论文：整体浇筑现浇梁箱内支架体系计算.doc

整体性浇筑现浇梁箱室内支架受力计算刘东朝 （中铁十四局集团第一工程发展有限公司 山东日照 ）摘要：本文以新建张家口至唐山铁路跨唐津运河特大桥主跨1-96m系杆拱梁为例，对现浇梁箱室内支架进行设计和计算。1 工程概况跨唐津运河特大桥主跨现浇梁为箱式结构，总长99m。依据设计图纸、施工技术规范，要求现浇梁顶底板一次性浇筑，并结合现场的实际施工状况，保证现浇梁施工的质量、进度、安全，箱内顶板的底模支架拟采用钢管脚手架支架形式铺设模板现浇的施工方案进行施工。2 支架方案本次验算范围为现浇梁箱内顶板模板支架，箱内支架由支架基础（系杆拱底模和底层钢筋网）、483.5mm碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调节顶托、7.5cm7.5cm方木做横向分配梁组成，；立杆底座直接安放在底板钢筋骨架上的方木上，钢筋托架采用刚性连接，与钢筋骨架焊接牢固。模板系统由侧模、顶模、外侧模等组成。7.5cm7.5cm方木分配梁沿顺系杆拱垂直方向布置，直接铺设在支架顶部的可调节顶托上，顶板底模板采用定型大块竹胶模板，后背8cm8cm方木，然后直接铺装在7.5cm7.5cm方木分配梁上进行连接固定；侧模模板为竹胶板。（箱内支架结构示意图见附图所示）。根据桥梁施工技术要求、荷载重量、荷载分布状况等技术指标，通过计算确定，支架立杆布置为60cm80cm，顺桥梁方向为80cm，横桥梁方向为60cm，步距1.2m；支架在横向和纵向上分别每隔一跨设置通长十字剪刀撑，倒角处加密钢管斜支撑。模板后背方木间距为22.5cm，模板采用2440mm1220mm18mm竹胶板。3 支架计算3.1钢管技术参数（1）支架为483.5 mm钢管；（2）立杆、横杆承载性能： 立 杆横 杆步距（m）允许载荷（KN）横杆长度（m）允许集中荷载（KN）允许均布荷载（KN）1.2303.43.573.2 荷载分析计算现以外箱为分析计算对象进行支架设计。（1）现浇顶板混凝土荷载：q1=26000*0.35=9100N/m2（2）模板及方木荷载q2：取q2=500N/m2（3）支架自重q3：q3=1558 N/m2（4）人员及机械设备荷载q4：取q4=2000N/m2（5）水平模板的砼振捣荷载，取q5=2000N/m2。3.3 立杆受力计算支架受固定荷载和活荷载，荷载分项系数分别为1.2、1.4，则有：q1.2（q1+q2+q3） +1.4（q4+q5）=1.2（9100+500+1558）+1.4（2000+2000）=17120N/m2钢管立杆分布60cm80cm，则单根立杆受力为：N0.60.817120=8217.6NN=30103N满足承载力要求。双扣件连接N=10KN，NN=10KN，所以钢管双扣件连接方式也能满足承载力要求。立杆处垫块结合现场受力状态，经试验室抗压试验结果显示每个垫块P=3.92KN，8217.6N=8.2176KN3.92*3=11.76KN，故不能少于3个垫块3.4支架立杆稳定性验算受压的单根立杆进行验算：立杆采用外径48mm，壁厚3 .5mm的钢管，技术参数为：A489mm2,A3钢，I10.78*104mm4则，回转半径=（I/A）1/2=1.58cm, 步距h=140cm长细比L/。=140/1.58=88.6=150取。76；此类钢管为b类，轴心受压杆件，查表0.744， =205MPa=N/(A)=8217.6/(0.744489)=22.6 MPa=205MPa支架立杆的稳定承载力满足稳定要求。3.5方木受力计算（1）7.5cm7.5cm钢管顶横向方木方木采用木材材料为A3A1类，其容许应力，弹性模量按A3类计，即：w12Mpa，E9103N/mm2，7.5cm7.5cm方木的截面特性：W7.57.52/670cm3I=7.57.53/12=264cm47.5cm7.5cm纵向分配梁验算：q=1.2(q1+q2)+1.4(q4+q5)=1.2(9100+500)+1.4(2000+2000)=17120N/m2,立杆纵向间距为80cm，横向间距为60cm.a)、P计算：88cm纵向方木间距为22.5cm,根据分配情况：P=171200.80.225=3081.6Nb)强度计算：因为n=3，n为奇数，l=800mm，所以Mmax=（n2-1）Pl/8n=（32-1）3081.60.6/（83）=616.4N.mw=Mmax/w=616.4103/（70103）8.765MPaw=12MPa 满足要求c)挠度计算：根据n=3,n为奇数，l=800mmWmax=（5n4-4n2-1）Pl3/（384n3EI）=（534-432-1）3081.66003/（384339103264104）1.1mmf=600/500=1.2mm 满足要求。（2）8cm8cm顶层纵向方木8cm8cm方木的截面特性：W80802/685333mm3I=80803/12=3413333mm48cm8cm纵向分配梁验算：方木间距22.5cm,则q =1.2(q1+q2)+1.4(q4+q5) 0.225=1.2(30950+500)+1.4(2000+2000) 0.225=3852N/m计算模式：因分配梁为纵向布置，跨径为80cm的连续梁，简化为80cm简支梁进行计算,强度验算：弯矩M和应力：MqL2/8=38520.82/8=308.2N.m =M/W=308.2103/85333=3.61MPa=12MPa 满足受力要求c刚度验算max=5qL4/(384EI )=5385210-38004/(38491033413333) =0.67mmL/500=800/500=1.6mm 满足受力要求d抗剪验算=1.5MpaAA断面：= qL/A=38520.8/(8080)=0.482Mpa =1.5Mpa 满足受力要求。3.6 竹胶模板受力计算（1）线荷载：q = 171201.22 = 20886.4N/m（2）计算模式：竹胶模板面板宽122cm,其肋（背木）间距为22.5cm，因此，面板按四跨连续梁进行计算。 (3)面板验算 面板规格: 2440mm1220mm18mma强度验算竹胶面板的静曲强度：纵向70Mpa，横向50Mpa跨度/板厚=225/18=12.5100 ，属小挠度连续板。查“荷载与结构静力计算表”得四跨连续梁弯距系数Km=0.107Mmax=KmqL2=0.10720886.40.2252=113.129Nm面板截面抵抗矩: W=bh2/6=1220182/6= 65880mm3=M/W=113.129103/65880=1.72N/mm2=1.72MPa横向=50Mpa，满足要求。b刚度验算竹胶面板的弹性模量：E纵向6103Mpa，E横向4103Mpa考虑竹胶面板的背带为8cm8cm木方，面板的实际净跨径为200mm，查“荷载与结构静力计算表”得四跨连续梁挠度系数K=0.632故=KqL4/（100EI）=0.63220886.410-3(200)4/(10041031220183/12) =0.08 mm=200/400=0.5mm，满足模板变形要求。5结束语箱式现浇梁施工具有较高技术含量和技术要求，尤其是顶板和底板一次性浇筑技术，实践证明张唐铁路唐津运河特大桥现浇梁一次性浇筑是成功的，其施工技术及质量、支架安全方面可为同类工程提供参考。参考文献1、新建张家口至唐山铁路工程通用设计图双线96m系杆拱（图号：张唐桥通-1-08）；2、路桥施工计算手册(2001年