5.1.1模板

箱梁底模、側(cè)模和內(nèi)模均采用δ=15 mm的竹膠板。竹膠板容許應(yīng)力[σ0]=14.5MPa,彈性模量E=6×103MPa。

5.1.2縱、橫向方木

縱向方木采用A-1東北落葉松，順紋彎矩應(yīng)力為14.5MPa，截面尺寸為8×13.5cm。截面參數(shù)和材料力學(xué)性能指標(biāo)：

W= bh2/6=80×1352/6=2.43×105mm3

I= bh3/12=80×1353/12=1.64×107mm3

橫向方木采用A-1東北落葉松，順紋彎矩應(yīng)力為14.5 MPa，截面尺寸為8×8cm。截面參數(shù)和材料力學(xué)性能指標(biāo)：

W= bh2/6=80×802/6=85333mm3

I= bh3/12=80×803/12=3.41×106mm3

考慮到現(xiàn)場材料不同批，為安全起見，方木的力學(xué)性能指標(biāo)按濕材乘0.9的折減系數(shù)取值，則[σ0]＝14.5×0.9＝13.05MPa,E=9×103×0.9=8.1×103MPa，容重6KN/m3。

縱橫向方木布置：縱向方木或[10槽鋼（I10工鋼）布置間距等同于支架橫向間距，橫向方木間距一般為30cm，在腹板和端、中橫隔梁下為20cm。

5.1.3支架

采用碗扣支架，碗扣支架鋼管為φ48、t=2.6mm，材質(zhì)為Q235A級鋼，軸向容許應(yīng)力[σ0]=140 MPa。詳細(xì)數(shù)據(jù)可查表5.01。

碗扣支架鋼管截面特性 表5.01

碗扣支架立、橫桿布置：立桿縱、橫向間距一般為90×90cm，在端、中橫隔梁下為60×60cm、30×60cm，腹板下30×90cm、60×90cm。橫桿除頂端及底端步距為60cm外，其余橫桿步距為120cm。連接支桿和豎向剪刀撐見圖。

2、荷載取值及荷載組合

5.2.1荷載取值

（1）模板、支架自重：

竹膠板自重取0.15KN/m2。

8*8方木每米自重6*0.08*0.08*1=0.04 KN/m。按照間距20cm考慮，則每平米重量為0.04*5=0.2 KN。

8*13.5方木每米自重6*0.08*0.135*1=0.0648 KN/m。按照間距30cm考慮，則每平米重量為0.0648*3.33=0.22 KN。

查五金手冊可知，[10槽鋼每米自重10.0Kg，則為0.1 KN/m，I10工鋼每米自重11.2Kg，則為0.112 KN/m，均小于8*13.5方木自重，偏安全考慮計算模板自重時全部按照8*13.5方木的自重計算。

計算支架時，模板及縱橫向方木按照均布荷載計算，荷載大小為0.15+0.2+0.22=0.57 KN/m2，取1KN/m2進(jìn)行計算。

內(nèi)模板（含內(nèi)支架）均布荷載取2KN/m2

（2）新澆筑鋼筋砼自重

參照《路橋施工計算手冊》第172頁，按配筋率，則鋼筋砼自重取值26KN/m3。

（3）施工人員和施工料具運輸、堆放荷載

①計算模板及直接支撐模板的小楞時，均布荷載取2.5kN/m2，另以集中荷載2.5KN進(jìn)行驗算；

②計算直接支撐小楞的梁或拱架時，均布荷載可取1.5 kN/m2；

③計算支架立柱及支撐拱架的其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，均布荷載可取1.0 kN/m2。

（4）振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載：取2 kN/m2。

5.2.2荷載分項系數(shù)

計算腳手架及模板支撐架構(gòu)件強(qiáng)度時的荷載設(shè)計值，取其標(biāo)準(zhǔn)值乘以下列相應(yīng)的分項系數(shù)：

（1）永久荷載的分項系數(shù)，取1.2；計算結(jié)構(gòu)傾覆穩(wěn)定時，取0.9。

（2）可變荷載的分項系數(shù)，取1.4。

計算構(gòu)件變形（撓度）時的荷載設(shè)計值，各類荷載分項系數(shù)，均取1.0。

5.2.3荷載組合

計算底模板及支架強(qiáng)度時，荷載組合為：（1）+（2）+（3）+（4）；

驗算底模板及支架剛度時，荷載組合為：（1）+（2）；

5.3模板及支架計算

5.3.1支架布置

（1）橫、順橋向布置詳見附圖3-01、3-02

（2）橫桿豎向步距均按1.2m布設(shè)置

5.3.2立桿承載力計算

（1）荷載的計算

單肢立桿軸向力計算公式根據(jù)《建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》5.6.2如下式5-1所示。

N = [1.2（Q1+ Q2 ）+ 1.4 （Q3+Q4）]×Lx×Ly  (5-1)

式中：

Lx、Ly——單肢立桿縱向及橫向間距（m）；

Ｑ1——支撐架模板自重標(biāo)準(zhǔn)值；

Ｑ2—— 新澆砼及鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值；

Ｑ3—— 施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值；

Ｑ4—— 振搗砼產(chǎn)生的荷載。

由于碗扣支架的縱、橫向間距不一樣，并且承受的荷載也不一樣，因此分區(qū)域進(jìn)行計算：

1）翼緣板根部區(qū)域：取最大支架間距驗算（橫向0.6m×縱向0.9m）：

N1=[1.2×（1+26×0.55）+

1.4×(2.5+2)] ×0.6×0.9=13.32kN

2）翼緣板端部區(qū)域：取最大支架間距驗算（橫向0.9m×縱向0.9m）：

N2=[1.2×（1+26×0.22）+

1.4×(2.5+2)] ×0.9×0.9=11.63kN

3）腹板區(qū)域：橫向0.6m×縱向0.9m，區(qū)域內(nèi)按照2根立桿承受荷載考慮，區(qū)域內(nèi)荷載為整個腹板的重量+相鄰的頂?shù)装搴奢d，如下圖陰影部分所示：

N3=｛[1.2×1+1.4×(1+2)]

 ×1.35×0.9+1.2×26×2.23×0.6｝/2=24.15kN

4）箱室區(qū)域：橫向0.9m×縱向0.9m,該區(qū)域頂、底板最厚處為60cm：

N4=[1.2×（1+26×0.6）+

1.4×(2.5+2)] ×0.9×0.9=21.24kN

通過以上計算可知，鋼管最大承載力為24.15KN。根據(jù)WDJ碗扣支架設(shè)計使用說明書知：步距為120cm時，單根鋼管可承擔(dān)的承載力為30KN，所以以上支架布設(shè)滿足承載力要求。

4、跨XX路門洞驗算

1、荷載取值

模板木帶荷載：1.5kN/m2 (重量取0.15噸/m2,查《路橋施工手冊》)

內(nèi)模板、鋼管扣件自重：2 kN/m2    箱梁鋼筋砼自重為26KN/m3，

活載大小為：

人員、機(jī)械自重取1.0 kN/m2

振搗產(chǎn)生的荷載：2.0 kN/m2

（1）箱梁混凝土自重

在貝雷梁支架區(qū)域，箱梁底板寬度、厚度及梁高均為變值，為簡化計算，取箱梁砼斷面最大時進(jìn)行計算，底板寬度方向為3291cm，箱梁高度取最大值232cm，斷面面積為35.01m2，底板厚度為27cm。

貝雷梁區(qū)域梁體自重g1=35.01*26=910.26 KN/m

（2）模板重量g2=1.5×42.5=63.75KN/m（順橋向每米重量）

（3）貝雷鋼架主梁重量：g3=24×58×2.7/3=1252.8KN（縱橋向貝雷梁共計58道，每道24米，單片貝雷梁長為3米）

（4）支架重量：g4= 

(55*24/0.9*6+42.5*5*24/0.9+55*24*5)*5.94 =1251.36KN

(碗口支架每米重量5.94Kg/m，支架總高度按12米計算，扣去門洞高度總計6米，則上方支架均高按6.0米計算。)

（5）活載：g5=4.5KN/㎡×42.5m=191.25KN/m

荷載分項系數(shù)，恒載按1.2，活載按1.4

2、貝雷梁上方雙拼10#工字鋼受力檢算

僅對最不利荷載下工字鋼受力進(jìn)行計算：

（1）翼緣板下貝雷梁90cm間距內(nèi)跨中受力（按簡支梁保守計算）

M=P*L/4=13.32*0.9/4=2.997KN*m

（2）腹板下貝雷梁75cm間距內(nèi)跨中受力（按簡支梁保守計算）

M= P*L/4=24.15*0.75/4=4.53KN*m

（3）箱室下貝雷梁90cm間距內(nèi)跨中受力（按簡支梁保守計算）

 M= P*L/4=21.24*0.9/4=4.78KN*m

取最大值M=4.78KN*m進(jìn)行檢算

10#工字鋼力學(xué)特性如下：

[σw]＝205Mpa，E＝2.05×105Mpa

W=49cm3=49000mm3

I=245cm4=2450000mm4

EI=2.05×105Mpa×245cm4=502250N.m2

σ=M/W=4.78*106/2/49000=48.78Mpa<[σw]＝205Mpa

滿足要求

3、貝雷梁受力檢算

根據(jù)貝雷梁布置形式，選取中腹板及箱室區(qū)域?qū)ω惱琢簭澗?、剪力、撓度進(jìn)行檢算，根據(jù)《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》，貝雷梁容許內(nèi)力為：

容許撓度取L/400

a、取腹板區(qū)域貝雷鋼架主梁進(jìn)行驗算，腹板寬60cm,取斷面最高處梁高2.32米，貝雷鋼架主梁間距75cm, 按偏安全考慮，腹板砼全部支承于一組貝雷鋼架主梁上，為簡化計算并偏于安全考慮，按簡支梁計算，將貝雷鋼架主梁上方承受荷載簡化為線荷載計算：

每米腹板區(qū)域一組貝雷鋼架主梁承受的砼重量為：2.32×0.6×26=36.19KN/m

每米腹板區(qū)域一組貝雷鋼架主梁承受的模板重量為：1.5KN/㎡×0.6m2/m=0.9KN/m

每米腹板區(qū)域一組貝雷鋼架主梁承受的支架重量取為：1KN/m

單組雙排單層貝雷梁自重：（2.7*2+0.21*2）/3=1.94KN/m,取2KN/m；

每米腹板區(qū)域一組貝雷鋼架主梁承受的活載為：3*0.6=1.8KN/m

則腹板區(qū)域一組貝雷鋼架主梁每米承受的線荷載為：

q=1.2*（36.19+0.9+1+2）+1.4*1.8=50.62KN/m

貝雷鋼架主梁計算跨徑為9.0米

Mmax=ql2/8=50.62×9.02/8=512.53kN.m<1576.4kN.m，滿足要求（具體參數(shù)查貝雷梁容許內(nèi)力）

一組貝雷鋼架主梁承受的總荷載為：50.62KN/m*9.0m=455.58KN

則一組貝雷鋼架主梁承受的最大剪力為455.58/2=227.79KN<490.5KN滿足要求（具體參數(shù)查貝雷梁容許內(nèi)力表）。

貝雷鋼架主梁撓度：

fmax=5ql4/(384EI)

=5×50.62×9.04/(384×206000×0.0577434)

=0.36mm <[f]=9000/400=22.5mm   所以腹板區(qū)域貝雷鋼架主梁滿足要求。   

b、取箱式區(qū)域貝雷鋼架主梁進(jìn)行驗算，箱式區(qū)寬度取90cm,混凝土上下橋面厚按0.6米，貝雷鋼架主梁間距90cm, 按偏安全考慮，箱式區(qū)砼全部支承于一組貝雷鋼架主梁上，為簡化計算并偏于安全考慮，按簡支梁計算，將貝雷鋼架主梁上方承受荷載簡化為線荷載計算：

每米箱式區(qū)域一組貝雷鋼架主梁承受的砼重量為：0.9×0.6×26=14.0KN/m

每米箱式區(qū)域一組貝雷鋼架主梁承受的模板重量為：1.5KN/㎡×0.9m2/m=1.35KN/m

每米腹板區(qū)域一組貝雷鋼架主梁承受的支架重量取為：2KN/m

單組雙排單層貝雷梁自重：（2.7*2+0.21*2）/3=1.94KN/m,取2KN/m；

每米腹板區(qū)域一組貝雷鋼架主梁承受的活載為：3*0.9=2.7KN/m

則腹板區(qū)域一組貝雷鋼架主梁每米承受的線荷載為：

q=1.2*（14.0+1.35+2+1.8）+1.4*2.7=26.52KN/m

貝雷鋼架主梁計算跨徑為9.0米

Mmax=ql2/8=26.52×9.02/8=268.5kN.m<1576.4kN.m，滿足要求（具體參數(shù)查貝雷梁容許內(nèi)力）

一組貝雷鋼架主梁承受的總荷載為：26.52KN/m*9.0m=238.68KN

則一組貝雷鋼架主梁承受的最大剪力為238.68/2=119.34KN<490.5KN滿足要求（具體參數(shù)查貝雷梁容許內(nèi)力表）。

貝雷鋼架主梁撓度：

fmax=5ql4/(384EI)

=5×26.52×9.04/(384×206000×0.0577434)

=0.19mm <[f]=9000/400=22.5mm         所以腹板區(qū)域貝雷鋼架主梁滿足要求。

考慮到砼澆注時自連續(xù)梁一端推進(jìn)到另一端，在砼初澆筑至貝雷梁端頭時，存在貝雷梁懸挑的不利工況，為增加貝雷梁支架的安全性，在貝雷梁兩端端頭處增設(shè)三排間距為0.3m的碗扣支架作為附加支撐，碗扣支架自成體系，縱橫向設(shè)置剪刀撐，下部設(shè)置掃地桿，上部用10#工字鋼作為分配梁，詳見附圖。

4、貝雷梁下分配梁受力檢算

3根45a工字鋼，力學(xué)特性如下：

[σw]＝205Mpa，

[fv]=125 Mpa

E＝2.05×105Mpa

W=3×1430cm3=4290*103mm3

I=3*32240cm4=96720*108mm4

Ix/Sx=38.6cm

tw=11.5mm*3=34.5mm

①取腹板處對45a工字鋼進(jìn)行驗算，其中腹板處集中荷載由前面計算知207.5KN，具體計算模型見下方附圖：

M1=1.5P×2/2-P×0.45=1.05P=217.875MPa

σ1=M1 /W=217.875×106/（3×1430×103）=50.8MPa< [σ]=140MPa  強(qiáng)度滿足要求。

為簡化計算，根據(jù)撓度疊加原理可知：

F1=3×PL/48EI=3×207.5×103×2000/(48×2.05×105×3×32240)

 =1.3mm<2000/400=5mm   剛度滿足要求。

②取箱室處對45a工字鋼進(jìn)行驗算，其中箱室處集中荷載由前面計算知108.7KN，具體計算模型見下方附圖：

M2=1.5P×2.5/2-P×0.9=0.975P=105.98MPa

σ2=M2 /W=105.98×106/（3×1430×103）=24.7MPa< [σ]=140MPa  強(qiáng)度滿足要求。

為簡化計算，根據(jù)撓度疊加原理可知：

F2=3×PL/48EI=3×108.7×103×2500/(48×2.05×105×3×32240)

             =0.86mm<2500/400=6.25mm   剛度滿足要求。

③取翼緣板處對45a工字鋼進(jìn)行驗算，其中翼緣板處集中荷載可取箱室處集中荷載108.7KN，具體計算模型見下方附圖：

Mmax=1.5P×2.5/2-P×0.9=0.975P=105.98MPa

σ2=M2 /W=105.98×106/（3×1430×103）=24.8MPa< [σ]=140MPa  強(qiáng)度滿足要求。

為簡化計算，根據(jù)撓度疊加原理可知：

F2=3×PL/48EI=3×108.7×103×2500/(48×2.05×105×3×32240)

=0.86mm<2500/400=6.25mm   剛度滿足要求。

5、鋼管柱受力檢算

鋼管立柱采用φ529mm鋼管，鋼管壁厚8mm，鋼管高度4.0m。

其截面特性如下:

截面回轉(zhuǎn)半徑: i=18.422cm  截面凈面積: A=130.941cm2

Q235鋼材抗壓強(qiáng)度: 205N/mm2

門式支架最大支點反力N=

910.26*12+63.75*12+1252.8/2+1251.36/2）

*1.2+191.25*12*1.4=18741.25KN

腹板下方鋼管墩間距為2.0米，箱室下方鋼管墩間距為2.5米，翼緣板處鋼管墩間距為2.0米，為簡化計算，同時偏于安全考慮，除去兩側(cè)翼緣板4根鋼管立柱，假設(shè)跨中共只設(shè)16根鋼管立柱均勻承擔(dān)全部荷載。

故單根鋼管立柱頂最大荷載=18741.25/16=1171.33KN。

鋼管高度4.0m，

則長細(xì)比λ=μl/i(μ=1)=1*400/18.422=21.71

查《建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》附錄E：φ=0.941

則[N]

=φA f=0.941×13094.1×205=2525.9kN>Rmax=1171.33KN，滿足要求。

6、砼基礎(chǔ)計算

采用C30砼基礎(chǔ)，寬1.2m，高度0.5m，下層配φ20@300鋼筋骨架，增強(qiáng)整體受力。鋼管底座采用0.8m*0.8m方形鋼板(或鋼管柱自帶圓形法蘭厚2cm)，鋼板厚10mm， 考慮整體受力，對砼基礎(chǔ)計算：

F=1372.14/(0.6*0.6)=3.811Mpa<30Mpa（C30砼抗壓強(qiáng)度設(shè)計值），滿足要求。

砼基礎(chǔ)落在水穩(wěn)層上，豎向力按照45°發(fā)散角計算，對水穩(wěn)層受力計算：

F=1372.14/(1.2*1.2)=0.9Mpa<4Mpa(水穩(wěn)層設(shè)計7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為4Mpa)，滿足要求。