支架验算

一、支架设计

满堂支架采用WDJ式支架，架杆外径4.8cm，壁厚0.35cm，内径4.1cm碗扣式钢管支架，拆装方便，间距规整，受力较均匀，主要由：立杆、横向水平管、纵向水平管、剪刀撑和斜撑组成。根据设计图纸及荷载分布情况，初步设计：支架顺桥向纵向间距0.6m，横隔梁处纵向间距0.6m，横桥向横向间距为0.6m，腹板处横向间距为0.3m，纵横向水平杆竖向间距0.6m。

碗扣式支架底托下垫10cm×15cm枕木，顶部同样加设顶托，方便整个支架的调整。顶托上面纵向分布20cm×20cm方木，其上横向分布10cm×10cm方木，方木间距20cm，方木上钉厚度15mm的竹胶板作为箱梁底模。 二、计算依据

１、施工荷载计算项目按照《公路桥涵施工技术规范》和设计文件的有关要求执行。

2、主要材料指标：参考《建筑模板施工手册》 ①竹胶板：规格尺寸2440×1220×15mm 抗弯强度设计值[fm]=50MPa 弹性模量Em=5000MPa

②方木：规格100×100mm(间距0.2米) 、200×200mm(0.6米)木料为：东北落叶松

顺纹抗弯强度设计值[fw方木]=17MPa 抗剪强度允许值[fv方木]=1.6MPa 弹性模量E方木=10000MPa

③碗扣式支架：WDJ式支架，架杆外径4.8cm，壁厚0.35cm，内径4.1cm 竖向允许承载力[N]=33.1KN

3、《建筑工程施工计算手册》、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》、《桥梁施工计算手册》、《桥梁设计与计算》 三、验算对象

主桥箱梁截面型式为单箱5室箱梁，顶宽37.5m，底宽28.27-28.36m，验算截面为墩顶横梁位置，见下示意图：

37.5m 5m 四、检算项目

根据《公路桥涵施工技术规范》要求，主要检算以下项目： 1、竹胶板强度及刚度

2、10×10横向方木强度和刚度

3、20×20纵向方木强度和刚度

1 4、支架的强度、稳定性及刚度 5、地基承载力计算 五、荷载组合及计算

根据《公路桥涵施工技术规范》9.2模板、支架和拱架设计中的9.2.2条：设计荷载主要有以下几种： 1、模板、支架、拱架自重； 竹胶板： q11=0.3KN/m 上方木： q12=0.2KN/m 下方木： q13=0.15KN/m

碗扣支架： q14=4.07KN/m（横梁位置间距60*60cm） 2、新浇筑混凝土、钢筋混凝土或其他圬工结构物的重力； 取主线桥横梁端部位置：q2=5×26=130KN/m

3、施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载； 根据《公路桥涵施工技术规范》附录D普通模板荷载计算规定： ①计算模板及直接支承模板的小棱时,均布荷载可取q31=2.5KN/m，另外以集中荷载P=2.5KN进行验算；

②计算直接支承小棱的梁或拱架时，均布荷载可取q32=1.5KN/m； ③计算支架立柱及支承拱架的其它结构构件时，均布荷载可取胜q33=1.0KN/m。

4、振捣混凝土产生的荷载； 对水平模板为：q4=2.0Kpa；

5、新浇筑混凝土对侧面模板的压力；

2 2

22

2

2222

6、倾倒混凝土时产生的水平荷载； 7、其他可能产生的荷载；

后三种荷载根据情况予以考虑，本次计算时不予考虑。 计算强度的荷载组合为：1+2+3+4+7 计算刚度的荷载组合为：1+2+7 六、强度及刚度检算 （一）竹胶板强度及刚度检算

1、计算模型：竹胶板计算模型采用跨度为30cm的两端简支梁进行计算，计算范围为60cm×20cm

2、荷载计算：

①强度计算时的荷载组合为：q11+q2+q31+q4 根据荷载的组合情况分为以下两种情况： 情况一：

Qmb1=（0.3+130+2.5+2.0）×0.2×0.6=16.176KN/M 情况二：

Qmb2=（0.3+130+2.0）×0.2×0.6=15.876KN/M Pmb=2.5KN

3 20cm ②刚度计算时荷载组合：q11+q2

Qmb3=（0.3+130）×0.2×0.6=15.636KN/M ③载面参数计算：

I=bh/12=（1000×15）/12=281250mm W=bh/6=（1.0×0.015）/6=3.75×10m ④内力计算：

情况一：M1=1×Qmb1·L/8=1×16.176×0.2/8 =0.081 KN·m

情况二：M2=1×Qmb2·L/8+1×Pmb·L/4 =1×15.876×0.2/8+1/4(2.5×0.2) =0.219KN·m

情况二产生的弯矩较大，故抗弯强度检算采用Mmax=M2=0.219KN.m。 ⑤强度计算：

σ= Mmax/W=0.219×10/(3.75×10)×10 =5.84Mpa<[fw竹胶板]=50Mpa 经过检算强度满足要求。 ⑥刚度计算： f=5Qmb3L/384EI

=5×15.636×200/(384×5000×281250) =0.232mm<200/400=0.5mm 刚度满足要求！

30cm×30cm间距离荷载较小，验算同样符合要求。

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4

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2

22

2

2

2

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3

3

4

（二）横向方木检算：（10×10cm） 1、计算模型：

方木排距模板刚度来确定，根据竹胶板检算，方木净距采用20cm。计算模型取跨度为60厘米的两端简支梁，见下示意图：

2、荷载计算：

①荷载组合：q11+q12+q2+q31+q4

情况一：Qzxfml=（0.2+0.3+130+2.5+2.0）×0.2 =27KN/M

情况二：Qzxfm2=（0.2+0.3+130+2.0）×0.2 =26.5KN/M

Pm=2.5KN ②刚度检算：荷载组合q11+q12+q2 Qzxfm3=（0.2+0.3+130）×0.2 =26.1KN/M ③载面特性计算：

I=(b·h)/12=(10×10)/12=8.33×10mm

5 3

3

6

4

W=(b·h)/6=(0.1×0.1)/6=1.667×10m ④内力计算： 情况一

M1=1×Qzxfml·L/8=(27×0.6)/8=1.215KN·m Q1= Qzxfml·L/2=27×0.6/2=8.1KN 情况二

M2=Qzxfm2·L/8+PmL/4 =26.5×0.6/8+2.5×0.6/4 =1.568KN·m

Q2= Qzxfm2·L/2+ Pm/2=26.5×0.6/2×+2.5/2=9.2KN 计算得知情况二内力较大，按照情况二进行强度检算。 ⑤强度检算：

σ=M2/W=1.568/(1.667×10) =9406KPa=9.406MPa<[fw方木]=17MPa

τ=(3×Q)/(2×b×h) =(3×9200)/(2×100×100) =1.38Mpa<[ fv方木]=1.6Mpa ⑥刚度计算： f=5QL/384EI

=(5×26.1×600)/(384×1.0×10×8.33×10) =0.53mm<600/400=1.50mm(刚度满足要求)

结果：经检算10×10cm方木强度、刚度均满足使用要求。 60cm×30cm间距荷载较小，验算同样符合要求。

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6

4

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2

2

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2

22-43

（三）纵向方木检算：（20×20cm）

1、计算模型：纵向方木间距由横向方木的刚度控制，顺桥向的跨距由其本身的刚度控制，立杆的横向步距均60厘米，因此，按计算跨墩为60厘米的简支梁进行检算，计算范围为0.6米×0.6米，见如下示意图：

2、荷载计算： ①强度计算：

荷载组合：q11+q12+q13+q2+q32+q4

Qhxfml=（0.2+0.15+0.3+130+1.5+2.0）×0.6 =80.49KN/M

②刚度检算：荷载组合：q11+q12+q13+q2 Qhxfm2=（0.2+0.15+0.3+130）×0.6=78.39KN/M ③载面特性计算：

I=(b·h)/12=20×20/12=13.3×10mm W=(b·h)/6=20×20/6=13.3×10mm ④内力计算：

M=1×Qhxfml·L/8=80.49×0.6/8=3.622KN·m Q1= Qhxfml·L/2=80.49×0.6/2=24.147KN

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2

2

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3

3

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⑤强度检算：

σ=M/W=(3.622×10)/(13.3×10) =2.72MPa<[fw方木]=17MPa

τ=(3×Q)/(2×b·h) =(3×24147)/(2×200×200) =0.91Mpa<[fv方木]=1.6Mpa ⑥刚度计算： f=5QL/384EI

=(5×78.39×600)/(384×1.0×10×13.3×10) =0.1mm<600/400=1.50mm

结果：经过检算20×20cm方木强度及刚度均满足使用要求。 30cm×60cm间距荷载较小，验算同样符合要求。 （四）立杆检算 1、计算模型：

荷载按照立杆中心0.3×0.6米范围进行计算，其受力简图示意如下：

2、荷载计算 ①强度计算：

荷载组合：q11+q12+q13+q14+q2+q33+q4

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5

P1=(0.3+0.2+0.15+4.07+130+1.0+2.0)×0.3×0.6 =24.8KN ②刚度计算：

荷载组合：q11+q12+q13+q14+q2

P2=(0.3+0.2+0.15+4.17+130)×0.3×0.6 =24.27KN ③立杆强度计算： 每根扣碗杆件的荷载： N=P=24.8KN<[N]=33.1KN 满足承载力要求！ ④立杆稳定性检算： 钢管外径48mm，壁厚3.5mm I=3.14×(4.8-4.1)/64=12.187cm A=3.14×(4.8-4.1)/4=4.893cm

i=（I/A）1/2=（12.187/4.893）1/2=1.578cm 查Q235-A钢轴心受压构件的稳定系数表，得ф=0.69

每根立杆的设计荷载为(支架搭设高度30m以下，K=0.8，f=215MPa)： N=KфAf=0.8×0.69×489.3×215=58KN>24.8KN 满足要求。 ⑤刚度检算：

柱、桁架杆件受压容许长细化[λ]=150，钢管立杆长细比λ=L/i=60/1.578=76.05<[λ]=150,故也满足刚度要求。

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（五）地基承载力检算：

支架支掌托直接放在10×15cm方木上，方木下面为10cm厚C15混凝土面上，底托大小15cm×15cm，按45°进行扩散，混凝土垫层与地基接触的面积应按0.35m×0.35m即0.1225m，取横梁处受力最大的单根进行计算：那么产生的最大基底应力为：24.8KN/0.1225m=202.45KPa。

根据《公路桥涵施工技术规范》取1.5的安全系数，故要求地基承载力大于303.68KPa。

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