箱形系梁支架受力计算书

2#、3#桥墩箱形系梁支架受力计算书一、支架布设说明1、支架采用梁柱式支架，立柱分别采用l=3.765m的30#工字钢和Φ48mm*3.5mm的普通钢管，底模下承重纵梁采用单层双排贝雷桁架；2、系梁跨中贝雷桁架下采用满堂式钢管支架，沿高度方向横杆步距为125cm；3、钢管支架布置密度为：顺桥向*横桥向=5排*6排，间距对应为50cm*60cm；4、钢管支架立杆可调顶托上顺桥向置双拼10号槽钢或16号工字钢作贝雷桁架支撑梁；5、贝雷桁架上顺桥向置放31根l=8m长16号工字钢作为底模分配梁，工字钢中心间距为50cm，上面再安放大块系梁钢模底模，其下铺设脱模之木楔；6、钢管支架立杆地基基础平面：长*宽*厚=3.4m*2.4m*0.15m范围内需先用C25砼硬化处理，而30#工字钢立柱与墩帽接触面应浇筑30cm厚砼固结，确保不被水流冲涮，而致使地基塌陷或下沉。二、设计参数1、槽钢、工字钢允许轴向应力[σ]=140MPa，允许弯曲正应力[σw]=145MPa，弹性模量E=2.1×105MPa；2、Φ48mm*3.5mm钢管允许轴向正应力[σ]=180MPa，允许弯曲应力[σw]=215MPa，允许长细比[λ]=150，i=15.78mm，弹性模量E=2.1×105MPa；3、16#工字钢Wx=109.2cm3,I=873cm4，g=15.89kg/m；4、30#工字钢Wy=49.9cm3,imin=2.69cm，A=46.48cm2，g=36.49kg/m；5、贝雷桁架I0=250500cm4，W0=3570cm3，[M0]=975KN.m，g=270kg/片。桁架销子重量3kg/个三、荷载计算1、砼、钢筋、钢铰线及锚具等恒载重砼重Gh=41.4m3×2.4t/m3=99.36t钢筋重Gg=6.3t钢铰线、波纹管及锚具重Gb=0.9t恒载重G=Gh+Gg+Gb=99.36+6.3+0.9=106.56t2、模板重量（1）底模：①竹胶板模G1=16.04m*2.0m*12kg/m2=384.96Kg②钢模G2=16.04m*2.0m*70kg/m2=2245.6Kg≈2.25T(2)内竹胶板侧模G内=s*g=75.09m2*15kg/m2=1126.35kg≈1.13T(3)外侧模G外=16.04m*2.8*2m*70kg/m2=6287.68Kg≈6.3T验算强度时，全部按钢模重量计算，故G2=2.25+1.13+6.3=9.68T3、施工人员及施工荷载重G3=200kg/m2*16.04m*2m=6.42t,作用在贝雷桁架上单位荷载为q=6.42t/2/18=0.178t/m4、振捣砼产生的荷载重G4=200kg/m2*16.04m*2m=6.42t,作用在贝雷桁架上单位荷载为q=6.42t/2/18=0.178t/m5、顺桥向16#工字钢重量G5=31根×8m/根×15.89kg/m=3940.72kg=3.94t6、贝雷桁架自重横桥向墩柱两侧各设一排贝雷桁架作为支架主承重梁，共需贝雷桁架数量2排*7片/排=14片G61=14片*270kg/片=3780kg销子重量，12个*2*3kg/个=72kg贝雷片+销子重量=3780+72=3852kg，故总重量取G6=3.85t7、计算受力时的几种不同荷载组合方式(1)组合I：砼恒载等重量+钢模自重+施工荷载及振捣砼产生的荷载+16#工字钢自重GI=106.56t+9.68t+6.42*2t+3.94t=133.02t(2)组合II：砼恒载等重量+钢模自重+施工荷载及振捣砼产生的荷载+16#工字钢自重+贝雷桁架自重GII=106.56t+9.68t+6.42*2t+3.94t+3.85t=136.87t四、顺桥向16#工字钢受力计算1、强度计算（如图一示）其上荷载采用组合I，GI=106.56t+9.68t+6.42*2t+3.94t=133.02t共31根工字钢，且工字钢净跨为2.8m，故作用于工字钢上的力为q=133.02t/31/2.8m=15.32KN/m其最大弯矩Mmax==，最大弯曲应力σmax===137.49<[σw]=145MPa故其强度满足要求。2、验算工字钢刚度故16#工字钢刚度也满足要求。3、最不利荷载位置工字钢强度验算箱形系梁在靠近墩柱1.05m处自重最大，其下工字钢所受力最大，为16#工字钢的最不利荷载位置。该截面工字钢所受的外荷载为：混凝土、钢筋、钢绞线自重g1、模板自重g2、施工荷载g3、倾倒混凝土产生的荷载g4和16#工字钢自重g5，对该处工字钢强度进行单独验算如下：g1=1.05m*2.0m*2.8m*2.6t/m3=15.288tg2=(1.05m*2.0m+1.05m*2.8m*2)*70kg/m2=558.6kg=0.56tg3=200kg/m2*1.05m*2m=420kg=0.42tg4=200kg/m2*1.05m*2m=420kg=0.42tg5=3*8m*15.89kg/m=381.36kg=0.38tΣg=g1+g2+g3+g4+g5=17.068t该处16#工字钢强度所受均布荷载为q=17.068*10KN/3/2.8m=20.32KN/mσmax===182.36>[σw]=145MPa验算该处强度不满足。为此，在16#工字钢总量不变的情况下，增加该处工字钢数量，原布设3根，重新布设为4根，该处工字钢之间间距调整为105cm/3=35cm，并略调整其他位置工字钢间距。调整后的均布荷载q1、σmax1为：q1=17.068*10KN/4/2.8m=15.24KN/mσmax1===136.77<[σw]=145MPa重新布设后其强度满足要求。五、贝雷桁架受力计算1、强度计算其上荷载采用组合II，GII=106.56t+9.68t+6.42*2t+3.94t+3.85t=136.87t，作用在贝雷桁架上的均布荷载q=136.87t/2/18m=38KN/mMmax=0.07ql2=0.07*38KN/m*9.02m2=251.46KN.m<[M0]=975KN.m强度满足要求2、刚度验算fmax=0.521*故其刚度足够。六、计算支架30#工字钢立柱受力1、强度计算其上荷载采用组合II，GII=106.56t+9.68t+6.42*2t+3.94t+3.85t=136.87t，作用在贝雷桁架上的均布荷载q=136.87t/2/18m=38KN/m该支架为一次超静定体系，其下支点反力分别为：RA==RC=0.375ql=0.375*38KN/m*9m=128.25KN,RB=2*0.625*ql=2*0.625*38KN/m*9m=427.50KN因30#工字钢下端固定，上端铰支，故其μ=0.7，则λ==0.7*376.5/2.69cm=98＜[λ]=150，查表得Φ=0.581则30#工字钢工作应力为σ==128.25*103/46.48*102=27.59MPa＜Φ[σ]=0.581*140=81.34MPa故30#工字钢立柱强度满足要求。2、刚度验算因工字钢仅受轴向压力，支点弯矩为0，其抗弯刚度足够。七、跨中钢管立杆稳定性验算因贝雷梁跨中支点反力为427.5KN，其下按横向*纵向=6*5排共布设30根钢管立杆成一小型满堂支架，故单根钢管立杆承受荷载为KN因横杆步距为1.25m，长细比λ=＜[λ]=150，查表得Φ=0.651故单根立杆容许荷载为：[N]=ΦA[σw]=0.651*489mm2*215N/mm2=68.4KN>N1=14.25KN立杆承载力满足设计要求。八、立杆下扩大基础地基承载力验算：1、荷载重量=立杆、横杆自重+跨中支点反力设立杆高6m，大、小横杆各长3.4m和2.4m，则其重量为Gl+h=（3.4*6*5+2.4*6*6+6*5*6）m*3.84kg/m=14.15KN故验算荷载G=Gl+h+RB=14.15+427.5=441