框架涵支架计算[专业研究]

1、宁西铁路西安至合肥段增加第二线工程（郑州局管段）站前工程NX5标段桥涵支架检算中国中铁编制： 审核： 批准： 中铁七局集团有限公司 宁西二线NX5标项目部一分部2013年06月一、工程概况1、本框架桥位于宁西二线K445+354，为1-14.56.2m框架。与线路斜交90度。立面如下图2、各部结构尺寸：部位单位结构尺寸备注框架顶板cm85（厚）框架底板倒角cm40(宽)40（高）框架顶板倒角cm150（宽）50（高）侧墙cm100二、支架模板方案1、基础施工：基础模板采用钢模板，采用方木和钢管加固。2、框架施工：框架先施工底板，再施工边墙和顶板。框架侧墙采用钢模板，用钢管及对拉筋加固，顶板用竹

2、胶板、方木。侧墙第一层分配梁立放采用双钢管48壁厚t=3.5mm间距60cm，模板接缝为510cm方木，第二层分配梁采用双钢管48壁厚t=3.5mm间距60cm。拉筋为16螺纹钢，外加双山形扣、双螺帽。顶板第一层分配梁为横桥向，为510cm方木，间距20cm；第二层受力梁顺桥方向，为1015cm方木，间距60cm。3、脚手架：框架内脚手架为满堂脚手架，脚手架立杆纵间距为90cm横向间距60cm，步距90cm，顶部倒角处加两排立杆。脚手架下设扫地杆，离地30cm，上设锁口杆，离顶30cm，底部设底托，顶部设顶托，底托、顶托伸出长度不超过20cm。底托、顶托总长度为40cm，直径为40mm。剪刀撑

3、每3米一道，剪刀撑斜杆相接时，均采用搭接，搭接长度不小于1m，设置2个以上旋转扣件，扣件端头伸出杆长度为10cm。三、混凝土最大侧压力的计算 外侧墙面采用大块钢模板，尺寸1500x1200mm，采用塌落度为180mm的普通混凝土，混凝土的重力密度c=25KN/m3，浇注速度v=1.5m/h，入模速度T=300C。1、浇筑墙高为H=5.3m 1）混凝土最大侧压力的计算：F=0.22ct012v1/2 （1）F=cH （2）式中 F新浇注混凝土对模板的最大测出压力（KN/m2）；c混凝土的重力密度（KN/m3）;t0新浇混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。当缺乏试验资料时，可采用t0=200/(

4、T+15)计算；T-混凝土的温度（0C）；v-混凝土的浇注速度（m/h）；H-混凝土侧压力计算位置至新浇注混凝土顶面的总高度（m）；1-外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2；2-混凝土塌落度影响修正系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50-90mm时，取1.15；由（1）式1=1.2，2=1.15 F=0.22x25x200/（30+15）x1.2x1.15x1.5=41.3KN/m2由（2）式F=cH=25x5.3=132.5KN/m2按取最小值，故最大侧压力为F=41.3KN/m2 作为模板侧压力的标准值，考虑到倾倒混凝土产生的水平荷载标准值4k

5、N/m2 ，分别取荷载分项系数1.2和1.4，作用模板的总荷载设计值为：F=41.3*1.2+1.4*4=55.16kN/m2 2）对拉螺栓的选择 竖肋间距600mm，布置10列，对拉螺栓间距600mm布置9行，对拉螺栓90根，a=600mm，b=600mm，采用M16对拉螺栓，A=144mm2容许拉力为24500NP=FA （3）式中-P-模板拉杆承受的拉力（N）； F-混凝土的侧压力（N/m2）；A-模板拉杆分担的受荷； a-模板拉杆的横向距离（m）；b-模板拉杆的纵向距离（m）；由（3）式得P=FA=41.3x103x0.6x0.6=14.87x103N查表求 P=14400N P=PF

6、/F=（14.4x103x55.16x103）/40x103=19.86x103N查表选用M16螺栓，其容许拉力为24500N19860N 可以。四、侧墙模板计算1、侧墙内外楞检算模板承受的水平荷载：混凝土侧压力 F=41.3KN/m2倾倒混凝土时因振动产生的水平荷载 4.0KN/m2荷载标准值： q1=41.3 x1.2+4.0 x1.4=55.1KN/m2外侧模板内楞的间距为600，按三跨连续梁计算：（1）侧墙钢内楞计算采用双483.5钢管作为竖肋，I=2x12.19x104mm4 ；W=2x5.08103 mm3 ,f=215N/mm2 ,E=2.1x105N/mm2 1)强度要求M=0

7、.1q1l2 =0.155.1 6002 =1.98106 fW=2152x5.08103 =2.18106 Nmm L=46.4W/ q1=46.4(25.08103/ 55.1)=630mm600mm2)按刚度要求w=q1l4/150EI=(55.16004) /(1502.1x105 2x12.19x104 )=0.93mmw =l/400=600/400=1.5mmL=42.86 600mm 按以上计算，内钢楞跨度取600mm（间距为600mm），外钢楞采用内钢楞同一规格，间距为600mm。侧模使用组合式钢模板，其强度和刚度符合设计要求，可不进行检算。五、顶模板检算1、15mm厚竹胶板

8、检算顶板厚度值0.42m进行检算砼q1=260.42/(11)=10.92KN/m2模板q2=80.015/(11)=0.12KN/m2施工人员活载q3=2.5KN/m2倾倒砼活载q4=4.0KN/m2振捣砼活载q5=2.0KN/m2组合活载q= 1.2q1 +1.2q2 +1.4q3 +1.4q4 +1.4q5=25.148Kpa模板材料为竹胶板，其静弯曲强度为，弹性模量为：模板厚度d=0.015m。考虑模板本身的连续性，取1.0m宽的模板，其中L为相邻两小横杆之间的距离，即模板计算跨径，L=20cm。1）强度检算q腹G1m=25.148KN/m=25.148N/mm模板净截面抵抗弯矩W=1

9、/6bh2=1/610001523.75104mm3弯曲强度：=qL2/10W=25.1482002/（10*3.75104）=2.68MPaw=12 MPa故强度满足要求w-木胶板容许抗2MPa2）刚度检算 按连续梁计算竹胶板E=5.0103MPaIbh3/12=1000153/12=2.81105mm4f=qL4/150EI=25.1482004/(1509.01032.81105)0.106mmL/400=200/400=0.5mm故刚度满足要求2、510cm方木检算所有荷载均由105cm方木传给大横梁，方木间距为0.2m，1015cm大横梁间距在底板部位为0.9m,按三跨连续梁计算。1

10、）应力检算q=0.2G=0.225.148=5.02KN/m=5.02N/mm模板净截面抵抗弯矩W=1/6bh2=1/65010028.33104mm3按近似公式计算=qL2/10W=5.029002/(108.33104)=4.88MPaw=12 MPa 故强度满足要求。w-方木容许抗弯曲应力12MPa2）刚度检算方木E=9103MPaIbh3/12=501003/12=4.167106mm4f=qL4/150EI=8.029004/(15091034.167106)0.94mmL/400=900/400=2.25mm 故刚度满足要求。3、1015cm方木检算所有荷载均由1015cm方木传给

11、支架，方木间距为0.6m，方木在支架的跨度为0.9m,按三跨连续梁计算。1）应力检算q=0.9G=0.940.124=36.11KN/m=36.11N/mm方木净截面抵抗弯矩W=1/6bh2=1/610015023.75105mm3按近似公式计算=qL2/10W=36.119002/(103.75105)=7.8MPaw=12 MPa 故强度满足要求。w-方木容许抗弯曲应力12MPa2）刚度检算方木E=9103MPaIbh3/12=1001503/12=2.81107mm4f=qL4/150EI=36.119004/(15091032.81107)0.62mmL/400=900/400=2.2

12、5mm 故刚度满足要求。六、支架检算根据(桥梁施工常用数据手册P699)提供的数据，当碗扣式支架的横杆步距为0.9m时，立杆的承载力不小于30KN。 混凝土容重取2.6t/m3,底腹板部分的支架检算如下:荷载计算: 根据铁路混凝土工程施工技术指南钢筋混凝土荷载为26 KN/m3梁支架及模板重量取2.5 KN/m2取施工人员、施工料具运输、堆放荷载：g43.8KN/m2取倾倒砼产生荷载：g5=4KN/m2，振捣砼产生荷载：g6=2KN/m2由于上述倾倒砼和振捣砼两项不同时发生，故计算时只取一项荷载。梁荷载最大处立杆、模板、方木检算检算均按照最大荷载计算。按容许应力法进行计算。 涵洞顶板厚度为90

13、cm，故顶板下每米荷载为：G=（260.42）1.2+（2.5+3.8+4）1.4=27.52KN/m21、立杆检算1）强度检算 立杆实际间距为0.9m0.9m,每个立杆承受力为：N1= G0.90.6=27.520.90.9=22.29KN30KN 2）刚度检算碗扣式支架立杆钢管规格为中48 3.5mm。钢管回转半径:i= 15.8mm;横杆步距h = 1.2m，故与=h=1.01.2=1.2m (偏于安全考虑按两端铰支，取= 1.0)。长细比:=1200/15.8= 75.95=150，立杆的刚度满足要求。3）稳定性检算 由上面的计算知长细比=75.95，查表可得稳定系数:=0.793，立

14、杆截面积: A=489mm2，故=22.29*10/(0.793*489)=57.48MPa = 215MPa，立杆强度满足要求。由上面的计算可知，杆件在强度、刚度及稳定性上均满足要求。五、质量要求1、架空支架施工前必须先将施工区域圈护起来，以保证施工安全。2、检查脚手架有无弯曲、接头开焊、断裂等现象，无误后可实施拼装。3、拼装时，脚手架必须保证垂直度。尤其重要的是必须在第一层所有立杆与横杆均拼装调整完成无误后方可继续向上拼装，否则会引起以后各层的拼装困难。竖杆与横杆之间必须垂直，以增强结构整体稳定性。4、拼装到顶层立杆后，装上顶层可调顶托，并依设计高度将各顶托顶面调至设计标高位置。5、铺设顶

15、层纵向方木，在铺设时注意使其两纵向方木接头处位于U型可调支撑处。6、铺设横向方木，铺设间距以20cm进行，使用水准仪检查标高，使用木楔调整标高，无误后可拼装底模。六、安全保证措施1、脚手架搭设人员必须是经过接国家标准考核合格的专业架子工，上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗，才能进行脚手架的搭设和拆除工作。2、搭设脚手架必须按规范进行，即：横平竖直、连接牢固，底脚着实，层层拉结，支撑挺直，通畅平坦，设施齐全、牢固。3、架子工必须严格按专项施工方案及操作规程的要求搭设，在搭设中要正确佩戴和使用劳动保护用品（戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋等），严禁酒后上岗，以及在工地上嬉笑打闹。4、脚手架不得钢、竹混搭，主要受力杆件，如立杆、大横杆、小横杆和剪刀撑等，在同一建筑立面必须使用同一材质的材料。5、搭设用钢管和扣件必须符合国家标准，禁止使用有严重锈蚀、弯曲变形或有裂纹的钢管，脆裂、变形、滑丝的扣件也禁止使用。6、脚手架上人行斜道应有独立的支撑系统，转角休息平台应不小于2平方米，斜道坡度不得大于l:3，防滑条的间距不得大于30厘米。7、不得将模板支架、缆风绳及泵送砼的输送管等固定在脚手架上，严禁悬挂起重设备。8、在脚手架使用期间严