附件6:支架设计计算1、支架结构1.1、满堂式支架形式满堂式钢管支架钢管外径4.8cm,壁厚0.35cm。
支架顺桥向纵向间距0.8m,横桥向横向间距腹板底为0.4m,中部空心位置为0.975m,其余为0.8m,纵横水平杆竖向间距1.2m。
无盖梁的桥墩部分需加密钢管支架。
在顶托上沿线路方向安放2根D48壁厚3.5mm的钢管,在钢管上横向间距30cm安放10×10cm的方木横梁。
1.2、钢管高支架形式现浇箱梁高支架由Ф630mm,壁厚10mm钢管桩,I56a工字钢横梁及贝雷片纵梁组成。
每一跨单幅布置24根钢管桩,墩身完工后进行Ф630mm钢管桩施打,钢管桩与钢管桩之间用[16a槽钢焊接连接系,用I56a工字钢作横梁、贝雷片作纵梁,在贝雷片纵梁上铺设间距为50cm的I10工字钢横梁,然后再纵向铺设间距为30cm的10×10mm木枋。
2、计算依据1、《路桥施工计算手册》;2、《钢结构设计规范》;3、《公路桥涵施工规范》;4、《金九大桥施工组织设计》;5、国家部委制定的其它规定、规程、规范。
3、支架受力计算工况一、选取2m高箱梁进行验算(满堂支架)箱梁腹板为箱梁最大集中荷载处,以此作为自重验算。
如下图。
竖向荷载永久荷载(分项系数取 1.2):2m800N/①模板及连接件的自重力:)可变荷载(分项系数取 1.4②2m③施工荷载1000N/m2④混凝土倾倒荷载2000N/2m振捣荷载⑤2000N/2m合计5800N/页15页共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案第2现浇箱梁梁段空心断面简化)(现浇箱梁梁段空心断面BBCCCAA现浇箱梁梁端荷载分区断面现浇箱梁横断面钢管支架位置示意图箱梁各部位荷载简化表终点起点累加其它累加其它荷载大部位序号部位荷载大小终点砼厚起点砼厚荷载荷载小cm)度(cm)度((KN/m2)KN/m2)(KN/m2)((KN/m2)腹板位置B区15358.82005320058.8翼板位置区A24520050.820050.845空心位置区C3288.314.12814.18.3q=58.8q=58.8q=50.8q=50.8q=14.1q=14.1q=14.1现浇箱梁横断面荷载示意图根据上表利用空间有限元软件MIDAS CIVIL2006根据实际现浇支架搭设建立现浇标项目经理部4、3编制单位:中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号:页共15第3页中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案梁段的模形,模形取梁段端最重位置进行模拟。
建模效果图如下:按最梁端最大荷载支架的受力加载。
腹板处:20.4×0.8=0.32m每区格面积为58.8KPa=18.8KN0.32m每根立杆承受的荷载为×标项目经理部4、3编制单位:中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号:页154页共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案第梁体空心处:20.8×0.975=0.78m每区格面积为214.1KPa=11KN×每根立杆承受的荷载为0.78m18.8KN立杆承受荷载取最大值即:,与计算结果相近有限元软件计算得最大支反力为19.4KN用midascivil20062A=489mm钢管,48×3.5mm用φ钢管的回转半径为:2222)41(48/4=15.8mm?=(D?d/4=)i(1)、立杆计算强度计算:2<[σ立柱的受压应力为:σ=N/A=18.8KN/489=38.5N/mm]=205N/mm2按稳定性计算支柱的受压应力:计算杆件为竖杆,计算长度 1.2米,按两端铰接考虑,杆件的长度系数取μ=1长细比λ=μL/i=1200/15.8=75.95查表得:折减系数φ=0.754222=F/A=18.8KN/489mmσ]=0.754×205=152.7N/mmσ<φ=38.5N/mm[受力满足要求标项目经理部4、3编制单位:中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号:页15页共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案第5,满足要求。
170Mpa,小于钢材的设计应力值39.6MPa计算钢管最大应力值为,满足施工要求。
1.96mm钢管支架产生的弹性变型最大值为算计、面板(2)、计算简图1),面板按四跨连续梁0.3m距间)厚度(材料种类取A-3类,木枋底模面板取12mm标项目经理部4、3编制单位:中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号:页共15第6页中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案计算,如图所示,取 1.2m宽面板验算,混凝土的压力q=F/l=58.8KN/1.2=49000N/mq=49000N/m0.30.30.30.3、强度验算2),属小挠度连续板,查“荷载与结构静力计算表”,得100=300/12=25<跨度/板厚。
Km=-0.071弯矩系数2Kmql2=313N·.m=0.071×49000×0.3M=宽板带计算,截面抵抗矩取 1.2m2bh32-5m/6=1.2×0.012W=/6=2.9×106262(A-3类木材N/N/mm<σ=12×10)面板的最大应力为:σ=M/W=10.8×10w满足要求3)、挠度验算923-5/12=2.07×10松木的弹性模量E=9×10,I=1×0.012N/m查“荷载与结构静力计算表”,得挠度系数Kf=0.632。
449-×(4.86×10/100EI)=0.632×(49000×0.3f=Kf(ql)/[100×9×107)]=0.15mm<L/400=0.75mm满足要求(3)、横向顶木枋计算1)、计算简图横向顶木枋是面板的支撑,间距0.3m,取0.3米宽度受力为一根顶木枋的受力,按三跨连续梁计算,其计算简图如图所示,荷载为:q=58800×0.3=17640N/m标项目经理部4、3编制单位:中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号:页157页中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案共第q=17640N/m0.40.40.4查“荷载与结构静力计算表”,得弯矩系数Km=-0.1。
所以弯矩为22=282.2N·mM=Kmql=0.1×17640×0.422-43m)/6=(0.1×0.1W=(bh)/6=1.67×1033-64m)/12=(0.1×0.1I=(bh)/12=8.33×10纵向木枋最大弯曲内力:-46262(许可弯曲应力N/mN/m<σ=12×10σ=M/W=282.2/(1.67×10))=1.69×10w 满足要求2)、挠度验算查“荷载与结构静力计算表”,得跨中最大挠度系数K=0.677。
f449-×8.33×10/100EI)=0.677×(17640×0.4(ql)/(100×9×10Kf=f6)=0.05mm<L/400=1mm满足要求(4)纵向底钢管计算1)、计算简图纵向底梁是采用双D48㎜厚 3.5㎜厚钢管,横向木枋间距0.3米,跨度0.4米,横向木枋间距较小传递下来的力可简化为均部荷载,纵向底钢管按三跨连续梁计算,其计算简图如图所示,荷载为:q=58800×0.4/2=11760N/m标项目经理部4、3编制单位:中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号:页158页中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案共第q=11760N/m0.80.80.82)、强度验算查“荷载与结构静力计算表”,得弯矩系数Km=-0.1。
所以弯矩为22=752.6N?mM=Kmql=0.1×11760×0.8?=5079mm???R4?????454mm=1.21×10I=4d? 44??r?R W=?364D横向钢管最大弯曲内力:6262N/mN/m=170×10<σσ=M/W=752.6/5079=148×10w满足要求3)、挠度验算查“荷载与结构静力计算表”,得跨中最大挠度系数Kf=0.677。
f=44854)=1.5mm</100EI)=0.677×(11760×0.8㎡×1.21×10)/(100×2.06×10mmKf(qlkN/L/400=2mm满足要求工况二、现浇箱梁标准段高支架验算(右幅6#墩~10#墩)4x21为例进行计算标项目经理部4、3编制单位:中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号:页15共第9页中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案现浇箱梁梁段空心断面简化)现浇箱梁梁段空心断面(BBCCCAA现浇箱梁梁端荷载分区断面现浇箱梁横断面现浇箱梁横断面钢管支架位置示意图钢管高支架箱梁各部位荷载简化表终点起点累加其它累加其它荷载大部位部位序号终点砼厚起点砼厚荷载大小荷载荷载小cm)度(度(cm)(KN/m2)KN/m2)KN/m2)(((KN/m2)腹板位置B区12005320058.858.853翼板位置A区250.820020050.84545空心位置C区314.18.32814.1288.3根据荷载其受力如下图所示标项目经理部4、3编制单位:中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号:页15页共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案第10q=58.8q=58.8q=50.8q=50.8q=14.q=14.q=14.现浇箱梁横断面荷载示意图现浇箱梁横断面钢管桩示意图现浇箱梁横断面贝雷片位置示意图受力图如下:标项目经理部4、3编制单位:中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号:页15页共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案第11,)8cm×48×5.3/8.5,间距(C100贝雷片具体参数如下:材料:16Mn,弦杆2[10a 槽钢,贝雷片的连接为销接,tw=6.5mm),b=50mm,tf=4.5mm腹杆I8(h=80mm 型。