現(xiàn)澆箱梁滿堂式碗扣支架計算

1、中交第一公路工程局有限公司CCCC FIRST HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD現(xiàn)澆箱梁滿堂式碗扣支架設(shè)計計算 編 制： 復(fù) 核： 審 核： 遼寧中部環(huán)線高速公路鐵嶺至本溪段第四合同段二一七年三月 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc479084335 1設(shè)計依據(jù)及參數(shù) PAGEREF _Toc479084335 h 1 HYPERLINK l _Toc479084336 1.1設(shè)計依據(jù) PAGEREF _Toc479084336 h 1 HYPERLINK l _Toc479084337 1.2主要參數(shù) PAGEREF _Toc479

2、084337 h 1 HYPERLINK l _Toc479084338 2 模板設(shè)計 PAGEREF _Toc479084338 h 2 HYPERLINK l _Toc479084339 2.1底模 PAGEREF _Toc479084339 h 2 HYPERLINK l _Toc479084340 2.2側(cè)模 PAGEREF _Toc479084340 h 3 HYPERLINK l _Toc479084341 3 支架設(shè)計 PAGEREF _Toc479084341 h 3 HYPERLINK l _Toc479084342 4 荷載分析 PAGEREF _Toc479084342

3、h 3 HYPERLINK l _Toc479084343 4.1單位面積豎向荷載 PAGEREF _Toc479084343 h 3 HYPERLINK l _Toc479084344 4.1.1恒載 PAGEREF _Toc479084344 h 4 HYPERLINK l _Toc479084345 4.1.2活載 PAGEREF _Toc479084345 h 4 HYPERLINK l _Toc479084346 4.1.3豎向荷載組合 PAGEREF _Toc479084346 h 4 HYPERLINK l _Toc479084347 4.2單位面積水平荷載 PAGEREF _T

4、oc479084347 h 5 HYPERLINK l _Toc479084348 4.2.1模板側(cè)壓力 PAGEREF _Toc479084348 h 5 HYPERLINK l _Toc479084349 4.2.2傾倒振搗荷載 PAGEREF _Toc479084349 h 6 HYPERLINK l _Toc479084350 4.2.3水平荷載組合 PAGEREF _Toc479084350 h 6 HYPERLINK l _Toc479084351 5 模板及支架驗算 PAGEREF _Toc479084351 h 6 HYPERLINK l _Toc479084352 5.1底模

5、驗算 PAGEREF _Toc479084352 h 6 HYPERLINK l _Toc479084353 5.1.1竹膠合板強度計算 PAGEREF _Toc479084353 h 6 HYPERLINK l _Toc479084354 5.1.2底板下分配梁驗算 PAGEREF _Toc479084354 h 7 HYPERLINK l _Toc479084355 5.1.3腹板下分配梁驗算 PAGEREF _Toc479084355 h 9 HYPERLINK l _Toc479084356 5.1.4翼板下竹膠板 PAGEREF _Toc479084356 h 10 HYPERLIN

6、K l _Toc479084357 5.1.5翼板下分配梁驗算 PAGEREF _Toc479084357 h 11 HYPERLINK l _Toc479084358 5.2碗扣支架的間距選擇和桿件計算 PAGEREF _Toc479084358 h 12 HYPERLINK l _Toc479084359 5.2.1碗扣支架的間距選擇 PAGEREF _Toc479084359 h 13 HYPERLINK l _Toc479084360 5.2.2桿件計算 PAGEREF _Toc479084360 h 13 HYPERLINK l _Toc479084361 5.3地基承載力驗算 PA

7、GEREF _Toc479084361 h 14 HYPERLINK l _Toc479084362 5.3.1地基處理方式 PAGEREF _Toc479084362 h 14 HYPERLINK l _Toc479084363 5.3.2砼表面壓力計算 PAGEREF _Toc479084363 h 14 HYPERLINK l _Toc479084364 5.3.3砼底面壓力計算 PAGEREF _Toc479084364 h 14 HYPERLINK l _Toc479084365 5.3.4基地處理 PAGEREF _Toc479084365 h 14 HYPERLINK l _To

8、c479084366 5.4側(cè)模板驗算 PAGEREF _Toc479084366 h 14 HYPERLINK l _Toc479084367 5.4.1模板設(shè)計 PAGEREF _Toc479084367 h 14 HYPERLINK l _Toc479084368 5.4.2面板檢算 PAGEREF _Toc479084368 h 14 HYPERLINK l _Toc479084369 5.4.3豎肋檢算 PAGEREF _Toc479084369 h 15 HYPERLINK l _Toc479084370 5.4.4橫肋檢算 PAGEREF _Toc479084370 h 16 H

9、YPERLINK l _Toc479084371 5.4.5對拉螺桿檢算 PAGEREF _Toc479084371 h 16 HYPERLINK l _Toc479084372 5.5內(nèi)模檢算 PAGEREF _Toc479084372 h 17 HYPERLINK l _Toc479084373 5.5.1竹合板檢算 PAGEREF _Toc479084373 h 17 HYPERLINK l _Toc479084374 5.5.2橫向分配梁檢算 PAGEREF _Toc479084374 h 18 HYPERLINK l _Toc479084375 5.5.3縱向梁檢算 PAGEREF

10、_Toc479084375 h 18 HYPERLINK l _Toc479084376 5.5.4頂板下桿件計算 PAGEREF _Toc479084376 h 19 HYPERLINK l _Toc479084377 6計算結(jié)論 PAGEREF _Toc479084377 h 19 現(xiàn)澆箱梁滿堂式碗扣支架設(shè)計計算1設(shè)計依據(jù)及參數(shù)1.1設(shè)計依據(jù)1.1.1遼寧中部環(huán)線高速公路鐵嶺至本溪段第四合同段圖紙1.1.2鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-20031.1.3混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-20101.1.4木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50005-20031.1.5混凝土模板用膠合板GB/T17656-

11、20081.1.6公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG/T F50-20111.1.7建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ166-20081.1.8建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范JGJ162-20081.1.9路橋施工計算手冊（人民交通出版社）1.1.10鋼結(jié)構(gòu)施工及驗收規(guī)范GB50205-95 1.1.11公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準JTG F80/1-20041.1.12建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-20121.2主要參數(shù)（1）采用483.5mm的鋼管，材料特性及截面特性如下表1.2-1 鋼管的強度和彈性模量Q235 A3鋼材抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值（Mpa）205彈性模板量E（Mpa）2.0610

12、5表1.2-2鋼管截面特性外徑F（mm）壁厚t（mm）截面面積A（cm2）截面慣性矩I（cm4）截面模量W（cm3）回轉(zhuǎn)半徑i（cm）483.54.89312.685.231.58（2）鋼筋混凝土重度c=26KN/m3 (路橋施工計算手冊P172)表1.2-3 混凝土重度鋼筋混凝土（以體積計算的含筋率）KN/m32%2%2526（3）容許撓度結(jié)構(gòu)表面外露模板=L/400結(jié)構(gòu)表面隱蔽模板=L/250支架受載后撓曲桿件（橫梁、縱梁），其彈性撓度值為相應(yīng)結(jié)構(gòu)計算跨徑的1/400模板在自重和風(fēng)荷載等作用下的抗傾覆系數(shù)穩(wěn)定性不小于1.3（4）恒載系數(shù)1.2，活載系數(shù)1.4表1.2-4 荷載分項系數(shù)序號荷

13、載類別i（1）模板、方木、支架等自重1.2（2）鋼筋混凝土自重1.2（3）施工人員及施工機具運輸或堆放的荷載1.4（4）傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的豎向荷載1.4（5）振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的豎向荷載1.4（6）雪荷載、冬季保溫設(shè)施荷載等（5）模板重量2.5KN/m2，（引用施工臨時支撐結(jié)構(gòu)專項技術(shù)方案-劉東躍主編P278）2 模板設(shè)計2.1底模底模由上至下為竹膠板（=15mm），底板下采用108cm方木作為縱向分配梁,間距15cm，腹板下采用108cm方木作為縱向分配梁，間距10cm，翼板下采用108cm方木作為縱向分配梁，間距25cm，采用1015cm方木作為橫向分配梁。2.2側(cè)模設(shè)計模板的面板采用厚度為

14、15mm的竹膠板；貼面板豎肋用5*10方木，間距150mm；背楞為483.5mm鋼管，拉桿為16對拉螺栓，拉桿縱向間距每0.5m設(shè)一道，豎向間距每0.6m設(shè)一道。3 支架設(shè)計支架采用碗扣支架搭設(shè)，底板下立桿間距為90cm60cm（橫向縱向），橫桿步距為120cm；腹板下立桿間距為60cm60cm（橫向縱向），橫桿步距為120cm；翼板下立桿間距為90cm60cm（橫向縱向），橫桿步距為120cm；橫橋向布置方式為20.9m+10.6m+60.9m+10.6m+20.9m=10.2m?？v橫梁布置方式為：竹膠板下先布置縱梁，縱梁下再布置橫梁，橫梁支撐于碗扣支架上頂托。4 荷載分析4.1單位面積豎向

15、荷載（1）選取最不利斷面進行驗算；（2）選取標(biāo)準斷面驗算，橫隔板、梁端處腹板及頂?shù)装鍧u變（加寬、加厚）需對支架等進行加密，并單獨驗算。圖 4.1-1最不利橫斷面荷載計算圖（尺寸單位mm）4.1.1恒載1 每平米翼緣板部分：P翼頂1=260.18= 4.68 Kpa P翼根2=260.45= 11.7 Kpa 2 每平米頂、底板部分：P底頂=26（0.28+0.25）= 13.78 Kpa3 每平米腹板處荷載：F=261.875= 48.75 Kpa4.1.2活載1 施工人員及施工機具運輸或堆放的荷載:2振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的豎向荷載:3 傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的豎向荷載(沖擊荷載):4.1.3豎向荷載組

16、合建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范（JGJ162-2008）4.1.2 條控制最不利荷載進行組合，則：1 計算底板下每平米用荷載組合為強度檢算：P=1.2(P底頂)+1.4（P施+ P振+ P傾)= 1.2(13.78)+1.4(2.5+2+2)= 25.636 Kpa剛度檢算:P=1.2(P底頂)= 1.2(13.78)= 16.536 Kpa2 計算腹板下每平米用荷載組合為強度檢算:P=1.2(F)+1.4（P施+ P振+ P傾)= 1.2(48.75)+1.4(2.5+2+2)=67.6 Kpa剛度檢算:P=1.2(F)= 1.2(48.75) =58.5 Kpa3 計算翼板下每平米用荷載組合為

17、強度檢算:P=1.2(P翼根)+1.4（P施+ P振)= 1.2(11.7)+1.4(2.5+2)=20.34 Kpa剛度檢算:P=1.2(P翼根)= 1.2(11.7)=14.04 Kpa4.2單位面積水平荷載4.2.1模板側(cè)壓力新澆混凝土對模板的最大側(cè)壓力（采用內(nèi)部振搗器）F=0.22t01212式中：=26kN/m3,混凝土容重。t0=5h,混凝土初凝時間。1=1.2,外加劑影響修正系數(shù)；不摻外加劑時取1.0,摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2。 2 =1.15,混凝土坍落度影響修正系數(shù)；當(dāng)坍落度小于30mm時，取0.85；坍落度為5090mm時，取1.00；坍落度為110150mm時，取

18、1.15。=1m/h，混凝土的澆筑速度(m/h)。 F=0.222651.21.151=39.47kN/m2另： F=H=261.8=46.8kN/m2式中：H混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度(m)； 圖 4.2-1 混凝土側(cè)壓力圖取二式中較小值，因此取F=39.47kN/m2。4.2.2傾倒振搗荷載1 傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載：P傾=2kN/m2。（溜槽、串筒或?qū)Ч埽? 振搗混凝土產(chǎn)生水平荷載：P振=4kN/m2。4.2.3水平荷載組合強度檢算：P1=1.2F+1.4（P傾+P振）=1.239.47+1.4（2+4）=55.76KN/剛度檢算:P2=1.2F=1.239.47=

19、47.36KN/5 模板及支架驗算5.1底模驗算5.1.1竹膠合板強度計算面板竹膠合板厚=15mm，豎肋（支墊）間距為15cm ，竹膠合板橫紋靜曲強度竹=25MPa，彈性模量E=4103MPa。取1m寬板條作為計算單元， 截面慣性矩：截面抵抗矩：竹膠合板受力分析如圖圖5.1-1 面板受力示意圖（尺寸單位：m）強度計算(公式引用路橋施工計算手冊P178 表8-13)最大彎矩：最大彎曲應(yīng)力： 強度滿足要求剛度計算(公式引用路橋施工計算手冊P178 表8-13) 剛度滿足要求5.1.2底板下分配梁驗算（1）縱向分配梁驗算采用選用108cm方木作為縱向分配梁，中心間距為150mm，支墊間距60cm。路

20、橋施工計算手冊P176，紅松彈性模量E方木=9103Mpa ，順紋彎曲應(yīng)力方木=12.0Mpa截面慣性矩：截面抵抗矩：圖5.1-2 縱梁受力示意圖（尺寸單位：m）強度計算 強度滿足要求剛度計算 剛度滿足要求（2）橫向分配梁驗算選用1015cm方木作為橫向分配梁，中心間距為600mm，支墊間距90cm。截面慣性矩： 截面抵抗矩： 圖5.1-3 橫梁受力示意圖（尺寸單位：m）強度計算 強度滿足要求剛度計算剛度滿足要求桿件最大支反力為橫桿步距為1200mm時，每根立桿設(shè)計荷載為30KN，R=15.23KNR=30KN，立桿安全系數(shù)：K=30/15.23=1.97。5.1.3腹板下分配梁驗算（1）縱向

21、分配梁驗算采用選用108cm方木作為縱向分配梁，中心間距為100mm，支墊間距60cm。圖5.1-4 縱梁受力示意圖（尺寸單位：m）強度計算 強度滿足要求剛度計算剛度滿足要求（2）橫向分配梁驗算選用1015cm方木作為橫向分配梁，中心間距為600mm，支墊間距60cm。圖5.1-5 橫梁受力示意圖（尺寸單位：m）強度計算 強度滿足要求剛度計算剛度滿足要求桿件最大支反力為橫桿步距為1200mm時，每根立桿設(shè)計荷載為30KN，R=26.7696KNR=30KN，立桿安全系數(shù)：K=30/26.7696=1.12。5.1.4翼板下竹膠板面板竹膠合板厚=15mm，豎肋（支墊）間距為25cm。 圖5.1-

22、6 面板受力示意圖（尺寸單位：m）強度計算最大彎矩：最大彎曲應(yīng)力：強度滿足要求剛度計算 剛度滿足要求5.1.5翼板下分配梁驗算（1）縱向分配梁驗算采用選用108cm方木作為縱向分配梁，中心間距為250mm，支墊間距60cm。圖5.1-7 縱梁受力示意圖（尺寸單位：m）強度計算 強度滿足要求剛度計算剛度滿足要求（2）橫向分配梁驗算選用1015cm方木作為橫向分配梁，中心間距為600mm，支墊間距90cm。圖5.1-8 橫梁受力示意圖（尺寸單位：m）強度計算 強度滿足要求剛度計算剛度滿足要求桿件最大支反力為橫桿步距為1200mm時，每根立桿設(shè)計荷載為30KN，R=12.08KNR=30KN，立桿安

23、全系數(shù)：K=30/12.08=2.48。5.2碗扣支架的間距選擇和桿件計算5.2.1碗扣支架的間距選擇通過以上計算可知，底板、腹板和翼板下碗扣布置及縱橫向分配梁的選用：1 支架碗扣布置分別為：底板下為（橫向縱向）9060cm，腹板下為（橫向縱向）6060cm，翼板下為（橫向縱向）9060cm。 2 底板下采用108cm方木作為縱向分配梁，采用1015cm方木作為橫向分配梁。3 腹板下采用108cm方木作為縱向分配梁，采用1015cm方木作為橫向分配梁。4 翼板下采用108cm方木作為縱向分配梁，采用1015cm方木作為橫向分配梁。5.2.2桿件計算立桿、橫桿承載性能立桿橫桿步距（m）允許荷載（

24、KN）橫桿長度（m）允許集中荷載（KN）允許均布荷載（KN）0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.01 橫桿間距的選擇根據(jù)以上計算：底板下每根桿件的最大受力R=15.23KN；腹板下每根桿件的最大受力R=26.7696KN；翼板下每根桿件的最大受力R=12.08KN。根據(jù)規(guī)范要求，選擇橫桿步距為，底板下橫桿步距為1.2m，腹板下橫桿步距為1.2m，翼板下橫桿步距為1.2m。2 模板支架立桿的計算長度l0=1.2m；長細比=l0/i=1.2m/1.58cm=76；由長細比可查得軸心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)=0.744，由鋼材容許應(yīng)力

25、表查得彎向容許應(yīng)力=145MPa；立桿截面積Am= =489mm2立桿軸向荷載N=Am=4890.744145=52.8KN26.7696KN碗扣支架穩(wěn)定性滿足要求。5.3地基承載力驗算5.3.1地基處理方式地基處理采用18cm厚C15砼。5.3.2砼表面壓力計算立桿最大支撐力為P=26.7696KN, 底托尺寸10cm10cm，支架下砼表面接觸應(yīng)力：=P/A=26.7696103/（100100）=2.68Mpa=7.2 MpaC15混凝土的軸心抗壓強度設(shè)計值為7.2MPa （鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2010）5.3.3砼底面壓力計算公路路面基層施工技術(shù)細則（JTG/T F20

26、-2015），取砼剛性擴散角為35。，地基承載力為220Kpa。砼底面計算寬度：b=b0+2H0tana=0.1+20.18tan35。=0.353m砼底面應(yīng)力：=p+H=26.7696/(0.3530.353)+240.18=219.15KPa=220KPa承載力滿足要求。5.3.4基地處理由上述檢算可知，地基處理方式采用清除地表原狀土后，經(jīng)整平碾壓后，鋪設(shè)18cm C15砼，后進行支架的搭設(shè)。5.4側(cè)模板驗算5.4.1模板設(shè)計設(shè)計模板的面板采用厚度為15mm的竹膠板；貼面板豎肋用5*10方木，間距150mm；背楞為483.5mm鋼管，拉桿為16對拉螺栓，拉桿縱向間距每0.5m設(shè)一道，豎向間

27、距每0.6m設(shè)一道。5.4.2面板檢算面板竹膠合板厚=15mm，豎肋（支墊）間距為15cm ，竹膠合板橫紋靜曲強度竹=25MPa，彈性模量,E=4103MPa。取1m寬板條作為計算單元， 截面慣性矩I=bh312=10.015312= 281.2510-9 m4截面抵抗矩：W=bh26=10.01526=3.7510-5m3竹膠合板受力分析如圖5.3-1 面板受力示意圖（尺寸單位：m）強度計算最大彎矩：最大彎曲應(yīng)力：強度滿足要求剛度計算 剛度滿足要求5.4.3豎肋檢算采用選用510cm方木作為豎肋，間距為150mm，支墊間距60cm。截面慣性矩：截面抵抗矩：5.3-2 豎肋受力示意圖（尺寸單位：m）強度計算 強度滿足要求剛度計算剛度滿足要求5.4.4橫肋檢算采用選用483.5mm的鋼管作為橫肋，豎向間距為60cm，支墊間距50cm。參數(shù)：，則：強度計算 強度滿足要求剛度計算剛度滿足要求5.4.5對拉螺桿檢算模板對拉桿的計算公式： P=FA式中：P模板拉桿承受的拉力（N）； F混