现浇箱梁边跨支架计算书

(30+45+30)m连续梁边跨现浇直线段支架计算书

1 、编制依据及规范标准

1.1 、编制依据

（1）、国家有关、建设单位、监理单位对本工程施工的有关要求。 （2）、路桥施工计算手册。

（3）、《新建铁路穗莞深城际施工图设计》 （4）、《公路施工手册》（桥涵下册）。 （5）、建筑施工计算手册。

1.2 、规范标准

1、《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012） 2、《铁路桥涵施工规范》（TB 10203-2002） 3、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003） 4、《木结构设计规范》（GB 50005-2003） 5、《路桥施工计算手册》

6、《铁路桥涵地基和基础设计规范》（JTG D63-2007） 7、《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB 10110－2011) 8、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011) 9、《混凝土用胶合板》（GB/T 17656-2008）

2 、设计载荷及荷载组合

2.1、荷载标准值 1）恒载:

砼自重取26 kN/m3，模板及方木自重取0.5kN/m2。 2）活载：

施工人员和施工机具行走荷载:

计算模板及直接支承模板的小楞，取2.5kN/m2，另以集中荷载2.5KN进行验

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算；计算支承小楞的梁或拱架时，取1.5 kN/m2；计算支架立柱及支承拱架的构件时取1.0 kN/m2。

振捣砼产生的荷载: 2kN/m2。 2.2、荷载组合

根据《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB 10110－2011)。本支架结构重要性系数为1.0，恒载分项系数为1.2，活载分项系数为1.4，按正常使用极限状态采用荷载标准组合，即各个荷载分项系数为1。验算模板及支架刚度时不考虑人群及施工荷载、振捣荷载。

设计脚手架及模板支架时，其架体的稳定和连墙件承载力等应按下表的荷载组合要求进行计算。

荷载效应组合

序号 1 2 计算项目 立杆稳定计算 连墙件承载力计算 荷载组合 ① 永久荷载+可变荷载 ② 永久荷载+0.9（可变荷载+风荷载） 风荷载+3.0kN 3 、材料性质及变形控制

3.1 、材料特性

3.1.1、钢材特性

查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有Q235钢管的材料特性如 下表

表1 钢材的强度和弹性模量（N/mm2）

P235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值 弹性模量 表2 钢管截面特性

外径 Φ，d 壁厚t 截面积A mm 48.3 3.6 (cm2) 5.06 惯性矩 截面模量 回转半径 每米长质量I(cm4) W(cm3) 12.71 - 2 -

205 2.06×105 i(cm) 1.59 (kg/m) 3.97 5.26

5查《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）钢材弹性模量E2.0610MPa

cx＝325MPa Q235：f＝215MPa fv=125MPa 承压应力：

3.1.2、木材特性

查《木结构设计规范》,按最低强度等级（TC11）取值：抗弯强度设计值

fm=11MPa，顺纹抗剪强度设计值fv=1.2MPa，弹性模量E9000MPa，容重

4.5kN/m3。规范4.2.1-3条规定在不同的使用条件及使用年限需要对上述指

标乘以调整系数。

露天环境强度调整系数为0.9，弹性模量调整系数为0.85； 施工短暂情况强度调整系数为1.2，弹性模量调整系数为1.0； 使用年限5年强度调整系数为1.1，弹性模量调整系数为1.1.

故木材经调整后抗弯强度设计值fm=110.91.21.113.1MPa，顺纹抗剪强度设计值fv=1.20.91.21.1=1.4MPa，弹性模量

E10000.851.01.18415MPa。

3.1.3、竹胶板特性

竹胶板容重9kN/m3。查《混凝土用胶合板》, 竹胶板抗弯强度设计值

fm=300.927MPa，弹性模量E9000MPa。

3.2 、变形控制

查《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB 10110－2011)有 结构表面外漏的模板挠度4 、主要计算内容

1、模板承载力验算。 2、纵向方木承载力验算。

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3、横向方木承载力验算。 4、钢管立柱强度、稳定性验算。 5、基础承载力验算。 6、支架整体抗倾覆验算

5 、支架方案说明

5.1 、支架布置形式

如图5-1所示，单位：cm。

图5-1、支架侧面布置图

5.2 、方案说明

现浇箱梁采用钢管满堂式支架组合，模板采用18mm厚竹胶板，底模下沿纵桥向铺设10×10cm的方木，间距30cm，方木下沿横桥向铺设10×10cm的方木作为承重梁，架设在碗扣支架的可调顶托顶面。箱室处立杆按60×60cm（纵向×横向）布置；腹板处立杆按60×30cm（纵向×横向）布置，翼缘板处立杆按60×90cm（纵向×横向）布置，纵横水平杆垂直步距为120cm，在纵横向布置斜

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向钢管剪力撑，两侧面及端面分别设置剪刀撑，底部增设纵横向扫地撑，以保证满堂支架的整体稳定性。地基采用5根Ф400预应力管桩进行处理，以减少沉降。地面以上采用Ф426钢管立柱，具体布置见图纸。

6 、结构计算

6.1 、模板承载能力验算

6.1.1、强度验算

现取端部腹板处最不利荷载计算最不利荷载进行验算，箱梁截面高度为2.27m，模板取1m板宽按5跨连续梁计算｛《路桥施工计算手册》P765页 ，[附表2-11五跨等跨连续梁内力和挠度系数]｝

qABCDEF

竹胶板受力计算简图

1）截面特性：A=b×h=1×0.018=0.018m2

W=bh2/6=1×0.0182÷6=5.4×10-5m3=5.4×104mm3 I=bh3/12=1.0×0.0183÷12=4.9×10-7m4=4.9×105mm4 2）荷载组合：

q=1.2×（26×2.27+0.5）×1+1.4×(2+2.5) ×1=77.7kN/m. 3）应力计算 支点B负弯矩最大

M支=-0.105ql2

=-0.105×77.7×0.32=-0.73KN.m

σ

max

=M支/W=-0.73×106÷（5.4×104）=-13.4Mpa 6.1.2、刚度验算：

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1）、荷载组合：

q=（26×2.27+0.5）×1=59.5kN/m 2）挠度计算：

由《路桥施工计算手册》P765页 附表2-11，五跨等跨连续梁内力和挠度系数可知：挠度最大在第一跨，计算跨度20cm。 fmax=0.6ql4/100EI

=0.6×59.5×103×0.34 ÷(100×9×103×106×4.9×10-7) =0.00073m <[f]=0.3/400=0.00075m 所以刚度满足要求。

6.1.3、施工荷载按集中荷载2.5KN验算：

1）荷载组合：

线荷载q1=1.2×（26×2.27+0.5）×1+1.4×2×1=74.2kN/m. 集中荷载F2=1.4×2.5=3.5kN. 2）内力计算：现按最不利简支模型计算

跨中弯矩M=q1l2/8+ F2l/4=74.2×0.32/8+ 3.5×0.3/4=1.1KN.m

则σ

max

=M支/W=-1.1×106÷（5.4×104）=-20Mpa 满足要求。

6.2 、纵向方木承载力验算

6.2.1、强度验算

取端部腹板处最不利荷载计算，腹板处横向方木采用10×10cm方木，其横

bh30.10.138.3106m4，向间距为30cm，纵向跨度为60cm，截面惯性矩I1212作用于方木上的线荷载

q=1.2×（26×2.27+0.5）×0.3+1.4×(2+2.5) ×0.3=23.3kN/m.

ql2跨中弯矩M=23.3×0.6×0.6/8=1kN*m.

8MM1106N*mm2则=6MPa- 6 -

fmax5ql4523.30.1mm[f]l/4002.3mm 384EI38484151038.3106 满足要求。

6.3 、横向方木承载力验算

6.3.1、强度验算

取箱梁端部腹板处最不利荷载计算，横分配梁采用10×10cm方木制作，其纵桥向间距为60cm，横向跨度为30cm。 作用于方木上的线荷载

q=1.2×（26×2.27+0.5）×0.6+1.4×(2+2.5) ×0.6=46.6kN/m.

ql2跨中弯矩M=46.6×0.3×0.3/8=0.52kN*m.

8MM0.52106N*mm则=3.1MPafmax5ql4546.60.340.1mm[f]l/4000.75mm 384EI38484151038.3106 满足要求。

6.4 、钢管立柱稳定性验算

6.4.1荷载计算 1）恒载: ①砼荷载

按最不利荷载计算，端部箱梁腹板处支架水平间距为30×60cm，梁高为2.24m。则单根钢管所受荷载g1=26×2.27×0.3×0.6=10.6（kN/根）。

②模板、方木自重

g2=0.5×0.3×0.6=0.1（kN/根）。

③立杆自重（按最大高度2m计，采用φ48×3.5mm，单位重量3.8kg/m）

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g3=0.038×2=0.04kN/根）。

④横杆自重（步距为120cm，共计2排） g4=0.038×2×（0.3+0.6）=0.1（kN/根）。 2）腹板处活载：

施工人员和施工机具行走荷载: 1kN/m2, 振捣砼产生的荷载: 2kN/m2。 q=（1+2）×0.3×0.6=0.5（kN/根） 3）风荷载计算

根据《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB 10110－2011)，wk =0.7μZμS w0

wk：风荷载标准值（KN/m2）。

μZ：风压高度变化系数，可查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录D或《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）表7.2.1风压高度变化系数，地表类型为海岸A类，高度为20m，得μZ =1.63。

μS：风荷载体型系数，查《建筑结构荷载规范》表7.3.1风荷载整体体型系数得μS =1.2。

w0：各地基本风压（KN/m2），查《建筑结构荷载规范》，广州地区五十年一遇风压基本值为0.5。

依据以上对风荷载计算

ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.63×1.2×0.5=0.7kN/m2 风荷载对立杆产生弯矩按下式计算：

2Mw1.4olxl0Wk/8

式中：Mw——单肢立杆弯矩（KN·m）；

Lx——立杆纵矩（m）； Wk——风荷载标准值（kN/m2）； l0——立杆计算长度（m）。

则Mw1.40.61.220.7/80.1kNm 6.4.2 支架稳定性验算荷载效应组合 ① 永久荷载+可变荷载

单根钢管轴力设计值N1=1.2×(10.6+0.1+0.04+0.1)+1.4×0.5=14.1kN。

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② 永久荷载+0.9（可变荷载+风荷载）

单根钢管轴力设计值Nw=1.2×(10.6+0.1+0.04+0.1)+ 0.9×1.4×0.5=13.6kN。

6.4.3、无风荷载时，单肢立杆稳定性验算

由于l/i=1200/15.8=76,按a类截面查表得=0.807

N14.1103N35.6MPaf=205MPa

A0.8074满足要求。

6.4.4、组合风荷载时单肢立杆承载力计算：

2）立杆压弯强度计算：

Nw0.9Mwf （5.3.2－3） AW式中： W——立杆截面模量； 带入数据有

14.11030.90.1106=53.4MPaf=205MPa

0.80745080 满足要求。

6.5 、I25a纵梁验算

6.5.1、强度验算

取腹板下最不利荷载计算，腹板下纵梁横向间距为0.3m，纵向跨度为3.75m，则作用在工字钢上的荷载:

q=1.2×（26×2.24+0.5）×0.3+1.4×（1+2）×0.3=22.4KN/m

ql2跨中弯矩M=22.4×3.75×0.33.75/8=39.4kN*m.

8查表有I25a工钢截面特性：I=5020cm4,W=402cm3

M39.4106N*mm则=98MPa- 9 -

fmax5ql4522.41033.75.6mm[f]l/4009.4mm384EI3842.0610115.02105满足要求。

6.6 、2I32a主横梁验算

6.6.1 荷载计算

边跨现浇段悬挑出墩身的长度为4.7m，下方共设置两排钢管，现取纵向2.35m长梁段荷载作为主横梁荷载，其荷载分布计算如下表6-6-1。其计算图示如图6-6-1：单位：mm。

表6-6-1 横向荷载计算表

荷载 q1 q2 q3 q4 q5 距外侧距离 （m） 0.5 1.68 2. 3.43 4.07 混凝土厚 （m） 0.235 0.352 0.751 2.187 0.71 人群机械荷载 （kPa） 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 振捣荷载 （kPa) 2 2 2 2 2 合计 (KN/m) 22.6 29.7 .1 141.9 51.6

图6-6-1 主横梁计算图示 6.6.2内力计算

利用midas建模，进行内力计算，计算结果如下。

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弯曲应力

剪应力

位移

反力

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6.6.3 结论

由以上计算知，分配梁最大弯曲应力为24.5Mpa＜[σ]＝175MPa 最大剪应力为22.1MPa＜[τ]=100MPa，中间最大挠度为1mm＜

l/4002000/4005mm，均满足要求。最大竖向反力186.2KN。

6.7 、管桩承载力验算

每根立柱下方打入1根400PHC管桩，平均入土深度为20m。各土层的物理力学特性如下：

表错误！文档中没有指定样式的文字。-1 土层物理力学特性

土层编号 1 2 3

名称 素填土 淤泥 粉质粘土 状态 \\ 流塑 \\ 摩阻力(KPa) 20 15 土层平均厚度（m） 3 13 7 25 根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》单根钢管桩容许承载力按下式计算：

1[p]= （Uaifili+ARa)

2根据规范有打入桩系数a为1，桩尖土极限承载力R取2000KPa，则单根钢管桩容许承载力

1[p]= [3.140.4(120311513+1254)+13.140.2220001]

2=348.5KN>181 故管桩承载力满足要求。

7 、结论

由以上计算可知，该方案安全可靠，各项指标符合设计及施工规范要求，完全满足现浇箱梁的施工要求。

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