现浇箱梁支架计算书-(midas计算稳定性)概要.doc

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1、温州龙港大桥改建工程满堂支架法现浇箱梁设计计算书计算：复核：审核：中铁上海工程局温州龙港大桥改建工程项目经理部2015年12月30日目 录1 编制依据、原则及范围- 1 -1.1 编制依据- 1 -1.2 编制原则- 1 -1.3 编制范围- 2 -2 设计构造- 2 -2.1 现浇连续箱梁设计构造- 2 -2.2 支架体系主要构造- 2 -3 满堂支架体系设计参数取值- 8 -3.1 荷载组合- 8 -3.2 强度、刚度标准- 9 -3.3 材料力学参数- 10 -4 计算- 10 -4.1 模板计算- 11 -4.2 模板下上层方木计算- 11 -4.3 顶托上纵向方木计算- 13 -4.

2、4 碗扣支架计算- 14 -4.5 地基承载力计算- 18 -温州龙港大桥改建工程现浇连续梁模板支架计算书1 编制依据、原则及范围1.1 编制依据1.1.1 设计文件（1）温州龙港大桥改建工程两阶段施工图设计（2013年8月）。（2）其它相关招投标文件、图纸及相关温州龙港大桥改建工程设计文件。1.1.2 行业标准（1）公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）。（2）建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范JGJ166-2008。（3）公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ 025-86）。（4）建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011。（5）建筑结构荷载规范GB500

3、09-2001。（6）竹胶合板模板（JG/T156-2004）。（7）建筑施工模板安全技术规范（JGJ 162-2008）。（8）混凝土结构设计规范（GB50010-2010）。（9）路桥施工计算手册（2001年10月 第1版）。1.1.3 实际情况（1）通过对施工现场的踏勘、施工调查所获取的资料。（2）本单位现有技术能力、机械设备、施工管理水平以及多年来参加公路桥梁工程建设所积累的施工经验。1.2 编制原则（1）依据招标技术文件要求，施工方案涵盖技术文件所规定的内容。（2）施工方案力求采用先进的、可靠的工艺、材料、设备、达到技术先进，力求工艺成熟，具有可操作性。（3）根据温州龙港大桥设计文件

4、，施工方案结合桥址的地质、水文、气象条件及工程规模、技术特点、工期要求、工程造价等多方面比选的基础上确定。1.3 编制范围适用于温州龙港大桥现浇连续梁模板支架法施工。2 设计构造2.1 现浇连续箱梁设计构造现浇连续上部结构为16m跨径的钢筋混凝土等截面现浇连续箱梁，4跨连续箱梁为一联，共有3联，每联左右幅分开。梁为单箱三室截面，梁高1.2m，左幅箱梁顶板宽15.75m，底板宽11.75m，挑臂长2m。右幅箱梁向内侧加宽，顶板宽17.25m，底板宽13.25m，挑臂长2m。端支点处梁高1.5m、2.1m，中支点处梁高1.5m。箱梁顶、底板厚度为25cm，腹板厚度为50cm。箱梁的横梁为预应力横梁

5、，横梁高度采用1.5m（即箱梁在支点横梁处局部加高为1.5m）。连续箱梁下部采用无盖梁的桩柱式墩，每幅桥墩横向为2根桩柱，柱径1.3m，桩径1.5m。2.2 支架体系主要构造(1)支架立杆为483.5mm钢管。(2)满堂支架立杆纵向间距为60cm；支架横向间距为：在箱室下及翼缘板下为90cm及120cm、在横隔梁及腹板下间距均为60cm、部分特殊部位横线间距为30cm，详见支架平面图。(3)满堂支架横杆步距为：在腹板、横隔板和横梁下为60cm、箱室和翼板下均为120cm。(4)底模及侧模均为15mm厚竹胶模板，采用10cm10cm方木作为横向分配梁，按照中心间距30cm布置，采用10cm10c

6、m方木作为纵向向分配梁。(5)支架底托下垫10cm10cm方木。下垫方木以上30cm位置安装一层扫地杆,纵向及横向每隔5m布置一道扫地杆。(6)满堂支架搭设按照规范要求必须设置横向、纵向及水平方向剪刀撑，横向及纵向剪刀撑每隔5m布置一道,剪刀撑倾斜角度为45-60。(7)采用20cm厚度硬化混凝土和30cm厚度宕渣，以分散碗扣支架体系立杆传递过来的压力，从而保证地基承载的稳定。根据现场采用轻便触探检测到原状土地基承载力为70kPa。图2.2-1 左幅桥墩处满堂支架横断面图图2.2-2 左幅箱室下满堂支架横断面图图2.2-3满堂支架纵断面图图2.2-4 右幅桥墩处满堂支架横断面图图2.2-5 右

7、幅两跨满堂支架平面图3 满堂支架体系设计参数取值3.1 荷载组合计算模板、支架所要考虑的荷载如下：序号荷载类别取值1模板、方木自重0.7kN/m22新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力26kN/m33施工人员及施工设备、施工材料等荷载2.5kN/m24倾倒混凝土产生的冲击荷载2kN/m25振捣混凝土时产生的振动荷载2kN/m26风荷载横桥向风压1kN/m2，顺桥向风压0.7kN/m2依据公路桥涵施工技术规范(JTG/T F502011）的相关规定，模板、支架设计应按照下列方式进行荷载组合：模板、支架设计计算的荷载组合见下表。模板、支架设计计算的荷载组合表模板、支架结构类别荷载组合

8、强度计算刚度计算梁、板的底模板以及支撑板、支架等1+2+3+4+5+61+23.2 强度、刚度标准依据公路桥涵施工技术规范(JTG/T F502011）P22页的相关规定，验算模板、支架的刚度时，其最大变形值不得超过下列允许数值：（1）结构表面外露的模板，挠度为模板构件跨度的1/400。（2）结构表面隐蔽的模板，挠度为模板构件跨度的1/250。（3）支架受载后挠曲的杆件（横梁、纵梁），其弹性挠度为相应结构计算跨度的1/400。（4）钢模板的面板变形为1.5mm，钢棱和柱箍变形为L/500和B/500（其中L为计算跨径，B为柱宽）。外模板计算时挠度取为模板构件跨度的1/400；内模板计算时挠度取

9、为模板构件跨度的1/250。3.3 材料力学参数本次计算采用的是容许应力法，不考虑荷载的分项系数，但是考虑容许应力提高系数。(1)钢材允许应力规定所用型钢材质为Q235材质。依据公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 02586）P24页的相关规定，Q235钢允许应力为:轴向应力=140MPa；弯曲应力w=145MPa；剪应力=85MPa。容许应力提高系数为1.25。(2)碗扣脚手架和普通脚手架允许应力规定碗扣脚手架截面为483.5mm，为Q235材质。当步距为600mm 时，立杆允许荷载为40kN/根；步距为1200mm 时，立杆允许荷载为30kN/根；步距为1800mm时，立杆允许荷载为2

10、5kN/根；步距为2400mm 时，立杆允许荷载为20kN/根；顶托和底座允许荷载为50kN/根。(3)方木允许力学参数规定方木容许顺纹弯应力w=9.5MPa,弹性模量E=8.5103MPa(8.5109Pa)(选用针叶林,木材应力等级为A-5,为较低等级)。(4)胶合板力学参数采用竹制胶合板，胶合板静曲强度=30MPa,弹性模量E=0.5104MPa(5109Pa)。(5)钢材弹性模量规定依据公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 02586）P3页的相关规定，钢材弹性模量为：E=2.1105 MPa。4 计算4.1 模板计算模板下方木中心间距为30cm，方木间净距为20cm。取11#桥墩上

11、端支点横梁下模板进行计算，此处为现浇箱梁梁高最大处，为2.1m，计算时按照三跨连续梁考虑。由于混凝土浇筑厚度为2.1m，新浇筑的混凝土结构自重为：强度验算荷载为：刚度验算荷载为：截面参数：计算结果：强度：刚度：符合要求。4.2 模板下上层方木计算(1)跨度60cm，间距30cm，方木为1010cm本工况下取11#桥墩上端支点横梁下方木进行计算，梁高2.1m，方木中心间距为30cm，方木间净跨为60cm，计算时按照三跨连续梁考虑。新浇筑的混凝土结构自重为：强度验算荷载为：刚度验算荷载为：截面参数：计算结果：强度：刚度：符合要求。(2)跨度120cm，间距30cm，方木为1010cm本工况下取箱室

12、下方木进行计算，梁厚0.5m，方木中心间距为30cm，方木间净跨为120cm，计算时按照三跨连续梁考虑。新浇筑的混凝土结构自重为：强度验算荷载为：刚度验算荷载为：截面参数：计算结果：强度：刚度：符合要求。4.3 顶托上纵向方木计算(1)跨度60cm，间距60cm，方木为1010cm本工况下取11#桥墩上端支点横梁下方木进行计算，梁高2.1m，方木中心间距为60cm，方木间净跨为60cm，计算时按照三跨连续梁考虑。新浇筑的混凝土结构自重为：强度验算荷载为：刚度验算荷载为：截面参数：计算结果：强度：刚度：符合要求。(2)跨度60cm，间距120cm，方木为1010cm本工况下取箱室下方木进行计算，

13、梁厚0.5m，方木中心间距为120cm，方木间净跨为60cm，计算时按照三跨连续梁考虑。新浇筑的混凝土结构自重为：强度验算荷载为：刚度验算荷载为：截面参数：计算结果：强度：刚度：符合要求。4.4 碗扣支架计算(1)碗扣支架立杆竖向受力计算如下：序号碗扣支架部位立杆布置单根立杆受力1中支点横梁下纵向间距60cm、横向间距60cm2腹板及横隔板下纵向间距60cm、横向间距60cm3箱室下纵向间距60cm、横向间距120cm4端支点横梁下（梁高1.5m）纵向间距60cm、横向间距60cm511#墩端支点横梁下纵向间距60cm、横向间距60cm6翼缘板下纵向间距60cm、横向间距90cm(2)碗扣支架

14、立杆横向受力计算如下：本次计算中支架高度按照5m、支架长度按照16m、支架宽度按照19.2m计算。横桥向风荷载：纵桥向风荷载：(3)碗扣支架建模计算采用midas civil建模进行计算，释放横杆两端约束，取相对值0.3。组合应力结果输出：由图可以看出立杆最大应力为：故碗扣钢管强度设计满足安全要求。位移结果输出：由图可以看出满堂支架最大变形为：整体稳定性计算结果输出：由图可以看出满堂支架整体稳定性安全系数大于3.47，满足规范要求。4.5 地基承载力计算计算反力输出结果：根据上述计算结果，最大的单根立杆传递的压力F=23.11kN。根据现场采用轻便触探检测到原状土地基承载力为70kPa。地基处理采用20cm厚C20混凝土，30cm厚度宕渣。底座与硬化混凝土的接触面积为15cm15cm。硬化混凝土地基按刚性基础考虑，底座承受最大荷载以刚性角45度传递至硬化混凝土底，再以刚性角30度传递至宕渣层底部，则扩散后的尺寸为：L=15+202+17.32=89.6cm。传递到硬化混凝土基底后的应力：满足要求。