桥梁常规支架计算方法.doc

word1 / 49桥梁常规支架计算方法桥梁常规支架计算方法XXXXXXXXXXXX 公司施工技术公司施工技术2XXX2XXX 年年 XXXX 月月word2 / 49前前 言言近年来，公司承建的桥梁项目不断增多，桥型也出现多样化。目前在建难度较大的桥梁均不同程度使用了落地悬空支架来进展施工，比如：XX 客专翁梅立交连续梁采用临时支墩、贝雷梁与小钢管多层组合支架进展现浇，XX 高速高尧 I号大桥 150m 主跨的 0 号块、1 号块均采用了托架悬空浇筑，西平铁路 1-80m 钢-混凝土组合桁梁拟定采用落地支架原位拼装等等。由于支架施工具有普遍性，公司施工技术部根据以往桥梁施工特点编写了本手册，主要比照拟常规的几种桥梁支架形式的计算方法进展介绍。计算过程中个别数值参数或分析方法可能存在一定的理解偏差甚至错误，但其计算思路是可以参考和借鉴的。本手册共分十个局部，主要内容包括：桥梁支架计算依据和荷载计算、箱梁模板设计计算、小钢管满堂支架计算、临时墩贝雷梁组合支架计算、预留孔穿销法计算、抱箍设计计算、预埋牛腿悬空支架计算、托架设计计算、简支托梁设计计算、附件。附件 1、2 表中介绍了支架立杆、分配梁常用材料的力学参数，对手册 2.3 章节进展了补充；附件 3 介绍了预应力 X 拉引伸量的计算方法，特别是针对非对称预应力 X 拉的伸长值计算。由于时间有限，不当之处在所难免，如发现需要修改和补充完善之处，请与时与中铁一局五公司施工技术部联系 ：0917-XXXXXXXXXXX 。word3 / 49目目 录录1 1 支架在桥梁施工的用途支架在桥梁施工的用途 72 2 支架计算依据和荷载计算支架计算依据和荷载计算 7设计计算依据设计计算依据 7施工荷载计算与其传递施工荷载计算与其传递 7侧模荷载 7底模荷载 8横向分配梁 8纵梁 8立杆临时墩9地基荷载为立杆临时墩下传集中荷载。9材料与其力学的性能材料与其力学的性能 9竹(木)胶板 9热冷轧钢板 9焊缝 9连接螺栓 10模板拉杆 10方木 10热轧普通型钢 10地基或临时墩扩大根底桩根底11相关建议 11贝雷梁贝雷梁 11国产贝雷梁简介 11桁架片力学性质 12桁架片组合成贝雷梁的力学性能 12桁架容许内力 123 3 箱梁模板设计计算箱梁模板设计计算 12箱梁侧模箱梁侧模 12侧模面板计算 13竖向次楞计算竖向次楞计算 13水平主楞横向背肋计算 14对拉杆计算 15箱梁底模箱梁底模 15底模面板计算 16底模次楞横向分配梁计算 16底模主楞纵梁计算 174 4 满堂支架计算满堂支架计算 17立杆与底托立杆与底托 18立杆强度与稳定性通过模板下传荷载18立杆强度与稳定性依照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规 X 18立杆压缩变形 19word4 / 49底托检算 19地基承载力地基承载力 20支架总体弹性沉降值支架总体弹性沉降值 215 5 临时墩临时墩贝雷梁贝雷梁组合支架组合支架 21荷载计算荷载计算 21箱梁断面划分区间 21荷载计算顺桥方向21纵梁设计检算纵梁设计检算 22单片贝雷桁架片荷载 22贝雷桁架检算 22计算补充说明 22横梁检算横梁检算 23横梁的荷载 23横梁选材和计算 23支墩稳定性支墩稳定性 23强度验算 23稳定验算 24局部稳定验算 24支墩计算的补充说明 24混凝土根底与地基混凝土根底与地基 25地基计算 25混凝土根底 256 6 悬空支架悬空支架- -预留孔穿销法预留孔穿销法 26盖梁底模支撑纵、横梁的计算盖梁底模支撑纵、横梁的计算 26施工荷载计算 26纵向分配梁计算 26横梁计算 27销轴计算销轴计算 27销轴抗弯计算 28销轴抗剪计算 28合成应力 28墩身混凝土局部受压计算墩身混凝土局部受压计算 287 7 悬空支架悬空支架- -抱箍法抱箍法 28螺栓直径的选择螺栓直径的选择 29螺栓孔距与抱箍高度确实定螺栓孔距与抱箍高度确实定 29抱箍耳板宽度确实定抱箍耳板宽度确实定 29抱箍板厚确实定抱箍板厚确实定 29从截面受拉方面考虑 29从截面受剪方面考虑 29抱箍耳板厚度确定抱箍耳板厚度确定 30连接板焊缝计算连接板焊缝计算 308 8 悬空支架悬空支架- -预设牛腿法预设牛腿法 30word5 / 49牛腿设计计算牛腿设计计算 31焊缝连接计算焊缝连接计算 31预埋钢筋计算预埋钢筋计算 31预埋筋承载力计算 31预埋筋锚固长度的计算 31预埋钢板厚度的计算预埋钢板厚度的计算 319 9 悬空支架悬空支架- -三角托架三角托架 31三角托架与其使用材料三角托架与其使用材料 31纵向分配梁 32主横梁 32落梁楔块 32三角托架 32预埋牛腿 32施工荷载的计算施工荷载的计算 34混凝土荷载 34模板荷载 34内外模桁架或支架 34临时荷载 34纵向分配梁计算纵向分配梁计算 34箱梁腹板位置纵向分配梁 34箱梁底板位置纵向分配梁计算 35翼板下面纵向分配梁 35主横梁计算主横梁计算 35中间位置主横梁检算 35靠近墩身位置主横梁检算 36砂桶计算砂桶计算 36托架计算托架计算 36托架水平撑 37托架斜撑 37水平撑牛腿 37斜撑牛腿 371010 悬空支架悬空支架- -简支托梁简支托梁 38简支托梁与其使用材料简支托梁与其使用材料 38横向分配梁 38简支纵梁 38落梁楔块 38横向分配梁计算横向分配梁计算 39纵梁计算纵梁计算 39横向托梁横向托梁 39牛腿检算牛腿检算 391111 补充说明补充说明 40附表一：支架施工常用的立杆附表一：支架施工常用的立杆临时支墩临时支墩材料材料 40word6 / 49附表二：支架施工常用的分配梁附表二：支架施工常用的分配梁横纵梁横纵梁材料材料 41附件三：预应力筋单双向附件三：预应力筋单双向 X 拉拉非对称非对称的伸长值计算的伸长值计算 431X 拉伸长值的重要性 432 后 X 法预应力筋理论伸长值计算公式说明 432.1 预应力筋伸长值计算的分段原如此 432.2 AB 段截面拉力、截面平均拉力和伸长值 432.4 CD 段截面平均拉力和伸长值 44预应力筋 X 拉施工总伸长值计算 443 对不同 X 拉方式伸长值计算实例 453.1 单向 X 拉实例 453.2 双向 X 拉实例 454 理论伸长值与设计图纸数值偏差的原因 475 理论伸长值与实际伸长值偏差的原因 476 伸长值计算补充说明 48word7 / 491 1 支架在桥梁施工的用途支架在桥梁施工的用途支架在桥梁的施工方面有着比拟广泛的作用，可以作为现浇梁、盖梁施工的主要承力结构，墩身施工的工作平台，内模的横竖向支撑系统，施工人员下上的通行斜道，材料、机具运输的吊装设施等等。支架法施工除在设计方面有要求外，根据现场经验，在以下情况建议通过变更设计采用支架施工：山区施工没有建设预制场的条件建议支架现浇；桥梁两端地形限制无法拼装架桥机或运梁条件差；桥梁平曲线半径较小，预制箱梁翼板变化较大；桥梁跨线时两侧盖梁轴线不平行导致在同一跨板长差异较大致使预制、架设难度和施工投入改造预制台座和龙门吊大；桥梁由于设计跨度不同，大跨预制梁的架设存在难度施工期间需要改造或更换架桥设备 ；预制、架设施工不能满足进度要求等情况。2 2 支架计算依据和荷载计算支架计算依据和荷载计算桥梁施工中不同的支架方式均有成功的案例为后续施工提供良好的借鉴。本文主要对不同的常规支架形式的计算进展介绍，通过对支撑结构的力学分析和理解，才能选用到适合不同工程特点的支架形式，才能对支架体系的薄弱环节进展有效的现场控制，才能对混凝土性能、浇筑高度、浇筑速度等主要指标予以确定和控制，才能保证一样桥型一样支架方式产生一样的效果，防止质量和安全事故。公路桥涵施工技术规 XJTJ041-2000，2000 年 11 月木结构设计规 X ，GB 50005-2003，2004 年 1 月混凝土结构设计规 X ，GB 50010-2002，2002 年 4 月钢结构设计规 X ，GB 50017-2003，2003 年 4 月建筑工程大模板技术规程 ，JGJ74-2003，2003 年 10 月建筑施工扣件式钢管脚手架安全施工规 XJGJ130-2001建筑施工碗扣式脚手架安全技术规 XJGJ 166-2008建筑施工门式钢管脚手架安全技术规程JGJ128-2000钢管脚手架扣件GB15831-2006 建筑地基根底设计规 XGB50007-2002建筑结构荷载规 XGB500092001扣件式钢管脚手架计算手册 ，王玉龙，2008 年建筑施工计算手册 ，江正荣，2001 年 7 月支架选型完成后，其计算的思路和原如此应从上至下进展。2。倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值：采用泵送混凝土时为 4KN/m2；采用溜槽、串筒为 2KN/m23以下漏斗为 4KN/m23以下漏斗为 6KN/m2。振捣混凝土时对竖向结构模板产生的荷载标准值为 4KN/m2。现浇混凝土对模板的侧压力标准值：F=0.22*r*t0*B1*B2*V1/2 F=r*H word8 / 49F新浇筑砼对模板的最大侧压力KN/m2 ；r砼的重力密度KN/m3 ，计算时钢筋混凝土取 26 KN/m3；t0新浇筑的初凝时向h ，可按实测确定，如缺乏试验资料时可采用t0=200/T+15计算T 为砼的温度 ；H砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面的总高度m ；B1外加剂影响修正系数，掺具有缓凝作用的外加剂时取 1.2，无外加剂取1；B2砼坍落度影响修正系数，当坍落度小于 11cm 时取 1.1，坍落度大于11cm 时取 1.15；V砼的浇筑速度m/h 。公式、计算结果取二者中的较小值。取较小值的原因分析：对于高度较低的模板来说其侧压力主要取决于浇筑高度，而对于浇注高度较大的情况下按浇注高度计算结果是不真实的，因为墩身混凝土随着时间推移浇筑部位不断上移，底部混凝土凝固对底部侧模的影响逐渐减小，对于墩身浇筑选用较小值是比拟符合实际。但是计算取较小值的条件：现场必须对混凝土的坍落度和浇筑速度进展严格控制，其次对初凝时间应现场认真测定。模板荷载分项系数：活载施工人员、机具，倾倒、振捣混凝土荷载取1.4，恒载新浇混凝土对侧模的压力取 1.2。模板荷载效应组合：计算模板承载能力时=荷载*1.2+活载*1.4，计算模板抗变形能力时=荷载*1.2。有效压头高度：h= F/r。2。2。2。2。钢筋混凝土密度取 26 KN/m3，尚需*1.05混凝土胀模系数，建议采用 。根据箱梁断面荷载作如下划分： 模板荷载效应组合：恒载*1.2+活载*1.4。 活载主要包括：施工人员荷载、施工机具荷载、倾倒混凝土荷载、振捣混凝土荷载。恒载主要包括：混凝土荷载、模板自重荷载 梁底横向分配梁模板次楞荷载取值与底模荷载一样。 纵梁模板主楞荷载为横向分配梁模板次楞传递的集中荷载。word9 / 492.2.5 立杆临时墩 立杆临时墩荷载为纵梁模板主楞下传集中荷载。由于在模板计算荷载时已考虑了恒载和活载的组合效应，故模板主楞下传至立杆的荷载可直接计算立杆稳定性。也可根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规 X进展荷载计算。立杆稳定性荷载组合和分项系数： 1.2*永久荷载+1.4*施工均布活荷载； 1.2*永久荷载+1.4*0.85*施工均布活荷载+风荷载 。永久荷载包括：混凝土荷载、模板荷载、支架荷载。施工均布荷载：施工人员荷载，施工机具荷载，倾倒混凝土荷载、振捣混凝土荷载。z*us*w0 。公式中 uz风压高度变化系数，可查建筑结构荷载规 X ；us风荷载脚手架体型系数，可查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规 X ，w0根本风压，可查建筑结构荷载规 X 。2.2.6 地基荷载为立杆临时墩下传集中荷载。落地支架计算顺序：模板横梁分配梁纵梁立杆临时墩地基桩基 。托架牛腿、抱箍计算顺序：模板横梁分配梁纵梁斜撑牛腿、箍身墩柱混凝土。2.3.1 竹(木)胶板2，弹性模量为 9.0*103N/mm2，挠度极限值 L/400。由于桥梁施工处于露天环境，根据规 X 的要求进展调整，fm2，E=9.0*103*0.85=7.65*103 N/mm2。自重计算时采用密度 550Kg/m33 。竹胶板作模板面板时抗弯强度设计值 30-35N/mm2(暂无相关依据,参考其产品介绍)，弹性模量为 5.5*103N/mm2，挠度极限值 L/400。由于桥梁施工处于露天环境，根据规 X 的要求进展调整，fm=30*0.9=27N/mm2，E=5.5*103*0.85=4.68*103 N/mm2。自重计算时采用密度 950Kg/m33 。两种板外表几何尺寸 2440*1220mm，板厚 9、10、12、15、18、20mm 等规格，周转次数控制在 15 次以内。2.3.2 热冷轧钢板热轧板硬度低，加工容易，延展性能好。冷轧板硬度和强度高，做钢模面板时加工相对困难，但使用过程不易变形。2，抗剪强度 125N/mm2，弹性模量为 206*103N/mm2，挠度极限值 L/400。深水钢护筒、钢围堰套箱多项选择用厚度 10mm 以上热轧钢板。客专50m 以上跨度的公路预制箱梁大模板多项选择用厚度 12mm 以上冷轧钢板。抱箍、牛腿、挂蓝以与吊架等临时承重结构焊缝一般需要进展无损探伤检测，对接焊缝必须做无损探伤。焊缝验收等级共三个级别三级为最低 ，对接焊缝的焊接等级不能低于二级。焊缝等级检测比拟简单对现场施工影响不大，一般使用超声波探伤仪检查。对于临时结构焊缝较多时，现场对焊缝抽查时原如此上优先选取受拉部位焊缝。钢模板角焊缝一般情况下无须进展探伤检测。焊缝等级见钢规 7.1.1条，阅读时注意条文解释。word10 / 49根据钢结构设计规 X3.4 规定：抗弯强度设计值 160N/mm2，抗剪强度160N/mm2。焊缝计算高度按实际焊缝高度的 0.7 为计算依据。普通螺栓：钢材材质 Q235。共分 A、B、C 三级，前两种是精制螺栓，现场使用较少。C 级为粗制螺栓，钢模板连接根本上为 C 级螺栓，普通螺栓在施工中可重复使用。2，抗剪强度 140N/mm22，抗剪强度 190N/mm22，抗剪强度 320N/mm2。高强螺栓：钢材材质级)和级)，为预应力螺栓，必须按要求使用扭矩扳手施加一定的预拉力方可有效。高强螺栓不可重复使用，常用的有 M16-M30，超大规格的高强螺栓性能不稳定，应慎重使用。在普通桥梁中抱箍大多采用高强螺栓，大跨桥梁的临时设备使用比拟多见。高强螺栓在使用时分为摩擦型高强螺栓与承压型高强螺栓，设计计算方法上需区别对待。摩擦型以连接板之间出现滑动作为承载能力极限状态，承压型以板层间出现滑动作为正常使用极限状态，而以连接破坏作为承载能力极限状态。高强螺栓分为 8.8 级和 10.9 级。根据钢结构设计规 X3.4 规定：承压型高强螺栓2，抗剪强度 250N/mm22，抗剪强度 310N/mm2。根据混凝土结构设计规 X4.2 规定：HPB235(Q235 或圆钢) 抗拉强度设计值 210N/mm2，弹性模量为210*103N/mm2；HRB335(20MnSi 或螺纹钢) 抗拉强度设计值 300N/mm2，弹性模量为200*103N/mm2。作为支架横纵分配梁或模板背楞，根据木结构设计规 X4.2 规定：普通松木的抗弯强度设计值 13N/mm2，抗剪强度 1.5 N/mm2，弹性模量为 9.5*103N/mm2，挠度极限值 L/400。由于桥梁施工处于露天环境，根据规 X 的要求进展调整，fm2实际施工中建议不得 ，ft2，E=9.5*103*0.85=8.07*103 N/mm2。由于木材种类较多，重要工程特殊结构使用方木时，需参考木结构设计规X3.1 章节，确定其准确的力学指标。热轧型钢材质大多为 Q235。热轧型钢在桥梁施工中常用的主要有角钢、槽钢、工钢、H 钢与钢管等。角钢有等边角钢和不等边角钢之分，等边角钢规格 L20*3-L200*24，不等边角钢规格 L25*16*3-L200*125*18,较小角钢一般作为钢模的次肋,稍大角钢可作为底模分配梁或铺设便(栈)桥桥面等。槽钢规格5-40c，小号槽钢可作为钢模的主肋、底模分配梁、支架剪刀撑或铺设便(栈)桥桥面等，大号槽钢可作为桥梁施工大型临时设备等的主要材料。工钢规格 I10-I63c，小号工钢可作为钢模的主肋、底模分配梁或铺设便(栈)桥桥面等，大号工钢可作为桥梁施工大型临时设备等的主要材料。H 钢用途与工钢相似。HW宽翼缘规格 100*100-400*400，HM中翼缘规格 150*100-600*300，HN窄翼缘规格 100*50-900*300。word11 / 49大钢管主要作为竖向支撑，小钢管可作为支架系杆或立杆。钢管规格630*12。热轧型钢作为支架横纵分配梁、立杆、立柱或模板背楞等时根据钢结构设计规 X3.4 规定：腹板管壁厚度小于等于 16mm，抗弯强度设计值 215N/mm2，抗剪强度125N/mm2，弹性模量为 206*103N/mm2，挠度极限值 L/400。腹板管壁厚度大于 16mm 小于 60mm，抗弯强度设计值 205N/mm2，抗剪强度 120N/mm2，弹性模量为 206*103N/mm2，挠度极限值 L/400。钢材密度为 7850Kg/m33。自重计算时建议采用 1.1-1.2 的放大系数。2.3.8 地基或临时墩扩大根底桩根底跨线施工时落地支架在既有高速公路路面时，路面承载力不大于 250KPa 为宜。一般的土质地基经过换填处理应在 150-220KPa，假如地基承载力不能满足时，满堂支架可考虑增加立杆数量或进展场地硬化，临时支墩可增加混凝土基座的几何尺寸或采用桩基。未硬化的满堂支架地基应注意临时排水设施通畅。支架地基局部处于坡面位置应提前修成台阶，无法碾压处理时立杆根部垫入方木板或钢模等材料，立杆根部适当增加横杆、斜杆数量。落地支架地基处理应重视承台基坑回填的质量。地基处理应满足施工承载力的需要，数据可通过现场实测。混凝土根底或桩基应按局部承压进展计算并满足强度要求，混凝土材料弹性模量：C15 为 22*103N/mm2; C20 为 25.5*103N/mm2; C25 为 28*103N/mm2; C30 为30*103N/mm2。在支架材料的选择上不主 X 使用特级钢或截面积较大的钢材；其次支架法浇筑箱梁不主 X 使用钢模，既浪费材料又增加施工恒载；横纵向分配梁为了固定模板可以选择方木外，纵横梁尽可能选用周转次数较多的型钢槽 10-槽20，I10-I20 。型钢拆除后局部可以使用在隧道初支，也可作为便桥的铺板或搭设其他施工平台。在支架设计之前应参考同类桥型、类似地基情况以与地形比拟接近的相关成功案例，结合现场实际建立一个或多个初步的支架布置方案，通过后续的检算确定其合理性和可行性。贝雷梁作为桥梁支架、水中栈桥、便桥、施工平台或吊装设备主要的构件，在本章单独进展介绍。国产贝雷梁其桁节使用 16 锰钢，销子采用铬锰钛钢，插销用弹簧钢制造，焊条用 T505X 型。材料的容许应力按根本应力提高 30，个别钢质杆件超过上述规定时，不得超过其屈服点的 85，计算贝雷梁自身构件时采用的容许应力如下：16 锰钢拉应力、压应力与弯应力为210273MPa；剪应力为160208MPa。30 铬锰钛拉应力、压应力与弯应力为13001105MPa；剪应力为1300585MPa。贝雷梁主要构件自重：桁架节 270Kg/片，桁架螺栓 3Kg/个，销子 3Kg/个，斜撑 11Kg/根，支撑架 21Kg/副，弦杆螺栓 2Kg/个，加强弦杆 80Kg/支，下弦接头word12 / 496Kg/个。 单片桁架高 150cm，长度 300cm。cm2，弦杆惯矩4，弦杆断面率4，桁片允许弯矩.m，弦杆盘旋半径 3.94 cm，自由长度 75cm，长细比 19.0，纵向弯曲系数 0.953，弦杆纵向容许受压荷载 663 KN。也可计算简化成单杆系可采用：Ix10-8m4，y，截面积 A10-4m。单排单层不加强型截面抵抗矩 W=3，截面惯性矩 I=4。单排单层加强型截面抵抗矩 W=3，截面惯性矩 I=4。cm3cm4。双排单层加强型截面抵抗矩 W=1cm3cm4。三排单层不加强型截面抵抗矩 W=3，截面惯性矩 I=4。三排单层加强型截面抵抗矩 W=3，截面惯性矩 I=4。双排双层不加强型截面抵抗矩 W=3，截面惯性矩 I=4。双排双层加强型截面抵抗矩 W=3，截面惯性矩 I=4。三排双层不加强型截面抵抗矩 W=3，截面惯性矩 I=4。三排双层加强型截面抵抗矩 W=3，截面惯性矩 I=4。不加强型：KN.m，容许剪力 Q=。双排单层容许弯矩 M=.m，容许剪力 Q=。三排单层容许弯矩 M=.m，容许剪力 Q=。双排双层容许弯矩 M=.m，容许剪力 Q=。三排双层容许弯矩 M=.m，容许剪力 Q=。加强型：单排单层容许弯矩 M=.m，容许剪力 Q=。双排单层容许弯矩 M=.m，容许剪力 Q=。三排单层容许弯矩 M=.m，容许剪力 Q=。双排双层容许弯矩 M=.m，容许剪力 Q=。三排双层容许弯矩 M=.m，容许剪力 Q=。说明：三排单层贝雷的容许弯矩可按单排单层的乘以3再乘以不均匀系数；双排双层的可按单排单层的乘以4再乘；三排双层的可按单排单层的乘以8再乘。3 3 箱梁模板设计计算箱梁模板设计计算 以新安江特大桥主桥箱梁为例。 现浇混凝土对模板的侧压力计算：新浇筑的初凝时间按 8h，腹板一次浇注高度 4.5m，浇注速度 1.5m/h，混凝土无缓凝作用的外加剂，设计坍落度 16mm。1/222 故 F=64.45KN/m2 作为模板侧压力的标准值。 q12适应计算模板承载能力 q22适应计算模板抗变形能力word13 / 49 面板为 20mm 厚木胶板，模板次楞竖向分配梁间距为 300mm，计算高度1000mm。面板截面参数：Ix=666670mm4，Wx=66667mm3，Sx=50000mm3，腹板厚1000mm。 按计算简图 13 跨连续梁计算结果：Mmax=0.82*106N.mm，Vx=16315N，fmax=0.99mm。 由 Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为 2.48MPa，大于 1.35MPa 不满足。 由 Mx/Wx 得计算得强度应力为 4.89MPa，满足。 由 fmax/L 得挠跨比为 1/304，不满足。 按计算简图 2较符合实际计算结果：Mmax=0.25*106 N.mm，Vx=9064N，fmax=0.12mm。 由 Vx*Sx/(Ix*Tw)得计算得最大剪应力为 0.68MPa，满足。 由 Mx/Wx 得计算得强度应力为 3.82MPa，满足。 由 fmax/L 得挠跨比为 1/1662，满足。 由此可见合理的建立计算模型确实能减少施工投入防止不必要的浪费。 次楞荷载为：q3=90.64*103*0.3=27192N/mN/mm，选用方木 100*100mm，截面参数查附表。水平主楞间距为 900mm，按 3 跨连续梁计算。word14 / 49 按计算简图计算Mmax=2.20*106N.mm，Vx=14683N，fmax=1.92mm，Pmax=26.92*103N。 计算结果： 由 Vx*Sx/(Ix*Tw) 得计算得最大剪应力为 2.20MPa，不满足。 由 Mx/Wx 得计算得强度应力为 13.21MPa，不满足。 由 fmax/L 得挠跨比为 1/469，满足。 在不满足施工的情况下调整水平主楞间距为 600mm，计算结果：Mmax=0.98*106N.mm，Vx=9788N，fmax=0.37mm，Pmax=17.95*103N。 由 Vx*Sx/(Ix*Tw) 得计算得最大剪应力为 1.47MPa，满足。 由 Mx/Wx 得计算得强度应力为 5.87MPa，满足。 由 fmax/L 得挠跨比为 1/1584，满足。3.1.3 水平主楞横向背肋计算 水平主楞竖向间距经计算确定为 600mm，水平向对拉杆最大距离为 900mm，其水平向荷载为竖向次楞传递的集中力 17.95*103N水平向，间距 300mm 。以对拉杆作为支承点，按 3 跨连续梁进展计算，有如下图 2 种工况。 选用 2 根 12 号普通槽钢，截面参数 Ix=7.64*106mm4，Wx=121259mm33，腹板总厚 11mm。按 3 跨连续梁计算，也可按简支梁计算。 工况 2 为最不利荷载位置，计算结果：Mmax=5.12*106N.mm，Vx=32609N，fmax=0.18mm，Pmax=59.54*103N。 由 Vx*Sx/(Ix*Tw) 得计算得最大剪应力为 27.72MPa，满足。 由 Mx/Wx 得计算得强度应力为 42.19MPa，满足。 由 fmax/L 得挠跨比为 1/5075，满足。 为了充分发挥槽钢性能，将拉杆水平间距调整为 1200mm，出现以下两种工况：word15 / 49 工况 1 计算结果：Mmax=8.89*106N.mm，Vx=43304N，fmax=0.55mm，Pmax=79.20*103N。 工况 2 计算结果：Mmax=8.08*106N.mm，Vx=44875N，fmax=0.52mm，Pmax=78.54*103N。 由 Vx*Sx/(Ix*Tw) 得计算得最大剪应力为 38.14MPa，满足。 由 Mx/Wx 得计算得强度应力为 73.27MPa，满足。 由 fmax/L 得挠跨比为 1/2176，满足。 对拉杆轴向拉力由上知为 79.20KN水平主楞的最大支承力 。 也可根据对拉杆水平间距 a=1200mm，垂直间距 b=600mm，拉杆承受的平均拉力为：N=F*a*b=90.64*1.2*0.6=65.26KN。拉杆采用 20 圆钢，故以 79.20KN 的轴向拉力做为控制计算。=N/A=79.20*1032fy=300N/mm2，满足施工要求。混凝土结构设计规 XGB50010-2002 中规定 fy=300N/mm2，建筑施工计算手册第554 页 fy=310N/mm2。但建筑施工计算手册第 449 页对 20 拉杆容许拉力 38.2KN作出规定，即 f 容许=170N/mm2。两者之间存在矛盾，参考时需注意。 从安全的角度考虑当 f 容许=170N/mm2时，拉杆面积应大于或等于79200/170=466mm2，拉杆直径应大于或等于 25mm 以上。 钢模和木模计算方法是一样的，但钢模需要单独设计，梁底木模实际是支架体系的一局部。对于小钢管满堂支架来说，木模面板的强度决定了横向分配梁模板次楞的间距，横向分配梁的强度又决定了纵梁模板主楞的间距和立杆的横距，纵梁的强度又决定了立杆的纵距。2222。混凝土密度取 26KN/m3，底板和顶板混凝土胀模系数为 1.05。计算底板时，施工人员荷载、设备荷载、木模自重荷载需要考虑箱内的影响。word16 / 49 由于腹板下底模受力最大，以其作为控制计算。箱梁腹板高度 4.5m，其混凝土自重荷载为 4.5*26=117KN/m2。 q12适应计算模板承载能力 q2=117+0.5*1.2=141.0KN/m2适应计算模板抗变形能力2。 q32适应计算模板承载能力 q42适应计算模板抗变形能力 以腹板下底模面板做控制计算。 面板为 20mm 厚木胶板，模板次楞横向分配梁间距为 300mm，计算宽度1000mm。按计算简图5 跨连续梁计算结果：Mmax=0.43*106 N.mm，Vx=15150N，fmax=0.20mm。 由 Vx*Sx/(Ix*Tw) 得计算得最大剪应力为 1.14MPa，满足。 由 Mx/Wx 得计算得强度应力为 6.39MPa，满足。 由 fmax/L 得挠跨比为 1/994，满足。3.3.2 底模次楞横向分配梁计算横向分配梁选用 100*100mm 方木，间距 300mm。腹板下面次楞荷载为 151.5*103*0.3=45450N/mN/mm。底板下面次楞荷载为 38.38*103*0.3=11514N/mN/mm。腹板下纵梁间距为 300mm，底板下纵梁间距 600mm，按 3 跨连续梁计算。word17 / 49腹板下面计算结果： Mmax=0.409*106N.mm，Vx=8181N，fmax=0.04mm，Pmax=14.0*103N。由 Vx*Sx/(Ix*Tw) 得计算得最大剪应力为 1.23MPa，满足。由 Mx/Wx 得计算得强度应力为 2.45MPa，满足。由 fmax/L 得挠跨比为 1/7580，满足。底板下面计算结果： Mmax=0.415*106N.mm，Vx=4147N，fmax=0.16mm，Pmax=7.60*103N。由 Vx*Sx/(Ix*Tw) 得计算得最大剪应力为 0.62MPa，满足。由 Mx/Wx 得计算得强度应力为 2.49MPa，满足。 由 fmax/L 得挠跨比为 1/3740，满足。3.2.3 底模主楞纵梁计算纵梁荷载为横向分配梁传递的集中力 14.0KN腹板下，荷载间距 300mm 、7.6KN底板下，荷载间距 300mm ，以腹板下纵梁作为控制计算。纵梁选用 120*150mm 方木，截面参数查附表。纵梁下立杆步距 600mm，按 3 跨连续梁计算。 工况 1 计算结果：Mmax=1.48*106N.mm，Vx=18872N，fmax=0.14mm，Pmax=30.13*103N。 工况 2 计算结果：Mmax=1.89*106N.mm，Vx=17150N，fmax=0.18mm，Pmax=31.15*103N。 由 Vx*Sx/(Ix*Tw) 得计算得最大剪应力为 1.57MPa，略大于设计强度，根本满足。 由 Mx/Wx 得计算得强度应力为 4.2MPa，满足。 由 fmax/L 得挠跨比为 1/3333，满足。4 4 满堂支架计算满堂支架计算word18 / 49 碗扣式钢管支架 门架式钢管支架扣件式满堂支架后图为斜腿钢构word19 / 494.1.1 立杆强度与稳定性通过模板下传荷载 由上例可知，腹板下单根立杆横向步距 300mm，纵向步距 600mm在最不利荷载作用下最大轴力，在模板计算荷载时已考虑了恒载和活载的组合效应未计入风压，风压力较小可不予考虑 。可采用此值直接计算立杆的强度和稳定性。立杆选用 48*3.5 小钢管，由于目前的钢管壁厚均小于 3.5mm 并且厚度不均匀，可按 48*3.0 进展稳定计算。以下按 48*3.0 进展计算，截面 A=424mm2。 横杆步距 900mm，顶端底部自由长度 450mm，如此立杆计算长度900+450=1350mm。 按 GB 50017-2003 第 132 页注 1 计算得绕 X 轴受压稳定系数x=y=0.656875。2=73.47MPa，满足。 稳定验算：31150/(0.656875*424)=111.82MPa，满足。4.1.2 立杆强度与稳定性依照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规 X 支架高度 16m，腹板下面横向步距 0.3m，纵向沿桥向步距 0.6m，横杆步距 0.9m。立杆延米重 3.3Kg=33N，每平方米剪刀撑的长度系数 0.325。 立杆荷载计算： 单根立杆自重：(16+16/0.9*0.3+0.6+0.325*16*0.9)*33=1210N=1.21KN。 单根立杆承当混凝土荷载：26*4.5*0.3*0.6=21.06KN。 单根立杆承当模板荷载：0.5*0.3*0.6=0.09KN。 单根立杆承当施工人员、机具荷载：1.5*0.3*0.6=0.27KN。 单根立杆承当倾倒、振捣混凝土荷载：2.0+4.0*0.3*0.6=1.08KN。 风荷载：WKz*us*w0 风压高度变化系数 uz查建筑结构荷载规 X表 7.2.1 可取 1.25支架高度20m 内，丘陵地区 ；风荷载脚手架体型系数 us敞开框架型， 为挡风系数，可查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规 X表 A-3，表中无参照数据时可按下式计算 ； 挡风系数 22，L 为立杆的纵距，h 为横杆的步距 。故=1.2*0.08/0.84=0.114 ； 根本风压 w02根据地区情况，某某某某 。 风荷载为 WK=0.7*1.25*1.3*0.114*0.3=0.04 KN/m2。不考虑风载时立杆的强度和稳定性：不考虑风载时立杆的强度和稳定性： 立杆计算荷载：N=1.2*1.21+21.06+0.09+1.4*0.27+1.08=28.72KN。由于 28.72KN31.15KN(单根立杆在最不利荷载作用下由模板下传的最大轴力P=31.15KN)，由于立杆最大轴力为 31.15KN 时已通过强度和稳定性计算，故无需检算。考虑风载时立杆的强度和稳定性：考虑风载时立杆的强度和稳定性： 立杆计算荷载：N=1.2*1.21+21.06+0.09+1.4*0.85*0.27+1.08=28.44KN=28440N。风荷载产生的弯矩：MW=1.4*0.85*WK*L*h2/103 跨连续梁弯矩公式，L 为立杆的纵距，h 为横杆的步距 ，MW2/10=0.0023KN.m=2300N.mm。立杆长细比 84.64,计算得绕 X 轴受压稳定系数 x=y=0.656875。立杆截面参数 A=424mm2，W=4493mm3。word20 / 49 由 N/*A+MW/W=28440/(0.656875*424)+2300/4493=102.62 N/mm2=102.62MPa，满足。=N*H/ (E*A)=28720*16000/(2.06*105 H 为立杆的总高度，E 为弹性模量，A 截面面积。 当立杆最大轴力超过 40KN 时，如此大于标准底托的承载能力，需要另行设计底托或对现有底托采用加强措施扣件式钢管脚手架计算手册90 页，王玉龙编著 。P=31.15KN40KN，N=28.44KN40KN，故满足底托承载力要求。复杂地形组合支架 跨线河组合支架 模板下传最不利荷载作用下最大轴力 31.15KN，立杆下传轴力采用根据规 X 计算为 28.72KN，以 31.15KN 作为控制计算。2腹板下面，按全部硬化处理 。 地基承载力设计值最小需要满足 31150/0.18=173.06KPa。word21 / 49当立杆横纵间距大于 0.6m 时，通过以下方法来计算地基承载力：底托宽度0.15m，硬化混凝土厚度 h，混凝土压力扩散角为 45。如此立杆轴力传递到地基外表的面积为2*h+0.152。22。在此说明：根据扣件式钢管脚手架安全施工规 X5.5 立杆地基承载力计算：地基承载力设计值 fg=kc*fkfk 为地基承载力标准值，kc 为支架地基承载力调整系数，对碎石土、砂土、回填土应取 0.4，对粘土应取 0.5，对岩石、混凝土应取1。 面板最大挠度 0.2mm，次楞横梁最大挠度 0.04mm，主楞纵梁最大挠度0.18mm，立杆压缩值 5.26mm，如此不考虑地基沉降因素支架弹性沉降值为：5.68mm。5 5 临时墩临时墩贝雷梁贝雷梁组合支架组合支架 首先根据纵梁的位置对箱梁划定区间：word22 / 49 单侧翼板面积 A2，顶板对应宽度为 3.84m。 单侧腹板面积 A2，顶板对应宽度为 1.78m。 底板面积 2*A2，顶板对应宽度为 2*2.58=5.16m。 顶板面积 2*A2，顶板对应宽度为 2*2.58=5.16m。5.1.2 荷载计算顺桥方向翼板局部：模板荷载 1.1*3.84=4.22KN/m钢模板取 110kg/m22腹板局部：模板荷载 1.1*4.0*2+0.9=9.79KN/m内外腹板+底板局部底板局部：混凝土荷载2.650+1.474*26*1.05=112.59KN/m底板+顶板模板荷载 1.1*2*5.16=11.35KN/m顶板+底板局部施工临时荷载1.5*2+0.2+0.4*5.16=18.58KN/m施工人员机具荷载*2贝雷上横向分配梁计算同前，略。单侧翼板纵梁选用 2 排单层贝雷桁架片，单片计算荷载 61.0/2=30.5KN/m。 单侧腹板纵梁选用 3 排单层贝雷桁架片，单片计算荷载 1