橫桿間距1.2m，I（D4d4）/64=（4.844.14）/64=12.18cm4根據歐拉公式：Pcr2EI/（H）22×2.1×105×12.18/（1×1.2）2175KN>8.4KN符合穩(wěn)定性要求七、基礎驗算取最不利處橫梁段驗算：

25、立桿下端均設在剛性C25混凝土墊層，厚200mm，擴散角為=45°。地基承載力標準值按fgk=150 KN/m2計算 ，腳手架地基承載力調整系數：kc =0.5 。每根立桿受正向壓力為：25.13kN，b=0.6 +0.2×tan45°×2=0.8m2p25.13/0.8/1=31.4KN/m2 fg=150×0.5=75KN/m2 地基承載力滿足要求。八、支架抗風荷載計算支架上的荷載除以上計算外，還應考慮風荷載的作用。根據公路技術通用技術規(guī)范2.3.8規(guī)定，計算橋梁的強度和穩(wěn)定時，應考慮作用在橋梁上的風力。在風力較大的地方應按照季節(jié)性進行風荷

26、載計算。計算方法為：橫向風力為橫向風壓乘以迎風面積。橫向風壓按照下公式計算：W0=K1 K2K3K4W0K1=0.85，K2=1.3，K3=1.0，K4=1.3，WO=600Kpa W0=0.862Kpa=86.2kg/m2 ，縱向風壓為橫向的40%，且縱向受力面積較小，因此計算時僅考慮橫向風荷載。風荷載按中心集中力加載在立桿上，立桿均按兩端鉸接計算。立桿受力穩(wěn)定性按組合風荷載計算: 水平荷載計算風荷載標準值WK=0.7µZµS W0 µZ-風壓高度變化系數 取1.46 µS-腳手架風荷載體形系數1.3-腳手架擋風系數0.087WK=0.7×1

27、.46×1.3×0.087×86.2=9.96 kg/m2La-縱桿間距0.6mh-步距0.6m風荷載產生的彎矩M=0.85×1.4×WK×Lah2/10=0.85×1.4×9.96×0.6×0.6/5=8.5 N/m248×3.5支架鋼管的抵抗矩W=5×103mm3截面積A=4.89×102mm2 由以上計算知，立桿所受最大豎向荷載為17KNN/A+M/W=17×103/4.89×10-4+8.5/5×10-6=36.4容許應力=205Mpa 綜上，支架抗風荷載驗算滿足要求。第二章、門洞驗算按5#墩-6#墩設計圖紙中所給出的情況，按照門洞4.5米長現澆箱梁進行計算：一、荷載計算取腹板處為最不利位置驗算，腹板寬0.45m，下設工字鋼兩排。（1）現澆箱梁腹板砼自重：本4.5米長門洞計算段箱梁腹板砼體積為3.65m3， Q1=3.65×26=94.9KN（2）模板自重：竹膠板厚15mm，按0.12KN/m2考慮。Q2=0.45×4.5×0.12=0.243KN（3）方木自重：方木容重7.5KN/m3，每平方米的重量為：橫向截面方木：（1÷0.3&#