桥宽95m现浇箱梁模板支架计算书

1、桥宽9.5m现浇箱梁模板支架计算书1 设计依据1.1福州市螺洲立交道路工程施工图；1.2福州市螺洲立交工程施工组织设计文件；1.3 福州螺洲立交螺洲立交箱梁施工方案；1.4公路桥涵设计基本资料；1.5钢结构设计规范(GB50017-2003)；1.6路桥施工计算手册；1.7建筑施工计算手册；1.8建筑施工手册；1.9 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范(JGJ166-2008)；1.10 建筑施工模板安全技术规范(JGJ162-2008)。2 工程概况一般简况螺洲立交项目位于帝封江东岸，连接在建的螺洲大桥与三环路，为新建城市快速道路市政互通桥梁工程。现浇预应力连续箱型梁桥，桥面为沥青混凝土面

2、层。螺洲立交各匝道桥及主线桥左右幅，合计总长7.8km。A、B、F、G匝道宽度8.5m，C、D、E、H匝道宽度9.5m，主线桥单幅宽度12.75m。上部构造形式上部结构采用等高度预应力混凝土连续箱式梁设计。梁高1.8米，直腹板、斜腹板厚度均为45厘米，顶、底板厚25厘米(顶底板与腹板接点设计为倒角)。中横梁宽度为2.0米，端横梁宽度为1.2米，高度均为1.8m。桥面横坡为2%。每联的桥梁跨数25跨不等，箱梁施工采用逐孔施工、预应力单端张拉、连接器连接，最后成联的设计。单跨梁长不等，多数梁长在30m。3 支架设计方案说明3.1 支架形式连续梁为现浇混凝土连续梁，针对实际情况，采用钢管支墩、钢筋砼

3、垫板基础、贝雷梁支架方案(以跨径30.00m、桥宽9.5m标准断面为例计算)。具体详见图1连续梁贝雷支架立面布置图、及图2标准断面图。图1 连续梁贝雷支架立面布置图图2 桥宽9.5m支架标准断面图3.2 支架及基础两端支架基础利用桥墩承台，中间支架底部采用2000×2000×400mm厚预制钢筋混凝土垫块，地基坐落于分层回填密实的中砂层上，上覆60cm厚碎石，压实度93%。上部采用426mm钢管(壁厚8mm)支墩，标准断面每排4根(间距：2.4m+2.7m+2.4m)，横向加10号槽钢连接，具体见图1连续梁贝雷支架立面布置图。钢管支墩上采用2XI36b型钢做分配梁。3.3

4、贝雷梁设计箱梁跨长取30m，主跨贝雷梁设计最大计算跨度为10.5m，贝雷梁6组，间距1.8m，双排单层、非加强、321型贝雷梁，共12片。贝雷梁上设10cm×10cm方木横向分配梁，间距75cm。贝雷梁支墩两端悬空部分采用钢管支架加固。3.4 构件特性3.4.1 模板力学性能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 贝雷片(国产、非加强、单层)E=2.1×105N/mm2Q=245.2KNM=788.2KN·mI=250497.2cm4W=3578.5cm33.4.4 36b工字钢=215MPaI=16530cm4E=2.1×105MPaW=919cm33.4.5 直径426mm×8mm钢管柱A=105.06cm2Ix=22952.91cm4W=107.760cm3ix=14.781cm4 荷载分析及组合4.1 荷载分析(1)箱梁自重每米箱梁混凝土重=断面面积

6、×容重=5.6×1m×26kN/m³=145.6kN。(2)模板自重模板体系荷载按规范取值1.5kN每平方米，箱梁底面宽度4.5m，则每米模板重量为1.5kN×4.5m=6.75kN，即6.75 kN /m。(3)施工人员及机具及振捣时所产生的荷载根据规范要求，取每平米8.5kN(设备及人工荷载：2.5Kn/m2；混凝土浇筑冲击荷载、混凝土振捣荷载均为2.0KN/m2)，箱梁底面宽度为4.5m，则每米产生的荷载为6.5kN×4.5m=38.25kN，即38.25 kN /m。(4)贝雷架重量贝雷架为标准构件，国产、非加强型，自重350

7、kg/片 3.5×12/3=14kN /m4.2 荷载组合永久荷载：(1)+(2)+(4)可变荷载：(3)荷载组合=(1)+(2)+(4)×1.2+(3)×1.4(1)+(2)+(4)= 145.6+6.75+14=166.3538.25×2.8=107.1，取永久荷载分项系数为1.35.。q=(145.6+6.75+14)×1.35+38.25×1.4=278.12 kN /m荷载通过100×100mm、间距为750mm的横向分配方木转化为集中荷载。R=278.12×0.75= 208.59kN5 各构件受力分析

8、及计算5.1 模板底模采用12竹胶板，取1m宽度进行计算，即b=1000。底模板为受弯结构，可以看作多跨等跨连续梁，按照三等跨均布荷载作用连续梁计算。 腹板模板(下部方木间距为20cm)检算q强=【1.2×(1.5×26+0.12)+1.4×(4.0+2.0+2.5)】×1=58.844kN/mq刚=1.2×(1.5×26+0.12)×1=46.944 kN/m(1)强度Mmax=0.101ql2=0.101×58.844×0.22=0.238kN·m=M/W=0.238×1000/(

9、24×10-6)=9.917MPa0=90MPa，满足要求。(2)挠度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，满足要求。 底板模板检算(下部方木间距为30cm)底板下混凝土重：(0.25+0.25)×26=13kN/q强=【1.2×(13+0.15)+1.4×(4+2.0+2.5)】×1=27.68 kN/mq刚=1.2×(13+0.15)&#

10、215;1=15.78 kN/m(1)强度Mmax=0.101ql2=0.101×27.68×0.32=0.252kN·m=M/W=0.252×1000/(54×10-6)=10.50MPa0=90MPa，满足要求。(2)挠度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，满足要求。5.2 纵向方木受力计算纵向方木为100×100mm，横向间距

11、：腹板下为20cm，底板下为30cm，搁置在间距为750mm的分配方木上。截面地抗矩：W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3截面惯性矩：I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.3×10-6m4 腹板下方木承载力计算荷载组合：q强=【1.2×(1.8×26+0.15)+1.4×(4.0+2.0+2.5)】×0.2=13.648kN/mq刚=1.2×(1.8×26+0.15)×0.2=11.268 kN/m强度：Mmax=0.101ql2=0.101×

12、13.648×0.452=0.276kN·m=M/W=0.286×10/1.67=1.71MPa0=10MPa，满足要求。挠度：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，刚度满足要求。 底板下方木承载力计算由于底板线荷载均小于

13、腹板线荷载，因此底板的抗弯强度及刚度也满足要求，不再计算。5.3 100×100mm方木图3 现浇箱梁横断面区域划分100×100mm、间距为750mm的横向分配方木受力简图如下：图4 100×100mm方木受力图根据不同断面面积，混凝土箱梁横断面上重力分配如下：SG1=1.306SG2=3.152SG3=1.204S=1.306+3.152+1.204=5.662根据面积比例分配受力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，其容许应力、弹性模量分别取值为：w=13Mpa，E=1×104Mpa。10×10cm方木的截面特性为：W=10×102/6=(166.7)cm3，I=10×103/12=(833.3)cm4方木承受最大弯矩为Mmax=0.125ql2=0.125*33.74*1.721*1.721=12.49KN·m，则：w=12.49×106/(166.7×104)

15、=7.5Mpaw=11MPa，满足要求。f=0.677ql4/100EI=0.677×12.49×106×9004/(100×0.1×1010×833.3×105)=0.67mmL/400=900/400=2.25mm，刚度满足要求。根据支架方案，在两侧的翼板下增加立杆，间距900mm，可显著提高该部位的方木受力特性。5.4 贝雷梁E=2.1×105N/mm2，Q=245.2kN，M=788.2kN·m，I=250497.2cm4，W=3578.5cm3。以9.5m宽箱梁为计算断面，共布置12片贝雷片，按

16、(2.25+10.5+4.5+10.5+2.25)计算。q=12.56/0.3=41.89kN/m，贝雷梁所受弯矩、剪力如下图所示：图5 贝雷梁弯矩图图6 贝雷梁剪力图M=492.9M=788.2(kN·m)Q=219.61(KN)Q= 245.2(kN)强度满足要求。贝雷架挠度验算：相邻支架最大跨度计算，取10.50m进行验算：允许挠度f=L/4=10500/400=26.25mm弹性挠度：f=5ql4/384EI=5×41.89×105004/(384×2.1×105×250500×104)=12.603mm销间挠度：n

17、=12.0/3.0=4，f=0.05(n2)=0.05×(42)=8.0mm腹杆引起的挠度：=(tg45°+ctg45°)×1.5/10.5×21.50=3.601mm则：f=12.603+8.0+3.603=24.204f =26.25mm。刚度满足要求。5.5 采用midas进行结构受力计算，双拼36b工字钢受力分析如下：100mm×100mm方木下为贝雷梁，贝雷梁简化为简支结构分析。贝雷架上的均布荷载q=100×100mm方木对贝雷架的集中荷载÷0.75m双拼36b工字钢支反力R=q×(2.25+1

18、0.5+2.25)÷2计算贝雷架所受均布荷载及36b工字钢支反力见下表：36b工字钢支反力计算表节点编号荷载类型FZ(KN)q(KN/m)R(KN)2恒载-0.73034-1.78231-11.13943恒载10.7248726.17276163.57974恒载8.22662920.0765125.47815恒载17.1598641.87836261.73976恒载13.3208732.50762203.17267恒载8.26831220.17471126.09198恒载8.26831220.17471126.09199恒载13.3208732.50762203.172610恒载17

19、.1598641.87836261.739711恒载8.22662920.0765125.478112恒载10.7248726.17276163.579713恒载-0.73034-1.78231-11.1394双拼36b工字钢做分配梁，426×8mm钢管支撑，受力分析图如下：图7 双拼36b工字钢受力分析图图8 36b工字钢弯矩图 图9 36b工字钢剪力图图10 36b工字钢变形图 36b工字钢，=2×215=430mpa，I=2×16530cm4，E=2.1×105Mpa，W=2×919cm3由图11可知，工字钢的最大弯矩Mmax=101kN

20、·m则：w=Mmax/W=98.5×103/(2×919)=53.59=430MPaQmax=221KN=430mpa，满足要求双拼工字钢截面可简化为箱型截面，由图10可以看出，工字钢最大挠度为2.69mm2700/400=6.75mm，满足要求。根据支架方案，在两侧的翼板下增加立杆，间距900mm，可显著提高该部位的方木受力特性。5.6 钢柱计算钢管支柱顶端承受的压力为550.38kN。支架钢柱采用直径426mm，t=8mm的钢立柱，其中钢立柱的截面特性为：A=105.06cm2，I=22952.91cm4，W=1487.89cm3，i=14.781cm受压构件强度：=N/An