橋?qū)?5m現(xiàn)澆箱梁模板支架計(jì)算書

1、橋?qū)?.5m現(xiàn)澆箱梁模板支架計(jì)算書1 設(shè)計(jì)依據(jù)1.1福州市螺洲立交道路工程施工圖；1.2福州市螺洲立交工程施工組織設(shè)計(jì)文件；1.3 福州螺洲立交螺洲立交箱梁施工方案；1.4公路橋涵設(shè)計(jì)基本資料；1.5鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)；1.6路橋施工計(jì)算手冊；1.7建筑施工計(jì)算手冊；1.8建筑施工手冊；1.9 建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ166-2008)；1.10 建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范(JGJ162-2008)。2 工程概況一般簡況螺洲立交項(xiàng)目位于帝封江東岸，連接在建的螺洲大橋與三環(huán)路，為新建城市快速道路市政互通橋梁工程?，F(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱型梁橋，橋面為瀝青混凝土面

2、層。螺洲立交各匝道橋及主線橋左右幅，合計(jì)總長7.8km。A、B、F、G匝道寬度8.5m，C、D、E、H匝道寬度9.5m，主線橋單幅寬度12.75m。上部構(gòu)造形式上部結(jié)構(gòu)采用等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱式梁設(shè)計(jì)。梁高1.8米，直腹板、斜腹板厚度均為45厘米，頂、底板厚25厘米(頂?shù)装迮c腹板接點(diǎn)設(shè)計(jì)為倒角)。中橫梁寬度為2.0米，端橫梁寬度為1.2米，高度均為1.8m。橋面橫坡為2%。每聯(lián)的橋梁跨數(shù)25跨不等，箱梁施工采用逐孔施工、預(yù)應(yīng)力單端張拉、連接器連接，最后成聯(lián)的設(shè)計(jì)。單跨梁長不等，多數(shù)梁長在30m。3 支架設(shè)計(jì)方案說明3.1 支架形式連續(xù)梁為現(xiàn)澆混凝土連續(xù)梁，針對實(shí)際情況，采用鋼管支墩、鋼筋砼

3、墊板基礎(chǔ)、貝雷梁支架方案(以跨徑30.00m、橋?qū)?.5m標(biāo)準(zhǔn)斷面為例計(jì)算)。具體詳見圖1連續(xù)梁貝雷支架立面布置圖、及圖2標(biāo)準(zhǔn)斷面圖。圖1 連續(xù)梁貝雷支架立面布置圖圖2 橋?qū)?.5m支架標(biāo)準(zhǔn)斷面圖3.2 支架及基礎(chǔ)兩端支架基礎(chǔ)利用橋墩承臺(tái)，中間支架底部采用2000×2000×400mm厚預(yù)制鋼筋混凝土墊塊，地基坐落于分層回填密實(shí)的中砂層上，上覆60cm厚碎石，壓實(shí)度93%。上部采用426mm鋼管(壁厚8mm)支墩，標(biāo)準(zhǔn)斷面每排4根(間距：2.4m+2.7m+2.4m)，橫向加10號槽鋼連接，具體見圖1連續(xù)梁貝雷支架立面布置圖。鋼管支墩上采用2XI36b型鋼做分配梁。3.3

4、貝雷梁設(shè)計(jì)箱梁跨長取30m，主跨貝雷梁設(shè)計(jì)最大計(jì)算跨度為10.5m，貝雷梁6組，間距1.8m，雙排單層、非加強(qiáng)、321型貝雷梁，共12片。貝雷梁上設(shè)10cm×10cm方木橫向分配梁，間距75cm。貝雷梁支墩兩端懸空部分采用鋼管支架加固。3.4 構(gòu)件特性3.4.1 模板力學(xué)性能E=0.1×105MPaI=bh3/12=100×1.53/12=14.40cm4W=bh2/6=100×1.52/6=24.0cm3A=b×h=100×1.2=120cm23.4.2 100×100mm方木w=13MPaE=1×104MPaW

5、=10×102/6=166.7cm3I=10×103/12=833.3cm43.4.3 貝雷片(國產(chǎn)、非加強(qiáng)、單層)E=2.1×105N/mm2Q=245.2KNM=788.2KN·mI=250497.2cm4W=3578.5cm33.4.4 36b工字鋼=215MPaI=16530cm4E=2.1×105MPaW=919cm33.4.5 直徑426mm×8mm鋼管柱A=105.06cm2Ix=22952.91cm4W=107.760cm3ix=14.781cm4 荷載分析及組合4.1 荷載分析(1)箱梁自重每米箱梁混凝土重=斷面面積

6、×容重=5.6×1m×26kN/m³=145.6kN。(2)模板自重模板體系荷載按規(guī)范取值1.5kN每平方米，箱梁底面寬度4.5m，則每米模板重量為1.5kN×4.5m=6.75kN，即6.75 kN /m。(3)施工人員及機(jī)具及振搗時(shí)所產(chǎn)生的荷載根據(jù)規(guī)范要求，取每平米8.5kN(設(shè)備及人工荷載：2.5Kn/m2；混凝土澆筑沖擊荷載、混凝土振搗荷載均為2.0KN/m2)，箱梁底面寬度為4.5m，則每米產(chǎn)生的荷載為6.5kN×4.5m=38.25kN，即38.25 kN /m。(4)貝雷架重量貝雷架為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，國產(chǎn)、非加強(qiáng)型，自重350

7、kg/片 3.5×12/3=14kN /m4.2 荷載組合永久荷載：(1)+(2)+(4)可變荷載：(3)荷載組合=(1)+(2)+(4)×1.2+(3)×1.4(1)+(2)+(4)= 145.6+6.75+14=166.3538.25×2.8=107.1，取永久荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.35.。q=(145.6+6.75+14)×1.35+38.25×1.4=278.12 kN /m荷載通過100×100mm、間距為750mm的橫向分配方木轉(zhuǎn)化為集中荷載。R=278.12×0.75= 208.59kN5 各構(gòu)件受力分析

8、及計(jì)算5.1 模板底模采用12竹膠板，取1m寬度進(jìn)行計(jì)算，即b=1000。底模板為受彎結(jié)構(gòu)，可以看作多跨等跨連續(xù)梁，按照三等跨均布荷載作用連續(xù)梁計(jì)算。 腹板模板(下部方木間距為20cm)檢算q強(qiáng)=【1.2×(1.5×26+0.12)+1.4×(4.0+2.0+2.5)】×1=58.844kN/mq剛=1.2×(1.5×26+0.12)×1=46.944 kN/m(1)強(qiáng)度Mmax=0.101ql2=0.101×58.844×0.22=0.238kN·m=M/W=0.238×1000/(

9、24×10-6)=9.917MPa0=90MPa，滿足要求。(2)撓度f=0.677ql4/100EI=0.677×46.944×0.24/(100×0.1×105×14.40×10-8)=0.353mmL/400=200/400=0.5mm，滿足要求。 底板模板檢算(下部方木間距為30cm)底板下混凝土重：(0.25+0.25)×26=13kN/q強(qiáng)=【1.2×(13+0.15)+1.4×(4+2.0+2.5)】×1=27.68 kN/mq剛=1.2×(13+0.15)&#

10、215;1=15.78 kN/m(1)強(qiáng)度Mmax=0.101ql2=0.101×27.68×0.32=0.252kN·m=M/W=0.252×1000/(54×10-6)=10.50MPa0=90MPa，滿足要求。(2)撓度f=0.677ql4/100EI=0.677×15.78×0.34/(100×0.1×105×28.13×10-8)=0.601mm<L/400=300/400=0.75mm，滿足要求。5.2 縱向方木受力計(jì)算縱向方木為100×100mm，橫向間距

11、：腹板下為20cm，底板下為30cm，擱置在間距為750mm的分配方木上。截面地抗矩：W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3截面慣性矩：I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.3×10-6m4 腹板下方木承載力計(jì)算荷載組合：q強(qiáng)=【1.2×(1.8×26+0.15)+1.4×(4.0+2.0+2.5)】×0.2=13.648kN/mq剛=1.2×(1.8×26+0.15)×0.2=11.268 kN/m強(qiáng)度：Mmax=0.101ql2=0.101×

12、13.648×0.452=0.276kN·m=M/W=0.286×10/1.67=1.71MPa0=10MPa，滿足要求。撓度：E=0.1×105Mpa I=bh3/12=100×100×1003/12=8.33×106mm4f=0.677ql4/100EI=0.677×11.268×106×3004/(100×0.1×105×8.33×106)=0.08mmL/400=300/400=0.75mm，剛度滿足要求。 底板下方木承載力計(jì)算由于底板線荷載均小于

13、腹板線荷載，因此底板的抗彎強(qiáng)度及剛度也滿足要求，不再計(jì)算。5.3 100×100mm方木圖3 現(xiàn)澆箱梁橫斷面區(qū)域劃分100×100mm、間距為750mm的橫向分配方木受力簡圖如下：圖4 100×100mm方木受力圖根據(jù)不同斷面面積，混凝土箱梁橫斷面上重力分配如下：SG1=1.306SG2=3.152SG3=1.204S=1.306+3.152+1.204=5.662根據(jù)面積比例分配受力RG1=1.306/5.662×208.59/2=24.06kNRG2=3.152/5.662×208.59/2=58.06 kN q1=58.06/1.721=

14、33.74kN /mRG3=1.204/5.662×208.59=44.36kN q2=44.36/2.526=17.56kN /m100×100mm方木，其容許應(yīng)力、彈性模量分別取值為：w=13Mpa，E=1×104Mpa。10×10cm方木的截面特性為：W=10×102/6=(166.7)cm3，I=10×103/12=(833.3)cm4方木承受最大彎矩為Mmax=0.125ql2=0.125*33.74*1.721*1.721=12.49KN·m，則：w=12.49×106/(166.7×104)

15、=7.5Mpaw=11MPa，滿足要求。f=0.677ql4/100EI=0.677×12.49×106×9004/(100×0.1×1010×833.3×105)=0.67mmL/400=900/400=2.25mm，剛度滿足要求。根據(jù)支架方案，在兩側(cè)的翼板下增加立桿，間距900mm，可顯著提高該部位的方木受力特性。5.4 貝雷梁E=2.1×105N/mm2，Q=245.2kN，M=788.2kN·m，I=250497.2cm4，W=3578.5cm3。以9.5m寬箱梁為計(jì)算斷面，共布置12片貝雷片，按

16、(2.25+10.5+4.5+10.5+2.25)計(jì)算。q=12.56/0.3=41.89kN/m，貝雷梁所受彎矩、剪力如下圖所示：圖5 貝雷梁彎矩圖圖6 貝雷梁剪力圖M=492.9M=788.2(kN·m)Q=219.61(KN)Q= 245.2(kN)強(qiáng)度滿足要求。貝雷架撓度驗(yàn)算：相鄰支架最大跨度計(jì)算，取10.50m進(jìn)行驗(yàn)算：允許撓度f=L/4=10500/400=26.25mm彈性撓度：f=5ql4/384EI=5×41.89×105004/(384×2.1×105×250500×104)=12.603mm銷間撓度：n

17、=12.0/3.0=4，f=0.05(n2)=0.05×(42)=8.0mm腹桿引起的撓度：=(tg45°+ctg45°)×1.5/10.5×21.50=3.601mm則：f=12.603+8.0+3.603=24.204f =26.25mm。剛度滿足要求。5.5 采用midas進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力計(jì)算，雙拼36b工字鋼受力分析如下：100mm×100mm方木下為貝雷梁，貝雷梁簡化為簡支結(jié)構(gòu)分析。貝雷架上的均布荷載q=100×100mm方木對貝雷架的集中荷載÷0.75m雙拼36b工字鋼支反力R=q×(2.25+1

18、0.5+2.25)÷2計(jì)算貝雷架所受均布荷載及36b工字鋼支反力見下表：36b工字鋼支反力計(jì)算表節(jié)點(diǎn)編號荷載類型FZ(KN)q(KN/m)R(KN)2恒載-0.73034-1.78231-11.13943恒載10.7248726.17276163.57974恒載8.22662920.0765125.47815恒載17.1598641.87836261.73976恒載13.3208732.50762203.17267恒載8.26831220.17471126.09198恒載8.26831220.17471126.09199恒載13.3208732.50762203.172610恒載17

19、.1598641.87836261.739711恒載8.22662920.0765125.478112恒載10.7248726.17276163.579713恒載-0.73034-1.78231-11.1394雙拼36b工字鋼做分配梁，426×8mm鋼管支撐，受力分析圖如下：圖7 雙拼36b工字鋼受力分析圖圖8 36b工字鋼彎矩圖 圖9 36b工字鋼剪力圖圖10 36b工字鋼變形圖 36b工字鋼，=2×215=430mpa，I=2×16530cm4，E=2.1×105Mpa，W=2×919cm3由圖11可知，工字鋼的最大彎矩Mmax=101kN

20、·m則：w=Mmax/W=98.5×103/(2×919)=53.59=430MPaQmax=221KN=430mpa，滿足要求雙拼工字鋼截面可簡化為箱型截面，由圖10可以看出，工字鋼最大撓度為2.69mm2700/400=6.75mm，滿足要求。根據(jù)支架方案，在兩側(cè)的翼板下增加立桿，間距900mm，可顯著提高該部位的方木受力特性。5.6 鋼柱計(jì)算鋼管支柱頂端承受的壓力為550.38kN。支架鋼柱采用直徑426mm，t=8mm的鋼立柱，其中鋼立柱的截面特性為：A=105.06cm2，I=22952.91cm4，W=1487.89cm3，i=14.781cm受壓構(gòu)件強(qiáng)度：=N/An