《满堂支架计算书》doc版.doc

一、工程概况某大桥现浇箱梁为单室结构，梁顶宽为10m，腹板宽为4.89m，梁高为1.8m。箱梁每跨30m，三跨为一联，采用现浇法施工。箱梁每跨混凝土为203m3，标准断面面积为6.21m2, 变截面面积为8.05m2。二、满堂支架的设计和计算参数1、支架主要材料和性能参数施工时采用满堂式碗扣支架，碗扣支架的钢管为3号钢，规格为48mm3.5mm，其性能见下表1和表2：表1 钢管截面特性规格截面积A（mm2）惯性矩I（mm4）抵抗矩W（mm3）回转半径I（mm）每米重量（kg/m）483.54.8910212.191045.0010315.783.84表2 钢材的强度设计值与弹性模量抗拉、抗弯f（N/ mm2）抗压fc（N/ mm2）弹性模量E（KN/ mm2）2052052.061022、支架设计布置（1） 支架顺桥向立杆间距布置为50.6m250.9m50.6m=28.5m。（2） 支架横桥向立杆间距布置为30.9m20.6m30.9m20.6m30.9m=10.5m。（3） 水平杆步距为1.20m。具体布置见满堂式支架设计图。三、荷载计算1、箱梁荷载：箱梁钢筋砼自重：G=203m325KN/m3=5075KN偏安全考虑，取安全系数r=1.2，假设梁体全部重量仅作用于底板区域，计算单位面积压力： F1=GrS=5075KN1.2（5.1m30m）=39.8KN/m2注：5.1m为横桥向底板范围内两立杆间最大距离。2、施工荷载：取F2=1.0KN/m23、振捣混凝土产生荷载：取F3=2.0KN/m24、箱梁芯模：取F4=1.5KN/m25、竹胶板：取F5=0.1KN/m26、方木：取F6=7.5KN/m3四、底模强度计算 箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，竹胶板方木背肋间距为250mm，所以验算模板强度采用宽b=250mm平面竹胶板。计算断面见下图。1、模板力学性能（1）弹性模量E=0.1105MPa。（2）截面惯性矩：I=251.53/12=7.03cm4（3）截面抵抗矩：W=251.52/6=9.375cm3（4）截面积：A=bh=251.5=37.5cm22、模板受力计算(方木布置见下图)（1）底模板均布荷载：F= F1+F2+F3+F4=39.8+1+2.0+1.5=44.3KN/m2q=Fb=44.30.25=11.08KN/m（2）跨中最大弯矩：M=11.080.252/8=0.087 KNm（3）弯拉应力：=9.28MPa=11MPa竹胶板板弯拉应力满足要求。（4）挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算。根据建筑施工计算手册，计算公式为： -挠度值； -连续梁上均布荷载； -跨度； -弹性模量； -截面惯性矩；-挠度系数，三等跨均布荷载作用连续梁按照活载最大，取值0.677。挠度计算：=(0.67711.080.254)/(1000.11087.0310-8)=4.1610-4m=0.42mmL/400=250/400=0.625mm竹胶板挠度满足要求。综上，竹胶板受力满足要求。五、横梁强度计算 横梁为12#工字钢，按最不利跨径为0.9m考虑。1、12#工字钢的力学性能：（1）12#工字钢容许抗弯应力=215MPa，弹性模量E=2.1105MPa（2）截面抵抗矩：W=72.7 cm3（3）截面惯性矩：I= 436cm4（4）每延米重量13.987kg/m2、横梁受力计算（1）作用在横梁上的均布荷载0.9m长度范围内横梁上承担4根纵梁重量为：0.10.10.97.54=0.27KN纵梁施加在横梁上的均布荷载为：0.270.9=0.3KN/m作用在横梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5)0.9+0.3=44.40.9+0.3=40.26KN/m（2）跨中最大弯矩：M=40.260.92/8=4.076KNm（3）横梁弯拉应力：计算简图见下图。=4.076103/72.710-6=56.03MPa=215Mpa横梁弯拉应力满足要求。3、横梁挠度计算：f=(541.61030.94)/(3842.1101143610-8)=0.376mmL/400=900/400=2.25mm横梁挠度满足要求。综上，横梁强度满足要求。六、纵梁强度计算 纵梁为1010cm方木，净间距为0.25m，墩身处端部跨径为0.6m，中部箱梁标准截面跨径为0.9m按照跨径为0.9m进行计算，间距为0.9m。1、方木（落叶松）的力学性能（方木断面图见下图）（1）落叶松容许抗弯应力=14.5MPa，弹性模量E=11103MPa（2）截面抵抗矩：W=0.10.12/6=1.6710-4m3（3）截面惯性矩：I= =0.10.13/12=8.3310-6m42、方木受力计算（1）作用在纵梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5)0.25=44.40.25=11.1KN/m(2)跨中最大弯矩：计算简图见下图。M=11.10.92/8=1.124KNm(3)纵梁弯拉应力：=1.124103/1.6710-4=6.73MPa=14.5MPa纵梁弯拉应力满足要求。3、纵梁挠度：f=(511.11030.94)/(384111098.3310-6)=1.035mmL/400=900/400=2.25mm纵梁弯曲挠度满足要求。综上，纵梁强度满足要求。七、支架受力计算1、立杆承重计算 碗扣支架立杆设计承重为：30KN/根, 碗扣支架受力最不利位置在立杆的底部，（1）中间标准段侧腹板下方立杆的最大承重计算每根立杆承受钢筋砼和模板重量：侧腹板上方承重的梁体横截面积为1.937m2N1=0.9m0.6m(1.5+0.1)+1.9370.925/3=15.39KN横梁施加在每根立杆重量：N2=0.9m13.987kg/m10/103=0.126KN纵梁施加在每根立杆重量：N3=0.9m4根0.1m0.1m7.5 KN/m3=0.27KN支架自重：支架最高按照8m计算，立杆单根重：83.8410/103=0.31KN，单根立杆承担横杆的重量：(09m+0.9m)63.8410/103=0.415KN施工荷载、振捣荷载0.9m0.6m(2+1)=1.62 KN每根立杆总承重：N=N1+N2+N3+N4=15.39+0.126+0.27+0.31+0.415+1.62=18.13KN30KN立杆承重满足要求。（2）针对箱梁每跨端部箱室为变截面，箱梁混凝土的重量较大，支架布置为60cm60cm和60cm90cm，按60cm90cm布置进行计算。每根立杆承受钢筋砼和模板重量：N1=(+1.5KN/m2+0.1 KN/m2)0.6m0.9m =26.4 KN横梁施加在每根立杆重量：N2=0.9m13.987kg/m10/103=0.126KN纵梁施加在每根立杆重量：N3=0.6m4根0.1m0.1m7.5 KN/m3=0.18KN支架自重：支架最高按照8m计算，立杆单根重：83.8410/103=0.31KN，单根立杆承担横杆的重量：(06m+0.9m)63.8410/103=0.346KN施工荷载、振捣荷载0.9m0.6m(2+1)=1.62 KN每根立杆总承重：N=N1+N2+N3+N4=26.4+0.126+0.18+0.31+0.346+1.62=28.9KN30KN立杆承重满足要求。2、支架稳定性验算根据实用建筑施工手册轴心受压构件的稳定性计算：N 轴心压力；-轴心受压构件的稳定系数；A 构件的毛截面面积；钢材的抗压强度设计值，取205 N/ mm2；-材料强度附加分项系数，根据有关规定当支架搭设高度小于25m时取值1.35。(1)立杆长细比计算:钢管断面示意图见下图。回转半径计算：=0.35（48+41）2=15.575mm长细比计算：=77=150（2）由长细比可查得，轴心受压构件的纵向弯曲系数=0.707（3）立杆钢管的截面积：Am= =489mm2(4)稳定性验算=75.2 N/ mm2=152 N/ mm2支架稳定性满足要求。综上，碗扣支架受力满足要求。八、支架抗风荷载计算支架上的荷载除以上计算外，还应考虑风荷载的作用。根据公路技术通用技术规范2.3.8规定，计算桥梁的强度和稳定时，应考虑作用在桥梁上的风力。在风力较大的地方应按照季节性进行风荷载计算。计算方法为：横向风力为横向风压乘以迎风面积。横向风压按照下公式计算：W0=K1K2K3K4W0K1=0.85，K2=1.3，K3=1.0，K4=1.3，WO=600Kpa W0=0.862Kpa=86.2kg/m2 ，纵向风压为横向的40%，且纵向受力面积较小，因此计算时仅考虑横向风荷载。风荷载按中心集中力加载在立杆上，立杆均按两端铰接计算。立杆受力稳定性按组合风荷载计算: 水平荷载计算风荷载标准值WK=0.7ZS W0 Z-风压高度变化系数 取1.46 S-脚手架风荷载体形系数1.3-脚手架挡风系数0.087WK=0.71.461.30.08786.2=9.96 kg/m2La-纵杆间距0.9mh-步距1.2m风荷载产生的弯矩M=0.851.4WKLah2/10=0.851.49.960.91.2/5=25.6 N/m2483.5支架钢管的抵抗矩W=5103mm3