支架力学计算

1、目 录一、方案简介1二、模板、支架分析22.1、模板22.2、横向方木22.3、纵向承重型钢22.4、支架3三、荷载分析33.1、顶、底板荷载33.2、腹板、横梁荷载33.3、翼缘板荷载33.4、风荷载43.5、腹板侧向荷载4四、竹胶板验算44.1、底板下竹胶板验算44.2、腹板、横梁下竹胶板验算54.3、翼缘板下竹胶板验算5五、方木验算65.1、底板下方木验算65.2、横梁下方木验算65.3、腹板下方木验算75.4、翼缘板下方木验算7六、承重型钢验算86.1、底板下承重型钢验算86.2、腹板下承重型钢验算96.3、翼缘板下承重型钢验算9七、支架承载力验算107.1、支架局部承载力验算107.

2、2、支架整体承载力验算10八、支架稳定性验算108.1、支架竖向稳定性验算108.2、支架水平稳定性验算11九、地基承载力验算13XX四标现浇箱梁跨XX高速支架门洞计算书一、方案简介本工程现浇箱梁共有四处需跨越XX高速进行施工，具体为：主线桥第六联第二、三跨（箱梁高1.6m）；C匝道第四联第一、二跨（箱梁高1.6m）；D匝道第五联第一、二跨（箱梁高1.6m）；天桥第二联第二、三孔（箱梁高1.4m）。 为保证施工期间高速公路正常通车，此四处现浇箱梁均采用支架门洞方案进行施工，施工时将XX高速左右幅各布置成4m宽双车道形式。支架门洞布置图如下：图1-1 主线跨XX高速支架门洞纵断面图图1-2 主线

3、跨XX高速支架门洞横断面图支架门洞以加密满堂支架作为承重墩，单墩支架顺桥向5排，间距30cm，横桥向间距60cm；顺桥向承重梁采用I32a工字钢，底板下间距1.2m，腹板下间距0.6m，翼缘板下间距0.9m；承重型钢顶部沿横桥向铺设1010cm方木，腹板及横梁下间距15cm，其余断面下间距30cm；方木上方铺设1.5cm厚竹胶板。翼缘板下支架布距为90cm90cm。详细布置见附件图纸部分。本工程四处跨路门洞均采用相同的布置模式，由于主线桥跨路段与匝道跨路段除箱室个数不同外，其余包括箱梁高度、顶底板和翼缘板厚度均相同，同时天桥跨路段箱梁截面小于主线截面尺寸，因此，此计算书只对主线跨路支架门洞进行

4、验算，若主线部分受力验算满足要求，则其余跨路部分同样满足。二、模板、支架分析2.1、模板箱梁外模和内模均采用的竹胶合板，允许应力12Mpa；2.2、横向方木横向方木采用东北落叶松，截面尺寸。截面参数和材料力学性能指标如下：；允许应力12Mpa。方木的力学性能指标按公路桥涵钢结构及木结构设计规范中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值。2.3、纵向承重型钢承重型钢采用材质为Q235的I32a工字钢，其截面参数和力学性能指标如下：抗弯截面系数：W=692.2cm3；抗弯刚度： I=11075.5cm4；根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范规定，钢材用于临时结构时容许应力可提高1.4，因此本方案

5、Q235钢材容许应力取1.4145=203MPa，容许剪应力取1.485=119MPa。2.4、支架采用碗扣支架，碗扣支架钢管为48mm、t=3.5mm、材质为A3钢，在按照竖向不距1.2m的情况下，单杆竖向承载力小于3t。三、荷载分析恒载：箱梁自重按照箱梁截面计算；模板、方木自重取1KN/m2；恒载分项系数1.2；活载：施工人员、机械荷载取2.5KN/m2；振捣及冲击荷载取3KN/m2；活载分项系数1.4。主线桥跨XX高速段1/2箱梁横断面图如下：图2-1 主线桥跨XX高速段1/2箱梁横断面图3.1、顶、底板荷载顶、底板横断面总面积2.153m2，宽度3.9m，则顶、底板平均高度为2.153

6、/3.9=0.55m，顶、底板自重荷载为0.5526=14.3KN/m2荷载组合：（14.3+1）1.2+（2.5+3）1.4=26.06KN/m2。3.2、腹板、横梁荷载箱梁高度1.6m，则腹板、横梁自重荷载为1.626=41.6KN/m2荷载组合：（41.6+1）1.2+（2.5+3）1.4=58.8KN/m2。3.3、翼缘板荷载翼缘板横断面面积0.7m2，宽度2m，则翼缘板高度为0.7/2=0.35m，翼缘板自重荷载为0.3526=9.1KN/m2荷载组合：（9.1+1）1.2+（2.5+3）1.4=19.8KN/m2。3.4、风荷载根据公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004之4

7、.3.7。风载计算公式： 式中Fwh：横向风荷载标准值（KN）；Wd：设计基本风压（KN/m2），经查询德州地区50年一遇最大风压为0.3Kpa；Awh：横向迎风面积（m2）。箱梁取箱梁迎风面积；支架取支架迎风面积的70%；K1：设计风速频率换算系数，采用1.0;K2：风载体型系数，采用0.8；K3：风压高度变化系数，取1.0；K4，地形、地理条件系数，取1.0；3.5、腹板侧向荷载腹板侧向荷载及侧模验算见XX四标现浇箱梁满堂支架计算书，此处不再详述。四、竹胶板验算4.1、底板下竹胶板验算底板下竹胶板铺设在间距30cm的横向方木上，为单向板受力模式，按照四等跨连续梁进行计算。取10mm板条作为

8、计算对象：E=6000Mpa12Mpa，强度满足要求； 刚度满足要求。4.2、腹板、横梁下竹胶板验算腹板、横梁下竹胶板铺设在间距15cm的横向方木上，为单向板受力模式，按照四等跨连续梁进行计算。取10mm板条作为计算对象：12Mpa，强度满足要求； 刚度满足要求。4.3、翼缘板下竹胶板验算翼缘板下为9090cm满堂支架，纵向方木（10cm15cm）放置于支架顶托上，横向方木（10cm10cm）铺设在纵向方木上，间距30cm。竹胶板铺设在横向方木上，竹胶板为单向板受力模式，按照四等跨连续梁计算，取10mm板条作为计算对象：12Mpa，强度满足要求； 刚度满足要求。五、方木验算5.1、底板下方木验

9、算底板下方木间距30cm，铺设在间距1.2m的I32a工字钢上，按照四等跨连续梁计算：；E=9000Mpa12Mpa，强度满足要求； 刚度满足要求。5.2、横梁下方木验算横梁下方木间距15cm，铺设在间距1.2m的I32a工字钢上，按照四等跨连续梁计算：；E=9000Mpa12Mpa，强度满足要求； 刚度满足要求。5.3、腹板下方木验算腹板下方木间距15cm，铺设在间距0.6m的I32a工字钢上，按照四等跨连续梁计算：；E=9000Mpa12Mpa，强度满足要求； 刚度满足要求。5.4、翼缘板下方木验算5.4.1、翼缘板下横向方木验算翼缘板下横向为10cm10cm方木，间距30cm，铺设在间距

10、90cm的三排纵向方木（10cm15cm）上，按照二等跨连续梁计算：；E=9000Mpa12Mpa，强度满足要求； 刚度满足要求。5.4.2、翼缘板下纵向方木验算翼缘板下纵向为10cm15cm方木，放置在支架顶托上，共三排，纵向跨径0.9m，其中中间一排受力最大，由前边横向方木按照二等跨连续梁计算得中支点支反力系数1.25，因此中间一排纵向方木受均布线荷载q=1.250.0198900=22.3N/mm，按照四等跨连续梁计算：E=9000Mpa12Mpa，强度满足要求； 刚度满足要求。六、承重型钢验算6.1、底板下承重型钢验算底板下承重型钢为I32a工字钢，横桥向间距1.2m，按照简支梁计算，

11、跨径为两支撑墩净距4m：如下图所示：W=692.2cm3；I=11075.5cm4；E=206000Mpa203Mpa，强度满足要求；4000/400=10mm，刚度满足要求。6.2、腹板下承重型钢验算腹板下承重型钢为I32a工字钢，横桥向间距0.6m，按照简支梁计算，跨径为两支撑墩净距4m：203Mpa，强度满足要求；4000/400=10mm，刚度满足要求。6.3、翼缘板下承重型钢验算翼缘板下承重型钢间距与底板相同，但翼缘板荷载小于顶底板荷载，承重型钢受力更安全，因此翼缘板下承重型钢不予验算。七、支架承载力验算7.1、支架局部承载力验算翼缘板下共三排支架，横向间距90m，纵向跨径90cm，

12、其中中间一排立杆受力最大，其受力来自于顶托上方纵向方木传递的支反力。由前边计算可知，翼缘板下纵向方木最大线荷载为22.3KN/m，则按照四等跨连续梁计算，单根立杆承受的最大支反力N=1.14322.30.9=23KN=2.3t3t，满足要求。腹板下考虑每道腹板重量由腹板下单排立杆承担，单墩单排立杆5根，承受5.6m长度（墩中心距）腹板重量，则腹板下每根立杆承载力3t，满足要求。因此局部立杆最大荷载满足要求。7.2、支架整体承载力验算由于支架布置较密，考虑方木和承重型钢分配作用，单墩整体承受荷载之和为5.6m长度（墩中心间距）箱梁整体重量。箱梁横截面总面积A=10.74m2单墩支架立杆总根数为则

13、单根立杆平均承受荷载3t，因此整体受力满足要求。八、支架稳定性验算8.1、支架竖向稳定性验算钢管直径，壁厚3.5mm，自由长度为1.2m，单根立杆最大竖向力为21KN。 A=3.14483.5=527.52mm2 =21000/527.52=39.8Mpa203Mpa，故钢管桩强度满足要求。I=0.0491(D4-d4)=0.0491（484-414）=2.5106mm4钢管桩横截面惯性半径：i=(I/A)0.5=（2.5106/527.52）0.5=68.8mm钢管桩柔度：=L/i=1200/68.8=17.4p60，判定为绝对承压杆，不会出现竖向失稳情况，故竖向稳定性满足要求。8.2、支架

14、水平稳定性验算水平稳定性考虑施工时风载影响，以单墩支架为计算对象，计算以下二种工况：工况一：混凝土浇筑过程中，风向为横桥向，此工况下单墩支架受力包括箱梁自重荷载、箱梁横桥向风荷载、支架横桥向风荷载、支架自重荷载工况二：混凝土浇筑过程中，风向为顺桥向，此工况支架受力包括箱梁自重荷载、支架顺桥向风荷载、支架自重荷载，不考虑箱梁所受风荷载；8.2.1 工况一计算1）箱梁风荷载，荷载分项系数取1.4，平均分配到支架顶端。2）支架风荷载，荷载分项系数取1.4，平均分配到支架侧面。3）箱梁自重荷载由前边计算可知，单根立杆顶端竖向力平均值为11KN，荷载分项系数取1.2。建立单墩支架迈达斯模型并按照上述荷载进行加载结果如下：图8.2-1 工况一应力结果图8.2-2 工况一位移结果由计算结果可知，工况时，单墩支架最大应力34.6Mpa203Mpa，最大位移0.63mm，稳定性满足要求。8.2.2 工况二计算1）箱梁风荷载风向为纵桥向时，不考虑箱梁风荷载。2）支架风荷载，荷载分项系数取1