1、现浇箱梁支架计算书midas计算稳定性 温州龙港大桥改建工程 满堂支架法现浇 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日温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 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
2、- 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 - 4.4 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 现浇箱梁支架计算书 - 1 - 温州龙港大桥改建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
3、）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GB50009-2001。 （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
4、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。 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 2 - （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，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，
5、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，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
6、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10cm10cm方温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 3 - 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
7、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。 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 4 - 图2.2-1 左幅桥墩处满堂支架横断面图 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 5 - 图2.2-2 左幅箱室下满堂支架横断面图 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 6 - 图2.2-3满堂支架纵断面图 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 7 - 图2.2-4 右幅桥墩处满堂支架横断面图
8、 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 8 - 图2.2-5 右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 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 9 - 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/m2 2 新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力3 施工人员及施工设备、施工材料等荷载 26kN/m3 22.5kN/m模板、支架结构类别 荷载组合 强度计算 刚度计算梁、板的底模板以及支撑板、1+2 1+2+3+4+5+6 支架等 4 倾倒混凝土产生的冲击荷载 2kN/m2 5 振捣混凝土时产生的振
9、动荷载 2kN/m2 6 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 3.2 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
10、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为模板构件跨度的1/250。 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 10 - 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
11、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25kN/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
12、=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 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 11 - 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： 2.112654.6/PkNm? 强度验算荷载为： 54.6(0.72.522)61.8/qk
13、Nm? 刚度验算荷载为： 54.60.755.3/qkNm? 截面参数： 225310.0153.751066bhwm? 336410.0150.281101212bhIm? 计算结果： 强度： 22max61.80.20.2471010qlMkNm?530.2476.587303.7510MkNmMPaMPawm? 刚度： 434max9655.3100.22000.4920.51281285100.28110400qlfmmmmEI? 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，
14、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： 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 12 - 2.10.32616.38/PkNm? 强度验算荷载为： 16.38(0.72.522)0.318.54/qkNm? 刚度验算荷载为： 16.380.70.316.59/qkNm? 截面参数： 22430.10.11.671066bhwm? 33640.10.18.33101212bhIm? 计算结果： 强度： 22max18.540.60.6671010qlMkNm? max430.6673.9949.51.6710MkNmMPaMPa
15、wm? 刚度： 434max9616.59100.66000.2371.51281288.5108.3310400qlfmmmmEI? 符合要求。 (2)跨度120cm，间距30cm，方木为1010cm 本工况下取箱室下方木进行计算，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： 0.50.3263.9/PkNm? 强度验算荷载为： 3.9(0.72.522)0.36.06/qkNm? 刚度验算荷载为： 3.90.70.34.11/qkNm? 截面参数： 22430.10.11.671066bhwm? 温州龙港大桥改建工程
16、现浇箱梁支架计算书 - 13 - 33640.10.18.33101212bhIm? 计算结果： 强度： 22max3.91.20.5621010qlMkNm? max430.5623.3659.51.6710MkNmMPaMPawm? 刚度： 434max966.06101.212001.38731281288.5108.3310400qlfmmmmEI? 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
17、混凝土结构自重为： 2.10.62632.76/PkNm? 强度验算荷载为： 32.76(0.72.522)0.637.08/qkNm? 刚度验算荷载为： 32.760.70.633.18/qkNm? 截面参数： 22430.10.11.671066bhwm? 33640.10.18.33101212bhIm? 计算结果： 强度： 22max37.080.61.3341010qlMkNm? 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 14 - max431.3347.9889.51.6710MkNmMPaMPawm? 刚度： 434max9633.18100.66000.4741.51281
18、288.5108.3310400qlfmmmmEI? 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，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： 0.51.22615.6/PkNm? 强度验算荷载为： 15.6(0.72.522)1.224.24/qkNm? 刚度验算荷载为： 15.60.71.216.44/qkNm? 截面参数： 22430.10.11.671066bhwm? 33640.10.18.33101212bhIm? 计算结果： 强度： 22max24.240
19、.60.8731010qlMkNm? max430.8735.2289.51.6710MkNmMPaMPawm? 刚度： 434max9616.44100.66000.2351.51281288.5108.3310400qlfmmmmEI? 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： 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 15 - 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60cm 221.50.626(0.72.522)0.616.632kN? 2 腹板及横隔板下 纵向间距60cm、横向间距60cm 221.2
20、0.626(0.72.522)0.613.824kN? 3 箱室下 纵向间距60cm、横向间距120cm 0.50.61.226(0.72.522)0.61.214.544kN? 4 端支点横梁下（梁高1.5m） 纵向间距60cm、横向间距60cm 221.50.626(0.72.522)0.616.632kN? 5 11#墩端支点横梁下 纵向间距60cm、横向间距60cm 222.10.626(0.72.522)0.622.248kN? 6 翼缘板下 纵向间距60cm横向间90cm 0.30.60.926(0.72.522)0.60.8.kN? (2)碗扣支架立杆横向受力计算如下： 本次计算
21、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： 151690kN? 纵桥向风荷载： 0.7519.267.2kN? (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。 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 16 - 组合应力结果输出： 由图可以看出立杆最大应力为： max61.5140MPafMPa? 故碗扣钢管强度设计满足安全要求。 位移结果输出： 温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 17 - 由图可以看出满堂支架最大变形为： 4fmm? 整体稳定性计算结果输出： 由图可以看出满堂支架整体
22、稳定性安全系数大于3.47，满足温州龙港大桥改建工程 现浇箱梁支架计算书 - 18 - 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： kPaAF8.28896.0896.023110? 满足要求。
