汽車天橋滿堂支架方案計算

XXX廣西荔浦至玉林高速公路項目土建№19分部（K237+180～K251+990）汽車天橋滿堂支架計算書XXX廣西荔玉高速公路土建№19分部二〇一九年五月XXX分部汽車天橋滿堂支架計算書汽車天橋滿堂支架計算書1、編制依據(jù)（1）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01—2014）（2）《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1-2017）（3）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF50-2011)（4）《工程測量規(guī)范》（GB50026—2007）（5）《木結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50005-2017）（6）《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ62-2008）（7）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017）（8）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）（9）《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范》（JTG/T3360-01-2018）（10）《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》（JTGD64-2015）（11）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTGD63-2007）（12）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）（13）《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ231-2010）（14）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017）2、工程概況在玉林市垃圾處理場西側(cè)約1km附近與國道324交叉，設(shè)玉林西互通立交。路線繼續(xù)南行，于丘陵間布設(shè)，經(jīng)瓜地坡西、竹兜坡東，于推雷嶺西跨東干渠，路線由上地村田地間穿過，路線在K249+285跨車陂江，由玉林市福綿規(guī)劃區(qū)西側(cè)繞行，終點設(shè)置福綿互通立交。主線起點樁號K237+180（ZK237+230），終點樁號K251+990，主線長度14.81Km。K246+990汽車天橋橋墩采用輕型墩、樁基礎(chǔ)；橋臺采用肋板式臺、樁基礎(chǔ)。本橋在0、3號橋臺處設(shè)置D80型伸縮縫。上部為現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，跨徑布置為20+32+20m。箱梁梁高為l.45m，橋?qū)?.5m，箱梁采用單箱單室截面形式，頂板寬8.5m，底板寬4.0m，兩側(cè)懸臂各2.0m。圖2.2-120m現(xiàn)澆箱梁立面圖圖2.2-232m現(xiàn)澆箱梁立面圖圖2.2-3現(xiàn)澆箱梁梁中斷面圖連續(xù)箱梁盤扣式鋼管現(xiàn)澆支架的模板系統(tǒng)由下而上依次為：支架基礎(chǔ)、底托、盤扣式鋼管支架（立桿φ60×3.2mm，橫桿及斜桿φ48×2.5mm）、頂托、I14承重梁、I10分配梁和底模等組成。根據(jù)梁體荷載的分布特點，不同部位采用不同的柱網(wǎng)間距，以調(diào)節(jié)不同部位立桿的承載能力。立桿頂設(shè)頂托，上鋪I14工鋼，工鋼上鋪10×5cm方木+15mm竹膠板做底模。圖2.2-4現(xiàn)澆天橋跨中斷面支架布置圖圖2.2-5現(xiàn)澆天橋墩頂斷面支架布置圖內(nèi)箱處立桿縱向間距為1.2m，橫向間距為0.6m，步距為1.5m；翼緣板立桿縱向間距為1.2m，橫向間距為1.2m，步距為1.5m；梁端及腹板立桿縱向間距為1.2m，橫向間距為0.6m，步距為1.5m。具體布置見下表所示：表2.2-1汽車天橋現(xiàn)澆箱梁支架布置形式部位橫向間距（m）縱向間距（m）步距（m）適用范圍內(nèi)箱0.61.21.5汽車天橋腹板0.61.21.5翼緣板1.21.21.53、支架計算當(dāng)盤扣支架作為模板支撐架時，模板支撐架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算應(yīng)包含以下內(nèi)容：①、計算最不利單肢立桿軸向力及承載力；②、地基承載力驗算；③、風(fēng)荷載作用下的架體傾覆驗算。3.1支架計算參數(shù)我分部采用的鋼管規(guī)格為立桿φ60×3.2mm，橫桿及斜桿φ48×2.5mm，鋼材為Q345鋼材，鋼材抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計值取為305MPa，彈性模量取為206GPa。模板采用復(fù)合不銹鋼平面模板，面板厚度為：6mm+2mm。支架鋼管截面特性如下表所示：表3.1-1支架鋼管截面特性部位外徑d(mm)壁厚t(mm)截面積A(mm2)慣性矩I(mm4)抵抗矩W(mm3)回轉(zhuǎn)半徑i（mm）橫桿482.53.57×1029.28×1043.86×10316.1立桿603.25.71×1029.28×1043.86×10320.103.2荷載計算參數(shù)⑴、永久荷載①、新澆砼自重NG1=γ×v，γ取26kN/m3;G2②、模板及支撐楞自重NG2：kN/m2G2③、支架自重NG3：本工程支架采用1.5m的立桿，0.6m、0.9m、1.2m的橫桿，桿件單位重量如下表所示：表4-2扣支架桿件單位重量名稱規(guī)格（mm）理論質(zhì)量（kg）立桿Φ60×3.2×15009.6橫桿Φ48×6002.3Φ48×9003.2Φ48×12004.1斜桿Φ48×10894.3Φ48×12384.7Φ48×16685.9Φ48×14365.3Φ48×18206.4⑵、可變荷載①、施工人員、機(jī)具荷載NQ1：單位面積均布荷載取1kN/m2；②、砼振搗荷載NQ2：單位面積均布荷載取2kN/m2；③、風(fēng)荷載：風(fēng)荷載值按《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范》（JTG/TD60-01—2004）計算：VZK=19.48m/s；Vg=GVVZ=1.3119.48=25.5m/s；單根立柱鋼管單位長度上的橫向風(fēng)荷載：FH=0.5VgA=1.25×103×25.52×0.7×2=0.57kN；汽車天橋支架單位長度風(fēng)荷載為：0.57/（10+0.9×29）=0.016kN/m。式中VZ：基準(zhǔn)高度Z處的風(fēng)速；η：風(fēng)速重現(xiàn)期系數(shù)，現(xiàn)澆箱梁施工期少于3年，采用5年重現(xiàn)期風(fēng)速系數(shù)η=0.78；K1：風(fēng)速高度變化修正系數(shù)，支架最大高度約10m，偏安全按表3.2.5取B類地區(qū)10m高度為1.12；Vg：靜陣風(fēng)風(fēng)速；GV：靜陣風(fēng)系數(shù)，對B類地表，加載長度取1.31；ρ：空氣密度，取1.25；CH：對于鋼管CH=0.7；A：：順風(fēng)向投影面積，取最大值，A=0.048×（10+0.9×29）=2m2由風(fēng)荷載產(chǎn)生的軸向力：在水平風(fēng)荷載的作用下，計算單元產(chǎn)生的傾覆力矩為：；在風(fēng)荷載作用下，計算立桿單元產(chǎn)生的附加軸向力時，偏安全按支架橫向間距l(xiāng)b均取1.2m計算；立桿數(shù)n取為8，得最大附加軸力為：Nwn=6×6×0.5×0.57÷（2×8—1）÷8÷1.2=0.071kN。⑶、荷載組合當(dāng)不組合風(fēng)荷載時，立桿軸向力按下式進(jìn)行組合：N=1.35當(dāng)組合風(fēng)荷載時，立桿軸向力按下式進(jìn)行組合：NW3.3現(xiàn)澆箱梁支架驗算偏安全考慮，支架搭設(shè)高度按最大高度10m考慮，計算橫桿取0.6m、0.9m、1.2m的橫桿，梁長20m和32m箱梁現(xiàn)澆支架結(jié)構(gòu)形式相同。內(nèi)箱處立桿縱向間距為1.2m，橫向間距為1.2m，步距為1.5m；翼緣板立桿縱向間距為1.2m，橫向間距為1.2m，步距為1.5m；梁端及腹板立桿縱向間距為1.2m，橫向間距為0.6m，步距為1.5m。則得單根立桿所承受的最大桿系自重為：翼緣板：NG3=7×10.25×10N+7×4.72×10N+7×4.72×10N=1.38kN。梁端及腹板：NG3=7×10.25×10N+7×2.93×10N+7×4.72×10N=1.25kN。內(nèi)箱處：NG3=7×10.25×10N+7×4.72×10N+7×4.72×10N=1.38kN。3.3.1翼緣板支架驗算混凝土厚度按0.35m計算。支架布置為：1.2m×1.2m（橫距×縱距），步距為1.5m。①、新澆砼自重：NG1=P1*A=26×0.35×1.2×1.2=13.10kN。②、模板及支撐楞自重：NG2=P2*A=4×1.2×1.2=5.76kN。③、支架自重NG3=1.38kN。④、施工人員、機(jī)具荷載NQ1=P4*A=1×1.2×1.2=1.44kN。⑤、砼振搗荷載NQ2=P5*A=2×1.2×1.2=2.88kN。不組合風(fēng)荷載時，按規(guī)范進(jìn)行荷載組合，得單根立桿受力大小為：N=1.35=1.35×(13.10+5.76+1.38)+1.4×(1.44+2.88)=33.38kN。組合風(fēng)荷載時，按規(guī)范進(jìn)行荷載組合，得單根立桿受力大小為：NW=1.35×(13.10+5.76+1.38)+0.9×1.4×(1.44+2.88+0.071)=32.86kN。不組合風(fēng)荷載時單根立桿受力較不利，故按不組合風(fēng)荷載的立桿軸向力進(jìn)行強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗算。強(qiáng)度驗算：σ=γ0×N/A=1.1×33.38×103/571=64.3MPa<305MPa。滿足要求。穩(wěn)定性驗算：壓桿計算長度根據(jù)《建筑施工盤扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》：l0=μk（h+2a）（h為步距150cm，a為立桿伸出頂層水平桿長度，取50cm）。得l0=1.1（150+2×50）=275cm，則有桿件長細(xì)比λ=l0/i=2750/20.1=136.8，查《建筑施工盤扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》得壓桿穩(wěn)定性系數(shù)φ=0.365。σ=N/φA=33.38×103/（571×0.365）=160.16MPa<305MPa，滿足要求。3.3.2腹板及梁端支架驗算混凝土厚度按1.45m計算。支架布置為：0.6m×1.2m（橫距×縱距），步距為1.5m。①、新澆砼自重：NG1=P1*A=26×1.45×0.6×1.2=27.14kN②、模板及支撐楞自重：NG2=P2*A=4×0.6×1.2=2.88kN。③、支架自重NG3=1.25kN。④、施工人員、機(jī)具荷載NQ1=P4*A=1×0.6×1.2=0.72kN。⑤、砼振搗荷載NQ2=P5*A=2×0.6×1.2=1.44kN。不組合風(fēng)荷載時，按規(guī)范進(jìn)行荷載組合，得單根立桿受力大小為：N=1.35=1.35×（27.14+2.88+1.25）+1.4×（0.72+1.44）=45.27kN。組合風(fēng)荷載時，按規(guī)范進(jìn)行荷載組合，得單根立桿受力大小為：NW=1.35×（27.14+2.88+1.25）+0.9×1.4×（0.72+1.44+0.071）=44.94kN。不組合風(fēng)荷載時單根立桿受力較不利，故按不組合風(fēng)荷載的立桿軸向力進(jìn)行強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗算。強(qiáng)度驗算：σ=γ·N/A=1.1×45.27×103/571=79.3MPa<305MPa。滿足要求。穩(wěn)定性驗算：壓桿計算長度根據(jù)《建筑施工盤扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》：l0=μk（h+2a）（h為步距150cm，a為立桿伸出頂層水平桿長度，取50cm）。得l0=1.1（150+2×50）=275cm，則有桿件長細(xì)比λ=l0/i=2750/20.1=136.8，查《建筑施工盤扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》得壓桿穩(wěn)定性系數(shù)φ=0.365。σ=N/φA=45.27×103/（571×0.365）=217.2MPa<305MPa，滿足要求。3.3.3內(nèi)箱支架驗算混凝土厚度按0.45m計算。支架布置為：1.2m×1.2m（橫距×縱距），步距為1.2m。①、新澆砼自重：NG1=P1*A=26×0.45×1.2×1.2=22.46kN。②、模板及支撐楞自重：NG2=P2*A=4×1.2×1.2=5.76kN。③、支架自重NG3=1.38kN。④、施工人員、機(jī)具荷載NQ1=P4*A=1×1.2×1.2=1.44kN。⑤、砼振搗荷載NQ2=P5*A=2×1.2×1.2=2.88kN。不組合風(fēng)荷載時，按規(guī)范進(jìn)行荷載組合，得單根立桿受力大小為：N=1.35=1.35×（22.46+5.76+1.38）+1.4×（1.44+2.88）=48.71kN。組合風(fēng)荷載時，按規(guī)范進(jìn)行荷載組合，得單根立桿受力大小為：NW=1.35×（22.46+5.76+1.38）+0.9×1.4×（1.44+2.88+0.071）=45.49kN。不組合風(fēng)荷載時單根立桿受力較不利，故按不組合風(fēng)荷載的立桿軸向力進(jìn)行強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗算。強(qiáng)度驗算：σ=γ·N/A=1.1×48.71×103/571=93.84MPa<305MPa。滿足要求。穩(wěn)定性驗算：壓桿計算長度根據(jù)《建筑施工盤扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》：l0=μk（h+2a）（h為步距150cm，a為立桿伸出頂層水平桿長度，取50cm）。得l0=1.1（150+2×50）=275cm，則有桿件長細(xì)比λ=l0/i=2750/20.1=136.8，查《建筑施工盤扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》得壓桿穩(wěn)定性系數(shù)φ=0.365。σ=N/φA=48.71×103/（571×0.365）=233MPa<305MPa，滿足要求。3.4底模計算底模采用δ＝15mm的膠合板,腹板及橫梁區(qū)域貼面龍骨滿鋪故此區(qū)域的底模不再進(jìn)行計算，只針對箱室區(qū)域的底模進(jìn)行計算，此區(qū)域內(nèi)貼面模板的間距為30cm，按連續(xù)梁考慮,取單位長度(1.0米)板寬進(jìn)行計算。底模面板計算簡圖：模板自重含箱體內(nèi)模支架、側(cè)模、底模，以混凝土自重的5%計算?；炷梁奢d按箱室段進(jìn)行計算，h=73cm:鋼筋砼荷載：26×0.73×1=18.98kN/m膠合板（δ＝15mm）截面參數(shù)及材料力學(xué)性能指標(biāo):W=bh2/6=1000×152/6=3.75×104mm3I=bh3/12=1000×153/12=2.81×105mm4抗彎強(qiáng)度設(shè)計值[σ0]=13N/mm承載力檢算:木方間距300mm，木方寬度100mm，則實際計算間距L=300mm-100mm=200mm；強(qiáng)度：Mmax＝ql2/8＝（18.98×1.05）×0.22/8＝0.1kN·mσmax＝Mmax/W＝0.1×106/3.75×104＝2.67MPa＜[σ0]=13MPa剛度：按照連續(xù)梁均布荷載進(jìn)行計算，計算公式如下:＝0.677×（18.98×1.05）×2004/(100×6×103×2.81×105)＝0.13mm＜[f0]＝200/400＝0.5mm剛度滿足要求。3.5次龍骨100×100mm木方驗算木方間距為300mm，稱重梁I14間距最大1.2m，木方跨度1.2m,按簡支梁考慮。次龍骨計算簡圖荷載組合：次龍骨重量取值0.2kN/mq1=（26×0.73+0.2）×0.3=5.8kN/m承載力計算：抗彎強(qiáng)度：Mmax＝q1l2/8＝5.8×1.22/8＝1.04kN·mσmax＝Mmax/W＝1.04×106/166.7×103＝6.24MPa<[σ0]=13MPa強(qiáng)度滿足要求。剛度：按照簡支梁均布荷載進(jìn)行計算，最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的撓度和，計算公式如下:=0.677×5.8×12004/（100×0.6×104×833.3×104）=1.63mm<f=1200/400=2.4mm則剛度滿足條件。3.6承重梁驗算I14工字鋼跨度最大間距1.2m，在腹板位置按簡支梁考慮。I14工字鋼計算簡圖荷載組合：I14工字鋼重量取值1.7kN/mq1=[1.2×（18.98×0.1+0.2+1.12+1.7）+1.4×26×1.48]×0.3=17.93kN/m承載力計算：抗彎強(qiáng)度：Mmax＝q1l2/8＝17.93×1.22/8＝3.23kN·mσmax＝Mmax/W＝3.23×106/102000＝31.67MPa<[σ0]=190MPa強(qiáng)度滿足要求。剛度：按照簡支梁均布荷載進(jìn)行計算，最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的撓度和，計算公式如下:=0.677×17.93×12004/（100×2.06×105×7.12×106）=0.17mm<f=1200/500=2.4mm則剛度滿足條件。4、支架立桿地基承載力驗算盤扣底托尺寸為15×15cm，基礎(chǔ)采用厚20cmC15砼，按照剛性角45°即有效承載寬度45cm計算，按照單根桿件最大承載力N=48.71KN驗算，基礎(chǔ)砼有效承壓尺寸為45×45cm，則基底承載力要求Pmin=48.71/（0.6×0.6）=135.3KPa。根據(jù)計算結(jié)果，要求地基承載力不得低于170k