钢管桩+贝雷片架空支架计算书

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）：

①模板及连接件的自重力 800N/ m2

②可变荷载（分项系数取1.4）：

③施工荷载 1000N/ m2

④混凝土倾倒荷载 2000N/ m2

⑤振捣荷载 2000N/ m2

合计 5800N/ m2

现浇箱梁梁段空心断面

现浇箱梁梁段空心断面(简化）

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

q=58.8q=58.8

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：

每区格面积为 0.4×0.8=0.32m2

每根立杆承受的荷载为 0.32m×58.8KPa=18.8KN 梁体空心处：

每区格面积为 0.8×0.975=0.78m2

每根立杆承受的荷载为 0.78m 2×14.1KPa=11KN 立杆承受荷载取最大值即：18.8KN

用midas civil 2006有限元软件计算得最大支反力为19.4KN ，与计算结果相近 用φ48×3.5mm 钢管，A=489mm 2 钢管的回转半径为：

i =)d (D 22+/4=)41(4822+/4=15.8mm （1）、立杆计算 强度计算：

立柱的受压应力为：σ=N/A=18.8KN/489=38.5N/mm 2 <[σ]=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=0.754

σ=F/A=18.8KN/489mm 2=38.5N/mm 2<φ[σ]=0.754×205=152.7N/mm 2 受力满足要求

计算钢管最大应力值为39.6MPa，小于钢材的设计应力值170Mpa，满足要求。

钢管支架产生的弹性变型最大值为1.96mm，满足施工要求。

（2）、面板计算

1)、计算简图

底模面板取12mm厚度（材料种类取A-3类），木枋间距0.3m，面板按四跨连续梁计算，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/m

2)、强度验算

跨度/板厚=300/12=25＜100，属小挠度连续板，查“荷载与结构静力计算表”，得弯矩系数Km=-0.071。

M=2

Kmql =0.071×49000×0.32=313N ·.m

取1.2m 宽板带计算，截面抵抗矩 W=2

bh /6=1.2×0.0122/6=2.9×10-5m 3

面板的最大应力为：σ=M/W=10.8×106N/m 2<σw =12×106N/ m 2(A-3类木材) 满足要求 3)、挠度验算

松木的弹性模量E=9×109N/m 2，I=1×0.0123/12=2.07×10-5 查“荷载与结构静力计算表”，得挠度系数Kf=0.632。

f=Kf(ql 4/100EI)=0.632×(49000×0.34)/[100×9×109×(4.86×10-7)]=0.15mm

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

0.30.3

0.30.3

q=49000N/m

查“荷载与结构静力计算表”，得弯矩系数Km= -0.1。 所以弯矩为

M=Kmql 2=0.1×17640×0.42=282.2N ·m W=(bh 2)/6=(0.1×0.12)/6=1.67×10-4m 3 I=(bh 3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m 4 纵向木枋最大弯曲内力：

σ=M/W=282.2/(1.67×10-4)=1.69×106N/m 2<σw =12×106N/ m 2(许可弯曲应力) 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 f =0.677。

f= K f (ql 4/100EI)=0.677×(17640×0.44)/(100×9×109×8.33×10-6)=0.05mm

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

0.40.40.4

q=17640N/m

q=11760N/m

0.8

0.8

0.8