清石河特大桥边跨直线11#段支架计算书

新建铁路原州区至王洼线
清石河特大桥
连续梁边跨现浇直线段支架检算书
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复核：
审核：
兰州交通大学土木工程学院
2012年2月
清石河特大桥连续梁 边跨直线段支架计算书
一、总体设计说明
采用WJ 碗扣为Φ48×3.5 mm 钢管。

梁重分配原则：假定顶板和底板的重量之和仅由底板下的立杆承受，腹板的重量仅由腹板下的立杆承受，翼缘板的重量仅由翼缘板下的立杆承受。

具体布置为：底板下的立杆布置为（纵距×横距）60cm ×60cm ；腹板下的立杆布置为（纵距×横距）60cm ×30cm ；翼缘板下的立杆布置为（纵距×横距）60cm ×60cm 。

临时支架的详细布置见相关设计图。

图１ 清石河特大桥连续梁边跨直线段示意图（单位：cm ）
二、支架基本承载力与设计荷载
根据图的布置方案，采用满堂支架，对其刚度、强度、稳定性必须进行检算。

钢管的内径Ф41mm 外径Ф48mm 、壁厚3.5mm 。

断面积22222893.44)1.48.4(14.34/)(cm d D A =÷-⨯=-=π 转动惯量44444187.1264)1.48.4(14.364/)(cm d D J =÷-⨯=-=π 回转半径cm J A i 58.1)/(2/1== 截面模量D d D W 32/)(44-=π
344078.5)8.432()]1.48.4(14.3[cm =⨯÷-⨯=
钢材弹性系数MPa E 51005.2⨯=
钢材容许应力MPa
f205
]
[
1、支架基本承载力
WJ碗扣为Φ48×3.5 mm钢管，立杆、横杆承载性能见表1。

表1 立杆、横杆承载性能
立杆横杆
步距（m）允许载荷（kN）横杆长度（m）允许集中荷载（kN）允许均布荷载（kN）
0.6 40 0.6 6.5 18
1.2 30 0.9 4.5 12
1.8 25 1.2 3.5 7
2.4 20 1.5 2.5 4.5
2、设计荷载
（1）箱梁自重，箱梁混凝土容重26kN/m3；
（2）模板荷载，按 5.0 kN/㎡计；
（3）施工荷载，按3.0 kN/㎡计；
（4）砼振捣荷载，按2.5 kN/㎡计；
（5）倾倒混凝土荷载，按3kN/㎡计；
（6）碗扣支架自重(按28m高度计算)
a、立杆自重（采用Ф48×3.5mm 钢管单位重量为3.84kg/m）
q
立
=0.0384KN/m×28m=1.0752（kN/根）
b、横杆自重
q
横
=0.0384KN/m×24×（0.6+0.6）=1.106（kN/根）
所以钢管支架自重: q
支= q
立
+ q
横
=1.0752+1.106=2.181（kN/根）
三、立杆竖向承载力验算
纵桥向根据11#段断面变化情况，代表截面面积为8.15㎡。

如图所示：
具体计算过程如下：
1、11#段梁高3.75m ，底板下立杆荷载分析
碗扣立杆分布60cm ×60cm ，横杆层距(即立杆步距)120cm 。

底板处考虑底板加顶板面积为2.410㎡，2.410×26/2.90＝21.61kN /㎡， 施工恒载：（21.61+5）×0.6×0.6+2.181＝11.761（kN/根） 活荷载：（3+2.5+3）×0.6×0.6＝3.06（kN/根） 荷载组合：1.2×11.761+1.4×3.06＝18.397（kN/根）， 则单根立杆受力为：N ＝18.40kN ＜［ 40 kN ］（满足）。

2、11#段梁高3.75m ，腹板下立杆荷载分析
碗扣立杆分布60cm ×30cm ，横杆层距(即立杆步距)120cm 。

腹板处考虑腹板面积为2.2153㎡，2.2153×26/0.8＝72.0kN /㎡， 施工恒载：（72.0+5）×0.6×0.3+2.181＝16.041（kN/根） 活荷载：（3+2.5+3）×0.6×0.3＝1.53（kN/根） 荷载组合：1.2×16.041+1.4×1.53＝21.391（kN/根） 则单根立杆受力为：N ＝21.391kN ＜［ 40 kN ］（满足）。

3、11#段梁高3.75m ，翼缘板下立杆荷载分析
0.6525
2.2153
0.6249
0.5800
145
80
150
碗扣立杆分布60cm ×60cm ，横杆层距(即立杆步距)120cm 。

翼缘板处断面面积为0.6525㎡，0.6525×26/1.5＝11.31 kN /㎡， 施工恒载：（11.31+5）×0.6×0.6+2.181＝8.053（kN/根） 活荷载：（3+2.5+3）×0.6×0.6＝3.06（kN/根） 荷载组合：1.2×8.053+1.4×3.06＝13.95（kN/根） 则单根立杆受力为：N ＝13.95kN ＜［ 40 kN ］（满足）。

临时支架平面图见附图：
四、立杆稳定计算
1、风荷载效应
作用于碗扣支架上的水平风荷载标准值，应按下式计算：
w k =0.7×μz ×μs ×w 0
式中 w k ——风荷载标准值（kN/m 2）；
μz ——风压高度变化系数，查现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），取2.09；
μs ——脚手架风荷载体型系数，查现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），取0.8；
w 0——基本风压（kN/m 2），查现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），按50年一遇取0.5；
则作用于碗扣支架上的水平风荷载标准值w k 为
w k =0.7×2.09×0.8×0.5＝0.59 kN/m 2
2、立柱稳定性分析
（1）不组合风荷载时的立柱稳定
利用公式：
f A N
≤ϕ
则21391/295＝72MPa ≤f ＝205MPa
（2）组合风荷载时的立柱稳定
利用公式：
w
M N f A W
ϕ+< 则21391/295+16057.44/5078=75.2MPa < f = 205MPa
五、地基承载力验算
由以上计算数据可得各部位地基受力如表2所示。

表2 地基承载力验算
部位荷载（KN）受力面积（m2) 地基受力(Kpa) 地基允许承载力
(Kpa)
底板立杆18.40 0.6×0.6 51.11 250
腹板立杆21.39 0.6×0.3 118.83 250
翼缘板立杆13.95 0.6×0.6 38.75 250
六、纵、横木验算
5.1 上层方木验算
上层方木采用10cm×10cm方木（红松木），其容许应力：[σw]＝12 Mpa，弹性模量：E＝9×103Mpa，跨中最大挠度要求满足f＜L/400，L为计算跨度。

横木间隔20cm满铺。

为安全起见，方木的力学计算模型采用简支梁，其强度及挠度的验算结果见表3。

表3 上层方木强度及挠度验算结果
位置惯性矩
（ｍ4）
跨度
（ｍ）
均布荷载
（kN/ｍ）
应力
（Mpa）
挠度
（mm）
允许应
力（mpa）
允许挠度
（mm）
底板8.33E-060.610.22 2.760.2412 1.5 腹板8.33E-060.323.77 1.690.0312 0.75 翼缘板8.33E-060.67.75 2.090.1812 1.5 从以上验算结果可知，方木强度及挠度验算结果满足规范要求。

5.2 下层方木验算
下层方木采用15cm×15cm方木（红松木），其容许应力：[σw]＝12 Mpa，弹性模量：E＝9×103Mpa，跨中最大挠度要求满足f＜L/400，L为计算跨度。

其强度及挠度的验算结果见表4。

表4 下层方木强度及挠度验算结果
位置惯性矩
（ｍ4）
跨度
（ｍ）
集中荷载
（kN）
应力
（mpa）
挠度
（mm）
允许应力
（mpa）
允许挠度
（mm）
底板 4.22E-050.6 6.132 1.64 0.08 12 1.5 腹板 4.22E-050.612.69 3.380.1712 1.5 翼缘板 4.22E-050.6 4.65 1.240.06 12 1.5 从以上验算结果可知，下层方木强度及挠度验算结果满足规范要求。