连续箱梁桥施工模板和满堂支架计算书.doc

连续箱梁桥施工模板和满堂支架计算书
一、 设计依据
1、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
2、《公路施工手册》（桥涵）下册
3、《公路地基基础设计规范》（JTJ024-85）
4、《公路技术通用设计规范》
5、《公路桥隧设计规范汇编》（JTJ2002.04出版）
6、《桥梁施工百问》
7、《公路桥梁抗风设计指南》同济大学出版社
8、《预应力混凝土连续梁桥设计》范立础主编
9、《结构风压和风振计算》同济大学出版 张相庭编著
10、《其他地方施工规范和规定》
二、设计概况
1、《吉林省设计院K16+021.06车行天桥施工图》
2、《满堂支架施工布置图》
横向布置间距分别为100、100、75、75、75、75、100、100厘米。符合规范要求。中间为腹板和顶板和底板，所以加密支柱。横向的支柱用剪力撑连接，做成碗扣支架。
纵向布置间距为：半孔为75、75、100、100、100、100、150、150、150。符合规范要求。纵向的支柱用剪力撑连接，做成碗扣支架。
3、详细布置见《布置图》。
三、材料选取
1、模板用钢模板
2、支架用东北松木支架，最小直径为15厘米
3、上面横撑用军用梁
4、其他数据：施工天数约为60天，设计预拱度为15mm。
三、计算步骤
1、模板施工计算
设计模板、支架考虑荷载
1）模板自重 1.1×8=8.8KN/m
2）钢筋混凝土重量： （5＋0.84－0.912）×26KN/m3=128.13KN/m
3）施工人员和施工材料、机具等行走运输和堆放的荷载 2.5KPa
4）振捣混凝土时产生的荷载 2.0KPa
5）因为是夏季施工，所以冬季保温荷载没有，在旱地施工，流水、流冰漂浮物、船只撞击力没有。由于此处风荷载对模板的截面影响较小，可以忽略。（这些都是可变荷载）
强度计算：
均布荷载q0=8.8+128.13+36= 172.93 KN/m
模板间距为 0.15m
所以 q=172.93/4×0.15=6.845KN/m
最大弯矩： M=0.1（ql2γ）按照三跨连续梁计算
抗弯截面模量 W=2195.66mm3 安全系数取1.3 计算的到L=0.615m
[σ]=γΜ/W=19.88<[σ容]=145MPa
刚度验算（挠度验算）
f=0.00261（qL2/BC）
经过计算BC=519.23
所以f=0.00261 ×6.485×0.6152/519.23=0.00001m
即 f=0.01mm <[f匀]=1.5mm 所以满足设计要求
小说明： 上式按照全梁一次浇注计算，选取断面为最大弯矩处断面，如果按照两次浇注，保守取混凝土的50%计算，求得间距L=0.775米，跨中部分间距可相应增大。
2、支架施工设计计算
设计模板、支架考虑荷载
1）模板自重 1.1×8=8.8KN/m 支架自重为12.4 KN/m
2）钢筋混凝土重量： （5＋0.84－0.912）×26KN/m3=128.13KN/m
3）施工人员和施工材料、机具等行走运输和堆放的荷载 2.5KPa
4）振捣混凝土时产生的荷载 2.0KPa
5）因为是夏季施工，所以冬季保温荷载没有，在旱地施工，流水、流冰漂浮物、船只撞击力没有。此处在风口，考虑风荷载（这些都是可变荷载）。

基础承载力计算
1）一个支柱荷载分配的受力为 172.93/4×0.6152=16.35 KN （其中已经包括支柱自重）
一个枕木上有四个柱 16.35×4=65.40 KN
根据地基承载力公式 σ地基=（65.4+5）/2.5/0.25= 112.64 Kpa
所以σ地基=112.64 Kpa<300 Kpa 满足要求 （已经考虑收缩徐变产生的应力）
2）使用木支架时，要充分考虑木架的支撑时间、潮湿状态下的木材受力状况及木材的质量，因为本桥工期为60天，所以木材强度选取为顺纹受压66.2%，静力弯曲为66.8%，顺纹受剪的58.5%。
3)对现浇梁式桥，计算支架时要考虑横隔板和腹板的超重，该处支架要加强，不应按照均布荷载考虑。按照均布荷载计算要加强支架，即加密支架。
4）支架上的荷载除了上面计算和模板计算荷载同样荷载以外，还应该考虑风荷载的作用。根据《公路技术通用设计规范》2.3.8规定
计算桥梁的强度和稳定时，应考虑作用在桥梁上的风力。由于建桥时，模板、支架较集中，而且面积较大，对于风大地区和风口按照季节性应进行风载计算，计算方法为：
本支架没有考虑抗风时按照轴心受压构件计算
1、 强度验算
σa=N/Aji<[σa]=14.5×103KPa
2、 稳定验算
σa=N/A0<[σa]=14.5×103KPa
由于支柱间距计算中得到，一个支柱力为N=16.35KN
A0为截面计算面积 A0=πd4/4 d=0.15m
构件的长细比λ=l0/r=l0/ l0为构件长取4米，Im为惯性矩=πd4/64
Am为计算面积
λ=94.267>80  此时 =3000/λ2=0.3376
σa=4.282×103<14.5×103 KPa 符合要求

本支架考虑抗风时按照受弯构件的强度计算
当考虑横向风力时，（设计支架时，风力在上部构造的着力点假定在迎风面积的形心上，桥梁上部模板有可能被风力掀离支架时，应计算两者锚固的风力，迎风面积的计算可按照模板的外轮廓线面积乘以系数0.5。因为当支架高度小于6米，或风力较弱时，可不计风载。所以本支架上模板计算未考虑风载，只考虑支架横向和纵向风载。）

因为本支架两端铰接，横向和纵向连接构成一个整体桁架结构，所以把风力作用到形心上，按照结构力学计算原理，根据现有的程序算出各个立杆、斜杆（剪力杆）的水平分力，各个立杆和斜杆的上下的轴向力也能求出。
这样只要计算各个杆就变成了受弯构件，计算弯曲强度和剪切强度即可。
1、 弯曲强度
σw=M/Wji≤[σw]=14.5MPa
σw─ 计算的弯曲应力
M ─ 计算弯矩（风力产生的弯矩）
Wj─ 构件计算截面的净截面抵抗矩
经过计算
立柱：σw=M/Wj=7.645 MPa≤[σw]=14.5MPa
协支撑：σw=M/Wj=4.563MPa≤[σw]=14.5MPa
符合要求

2、 剪切强度

τ=QSm/bIm≤[τw]=1.5MPa
τ─ 计算截面中性轴处的弯曲剪应力
Q─计算剪力（风力产生的剪应力）
Sm─计算截面中性轴以上毛截面面积对中性轴的面积矩
b─计算截面中性轴处的截面宽度
Im─计算截面的毛截面惯性矩

经过计算
立柱：τ=QSm/bIm=0.648 MPa≤[τw]=1.5MPa
协支撑：τ=QSm/bIm=0.28 9MPa ≤[τw]=1.5MPa
符合要求

当考虑纵向风力时，
纵向风力是横向风力的40%，所以产生的弯曲强度和剪切强度同样满足要求。

说明：计算立柱上下受轴向力时考虑收缩徐变产生的力，以及留预拱度产生的力。本设计适用于碗扣支架和螺栓连接和钉连接。
注意：斜撑布置一般在整架四周满框布置，也应在隔墙及腹板下满框布置。
其他未尽事宜参照《施工规范》和《公路施工手册》（桥涵）下册

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