钢管桩支架受力验算

18#墩现浇段钢管桩支架受力验算书

一、计算依据

⑴《建筑施工碗扣钢管脚手架安全技术规范》

⑵《钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程》

⑶《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》（

⑷《钢结构》上、下册/中国工业出版社

⑸《结构力学》/高等教育出版社

⑹《材料力学》/高等教育出版社

二、工程概况

新邕宁邕江特大桥92+168+92米连续梁边跨现浇段对应节段为23#段，节段长7.9m，中心梁高9m，梁底宽为6.5m,梁顶板宽9m，顶板厚55㎝，腹板厚45㎝，底板厚50㎝，设计混凝土方量为165m3。

三、现浇钢管桩支架模板方案

钢管桩立柱基础采用C30混凝土条形基础，基础宽1-1.2m，高1m。钢管立柱下部通过焊接与预埋在基础上的80*80*2cm钢板相连，钢管桩立柱高23m，纵向间距2.25m，横向间距腹板下2.5-3.97m。横梁梁采用2I40工字钢，I40工字钢上横向铺设I32工字钢，间距0.6m。在I32工字上搭设碗扣支架支撑梁体底模，支架横纵向步距腹板下为0.6m，纵向步距0.6m，水平杆步距0.6m。支架顶托上横向铺15×15cm方木，在15×15cm方木上纵向铺10×10cm方木为加劲肋木，方木净距为20cm。

底模板采用18mm优质竹胶板，侧模采用18mm优质胶木板，加劲肋木为10×10cm方木，间距30cm，背楞采用2[10槽钢，背楞间距60cm，

拉杆采用φ20精扎螺纹钢，间距80cm。

通过设计文件该地段位于邕江岸边，为弱风化灰岩，承载力为400Kpa。清楚表层草皮及泥土到弱风化灰岩基础，按照钢管桩支架横向布置设置三道C30砼横梁，宽度1.2m，长度10m，高度1m。每道横梁在中部设置一道伸缩缝，按照钢管桩布置位置埋好预埋件。预埋前必须由测量班用全站仪对平面控制点位置进行精确放样。

支架模板具体布设尺寸见《支架模板布设示意图》。

四、受力检算

1、计算参数

竹胶木板：[]50MPa

σ=（横向）E=7.4×103Mpa

油松、新疆落叶松、云南松、马尾松：

[σ]=12MPa(顺纹抗压、抗弯) [τ]=1.3MPa E=9*103MPa

热轧普通型钢：[σ]=190MPa [τ]=110MPa E=2.06×105Mpa I40b: A=96.2cm2，I x=22800cm4，W x=1140cm3。

I32b: A=76cm2，I x=11600cm4，W x=692cm3。

钢管柱Ф630*10：A=233cm2, I=1.113*105cm4, W=3.53*103cm3，i=21.9cm。

2、荷载（取腹板处为计算对象，此处混凝土自重荷载最大）计算

钢筋混凝土自重荷载：q1=26KN/m3×6=156kN/m2

施工人员及机具荷载：q2=2.5kN/m2

泵送砼冲击荷载：q3=3.5kN/m2

振捣砼产生荷载：q4=2kN/m2

3、底模竹胶板受力检算

荷载分项系数取1.2。

则作用在底模上的最大均布荷载为：

q=1.4*(q1+q2+q3+q4)= 1.2* (156+2.5+3.5+2)=196.8kN/㎡

（1）、强度验算

竹胶板厚1.8cm,竹胶板下垫10×10cm肋木，肋木间距20cm，则竹胶板净跨距为20cm。

按一跨简支进行验算，如下图所示：

荷载：q =128.156kN/m

截面抵抗矩：W=bh2/6=1*0.0182/6=0.000054m3

截面惯性矩：I= bh3/12=1*0.0183/12=4.86*10-7 m4

跨中弯矩：M=ql2/8=196.8*0.22/8=0.984 kN.m

故跨中最大应力：

σ= M/W=0.984/0.000054=18222kPa=18.22Mpa < [σ]=50Mpa

强度满足要求。

（2）、刚度验算

从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：

f=0.677qL4/100EI=0.677*196.8*0.24/(100*6.1*106*4.86*10-7)

=0.584mm＜300/400=0.75mm

挠度满足要求。

4、底模10×10cm方木受力验算：

（1）、强度验算

腹板下荷载最大，取腹板下的模板肋木进行验算。

竹胶板下采用10×10cm肋木，肋木间距20cm，肋木下垫15×15cm 承重方木，15×15cm承重方木间距60 cm，故10×10cm肋木跨度为60cm，对其按两跨连续梁进行验算，如下图所示：

q

作用在肋木上的荷载为：q =196.8*0.2=39.36 kN/m

截面抵抗矩：W=bh2/6=0.1*0.12/6=1.7*10-4m3

截面惯性矩：I= bh3/12=0.1*0.13/12=8.3*10-6 m4

最大弯矩：M=0.125ql2=0.125*39.36*0.32=0.44 kN.m

故最大弯曲应力：

σ= M/W=0.44/(1.7*10-4)=2588kPa=2.6Mpa < [σ]=12Mpa

最大剪力：V=0.625 ql=0.625*39.36*0.3=7.38 kN

τ=3V/2A=3*7.38/(2*0.01)=1107 kPa=1.1 Mpa < [τ]=1.3Mpa

强度满足要求。

（2）、刚度验算

挠度：f=5 ql4/384EI=5*39.36*0.64/(384*9*106*8.3*10-6)

= 0.08cm<[f]=L/400=60/400mm =0.15cm

挠度满足要求。

5、腹板下15×15cm方木验算

15×15cm方木主要承受来自10×10cm方木传来的集中力作用。计算宽度按支架横桥向布置间距@=0.6m，跨度按碗扣支架顺桥向布置间距L=0.6m。

（1）、强度验算

荷载:q1＝q×1.2＝39.36*1.2=47.232KN/m

弯矩M=（1/8）×q×L2＝（1/8）×47.232×0.62＝2.215 KN.m

截面抵抗矩：W=bh2/6=0.15*0.152/6=0.00056m3

截面惯性矩：I= bh3/12=0.15*0.153/12=0.000042 m4

故跨中最大应力：

σ= M/W=2.215/0.00056=3955kPa=3.955 Mpa < [σ]=12Mpa

满足要求。

（2）、刚度验算

最大挠度：f=5 ql4/384EI=5*47.232*0.64/(384*9*106*4.2*10-5)

= 0.02cm<[f]=L/400=60/400mm =0.15cm

挠度满足要求。

6、2I32b工字钢受力验算

I32b工字钢间距0.6m，铺设在I40b工字钢纵梁上，为简便起见，将其上部荷载近似看成均布荷载分布。按三跨连续梁进行验算，荷载布置