连续梁桥0号块托架设计

模板与支架计算

1、荷载取值

静载：静载主要为梁段混凝土和钢筋自重，以及模板支架重量。活载：施工荷载

将截面分成如所示

根据规范要求，在箱梁自重上添加荷载

⑴、砼单位体积重量：26.5kN/3

m

⑵、倾倒砼产生的荷载：4.0kN/2

m

⑶、振捣砼产生的荷载：2.0kN/2

m

⑷、模板及支架产生的荷载：2.0kN/2

m

m

⑸、施工人员及施工机具运输或堆放荷载：2.5 kN/2

荷载系数：

⑴、钢筋砼自重：1.2；

⑵、模板及支架自重：1.2；

⑶、施工人员及施工机具运输或堆放荷载：1.4；

⑷、倾倒砼产生的竖向荷载：1.4；

⑸、振捣砼产生的竖向荷载：1.4；

⑹、倾倒砼产生的水平荷载：1.4；

⑺、振捣砼产生的水平荷载：1.4；

作用在面板顺桥向1m 长，横桥向1m 宽的面荷载：

2、模板验算

模板宽度取1m 计算，作用在底模板上每m 宽的均布荷载为：

翼缘荷载：

Q1=1.2×(29.495/3.55+2)+1.4×(2.5+4.0+2.0)=24.27 kN/m

腹板荷载：

Q2=1.2×(82.865/0.5+2)+1.4×(2.5+4.0+2.0)=213.176kN/m

底板荷载：

Q3=1.2×(128.26/4.375+2)+1.4×(2.5+4.0+2.0)=49.48 kN/m

2.1、底板底模板验算

外部模板均采用高强度竹胶板板厚15mm,各部位下模板均按三跨连续梁结构计算。取方木间距为0.3m。按三跨连续梁计算，竹胶板力学参数：h=0.015m；

I=bh3/12=1×0.0153/12=2.81×10-7 m4；

A=bh=1×0.015=0.015m2；

E=9.5×103 Mpa；

W=bh2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5 m3；

EA=9.5×103×106×0.015=1.425×108；

EI=9.5×103×106×2.81×10-7=2669.5；

P= Q3=49.48KN/m；

建立力学模型：

结构弯矩图：

M max=0.45kN·m

弯矩正应力σ=M/W=0.45×103 /(3.75×10-5)=12MPa<[σw]=13 MPa

结构位移图：

fmax=0. 7mm<0.3/400= 0.75mm

2.2、底板底模板验算

外部模板均采用高强度竹胶板板厚15mm,各部位下模板均按三跨连续梁结构计算。取方木间距为0.1m。按三跨连续梁计算，竹胶板力学参数：h=0.015m；

I=bh3/12=1×0.0153/12=2.81×10-7 m4；

A=bh=1×0.015=0.015m2；

E=9.5×103 Mpa；

W=bh2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5 m3；

EA=9.5×103×106×0.015=1.425×108；

EI=9.5×103×106×2.81×10-7=2669.5；

P= Q2=213.176KN/m；

建立力学模型：

结构弯矩图：

M max=0.21kN·m

弯矩正应力σ=M/W=0.21×103 /(3.75×10-5)=5.6MPa<[σw]=13 MPa

结构位移图

fmax=0.05mm<0.1/400= 0.25mm

2.3、翼板底模板验算

外部模板均采用高强度竹胶板板厚15mm,各部位下模板均按三跨连续梁结构计算。取方木间距为0.3m。按三跨连续梁计算，竹胶板力学参数：h=0.015m；

I=bh3/12=1×0.0153/12=2.81×10-7 m4；

A=bh=1×0.015=0.015m2；

E=9.5×103 Mpa ；

W=bh 2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5 m 3； EA=9.5×103×106×0.015=1.425×108； EI=9.5×103×106×2.81×10-7=2669.5； P= Q 1=24.27KN/m ； 建立力学模型：

结构弯矩图：

M max =0.22kN ·m

弯矩正应力σ=M/W=0.22×103 /(3.75×10-5)=5.86MPa<[σw ]=13 MPa 结构位移图：

x

fmax=0.5mm<0.3/400= 0.75mm

2.4 侧模板验算 对竖直模板来说，新浇筑的混凝土的侧压力是它的主要荷载。当混凝土浇筑速度在6m/h 以下时，作用于侧面模板的最大压力可按下式计算：Pm

h

当

h

当

时 h

式中： p m 为新浇筑混凝土对侧面模板的最大压力，kPa ；

h 为有效压头高度，m ；

T 为混凝土入模时的温度， o C ；

K 为外加剂影响修正系数，不加时，K =1；掺缓凝外加剂时，K =1.2； v 为混凝土的浇筑速度，m/h ；

为混凝土的容重，kN/m 3

夏季施工，按不利因素考虑，施工气温为25 o C ，混凝土的浇筑速度为6m/h ，则：

v /t=6/25=0.24>0.035 h

×

m

Pm h= 77.6556 kPa

模板均采用高强度竹胶板板厚15mm,各部位下模板均按三跨连续梁结构计算。取方木间距为0.2m 。按三跨连续梁计算，竹胶板力学参数： h=0.015m ；

I=bh 3/12=1×0.0153/12=2.81×10-7 m 4； A=bh=1×0.015=0.015m 2； E=9.5×103 Mpa ；

W=bh 2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5 m 3； EA=9.5×103×106×0.015=1.425×108； EI=9.5×103×106×2.81×10-7=2669.5； P= 77.6565KN/m ；

建立力学模型（单位 KN ）：

结构弯矩图（单位 KN ?m ）：

M max =0.31kN ·m

弯矩正应力σ=M/W=0.31×103 /(3.75×10-5)=8.27MPa<[σw ]=13 MPa 结构位移图：

x

f max =0. 5mm<0.2/400= 0.5mm

满足要求！

3、方木验算 对方木验算按最不利荷载进行计算，取位于腹板下方木进行，按三跨连续梁验算。 方木力学参数：

I=bh 3/12=0.1×0. 13/12=8.3×10-6m 4； A=bh=0.1×0.1=1×10-2m 2； E=9.5×103 Mpa ；

W=bh 2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4 m 3； EA=9.5×103×106×0.01=9.5×107； EI=9.5×103×106×8.3×10-6=78850 方木承受的荷载为：

P= QB2×0.1=213.176×

0.1= 21.3176kN/m

结构弯矩图：

M max =0.19kN ·m

弯矩正应力σ=M/W=0.19×103 /(1.67×10-4)= 1.121MPa ＜[σw]=11MPa 结构剪力图：

Q max =3.84KN ，则剪应力： τ=Q ×S/（I ×d ）=3.84×103×1.25×10-4 /（8.3×10-6×0.1）=0.57MPa<[τ]=1.4 Mpa

结构位移图：

x

fmax=0. 7mm<1/400= 2.5mm 故强度、刚度均满足要求！

4. 钢管立柱承载力验算

4.1 腹板处立柱承载力验算

0 号块的支架立杆和横杆均采用Φ48×3.5mm 的钢管，其截面面积为A =489mm 2 。 腹板处脚手架布置，顺桥向间距30cm ，横桥向间距10cm ，横杆步距70cm 。 腹处脚手架每一根立杆受力如下： 1）荷载计算

作用于支架上的荷载，不考虑风荷载的影响，单根立杆所承受的荷载为 30cm ×10cm 的混凝土自重及施工荷载。

N B2=Q B2×0.1×0.3=213.176×0.1×0.3=6.395kN 2）强度及稳定性验算:

钢管回转半径：mm d d i 78.154414842

22

12=+=+=

a.按强度验算：

[]MPa MPa mm

kN A N 14008.13489395.62=<===σσ b.按稳定性验算： 长细比：34.4478

.157000===

i l λ 查表得： 910.0=? 不考虑风荷载作用：

[]MPa MPa mm

kN A N 14037.14489910.0395.62=<=?==

σ?σ，符合要求。

4.2 底板处立柱承载力验算

0 号块的支架立杆和横杆均采用Φ48×3.5mm 的钢管，其截面面积为A =489mm 2 。 腹板处脚手架布置，顺桥向间距30cm ，横桥向间距30cm ，横杆步距70cm 。 腹处脚手架每一根立杆受力如下： 1）荷载计算

作用于支架上的荷载，不考虑风荷载的影响，单根立杆所承受的荷载为 30cm ×10cm 的混凝土自重及施工荷载。

N B2=Q B3×0.3×0.3=48.49×0.3×0.3=4.36kN 2）强度及稳定性验算:

钢管回转半径：mm d d i 78.154414842

22

12=+=+=

a.按强度验算：

[]MPa MPa mm

kN A N 14092.848936.42=<===σσ b.按稳定性验算： 长细比：34.4478

.157000===

i l λ 查表得： 910.0=? 不考虑风荷载作用： []MPa MPa mm

kN A N 14080.9489910.0395.62=<=?==σ?σ，符合要求。

5．纵梁验算

槽钢满铺于间距40cm 的工字钢梁上，［10 钢可以看成多跨连续梁，简支在25 号工字钢梁上，因I25 布置较密，［10 钢简化模型按最不利三跨连续梁计算。取最

不得荷载位置验算，腹板下荷载集度最大，为213.176kN/m2［10 的宽度为0.12m。q=0.12×213.176=25.58 kN/m。［10 钢的截面特性为：

Ix=245cm4 Wx=49cm3 Ix /Sx=8.59cm Iy=33cm4 Wy=9.7cm3 A=14.3 cm2 d=0.6cm E=2.1×105MPa EA=0.30×106 KN EI x=0.514×103 KN·m2 EI y=0.069×103 KN·m2力学模型：

结构弯矩图：

x

M max=0.41 kN·m

弯矩正应力σ=M/W=0.41×103/(2×9.7×10-6)=21.134 MPa<[σw]=145MPa 结构剪力图：

Q max =6.14KN

剪应力τ=Q ×S/（I ×d ）=6.14×103 /（（2×8.59×10-2×0.6×10-2）=5.95MPa<[τ]=85 Mpa

x

f max = 0.06<0.4 /400=1mm

6.横梁验算

主横梁采用双拼I40a 工字钢组合梁，间距为40mm ，I 40a 工字钢支撑在三排横穿薄壁墩的

2*I 56a 工字钢上，

I 25a 工字钢简化为带双悬臂的连续梁。

40cm ，在薄壁墩外侧的桥墩根部的荷载最大，因而验算I 25a 工字钢刚度及强度时取根部荷载。

外侧施工平台部分主要为材料集度及施工人员荷载： Q1=1.2*1+1.4*2.5=4.7kN/m 2

施工平台荷载：q 1=4.7×0.4=1.88 kN/m 翼缘板荷载：q 2=24.27

×0.4=9.71 kN/m 腹板荷载：

q 3=213.176

×0.4=85.27 kN/m

底板荷载：q 4=49.48×0.4=19.79 kN/m I 40a 工字钢力学参数：

A=86.1cm 2, d=1.05cm ， S=637 cm 2, W=1090cm 3,

Ix=21720cm 4，

E=2.1×1011Pa ，

EA=2.1×105×103×86.1×10-4=1.81×106； EI=2.1×105×103×21720×10-8= 4.5612×104； 结构计算模型：

1.889.7119.7919.799.711.88

结构弯矩图：

x -2.41

-2.41-74.27-74.27-86.30-86.30-69.35-69.35-8.5912.96-8.59-18.60

-18.60-8.59-8.59-69.35

12.96

-69.35-86.30

-86.30-74.27-74.27-2.41

-2.41

M max =86.3KN ?m

弯矩正应力σ=M/W=86.3×103×103 /(1090×103)=79.18MPa< [σw ]=215

MPa

结构剪力图：

x

-3.01-3.01-37.48-37.48-58.8078.5057.1857.18-29.40-29.40-50.7250.7229.4029.40-57.18-57.18-78.50

58.8037.4837.48 3.01

3.01

Qmax=78.5KN

剪应力τ=Q ×S/（I ×t ）=78.5×103×637×103 /（21720×104×10.5）

=21.9MPa<[τ]=125 Mpa

结构位移图：

x

f max = 7.17mm<5400 /400=13.5mm

支反力N1=135.055 kN N2=80.743 kN N3=135.055 kN

7.托架验算

7.1 I 56a 工字钢横梁撑架验算

薄壁墩外侧施工操作平台荷载集度：q1=1.2×(2+2)+1.4×2.5=8.3 kN/m 2

由施工操作平台荷载集度传递到两边横梁单组反力26.24kN ，折算成线性荷载 65.6kN/m ，薄壁墩外侧荷载这算成线性荷载337.64 kN/m 。

I 56a 工字钢力学参数：

A=135cm2, d=12.5cm，Ix /S=47.7 cm, W=2342cm3, Ix=65590cm4，

E=2.1×1011Pa，EA=2.1×1011×135×10-4=2.83×109；EI=2.1×108×65590×10-8= 1.377×105；

结构计算模型：结构弯矩图：

x

-1299.16

I56a 最大弯矩为234.34kN.m

弯矩正应力σ=M/W=813.48×103/(2×2342×10-6)=49.84MPa<[σw]=145

x I

56a 最大剪力为440.94kN

剪应力τ=Q×S/（I×d）=440.94×103 /（2×47.7×10-2×12.5×10-2）=3.69MPa<[τ]=85 Mpa

I56a 抗剪强度满足要求。

I56a最大轴力为519.667kN，I32a最大轴力为734.91kN

轴向压应力σ=N/A=779.07×103/(2×135×10-4)=20.08MPa<[σ]= 140MPa，满足要求

结构变形图：

x

f

max=3.17mm<2500 /400=6.25mm，故刚度均满足要求！

7.2 I32a 工字钢承托验算

根据上节的计算可以，I32a 主要承受压力，因而I32a 需要验算其受压稳定性。

I32a 工字钢力学参数：

Ix=11080cm4 Wx=692cm3 A=67.0 cm2 d=9.5cm E=2.1×105MPa

Ix /S=27.5cm EA=1.4×107 KN EI=2.326×104 KN·m2

7.2.1 强度验算

支架体系中，I32a 主要受压，承受的最大压力为734.91kN，构件按A3 钢进行计算，其强度为：

=N/A=31.59Mpa<[σ]=140MPa， I32a 工字钢强度满足要求。

7.2.2 稳定性验算

2I32a 工字钢回转半径i=12.8cm, 最大计算长度L0=3.78m。压杆的长细比λ

=L0/i=29.5,

由长细比λ查得φ=0.959。

根据路桥施工计算手册，2I32a 的允许承载力：

[N]= φAf=0.959×134×10-4×215=2762.8KN

由贝雷梁传递下来的最大集中力为：

Nmax=734.91 KN＜[N]= 2762.8KN

2I32a 工字钢受压稳定性满足要求。