中系梁支架验算

新周大桥中系梁支架计算书

新周大桥柱间中系梁采用满堂支架支撑现浇，现浇段中系梁断面尺寸为130*110cm、底模采用组合钢模板，底模的跨中应按计算挠度预留上拱，模板应圆顺，相邻两板高差不大于2mm,模板的表面平整度不大于5mm。上层顺桥向采用12.6型号工字钢。支架采用φ48*3.0钢管，钢材为普通Q235。支架横桥向间距为90cm,纵桥向间距为55cm,竖向间距为底部距底系梁0.2m设一道，上面横杆步距为1.5m设一道。两侧各有两道斜撑。中系梁每米断面方量分别为1.3方，钢筋为111.1KG,钢筋混凝土自重每方按26kN计算，中系梁重量分别为34.8KN/m2

1、验算结构荷载的选用

支架计算需考虑以下荷载：

1、模板自重；

2、中系梁梁自重；

3、施工人员及施工机具运输或堆放的荷载；

4、倾倒混凝土时产生的竖向荷载；

5、振捣混凝土时产生的竖向荷载；

6、风荷载（验算稳定性）；

工况一：支架自重＋模板自重＋系梁自重＋施工人员施工机具运输或堆放的荷载＋倾倒混凝土时产生的竖向荷载＋振捣混凝土时产生的竖向荷载工况二：（稳定性验算）：支架自重＋模板自重＋风荷载

2、荷载计算

(1)支架、模板系统自重

模板采用组合钢模板自重24.4KN,按3.5KN/m2计。

(2)中系梁恒载

预应力钢筋混凝土自重每方按26kN计算。中系梁重量为34.8KN/m2。

(3)人员、施工机具设备及材料堆载等施工荷载

每平方米按2.5kN控制设计。

(4)倾倒混凝土时产生的竖向荷载

每平方米按2.0kN控制设计。

(5)振捣混凝土时产生的竖向荷载

每平方米按2.0kN控制设计。

(6)风荷载

风压计算W＝K1K2K3W0（Pa），式中：

W0——基本风压值(Pa)，W0＝V82/1.6，V8为8m高度处的设计风速，设计风速按照8级风速为：17.2-20.7m/s

取V8＝20.7m/s，则W0＝267.8pa；

K1——风载体型系数，取1.3；

K2——风压高度变化系数，20m以下高度处取1.0；

K3——地形、地理条件系数，属于一般平坦空旷取1.0；

所以，风压W＝1.3×1.0×1.0×267.8＝348.14Pa，

转化为风荷载，则q＝0.348KN/m2。

3、结构计算分析

钢管支架采用Φ48×3.0小钢管，纵桥向间距0.9m。横桥向间距0.55m。

荷载组合：荷载组合：模板自重＋箱梁自重＋施工人员施工机具运输或堆放的荷载＋倾倒混凝土时产生的竖向荷载＋振捣混凝土时产生的竖向荷载

对于Φ48×3.0 mm钢管，截面积A＝4.24×102mm2，抗弯模量W＝4.493×103mm3，回转半径r＝15.95mm，每延米重量3.33kg。

3.1工钢受力计算

钢管纵向间距0.9m，底板下为0.5m。钢管支架顶部设顶托和12.6型号工钢纵梁，纵梁上铺设组合钢模，则计算如下：

横向方木采用90*90mm,间距35cm，按集中荷载作用下的连续梁计算,集中力P为纵向方木三跨连续梁的最大反力计,q=37.82*0.35=13.24KN/m

p=1.1*13.24 *0.5=7.29 KN

在集中荷载作用的连续梁其近似算公式为:

M=pl/6, ƒ=pl3/(77*E*I)

M=7.29 *0.5/6=0.61KN/.m

W=bh2/6=903/6=121500mm3

σ=0.61*106/121500=5.02Mpa<13Mpa

ƒ=7.29 *0.53*10004/(10*103*77*（1/12）*904)=0.22mm<900/400=2.25mm

满足要求

纵向工钢计算

纵向方木选用12.6型号工钢，间距为0.9m,故计算跨径为L=0.9M,按在均布荷载作用下的连续梁计：

q=37.82*0. =13.24KN/m

p=1.1*13.24 *0.5=7.29 KN

在集中荷载作用的连续梁其近似算公式为:

M=pl/6, ƒ=pl3/(77*E*I)

M=7.29 *0.5/6=0.61KN/.m

W=bh2/6=903/6=121500mm3

σ=0.61*106/121500=5.02Mpa<13Mpa

ƒ=7.29 *0.53*10004/(10*103*77*（1/12）*904)=0.22mm<900/400=2.25mm

满足要求

3.2 立杆计算：

查《桥涵》交通部第一公路工程总公司编制得，碗扣式构件设计荷载：当横杆步距为1.5m时，支架自重0.75 KN/ m2 ，单根立杆允许荷载Pmax＝25KN。

单根立杆受力N＝（44.8+0.75）×0.9×0.55＝22.5KN<[N]＝30KN，满足受力要求；

3.3支架整体稳定性验算

1）纵桥向抗倾覆稳定性验算：

风力作用计算，中系梁高度按照最高8m（引桥现浇墩顶系梁计算）

风荷载：取单位（1m）长度计算（顺桥向）

风压计算W＝K1K2K3W0（Pa），式中：

W0——基本风压值(Pa)，W0＝V82/1.6，V8为8m高度处的设计风速，

取V8＝20.7m/s，则W0＝267.8pa；

K1——风载体型系数，取1.3；

K2——风压高度变化系数，20m以下高度处取1.0；

K3——地形、地理条件系数，属于一般平坦空旷取1.0；

所以，风压W＝1.3×1.0×1.0×267.8pa＝348.14Pa，

对于中系梁范围（中系梁最大高度内），W1＝348.14Pa

对于支架范围（中系梁最大高度内），W2＝0.5W＝174.07Pa

F1＝H1×1×W1＝1.2×1×348.14Pa=0.418KN

作用点距离地面高度：h1＝8m

F2＝H2×1×W2＝8×1×174.07Pa=1.39KN

作用点距离地面高度：h2＝H2/2=4m

稳定性验算

横向按整体计算，以背风面支架底部A为转点

风力产生的力矩：MF= F1×h1+F2×h2＝0.418×8+1.39×4=8.904KN.m

验算支架稳定性时，支架在搭设完成、模板立好未浇筑混凝土时为最不利情况，此时竖向荷载仅考虑外模和支架自重。

模板自重取1.0kN/m2，则P模=1.0×7.85=7.85kN/m

支架自重P支架＝15KN/m

竖向荷载产生的力矩：MP0= P总×B/2=23.85×7.85/2＝93.61 KN.m

考虑30％施工不平衡荷载系数（横向偏心）则：MP＝MP0/1.3=72.01KN.m KP= MP/ MF=72.01/8.904＝8.09>1.5，满足要求。

2）横桥向抗倾覆稳定性验算：

根据现场横桥向迎风面积比纵桥向小，因此支架无需验算横向稳定性。