現(xiàn)澆箱梁支架檢算書

1、貴陽龍洞堡機(jī)場擴(kuò)建工程航站區(qū)高架橋工程、航站區(qū)總圖工程現(xiàn)澆箱梁支架檢算書 中鐵五局（集團(tuán)）有限公司貴陽龍洞堡機(jī)場擴(kuò)建工程項(xiàng)目經(jīng)理部 2011年10月28日一、現(xiàn)澆連續(xù)梁模型支架設(shè)計(jì)使用軟件：清華大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器SM Solver。1、支架結(jié)構(gòu)材料物理力學(xué)性能 竹膠板：順紋彎應(yīng)力【s】= 13MPa 彎曲剪應(yīng)力【t】= 1.7MPa 彈性模量E=9898mMPa 木材（紅松TC13）：順紋彎應(yīng)力【s】=13MPa 彎曲剪應(yīng)力【t】= 2.0MPa 彈性模量E=104MPaQ345鋼材：彎曲應(yīng)力【s】=286MPa 彎曲剪應(yīng)力【t】=162.5MPa 彈性模量E=2.1105MPa2、支架結(jié)構(gòu)

2、航站區(qū)高架橋按照空箱段：180cm(橫向)120cm（縱向）布置，豎向步距為1.5m；橫梁位置按照120cm(橫向)60cm（縱向）布置，豎向步距為1.5m；腹板位置60cm(橫向)120cm（縱向），豎向步距1.5m，上下設(shè)置天地托，天地托的可調(diào)高度控制在535cm之間，在第一層橫桿搭設(shè)完成后，通過地托調(diào)節(jié)，使橫桿處于同一水平上，然后在進(jìn)行下一層搭設(shè)，縱、橫向每34排設(shè)置一道橫向、縱向剪刀撐（縱向剪刀撐間距4.8米，橫向剪刀撐間距4.8米）。其上橫橋向鋪設(shè)U型鋼(成對使用)，間距為空箱下120cm，橫梁下60cm，跨度空箱下180cm，腹板下60cm，U型鋼上縱向鋪設(shè)1010cm的分布方木,

3、方木間距為20cm（方木中心距），然后在其上鋪設(shè)底模，底模采用12mm厚的竹膠板。3、支撐構(gòu)件的承載能力（碗扣立桿） 單支立桿承載力的計(jì)算按桿件失穩(wěn)條件得來。根據(jù)搭設(shè)設(shè)計(jì)中的頂部和底部大樣圖，由于采用了大力神專用剪刀撐桿，并且每排沒列都有剪刀撐桿，能保證整個(gè)體系是幾何不變體系，所以我們可以按步距（1.5米）作為計(jì)算長度來計(jì)算桿件的承載能力：大力神DURALOK支撐系統(tǒng)中，選用的鋼管尺寸為直徑48.3mm,壁厚3.2mm ，選用材質(zhì)為Q345，則根據(jù)壓桿穩(wěn)定條件： 穩(wěn)定條件計(jì)算得支撐鋼管容許N值：鋼管特性：截面積A=4.89cm2 截面慣性矩I=12.19cm4 截面模量W=5.08cm3直徑4

4、8mm的鋼管回轉(zhuǎn)半徑為：i=1.598 【】=230查表得Q345鋼的折減系數(shù)值為：0.520其中:Q345鋼材的容許應(yīng)力為310N/mm2二、支架驗(yàn)算1、荷載組合： 橫梁與腹板荷載： q1= 25KN / m31.7m = 42.5KN / m2空箱頂、底板荷載：q1=25KN / m3 (0.25 + 0.22)m = 11.75KN / m2施工人員、施工料具、運(yùn)輸荷載： q2= 0.5KN / m2水平模板的砼振搗荷載：q3= 1KN / m2傾倒砼產(chǎn)生荷載： q4= 1KN / m2模板荷載： q5= 0.5KN / m2橫梁底組合荷載： q = (q1 + q2) 1.2 + (q

5、3+ q4 + q5) 1.4 =（42.5+0.5）1.2+（1+1+0.5）1.4=55.1 KN / m2空箱頂板、底板組合荷載： q = (q1 + q2=) 1.2 + (q3+ q4 + q5) 1.4 =（11.75+0.5）1.2+（1+1+0.5）1.4=18.2 KN / m2 2、翼緣板位置混凝土側(cè)壓力荷載根據(jù)根據(jù)建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范JGJ162-2008 規(guī)定：當(dāng)采用內(nèi)部振搗器時(shí)，新澆筑的混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值（Gk），可按下列公式計(jì)算，并取其中的較小值： （4.1.1-1） （4.1.1-2）式中： F 新澆筑混凝土對模板的最大側(cè)壓力（KN / m2）

6、 混凝土的重力密度（KN / m3）：取25 KN / m3 V 混凝土的澆筑速度（m/h）:取0.5m/h（由于無對拉筋施工，所以混凝土側(cè)壓力對支撐架的水平力較大，所以考慮控制澆筑速度?。?t0 新澆筑混凝土的初凝時(shí)間（h），可按試驗(yàn)確定。當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料時(shí)，可采用t0 = 200/(T+15) （T為混凝土的溫度 ）；根據(jù)此工程的實(shí)際需要，取8小時(shí) 外加劑影響修正系數(shù)。不摻外加劑時(shí)取1.0，摻具有緩凝作用的外加劑時(shí)取1.2；本工程去1.2。 混凝土塌落度影響修正系數(shù)。當(dāng)塌落度小于30mm時(shí)，取0.85；塌落度為5090mm時(shí)，取1.0；塌落度為110150mm時(shí)，取1.15；根據(jù)混凝土實(shí)際塌

7、落度160200mm，取1.15！ H 混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆混凝土頂面的總高度（m）。取1.7m混凝土側(cè)壓力計(jì)算分布圖形如圖4.1.1所示，圖中： ,h為有效壓頭高度。砼側(cè)壓力計(jì)算分布圖取其中的較小值，F(xiàn)=42.5KN/m2 有效壓頭高度為：考慮振搗荷載和混凝土傾倒荷載2KN/m2，混凝土壓力值取44.5KN/m2各類需要校核的材料均可簡化為連續(xù)梁，連續(xù)梁的計(jì)算公式為：彎矩：擾度：3、模板面板強(qiáng)度驗(yàn)算3.1 底模強(qiáng)度檢算（竹膠板強(qiáng)度驗(yàn)算）底模選用厚12mm的覆膜竹膠板，竹膠板下支撐肋木選用1010cm方木，按一定間距縱橋向布置，竹膠板按支撐在分布肋木上的連續(xù)梁進(jìn)行受力分析，跨度按方木間

8、距，取模板順跨度方向1mm寬計(jì)算。竹膠板面特性： A=112=12mm2 =1210-6 m2 W=(1/6)bh2=1/611212=24m3=2410-9 m3 I=(1/12)bh3=1/121123=144mm4=14410-12 m4EI=9898106 14410-12 = 10-6 N.m2EA=9898106 1210-6 = N橫梁與腹板位置荷載：q = 55.10.001m = 55.1 N / m，方木間距20cm 荷載布置圖 彎矩圖剪力圖位移圖跨中最大彎矩：M = 0.23 N.m彎曲應(yīng)力： = M/W = 0.23/2410-9 = 9.17Mpa 【s】= 13MP

9、a最大剪力:Q = 6.68N剪應(yīng)力: t = 3Q/2A = 36.68/21210-6 = 0.835 Mpa 【t】= 1.7MPa最大撓度：f = 0.34mm =200/400=0.5mm滿足要求！空箱位置荷載：q = 18.200.001m = 18.2 N / m，方木間距25cm荷載布置圖彎矩圖剪力圖位移圖跨中最大彎矩：M = 0.12 N.m彎曲應(yīng)力： = M/W = 0.12/2410-9 = 5.0Mpa 【s】= 13MPa最大剪力:Q = 2.75N剪應(yīng)力: t = 3Q/2A = 32.75/21210-6 = 0.34 Mpa 【t】= 1.7MPa最大撓度：f

10、= 0.27mm =250/400=0.63mm經(jīng)上述計(jì)算：底模的強(qiáng)度及剛度滿足設(shè)計(jì)要求。3.2、翼緣側(cè)模面板驗(yàn)算根據(jù)側(cè)壓力的分布特點(diǎn)可知，翼緣位置側(cè)壓力為均布44.50 KN/m2，竹膠板下支撐肋木選用1010cm方木，按一定間距縱橋向布置，竹膠板按支撐在分布肋木上的連續(xù)梁進(jìn)行受力分析，跨度按方木間距，取模板順跨度方向1mm寬計(jì)算?；炷羵?cè)壓力荷載：q = 44.50.001m = 44.5 N / m，方木間距15cm荷載布置圖彎矩圖剪力圖位移圖跨中最大彎矩：M = 0.11 N.m彎曲應(yīng)力： = M/W = 0.11/2410-9 = 4.58pa 【s】= 13MPa最大剪力:Q =

11、4.04N剪應(yīng)力: t = 3Q/2A = 34.04/21210-6 = 0.51 Mpa 【t】= 1.7MPa最大撓度：f = 0.09mm =150/400=0.375mm 側(cè)模面板在方木支撐間距為15cm情況下滿足要求。按側(cè)壓力的分布規(guī)律，往上可以逐步加大方木間距。4、分配方木驗(yàn)算（1010cm方木）4.1 底模分配方木強(qiáng)度檢算分配方木長4m，按跨度120cm的3跨連續(xù)梁計(jì)算。方木截面特性：A=1010=100cm2 =1010-3 m2 W=(1/6)bh2=1/610102 = 166.67cm3 I=(1/12)bh3=1/1210103 =833.33cm4EI=1010 8

12、33.3310-8 = 83333 N.m2EA=1010 10010-4 = 107 N橫梁荷載：q = 55.110000.2m =11020 N / m，方木間距20cm，支撐方木的U型鋼間距為60cm荷載布置圖彎矩圖剪力圖彎曲應(yīng)力： = M/W = 419.61/166.67 = 2.52pa 【s】= 13MPa剪應(yīng)力: t = 3Q/2A = 34005.35/210010-4 = 0.60 Mpa 【t】= 2.0MPa最大撓度：f = 0.11mm =600/400=1.5mm空箱位置荷載：q = 18.210000.25m = 4550 N / m，方木間距25cm，支撐方木

13、的U型鋼間距120cm荷載布置圖彎矩圖剪力圖位移圖彎曲應(yīng)力： = M/W =655.20/166.67 = 3.93pa 【s】= 13MPa剪應(yīng)力: t = 3Q/2A = 33276/210010-4 = 0.49 Mpa 【t】= 2.0MPa最大撓度：f = 0.64mm =1200/400=3.0mm經(jīng)上述計(jì)算：U型鋼間距為1.2m時(shí)，1010cm方木的強(qiáng)度及剛度滿足要求。為了安裝方便和管理便利，將方木間距統(tǒng)一確定為20cm。腹板荷載：q =55.110000.20m =11020 N / m，方木間距20cm，支撐方木的U型鋼間距120cm荷載布置圖彎矩圖剪力圖位移圖彎曲應(yīng)力： =

14、 M/W =1586.88/166.67 = 9.52Mpa 【s】= 13MPa剪應(yīng)力: t = 3Q/2A = 37934.40/210010-4 = 1.19Mpa 【t】= 2.0MPa最大撓度：f = 0.95mm =1200/400=3.0mm4.2 側(cè)模分配方木強(qiáng)度檢算側(cè)模荷載：q =44.5010000.20m =8900 N / m，方木間距15cm，支撐方木的U型鋼間距120cm 荷載布置圖彎矩圖剪力圖位移圖彎曲應(yīng)力： = M/W =1281.60/166.67 = 7.69Mpa 【s】= 13MPa剪應(yīng)力: t = 3Q/2A = 36408/210010-4 = 0.

15、96Mpa 【t】= 2.0MPa最大撓度：f = 1.25mm =1200/400=3.0mm5、U型鋼強(qiáng)度驗(yàn)算大力神U型鋼是一種冷彎鋼，其截面結(jié)構(gòu)為：U型鋼力學(xué)參數(shù)：A=1446mm2=144610-6m2I=mm4=10-12m4W=55000mm3=5500010-9m3E=2.1105MPaEI=2.1101110-12=.3N.EA=2.11011144610-6=N.按實(shí)際受力模型進(jìn)行驗(yàn)算，其中荷載按“截面支架間距”計(jì)算：5.1橫梁位置： 橫梁位置采用1.2m（橫向）0.6m（縱向）的支架間距，雙U型鋼沿橫橋向布置，布置間距為0.6米，跨度為1.2米：荷載為（1.725+0.5）

16、1.2+31.4）0.6=33480N/m荷載布置圖彎矩圖剪力圖位移圖彎曲應(yīng)力： ,滿足要求。剪應(yīng)力：滿足要求。最大撓度： ，滿足要求。通過以上驗(yàn)算橫梁下U型鋼和支撐桿按0.6米的間距、1.2米跨度布置是安全可靠的！反力計(jì)算約束反力值 ( 乘子 = 1)- 結(jié)點(diǎn)約束反力 合力 支 座 - - 結(jié) 點(diǎn) 水平 豎直 力矩 大小 角度 力矩- 1 0. 16070.4000 0. 16070.4000 90. 0. 2 0. 44193.6000 0. 44193.6000 90. 0. 3 0. 44193.6000 0. 44193.6000 90. 0. 4 0. 16070.4000 0.

17、16070.4000 90. 0.-橫梁下支架承受的最大支撐反力為：44193.6N/m5.2空箱位置： 空箱下采用1.2m（縱向）1.8m（橫向）的支架間距，腹板下采用1.2m（縱向）0.6m（橫向）的支架間距，雙U型鋼沿橫橋向布置，布置間距為1.2米，跨度為空箱下1.8m，腹板下0.6m。荷載為：空箱位置（0.25+0.22）25+0.5）1.2+31.4）1.2=22680N腹板位置（1.725+0.5）1.2+31.4）1.2=66960N/m荷載布置圖彎矩圖剪力圖位移圖彎曲應(yīng)力： ,滿足要求。剪應(yīng)力：滿足要求。最大撓度： ，滿足要求。通過以上驗(yàn)算空箱下U型鋼和支撐桿按1.2m的間距，

18、1.8m的跨度布置是安全可靠的！腹板下U型鋼和支撐桿按1.2m的間距，0.6m的跨度布置是安全可靠的！反力計(jì)算約束反力值 ( 乘子 = 1)- 結(jié)點(diǎn)約束反力 合力 支 座 - - 結(jié) 點(diǎn) 水平 豎直 力矩 大小 角度 力矩- 1 0. 15865.1707 0. 15865.1707 90. 0. 2 0. 47692.9756 0. 47692.9756 90. 0. 3 0. 37267.7560 0. 37267.7560 90. 0. 4 0. 40099.1707 0. 40099.1707 90. 0. 5 0. 43445.8536 0. 43445.8536 90. 0. 6

19、0. 40099.1707 0. 40099.1707 90. 0. 7 0. 37267.7560 0. 37267.7560 90. 0. 8 0. 47692.9756 0. 47692.9756 90. 0. 9 0. 15865.1707 0. 15865.1707 90. 0.-空箱腹板下支架承受的最大支撐反力為：47692.98 N/m6、立桿承載 支架自重按照支架高8米計(jì)算，碗扣支架自重：桿件名稱規(guī)格件數(shù)單件重（N）總重（N）立桿LG3002176528立桿LG12024896橫桿HG120648288橫桿HG180671426天托16161底座16161合計(jì)H=8m1460根

20、據(jù)計(jì)算結(jié)果：橫梁位置立桿軸力：F=44193.6+1460=45653.6N =45.65KN N=73KN空箱腹板位置立桿軸力：F=47693+1460=49153N = 49.15KN N=73KN經(jīng)上述計(jì)算可知：碗扣的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求！7、立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算由于支架高度較低，支架高寬比僅為0.26，故不考慮組合風(fēng)荷載：頂層橫桿以上立桿自由高度不允許超過50cm，所以取l=0.5m查表得Q345鋼的折減系數(shù)值為0.915滿足要求，故立桿穩(wěn)定性滿足施工要求！三、門洞支架設(shè)計(jì)1、門洞布置為保障現(xiàn)有老航站樓的正常運(yùn)營，新建機(jī)場高架橋需在多個(gè)交叉口位置搭設(shè)門洞，以滿足正常進(jìn)出港的需求。門洞橫梁選用I3

21、2a工字鋼，布置間距80cm。支墩選用240mm（d=10mm）圓鋼柱，布置間距80cm，鋼柱基礎(chǔ)采用（70*50）cm C20普通混凝土。支墩上采用一根I22工字鋼作為橫梁的支撐梁，橫梁上方采用15*15方木作為底托基礎(chǔ)，布置間距30cm。支架采用30（縱橋向）*60（橫橋向）搭設(shè)。門洞截面圖2、門洞驗(yàn)算從上到下進(jìn)行驗(yàn)算：、工字鋼橫梁上方木（1515）方木截面特性：A=1515=225cm2 W=(1/6)bh2=1/615152 = 562.5m3 I=(1/12)bh3=1/1215153 =4218.75cm4EI=1010 4218.7510-8 = N.m2EA=1010 2251

22、0-4 = 225106 N分配方木長4m，按實(shí)際受力模型進(jìn)行驗(yàn)算，其中荷載按“支架傳遞最大軸力支架間距”計(jì)算：支架傳遞的最大荷載為21500N，間距0.6m，我們將荷載轉(zhuǎn)變?yōu)榫己奢d：21500N0.6m=12900N/m荷載布置圖彎矩圖剪力圖位移圖彎曲應(yīng)力： = M/W =491.19/562.5 = 0.87Mpa 【】= 13MPa剪應(yīng)力：3Q/2A = 34688.65/（222510-4）= 0.31Mpa 【】= 2.0MPa最大撓度：f = 0.64mm =600/400=1.5mm滿足要求！反力計(jì)算約束反力值 ( 乘子 = 1)- 結(jié)點(diǎn)約束反力 合力 支 座 - - 結(jié) 點(diǎn)

23、水平 豎直 力矩 大小 角度 力矩- 1 0. 3051.34615 0. 3051.34615 90. 0. 2 0. 8781.92307 0. 8781.92307 90. 0. 3 0. 7442.30769 0. 7442.30769 90. 0. 4 0. 7888.84615 0. 7888.84615 90. 0. 5 0. 7442.30769 0. 7442.30769 90. 0. 6 0. 8781.92307 0. 8781.92307 90. 0. 7 0. 3051.34615 0. 3051.34615 90. 0.-最大支撐反力：8781.92N、橫梁（I32

24、a工字鋼）工字鋼的受力為1515方木傳遞的荷載，支撐間距4.7m。工字鋼截面特性：A=67.12cm2 W=(1/6)bh2=692.5cm3 I=(1/12)bh3=11080cm4EI=2.1105 1108010-8 = 23268 N.m2EA=2.1105 67.1210-4 =1409.52 N分配工字鋼長4.7m，按實(shí)際受力模型進(jìn)行驗(yàn)算，其中荷載按“橫梁上方木傳遞荷載方木間距”計(jì)算：橫梁上方木傳遞的最大荷載為8781.92N，單根方木長度4m，荷載轉(zhuǎn)變?yōu)榫己奢d：8781.92N/4m=2195.48N/m荷載布置圖彎矩圖剪力圖位移圖彎曲應(yīng)力： = M/W =6062.27/69

25、2.5 =8.75Mpa 【】= 145MPa剪應(yīng)力：3Q/2A = 35159.38/（267.1210-4）=1.15Mpa 【】= 85MPa最大撓度：f = 1.12mm =4700/400=11.75mm滿足要求！反力計(jì)算約束反力值 ( 乘子 = 1)- 結(jié)點(diǎn)約束反力 合力 支 座 - - 結(jié) 點(diǎn) 水平 豎直 力矩 大小 角度 力矩- 1 0. 5159.37800 0. 5159.37800 90. 0. 2 0. 5159.37800 0. 5159.37800 90. 0.-最大支撐反力：5159.378N、橫梁下工字鋼（I22a工字鋼）橫梁下22#工字鋼的支撐間距為0.8m，

26、按集中力施加在中間位置，取5跨進(jìn)行計(jì)算：工字鋼截面特性：A=42.10cm2 W=(1/6)bh2=309.6cm3 I=(1/12)bh3=3406cm4EI=2.1105 340610-8 = 7162.6 N.m2EA=2.1105 42.1010-4 =884.1 N荷載布置圖彎矩圖剪力圖位移圖彎曲應(yīng)力： = M/W =746.75/309.6 =2.4Mpa 【】= 145MPa剪應(yīng)力：3Q/2A = 32681.52/（242.1010-4）=0.96Mpa 【】= 85MPa最大撓度：f = 0.01mm =800/400=2mm滿足要求！反力計(jì)算反力計(jì)算約束反力值 ( 乘子 =

27、 1)- 結(jié)點(diǎn)約束反力 合力 支 座 - - 結(jié) 點(diǎn) 水平 豎直 力矩 大小 角度 力矩- 1 0. -407. 0. 407. -90. 0. 2 0. 3088.83814 0. 3088.83814 90. 0. 3 0. 2477.85917 0. 2477.85917 90. 0. 4 0. 2477.85917 0. 2477.85917 90. 0. 5 0. 3088.83814 0. 3088.83814 90. 0. 6 0. -407. 0. 407. -90. 0.-最大支撐反力：3088.84N、22#工字鋼下鋼管柱（=240mm，d=6.5mm）鋼管軸力N=3088.48N圓鋼柱尺寸為直徑240mm，壁厚6.5mm，材質(zhì)為Q235鋼，則根據(jù)壓桿穩(wěn)定條件： 穩(wěn)定條件計(jì)算得支撐鋼管容許N值：鋼管特性：截面積A=0.785（D2-d2）=47.66cm2 截面慣性矩I=0.0491(D4-d4) =3252.98 cm4 截面模量W=0.0982(D4-d4)/D = 271.08cm3直徑240mm