連續(xù)箱梁橋施工模板和滿堂支架計算書

連續(xù)箱梁橋施工模板和滿堂支架計算書
一、 設(shè)計依據(jù)
1、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）
2、《公路施工手冊》（橋涵）下冊
3、《公路地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTJ024-85）
4、《公路技術(shù)通用設(shè)計規(guī)范》
5、《公路橋隧設(shè)計規(guī)范匯編》（JTJ2002.04出版）
6、《橋梁施工百問》
7、《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計指南》同濟大學(xué)出版社
8、《預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計》范立礎(chǔ)主編
9、《結(jié)構(gòu)風(fēng)壓和風(fēng)振計算》同濟大學(xué)出版張相庭編著
10、《其他地方施工規(guī)范和規(guī)定》
二、設(shè)計概況
1、《吉林省設(shè)計院K16+021.06車行天橋施工圖》
2、《滿堂支架施工布置圖》
橫向布置間距分別為100、100、75、75、75、75、100、100厘米。符合規(guī)范要求。中間為腹板和頂板和底板，所以加密支柱。橫向的支柱用剪力撐連接，做成碗扣支架。
縱向布置間距為：半孔為75、75、100、100、100、100、150、150、150。符合規(guī)范要求�？v向的支柱用剪力撐連接，做成碗扣支架。
3、詳細布置見《布置圖》。
三、材料選取
1、模板用鋼模板
2、支架用東北松木支架，最小直徑為15厘米
3、上面橫撐用軍用梁
4、其他數(shù)據(jù)：施工天數(shù)約為60天，設(shè)計預(yù)拱度為15mm。
三、計算步驟
1、模板施工計算
設(shè)計模板、支架考慮荷載
1）模板自重1.1×8=8.8KN/m
2）鋼筋混凝土重量：（5＋0.84－0.912）×26KN/m3=128.13KN/m
3）施工人員和施工材料、機具等行走運輸和堆放的荷載2.5KPa
4）振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載2.0KPa
5）因為是夏季施工，所以冬季保溫荷載沒有，在旱地施工，流水、流冰漂浮物、船只撞擊力沒有。由于此處風(fēng)荷載對模板的截面影響較小，可以忽略。（這些都是可變荷載）
強度計算：
均布荷載q0=8.8+128.13+36=172.93KN/m
模板間距為0.15m
所以q=172.93/4×0.15=6.845KN/m
最大彎矩：M=0.1（ql2γ）按照三跨連續(xù)梁計算
抗彎截面模量W=2195.66mm3安全系數(shù)取1.3計算的到L=0.615m
[σ]=γΜ/W=19.88<[σ容]=145MPa
剛度驗算（撓度驗算）
f=0.00261（qL2/BC）
經(jīng)過計算BC=519.23
所以f=0.00261×6.485×0.6152/519.23=0.00001m
即f=0.01mm<[f勻]=1.5mm所以滿足設(shè)計要求
小說明：上式按照全梁一次澆注計算，選取斷面為最大彎矩處斷面，如果按照兩次澆注，保守取混凝土的50%計算，求得間距L=0.775米，跨中部分間距可相應(yīng)增大。
2、支架施工設(shè)計計算
設(shè)計模板、支架考慮荷載
1）模板自重1.1×8=8.8KN/m支架自重為12.4KN/m
2）鋼筋混凝土重量：（5＋0.84－0.912）×26KN/m3=128.13KN/m
3）施工人員和施工材料、機具等行走運輸和堆放的荷載2.5KPa
4）振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載2.0KPa
5）因為是夏季施工，所以冬季保溫荷載沒有，在旱地施工，流水、流冰漂浮物、船只撞擊力沒有。此處在風(fēng)口，考慮風(fēng)荷載（這些都是可變荷載）。

基礎(chǔ)承載力計算
1）一個支柱荷載分配的受力為172.93/4×0.6152=16.35KN（其中已經(jīng)包括支柱自重）
一個枕木上有四個柱16.35×4=65.40KN
根據(jù)地基承載力公式σ地基=（65.4+5）/2.5/0.25=112.64Kpa
所以σ地基=112.64Kpa<300Kpa滿足要求（已經(jīng)考慮收縮徐變產(chǎn)生的應(yīng)力）
2）使用木支架時，要充分考慮木架的支撐時間、潮濕狀態(tài)下的木材受力狀況及木材的質(zhì)量，因為本橋工期為60天，所以木材強度選取為順紋受壓66.2%，靜力彎曲為66.8%，順紋受剪的58.5%。
3)對現(xiàn)澆梁式橋，計算支架時要考慮橫隔板和腹板的超重，該處支架要加強，不應(yīng)按照均布荷載考慮。按照均布荷載計算要加強支架，即加密支架。
4）支架上的荷載除了上面計算和模板計算荷載同樣荷載以外，還應(yīng)該考慮風(fēng)荷載的作用。根據(jù)《公路技術(shù)通用設(shè)計規(guī)范》2.3.8規(guī)定
計算橋梁的強度和穩(wěn)定時，應(yīng)考慮作用在橋梁上的風(fēng)力。由于建橋時，模板、支架較集中，而且面積較大，對于風(fēng)大地區(qū)和風(fēng)口按照季節(jié)性應(yīng)進行風(fēng)載計算，計算方法為：
橫向風(fēng)力（橫橋方向）
橫向風(fēng)力為橫向風(fēng)壓乘以迎風(fēng)面積。橫向風(fēng)壓按照下公式計算
W=K1K2K3K4W0
K1=0.85，K2=1.3，K3=1.0，K4=1.3，W0=600Kpa。
W=0.862Kpa
計算每根柱迎風(fēng)面積為0.942m2
所以作用在整體支架上每根支柱的作用力為：0.812KN，按照中心集中力加載在支柱上。支柱按照兩頭鉸接計算。
縱向風(fēng)力可按照橫向風(fēng)力乘以40%在乘以迎風(fēng)面積計算：得到0.324KN。
按照《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的木結(jié)構(gòu)的一般規(guī)定和構(gòu)件和構(gòu)件計算、構(gòu)件的連接和計算。其中的規(guī)定進行。
本支架沒有考慮抗風(fēng)時按照軸心受壓構(gòu)件計算
1、 強度驗算
σa=N/Aji<[σa]=14.5×103KPa
2、 穩(wěn)定驗算
σa=N/A0<[σa]=14.5×103KPa
由于支柱間距計算中得到，一個支柱力為N=16.35KN
A0為截面計算面積A0=πd4/4d=0.15m
構(gòu)件的長細比λ=l0/r=l0/l0為構(gòu)件長取4米，Im為慣性矩=πd4/64
Am為計算面積
λ=94.267>80此時=3000/λ2=0.3376
σa=4.282×103<14.5×103KPa符合要求

本支架考慮抗風(fēng)時按照受彎構(gòu)件的強度計算
當(dāng)考慮橫向風(fēng)力時，（設(shè)計支架時，風(fēng)力在上部構(gòu)造的著力點假定在迎風(fēng)面積的形心上，橋梁上部模板有可能被風(fēng)力掀離支架時，應(yīng)計算兩者錨固的風(fēng)力，迎風(fēng)面積的計算可按照模板的外輪廓線面積乘以系數(shù)0.5。因為當(dāng)支架高度小于6米，或風(fēng)力較弱時，可不計風(fēng)載。所以本支架上模板計算未考慮風(fēng)載，只考慮支架橫向和縱向風(fēng)載。）

因為本支架兩端鉸接，橫向和縱向連接構(gòu)成一個整體桁架結(jié)構(gòu)，所以把風(fēng)力作用到形心上，按照結(jié)構(gòu)力學(xué)計算原理，根據(jù)現(xiàn)有的程序算出各個立桿、斜桿（剪力桿）的水平分力，各個立桿和斜桿的上下的軸向力也能求出。
這樣只要計算各個桿就變成了受彎構(gòu)件，計算彎曲強度和剪切強度即可。
1、 彎曲強度
σw=M/Wji≤[σw]=14.5MPa
σw─計算的彎曲應(yīng)力
M─計算彎矩（風(fēng)力產(chǎn)生的彎矩）
Wj─構(gòu)件計算截面的凈截面抵抗矩
經(jīng)過計算
立柱：σw=M/Wj=7.645MPa≤[σw]=14.5MPa
協(xié)支撐：σw=M/Wj=4.563MPa≤[σw]=14.5MPa
符合要求

2、 剪切強度

τ=QSm/bIm≤[τw]=1.5MPa
τ─計算截面中性軸處的彎曲剪應(yīng)力
Q─計算剪力（風(fēng)力產(chǎn)生的剪應(yīng)力）
Sm─計算截面中性軸以上毛截面面積對中性軸的面積矩
b─計算截面中性軸處的截面寬度
Im─計算截面的毛截面慣性矩

經(jīng)過計算
立柱：τ=QSm/bIm=0.648MPa≤[τw]=1.5MPa
協(xié)支撐：τ=QSm/bIm=0.289MPa≤[τw]=1.5MPa
符合要求

當(dāng)考慮縱向風(fēng)力時，
縱向風(fēng)力是橫向風(fēng)力的40%，所以產(chǎn)生的彎曲強度和剪切強度同樣滿足要求。

說明：計算立柱上下受軸向力時考慮收縮徐變產(chǎn)生的力，以及留預(yù)拱度產(chǎn)生的力。本設(shè)計適用于碗扣支架和螺栓連接和釘連接。
注意：斜撐布置一般在整架四周滿框布置，也應(yīng)在隔墻及腹板下滿框布置。
其他未盡事宜參照《施工規(guī)范》和《公路施工手冊》（橋涵）下冊