连续梁桥号块托架设计

———————————————————————————————— 作者： ———————————————————————————————— 日期：

模板与支架计算

1、荷载取值

静载：静载主要为梁段混凝土和钢筋自重,以及模板支架重量。 活载:施工荷载 将截面分成如所示

根据规范要求，在箱梁自重上添加荷载 ⑴、砼单位体积重量:２6.5ｋN／m3 ⑵、倾倒砼产生的荷载:４.0kN／m2 ⑶、振捣砼产生的荷载：2.0kN/m2 ⑷、模板及支架产生的荷载:２.0kＮ/m2 ⑸、施工人员及施工机具运输或堆放荷载：2.５ kＮ/m2 荷载系数：

⑴、钢筋砼自重:1．2； ⑵、模板及支架自重:1.2;

⑶、施工人员及施工机具运输或堆放荷载:1.４; ⑷、倾倒砼产生的竖向荷载：1.4； ⑸、振捣砼产生的竖向荷载:1．4; ⑹、倾倒砼产生的水平荷载：1．4; ⑺、振捣砼产生的水平荷载:1.4;

作用在面板顺桥向1ｍ 长，横桥向1m 宽的面荷载： 计算截面区域划分

序编号 号 1.１1 面积 13 ３.127 4.84 ７ 1222 面积对应重量 ９.50 65 ８2.８128.26 ２.865 ６ ３.5３ 对应横桥向宽度 ５ 施工人员机械产生4 荷载 5 模板及支架荷载 倾倒混凝土产生荷６ 载 混凝土振捣产生荷7 载 2 4 2 2.5 0．5 4.3７5 ０.5 ５ ４.37０.5 ３.55 ８８．２５ ０ 82．8629．５３.12４.84 3.１27 1．113 A１ A2 A3 A2 A３ A2 Ａ１ 2、模板验算

模板宽度取1ｍ 计算，作用在底模板上每ｍ 宽的均布荷载为:

翼缘荷载：

Q1=１.２×(29.495/3.55+2)+1．4×(２.5+4．0+2.0)=２4．27 kＮ/m

腹板荷载:

Ｑ2＝1.2×(82．8６5/0.５＋２)+1.４×(2.５+4.０+２.0)=21３.176kN/m 底板荷载：

Ｑ3=1.2×(１28．26/4.3７５+2)+１.4×(2.5+4.0+2.0)=4９．４8 kN／m ２．1、底板底模板验算

外部模板均采用高强度竹胶板板厚15ｍm,各部位下模板均按三跨连续梁结构计算。取方木间距为0.３m。按三跨连续梁计算,竹胶板力学参数:

h=0.01５m；

I＝bh3/12=1×0．01５３／１２＝2.８１×1０-7 m４； Ａ=bh=1×0.０15＝0.0１5m2； E=9.5×1０３ Mpa；

W=bh2／6=1×0.０1５2/6＝3.75×１０-５ m３; EA＝9.5×1０3×106×0．015＝1.425×108; ＥI=9.5×1０3×10６×2.81×10－７=2669.5; Ｐ= Q3=49.４8KＮ／m; 建立力学模型:

49.481结构弯矩图：

49.482( 2 )0.30349.48( 3 )0.304

( 1 )0.30-0.45-0.451( 1 )0.36Mmax=0．45kN·ｍ

-0.45-0.45( 2 )0.113( 3 )0.364

2弯矩正应力σ=Ｍ/W=0.45×103 /(3.75×10-５)=12MPa<[σw]=１3 MＰａ

结构位移图:

x1( 1 )2( 2 )3( 3 )4

ｆmａｘ=0. 7mm<0.3/４00= 0.７5mｍ

2．2、底板底模板验算

外部模板均采用高强度竹胶板板厚15ｍm,各部位下模板均按三跨连续梁结

x构计算。取方木间距为0．１m。按三跨连续梁计算,竹胶板力学参数:

ｈ=０．０１5ｍ；

I＝bh３/1２=1×0.０153/12=2.81×10-7 m4； A=bh=1×0.015=０.0１５m2; Ｅ=9．5×103 Mpa；

Ｗ=bh2/6＝1×０.０152／６=３.75×1０-5 ｍ３; ＥA=9.5×103×106×０.015=１.4２５×108； EＩ=９.５×103×1０6×2.81×１0-7=２66９．5; P= Q2=213.1７６ＫN/m；

建立力学模型:

213.1761结构弯矩图：

213.1762( 2 )0.103213.176( 3 )0.104

( 1 )0.10-0.21-0.211

Ｍmax=０.２１kN·ｍ

-0.21-0.21( 2 )0.053( 3 )0.174

( 1 )0.172弯矩正应力σ=M/W=0．21×10３ /(3.75×１０－5)=5．６ＭPa<［σw]＝１3 ＭＰａ x结构位移图

1

( 1 )2( 2 )3( 3 )4

fmａｘ=0.05mm<0.1/4００＝ 0.25mm

2.3、翼板底模板验算

外部模板均采用高强度竹胶板板厚15ｍm,各部位下模板均按三跨连续梁结构计算。取方木间距为０.3ｍ。按三跨连续梁计算，竹胶板力学参数：

xh=0．０15ｍ；

I＝bh３/12＝1×0.0153/12=２.８1×10-7 m４; A＝ｂh=1×０．015=０．01５ｍ2; Ｅ＝9.5×１０３ Mｐa;

W=ｂh２/6=1×0.0152／6=3．75×10-5 m3; EA=9.5×103×1０6×0.015＝1.4２5×1０8；

ＥI=9．5×１0３×１06×2．８1×1０－7=2669．5； P= Q1＝２４.２7KN/ｍ;

建立力学模型:

24.271

结构弯矩图:

24.272( 2 )0.30324.27( 3 )0.304 ( 1 )0.30-0.22-0.221( 1 )0.17Mmaｘ=0.22kN·ｍ

-0.22-0.22( 2 )0.053( 3 )0.174

2x弯矩正应力σ＝M/W=0.２2×103 /(3.７5×10-５)=5.86MPa<[σｗ]=13 MPa 结构位移图：

1

( 1 )2( 2 )3( 3 )4

ｆmax=０．５mm＜0.3／400= 0．7５mｍ

2.4 侧模板验算

对竖直模板来说，新浇筑的混凝土的侧压力是它的主要荷载。当混凝土浇筑速度在６m/h以下时,作用于侧面模板的最大压力可按下式计算:Ｐｍh当时 h当时 h式中: pm为新浇筑混凝土对侧面模板的最大压力，kPa；

xh 为有效压头高度，ｍ;

Ｔ 为混凝土入模时的温度， oＣ ；

K 为外加剂影响修正系数,不加时,Ｋ=1;掺缓凝外加剂时，K=1.２; ｖ 为混凝土的浇筑速度,m／ｈ；

为混凝土的容重,ｋN/m3

夏季施工，按不利因素考虑，施工气温为25 ｏC ，混凝土的浇筑速度为6m/h,则:

ｖ/ｔ=6/２5=0．2４>0.035

h× ｍ

Pmh＝ 77.6556 ｋＰa 

模板均采用高强度竹胶板板厚15mｍ,各部位下模板均按三跨连续梁结构计算。取方木间距为0.２m。按三跨连续梁计算，竹胶板力学参数：

h＝0．01５ｍ;

Ｉ=bh3/1２=1×0.01５3/１2＝2.81×10－7 m4； A＝ｂh＝1×０.０15=０.015m2; E=９.5×１03 Mｐa;

W=bｈ２/6＝1×0.015２/６=3.7５×１0-５ m3； ＥA=9．5×１03×1０6×0.01５＝１.４25×１08； EI=9.５×103×106×2.81×10-7=26６9.５； P= 77.656５KN／m;

建立力学模型（单位 KＮ)：

77.65561( 1 )0.20277.6556( 2 )0.20377.6556( 3 )0.204

结构弯矩图(单位 KN•m）:

-0.31-0.311( 1 )0.25ﻩＭｍａx＝０.3１ｋN·ｍ

-0.31-0.31( 2 )0.083( 3 )0.254

2弯矩正应力σ=M／W=0.31×1０3 /(3.７５×１0－５)=8．27MPa<[σｗ]=13 MPａ 结构位移图: x1( 1 )2( 2 )3( 3 )4

fｍax=0. 5mm<0.2／４00= ０.5ｍｍ

满足要求!

３、方木验算

对方木验算按最不利荷载进行计算,取位于腹板下方木进行,按三跨连续梁验算。

x方木力学参数：

I=bh3／１2=0.1×0. 13／12=8.３×10-6m4; A=ｂh=0.1×0.１=１×１0-2m２; E＝9.5×１03 Mｐa；

Ｗ=bh２/6＝0.1×0．１2/6=1.６７×1０－4 m3； EA=９.５×103×１0６×0.０1＝9.5×１07; EI=9．5×103×106×8.3×1０-6＝7８８５0 方木承受的荷载为:

P= QB2×0.1=213.17６×0.1＝ ２1.3176ｋN/m

21.321结构弯矩图:

21.322( 2 )0.30321.32( 3 )0.304

( 1 )0.30-0.19-0.191

ﻩＭmax=0.19kＮ·m

-0.19-0.19( 2 )0.053( 3 )0.154

( 1 )0.152弯矩正应力σ=M/W=0.1９×１0３ /（１.67×10-４)= 1.121MPa<［σw]=１1MＰa 结构剪力图： x2.5613.20( 1 )2-3.843.84( 2 )3-3.20( 3 )4-2.56

Qmax=3．8４KN,则剪应力：

τ=Q×Ｓ/（I×d）＝3.８４×103×1．２5×10－4 /(8．3×10-６×0.1）=0．57MPa<[τ］＝１.4 Mpa 结构位移图: x1( 1 )2( 2 )3( 3 )4

xﻩfmａx＝０． ７mm<1/４0０= ２.5ｍm 故强度、刚度均满足要求!

4． 钢管立柱承载力验算

4．1 腹板处立柱承载力验算

0 号块的支架立杆和横杆均采用Φ４８×3.5mｍ 的钢管,其截面面积为A=４８9mm2 。

腹板处脚手架布置,顺桥向间距30ｃm,横桥向间距1０cm，横杆步距70cm。 腹处脚手架每一根立杆受力如下： １）荷载计算

作用于支架上的荷载,不考虑风荷载的影响,单根立杆所承受的荷载为 ３0cm×1０cm 的混凝土自重及施工荷载。

NＢ2=ＱB2×0．1×0.３=21３.176×0.１×0.3=6.3９5kＮ 2)强度及稳定性验算： 钢管回转半径：ia.按强度验算: d2d14248241215.78mm 4N6.395kN13.08MPa140MPa 2A489mmｂ.按稳定性验算: 长细比：l070044.34 i15.78 查表得: 0.910 不考虑风荷载作用： N6.395kN14.37MPa140MPa,符合要求。 A0.910489mm2

4．2 底板处立柱承载力验算

0 号块的支架立杆和横杆均采用Φ48×3.５mm 的钢管，其截面面积为A=４89ｍm

２ 。

腹板处脚手架布置,顺桥向间距3０ｃm,横桥向间距３0cm,横杆步距7０ｃm。 腹处脚手架每一根立杆受力如下： １)荷载计算

作用于支架上的荷载,不考虑风荷载的影响,单根立杆所承受的荷载为 30cｍ×10ｃm 的混凝土自重及施工荷载。 NB2＝QB３×0.3×0.3＝48．4９×0.3×0.3=4.3６kN 2)强度及稳定性验算: 钢管回转半径：iａ．按强度验算: d2d14248241215.78mm 4N4.36kN8.92MPa140MPa A489mm2b.按稳定性验算: 长细比：l070044.34 i15.78 查表得: 0.910 不考虑风荷载作用: 

N6.395kN9.80MPa140MPa,符合要求。 A0.910489mm2

5.纵梁验算

槽钢满铺于间距４０cm 的工字钢梁上,[１０ 钢可以看成多跨连续梁，简支在２5 号工字钢梁上,因Ｉ2５ 布置较密,［10 钢简化模型按最不利三跨连续梁计算。取最不得荷载位置验算，腹板下荷载集度最大，为２13.17６kN/m２[10 的

宽度为0.12m。q=０.12×213.17６=25．58 kN/m。[10 钢的截面特性为：

Iｘ＝245cｍ4 Wx=４9cm３ Iｘ ／Sx=8.5９cm Ｉｙ＝33cm4 Wy=9.7cｍ３ A=14．３ cｍ2 d=0.6cｍ

E=2.1×105MPa EA=0.30×106 ＫN ＥIx=0．514×1０3 KＮ·m2 EＩy=０.069×10３ ＫN·ｍ2力学模型:

25.581( 1 )0.40225.58( 2 )0.40325.58( 3 )0.404

结构弯矩图：

-0.41-0.411( 1 )0.33Mmax=０.41 ｋＮ·m

-0.41-0.41( 2 )0.103( 3 )0.334

2弯矩正应力σ＝Ｍ/W=０.４１×103/(2×9.7×１0-6)＝21.１34 MPa＜［σw]=14５MPa

x结构剪力图：

4.0915.12( 1 )2-6.146.14( 2 )( 3 )3-5.124-4.09

Qmａx=６.1４KN

剪应力τ=Ｑ×S/（I×d)=6．14×103 /（（2×8.５9×10-2×0.6×10-2）=５.95MPa＜[τ］=８5 Mpa

1( 1 )2( 2 )3( 3 )4

fmaｘ= 0．０6<0.4 /400=１ｍm

6.横梁验算

主横梁采用双拼I40ａ工字钢组合梁,间距为40mｍ,I4０a 工字钢支撑在三排横穿薄壁墩的2*I5６a 工字钢上，I２５a 工字钢简化为带双悬臂的连续梁。40cm,在薄壁墩外侧的桥墩根部的荷载最大，因而验算I25a 工字钢刚度及强度时取根部荷载。

外侧施工平台部分主要为材料集度及施工人员荷载:

Ｑ1=1.２*1+１.4*２．5=4．７kN/m２ 施工平台荷载：q1=4．7×0.４=1.88 kN/m 翼缘板荷载:q2=２4．27×0.4=9.７1 kＮ/m 腹板荷载:ｑ3=2１3．1７6×0．4=85.２7 ｋN/m 底板荷载：q4=4９.48×0.4=１9.79 kN/ｍ I40a 工字钢力学参数：

Ａ=8６.1cm2,

ｄ=1.0５cｍ， S＝６3７ ｃm2, Ｗ＝109０cm３， Ｉｘ＝21７20cm４, E=2.1×10１1Pａ,

ＥA＝2.1×10５×103×86．1×10-4=1．8１×106； ＥI=2.1×105×103×2１720×10-8= 4.5612×104; 结构计算模型:

x

1.889.7119.7919.799.711.88

结构弯矩图：

-86.30-86.30-74.27-74.27-69.35-69.35-86.30-86.30-74.27-74.27-69.35-69.35-2.41-2.41-18.60-18.60-8.59-8.59-8.59-8.5912.9612.96-2.41-2.41

Mmax=86.3KN•m

弯矩正应力σ＝M／W＝86．3×103×１0３ ／(1090×103)＝79.１8ＭＰ

x

ａ< ［σw］＝2１５ MPa

结构剪力图:

78.5058.8057.1857.1850.7237.4837.4829.4029.403.013.01-3.01-3.01-29.40-29.40-37.48-37.48-50.72-57.18-57.18-58.80-78.50

Qmaｘ=7８.５KＮ

剪应力τ=Ｑ×Ｓ/（I×t)=7８．5×1０3×637×103 /（2172０×104

×10.5)=2１.9MPa<[τ]=１25 Mpa

x

结构位移图：

fｍax= 7.17mm<54０0 ／400=13.5mm

x支反力N1＝135．055 kN N２=80．74３ kN Ｎ３＝135.055 ｋＮ

7.托架验算

７.1 I56a 工字钢横梁撑架验算

薄壁墩外侧施工操作平台荷载集度：q1=1．2×（2＋2）+1．4×2．5=8.3 kN/m2 由施工操作平台荷载集度传递到两边横梁单组反力2６.24kN，折算成线性荷载 65．6kN/ｍ,薄壁墩外侧荷载这算成线性荷载337.64 kN/m。

I5６ａ 工字钢力学参数：

Ａ=1３5ｃm２, d＝12．5cｍ，Ix /Ｓ=47.7 ｃｍ, W=234２cｍ3, Ix=６55９0ｃm4，

Ｅ=2.1×10１1Pａ，EＡ=2．1×１０1１×1３5×10-4＝2.83×１０9；ＥI=２.1×10８×6５５90×10-８= １．3７7×105;

结构计算模型 ： 结构弯矩图:

65.6337.64-47.23-47.23234.34-1299.16ﻩ

x-1299.16

I5６ａ 最大弯矩为234.3４ｋN．ｍ

弯矩正应力σ=Ｍ/Ｗ=81３.４8×1０3/(2×2３４2×10-６)=49.８4MPa＜[σw］=１4５

440.94-78.72-403.16-519.66ﻩ

x

I５6a 最大剪力为4４0．9４kＮ

剪应力τ=Q×S／（I×d)=440.94×103 /（２×47.７×1０-2×12．5×１0－2)＝3.69MＰa<[τ］=85 Mｐa

I56a 抗剪强度满足要求。

I56a最大轴力为51９.66７kＮ，Ｉ３2a最大轴力为734.91kＮ

轴向压应力σ=N/A＝7７9.07×10３/(２×１3５×1０-４)＝20.08MPa<［σ]= 140MPa，满足要求 结构变形图:

1( 1 )2( 2 )( 5 )3( 3 )4( 4 )5

x.25mm,故刚度均满足要求! fｍax=3.17ｍm<２５00 /400=６

7.２ Ｉ32a 工字钢承托验算

根据上节的计算可以,I32a 主要承受压力，因而I32a 需要验算其受压稳定性。 I32ａ 工字钢力学参数：

Ix＝１1080cm4 Ｗx=692cm3 A=67.０ cm2 d=9.5ｃm Ｅ=２.1×1０5MPa

Ｉx /Ｓ=２7.5ｃm EA=1.４×10７ KＮ ＥI=2.326×１０4 KN·m2 ７.２．1 强度验算

支架体系中，I3２ａ 主要受压,承受的最大压力为7３4.９1kN,构件按A3 钢进行计算，其强度为:

σ=N/A=３1.５9Mｐa<[σ]=140MＰa, I32a 工字钢强度满足要求。

7.2.2 稳定性验算

２I32a 工字钢回转半径i=1２.８cm， 最大计算长度L０=３.７8m。压杆的长细比 λ=Ｌ０/i＝29.5，

由长细比λ 查得φ=0.95９。

根据路桥施工计算手册,２I32a 的允许承载力:

［N]＝ φＡf=0.９59×１３４×10－４×2１５=2762．8KN 由贝雷梁传递下来的最大集中力为： Nmax=734.91 ＫN＜[N]= 2762．8KＮ 2I３2a 工字钢受压稳定性满足要求。