碗扣支架計(jì)算書

1、西安至銀川高鐵 DK110+217DK138+干板溝特大橋( 40+64+40 ) m 連續(xù)梁橋現(xiàn)澆支架計(jì)算書中鐵十二局集團(tuán)有限公司陜西通宇公路研究所有限公司二零一七年四月第一部分 概述一、編制依據(jù)1、現(xiàn)行鐵路工程施工技術(shù)指南、規(guī)程、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及工程建設(shè)的相關(guān)文件；2、施工單位提供的有關(guān)資料。二、計(jì)算及參考依據(jù)計(jì)算及參考的依據(jù)主要有：1、鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程(TB10110-2011)2、鐵路橋涵施工規(guī)范(TB10203-2002)3、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2014)5、鐵路橋涵鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范()6、鐵

2、路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范()三、工程概況西安至銀川高鐵 DK110+217DK138+板溝特大橋(40+64+4。m連續(xù)梁 橋，采用支架現(xiàn)澆法施工，箱梁為變截面箱梁。本橋采用雙線矩形空心橋臺(tái)基礎(chǔ)，圓端形實(shí)體橋墩、圓端形空心橋墩，樁基共有6150、6125兩種形式， 全橋均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。第二部分 現(xiàn)澆支架計(jì)算一、支架布置干板溝特大橋支架體系自上而下依次為 6mms制鋼模，I20工字鋼分配梁，48X碗口腳手架，立桿底托安置在厚 30cm C20混凝土硬化層上，采用15cm<10cm木墊板支墊，縱橋向立桿間距為60cm,橫橋向立桿間距60cmi立桿步距60cm 12#, 11#橋墩兩側(cè)梁體腹板

3、區(qū)橫、縱橋向立桿間距加密為30cmi 10#、13#現(xiàn)澆直線段橫橋向立桿間距加密為 30cm支架在橋縱向每360cm間距設(shè)置剪力撐， 剪力桿與地面成45度，剪力撐按構(gòu)造要求布置。支架布置示意圖如下所示。12-13號(hào)墩縱橋向支架示意圖圖1縱橋向支架布置圖（單位：cm）C：T圖2中跨現(xiàn)澆支架布置示意圖(單位：cm)二、荷載分析施工期間需要考慮的荷載有：混凝土自重、模板及其它支撐體系自重、支架 自重、施工荷載、混凝土振搗荷載等。各項(xiàng)荷載按照鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆 施工技術(shù)規(guī)程(TB10110-2011)取用。根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在施工過程中將涉及到以下荷載形式：(1) q1箱梁自重荷載。(2

4、) q2 箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐、分配梁荷載。(3) q3施工人員、施工材料和機(jī)具荷載。(4) q4振搗混凝土廣生的荷載。(5) q5 新澆混凝土對(duì)沖擊壓力。(6) q6風(fēng)荷載其中：q1混凝土容重按26kN/m3計(jì)。q2箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐，分配梁荷載分別為m2、KN/m：KN/m2、KN/m2。q3施工人員和機(jī)具等荷載為 KN/m2;q4混凝土振搗荷載按KN/m2取值；q5澆筑混凝土?xí)r的沖擊荷載按KN/m2取值;q6風(fēng)荷載按公式Wk 0.7 s zW0計(jì)算強(qiáng)度荷載組合采用倍的(1) + (2)恒載與倍的(3) + (4) + (5)活載。剛 度荷載組合采用(1) +

5、 (2)恒載。穩(wěn)定性計(jì)算荷載組合采用倍的(1) + (2)包 載與X倍的(3) + (4) + (5) + (6)。因?yàn)?0號(hào)與13號(hào)墩周圍支架布置形式以及支架上方梁體結(jié)構(gòu)相同，且 13 號(hào)墩身高度大于10號(hào)墩，按照最不利條件驗(yàn)算，驗(yàn)算13號(hào)周圍支架結(jié)構(gòu)。同理， 比較12號(hào)墩與11號(hào)墩，驗(yàn)算12號(hào)墩周圍支架結(jié)構(gòu)。13號(hào)墩上的梁塊為9#梁塊， 12號(hào)墩上的梁塊為1號(hào)梁塊。圖3 13號(hào)墩上的9#梁塊IJOO三、底模板檢算模板材料的力學(xué)特性1、模板面板、縱肋均采用q235鋼板厚5mmffl板（取寬計(jì)算）彈性模量：E= 2X 105MPa容許彎應(yīng)力：6容=145MPa容許剪應(yīng)力：r容= 85MPa模板

6、面板為5mm勺q235鋼板，面板下為10#曹鋼橫向分布肋，間距為、豎截面慣性矩:I = (b x h3)/12= 300 x 53/12=3125 mrm截面抗矩:W (bXhj/6= 300 X52/6=1250mrm石匕_-1/2D-H -皿曲乳一圖4 12號(hào)墩上的1#梁塊向肋板為5mms板，間距為、。所有連接孔用M20螺栓卦”以凡£截面積：S= 300X 5= 1500mm2、10#曹鋼豎向肋(橫向分布肋)彈性模量：E= 2X 105MPa截面慣性矩：I =截面抗矩：W容許彎應(yīng)力：6容=145MPa容許剪應(yīng)力：容=85MPa截面積：S=因?yàn)樵?#梁塊腹板下的鋼模板處在最不利條件

7、下，驗(yàn)算取本塊模板進(jìn)行計(jì)算9#梁塊腹板下的鋼模板驗(yàn)算(1)面板選用梁體腹板下5 39n X 0.2巾板格進(jìn)行計(jì)算，板格所受面載為q = 1.2 X (6 05 X 26 + 7.05) +1.4 X65 = 2O6.32kN/n2本塊模板屬于空間受力板單元結(jié)構(gòu)， 其邊界條件可簡(jiǎn)化為2面簡(jiǎn)支2面固定，在Midas FEA中建立模型其應(yīng)力云圖結(jié)果如下illIS* GIF鵬也* e d辛44HLE1D»據(jù) mcaom4 皿入2*逝L-3 ETMMm? PWITWCI1麗圖咂I-1 BFTlW -l.i»<WULu .1 WthlMQf在模板中心的上頂面出現(xiàn)最大應(yīng)力215MP

8、a滿足強(qiáng)度要求其變形結(jié)果如下圖所示RUMI>-A j F今TMWL一. 通川I AOI44u 3FM0>4jmMQi “向 *1最大縱向變形為L(zhǎng)/400=變形滿足要求四、底模下橫向工字鋼檢算9#梁塊底模下的橫向工字鋼驗(yàn)算橫向分布梁采用I20工字鋼，鋼材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值215MPa彈性模量206GPa腹板下工字梁承受的荷載為：強(qiáng)度荷載組合：x x 26+x +x x =m剛度荷載組合：X 26+x =m底板下的縱向方木承受的荷載為：強(qiáng)度荷載組合：x x 26+x +x x =m剛度荷載組合：x 26+x =m計(jì)算時(shí)采用腹板下的荷載數(shù)值o1、應(yīng)力驗(yàn)算荷載q=m，按連續(xù)梁驗(yàn)算。截面抵抗矩力

9、,: 二截面抗彎強(qiáng)度qp 66,內(nèi)2 X 0. 32 X 1D6八才 10 . ；3Tx班 ,2,536MPd< 215,OMPa,抗彎強(qiáng)度滿足要求。截面抗剪強(qiáng)度V 0. 6ql0.6 X 66. 7% 乂 103 X 0. 3t = 15r= 1.5 = 1.5 X = 3. 39MPSA A35 5 X 107< 125Mp君抗剪強(qiáng)度滿足要求。2、變形驗(yàn)算E 二 2 06 X 10%Pa;I = 2370cm4截面最大撓度ql40, 677 X 51810 X 60。&3 二 0- 677-= =0. 6mm < Cr100EI100 X 2.06 X 10、X

10、2370 X 10000600剛度滿足要求。綜上，橫向工字鋼安全滿足要求1#梁塊底模下的橫向工字鋼驗(yàn)算橫向分配梁采用I20工字鋼，工字鋼分配梁間距為，其均布荷載分布將下圖計(jì)算時(shí)采用腹板下的荷載數(shù)值O腹板下的橫向工字鋼承受的荷載為:強(qiáng)度荷載組合：X X 26+X +x x =m剛度荷載組合：x 26+x =mqp 61. S9 X 0.3J X 104 1用一 10 X 337 X I03二2. 36MPa < 215MPa,抗彎強(qiáng)度滿足要求截面抗剪強(qiáng)度V=15r< 125MPa0. 6ql0.6 X 61. 89 X 103 X (0.3)15 1.5 X二 4 71 MPa355

11、0抗剪強(qiáng)度滿足要求。(2)變形驗(yàn)算E 二 2.06 X 105MPa;2370cm4截面最大撓度_ ql43 二 ° 677辰6000.677 X 49310 X 3004二 0 5m < Cr 100 X 2.06 X 10' X 10000 X 23701 5mm 400剛度滿足要求。五、支架立桿檢算考慮到碗扣支架的周轉(zhuǎn)使用，給支架一個(gè)折舊系數(shù)。9#梁塊下支架立桿檢算1.立桿強(qiáng)度驗(yàn)算圖5 13#橋墩支座上梁體截面(1)腹板下立桿荷載分析：碗扣式立桿分布60cmx 30cm,層距60cni連續(xù)梁?jiǎn)蝹?cè)腹板面積：a=A2；腹板處斷面面積為A2, X26/ = mA2,單根

12、立桿的計(jì)算包載：(+) X X =單根立桿的計(jì)算活載：5XX=則單根立桿受力為：N= X+x=< 40kNX=32kN(滿足)。(2)中底板下立桿荷載分析：碗扣式立桿分布 60cmX 60cm層距60cnr連續(xù)梁中底板面積：b=A2 X26/ = mA2,單根立桿的計(jì)算包載：(+) X X =單根立桿的計(jì)算活載：5XX=則單根立桿受力為：N= x+x=< 40kNX=32kN(滿足)。2.立桿穩(wěn)定性(1)立桿計(jì)算長(zhǎng)度Lo%距+2a=,其中層距。a-模板支架立桿伸出頂層水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)長(zhǎng)度，取。(2)鋼管截面特性外直徑48mm壁厚，截面積A=,慣，卜t矩1=,回轉(zhuǎn)半徑r=,立

13、桿截面抵抗矩 KW=I3(3)立桿穩(wěn)定性計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比入=Lo/r=190/=120 ,查表知折減系數(shù)小=不考慮風(fēng)荷載N_max/(|)A=( 乂 103 ) / (XX 102 )=考慮風(fēng)荷載：作用于腳手架上的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，按下式計(jì)算:Wk = 0.7 Mz % 30式中：物風(fēng)壓高度變化系數(shù)；%腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)；3?；撅L(fēng)壓；根據(jù)建筑結(jié)才荷載規(guī)范(GB50009-2012),橋位處地面粗糙程度為B類, 風(fēng)壓高度變化系數(shù)取，如表所示：風(fēng)壓高度變化系數(shù)離地向局度510152030405060風(fēng)壓圖度變化系數(shù)必為腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)，根據(jù)規(guī)范，敞開式腳手架的風(fēng)載體型系數(shù)必 必tw,%tw值是將

14、腳手架視為桁架，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2015)單極桁架的體型系數(shù) 陽(yáng)必。,對(duì)于圓形截面桿件，*0=1.2,為擋風(fēng)系數(shù)：AwAn為桁架構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)擋風(fēng)的凈投影面積，Aw為桁架構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)迎風(fēng)的凈投影面積：Aw0.6 0.60.36m2,Aw(0.6 0.6v'0.620.62)0.0480.098m2,所以擋風(fēng)系數(shù):AnAw0.0980.360.272 ,所以桁架的體型系數(shù)：耳10.272 1.2 0.326腳手架沿橫橋向有26排，所以:ps = 0. 326 X 26 = 8. 4763。為基本風(fēng)壓，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)中全國(guó)基本風(fēng)壓 分布，西安

15、地區(qū)10年一遇基本風(fēng)壓 以 0.25kN/m2, 50年一遇基本風(fēng)壓 期 0.35kN/m2, 100年一遇基本風(fēng)壓 期 0.40kN/m2 對(duì)于100年一遇的風(fēng) ,荷載，離地面高度15m時(shí)，得水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為皿=X 1.13 X 8.476 X 0.4 二 2 6811 4 y oWkL2 1.4 X 1 X 2.681 X 0.6 X L92M 二二二 1 016N - m880. 9M 0.9 X 1. 016=;=0. 18MPaN 5 08 X 10 - 6CT“”0 9Mr二 + = 120 6 + 0 18 = 120 78NPa < 215MPa X 0 8 = 172

16、MPa 中A W結(jié)論：13#®連續(xù)梁端立桿穩(wěn)定性。3.碗口式支架豎向位移計(jì)算(中底板)OiH"'百 A式中立桿計(jì)算恒載;H 立桿總高度；E 鋼材彈性模量;-一立桿接頭變形；A立桿截面面積，6x=X 103X 13X 103)/ X 105X X 102 )+21=+21 =1#梁塊下支架立桿檢算圖6 14#橋墩支座上梁體截面1.立桿強(qiáng)度驗(yàn)算（1）腹板下立桿荷載分析：碗扣式立桿分布30cmrix 30cmi層距60cmi連續(xù)梁?jiǎn)蝹?cè)最大截面腹板面積：a=;連續(xù)梁?jiǎn)蝹?cè)最大截面中板面積：b=;腹板處斷面面積為m2, X26/ = m2單根立桿的計(jì)算包載：（+） XX =單根

17、立桿的計(jì)算活載：5X X 二則單根立桿受力為：X +X= < 40 kNX=32kN （滿足）（2）底板下立桿荷載分析碗扣立桿分布60cmx 60cm,層距60cm,底板處斷面面積為，x 26/ = 52kN/m2,單根立桿的計(jì)算包載：（52+） x X =單根立桿的計(jì)算活載：5X X 二則單根立桿受力為：X +X= < 40 kNX=32kN （滿足）2、立桿穩(wěn)定性立桿計(jì)算長(zhǎng)度Lo=層距+2a=,其中層距。a-模板支架立桿伸出頂層水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)長(zhǎng)度，取。鋼管截面特性外直徑48mm壁厚，截面積A=,慣，卜t矩1=,回轉(zhuǎn)半徑r=,立桿截面抵抗矩 W=rn°立桿穩(wěn)定

18、性計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比入=Lo/r=1 20/=,查表知折減系數(shù) 小二不考慮風(fēng)荷載NmaX(|)A=( X 103 ) / (x X 102 ) =< 215MPaX =172MPa考慮風(fēng)荷載后，風(fēng)荷載計(jì)算方法與 13#«同理Ne 0 9M、CT = + - = 131.09 + 018= 131. 27MPa < l72MPa 6 A W結(jié)論：立桿穩(wěn)定性滿足3.碗口式支架豎向位移計(jì)算(腹底板)QiH 屋二鼠一 式中立桿計(jì)算包載；H 立桿總高度；E 鋼材彈性模量；立桿接頭變形；A立桿截面面積，29 583 X 103 X 13 X 1036 x = + 33 = 3. 8 + 33

19、 = 36, 8mm2.06 X 105 X 4.893 X 102六.臨時(shí)鋼管柱驗(yàn)算1#梁塊下臨時(shí)鋼管柱驗(yàn)算在主墩兩側(cè)的承臺(tái)上分別支立 2根小609mrfi厚16mmi勺鋼管作為臨時(shí)支撐。 兩個(gè)鋼管橫向間距為兩米。鋼管頂?shù)撞坑弥睆叫?800mnff 16mm勺鋼板封口。封 底鋼板預(yù)埋在承臺(tái)內(nèi)，封頂鋼板與 0#塊底板混凝土表面接觸，鋼板上設(shè)小25錨 固鋼筋和鋼板滿焊。每側(cè)2根鋼管內(nèi)預(yù)埋共4根精軋螺紋鋼，一端預(yù)埋在承臺(tái)內(nèi)， 深入承臺(tái)底部，一端從鋼管中穿至1#節(jié)段底板頂面以上50cm彳f 0制混凝土強(qiáng) 度達(dá)到要求后，每根鋼管內(nèi)精軋螺紋鋼施加 50T預(yù)應(yīng)力，并且在主墩墩頂兩側(cè)分 別預(yù)埋2根小32精軋螺紋鋼，預(yù)埋深度1m,深入連續(xù)梁腹板1m,起抗傾覆作用， 待邊跨合龍后拆除臨時(shí)支撐。具體結(jié)構(gòu)尺寸見下圖。鋼管采用q235