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1、水上现浇箱梁少支架设计计算书目录一 .工程概况1.设计依据1二 .设计条件1.结构布置3三 .荷载及荷载组合4支架自重45.1 箱梁湿重4施工荷载45.2 风荷载4水流力55.3 荷载组合5.工况分析6六 .设计指标6A.结构计算68.1 竹胶板计算6方木计算88.2 底板方钢及背带计算9对拉螺杆计算118.3 脚手架计算12第1页共26页(T+15) T为混凝土的温度()；夕1 一外加剂影响修正系数；不掺外加剂时取1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2；色一混凝土坍落度影响修正系数；当坍落度小于30mm时，取0.85；坍落度为 5090mm时，取1.00；坍落度为110150mm时，取1.
2、15；H混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m)；模板侧压力取b=O.227Jo/y/2 =0.22X屁=346KPa。抗弯计算:al2 (1.3x 34.6 x 1+0.7 xl.5x2.0xl)x 0.32,M = = 1 Q.53kN m88M 2 /80.53 X106百十b = =-=1= 142MPa f = 2MPa 满足要求W 人川/6 1000x152/6抗剪计算:al(1 .3 x 34.6 x 1+0.7 xl.5x 2.0 xl)x 0.3V =工=1= 7.1kN7=上=冽匚=3x7A x W3 = QJ1MPa f AMPa 满足要求 A 2bh 2x1
3、000x158.2方木计算方木均为8x8cm。顶板、翼缘及侧模板处方木间距均为30cm。8.2.1 顶板方木计算标准断面顶板高度0.25m,墩旁处顶板最大高度0.5m,方木间距0.3m,跨度0.9m。简化为简支梁计算。抗弯计算：al2 (1.3x 0.5 x 0.3 x 26+0.7 xl.5x5.0x 0.3)x 0.92M =L=1二061 kN m88第8页共26页M _ ql2 /S _ 0.67xlQ6 VV-/7/22 /6 - 80x802/6=，9MPa f=HMPa“ni满足要求抗剪计算:ql (1.3x 0.5 x 0.3 x 26+0.7 xl.5x5.0x 0.3)x
4、0.9V = 4 = 1= 3.GkN22_V _3ql/2 rA 2bhX1 o3 = on MPa f = 12MPa 2x80x80v满足要求翼缘方木计算翼缘处方木间距0.3m,最大跨度0.6m。翼缘根部最大高度0.5m,等于顶板厚度0.5m,因此翼缘处方木受力满足要求。侧模方木计算侧模纵方木间距0.3m,跨度0.6m。简化为简支梁计算。模板侧压力取44.7kPa计 算。抗弯计算:ql2 (1.3x 34.6 x 0.3+0.7 )x 0.62M =匚=0.64 左N m_ 4/8一加/60.64 xlQ680x802/6=7.5MPa f=HMPaJ Hl满足要求抗剪计算:ql)x0.
5、6V 二二二 1二 4.2kN22V _3ql/2 A 2bh满足要求3x4 ?：x IO? = Q98MPa f=lAMPa 2x80x80v底板方钢及背带计算方钢均为80x80x3mm,底板方钢间距均为20cm,内模背带方钢间距90cm,侧模 背带方钢间距60cm。8.3.1 底板方钢计算箱梁高度2m,方钢间距0.2m,跨度0.75m,取端横梁处进行计算。抗弯计算:第9页共26页ql2)x0.752,8_M _ql2/S _ 1.1五35.5 一击8_M _ql2/S _ 1.1五35.5 一击M = = = 1. IkN - m xlO3 =31.0MPa 5 X103 = 17.2MP
6、a f =125MPa 满足要求 A 2bh 2x80x6v832横向方钢计算箱梁顶板顶板厚0.5m,方钢间距90cm,跨度90cm0抗弯计算:M=8(1.3x0.5x 0.9 x 26+0.7 xl.5x5.0x 0.9)x 0.922.0kN mcr = = -xlO3 =56.3MPaf = 215MPa 满足要求W 35.5抗剪计算:ql (1)x 0.9V =二=1= 9.QkN了 二上二四匚二 3x9.0 xio3=28.2MP fv=U5MPa 满足要求 A 2bh 2x80x6v833腹板处背带计算腹板处背带方钢80x80x3mm竖向布置，间距90cm,外侧模板背带间距60cm
7、, 对拉螺杆竖向间距60cm,可看做多跨连续梁，其受力由抗弯强度及挠度控制。抗弯计算:Pm混凝土的侧压力，取Pm=35KPQf强度设计值，取/=215/%第10页共26页w型钢的截面特性值，W=35500mm3a背带间距，取。=0.9mb背带跨度，取b = 0.6mPmab2 35x10-3x900x6002= 31.9MPa f = 215MPa10W10x35500挠度计算：Pab4 1w150EI LP相混凝土的侧压力，取Pm=35KP。容许挠度，w = 0.3cmI型钢的截面特性值，/ = 1396600mm4a外钢楞间距，取a = 0.9mb外钢楞跨度，取b = 0.6mE弹性模量，
8、E = 206x103N/mm2以加 35x10-3x900x6004 nnQd 心=；=0.094cm w = 0.3cm150 EI 150 x 206 x 1。3 x 1396600对拉螺杆计算模板采用方钢80x80x3mm背带加6 18的PSB785精轧螺纹钢对拉螺杆固定，对 拉螺杆间距60X90cm,模板拉杆的计算公式为：F = PmAF模板拉杆承受的拉力Pm混凝土的侧压力，取Pm=35kPaA模板拉杆分担的受荷面积F = 1.35x35x0.9x0.6=25.5kN第11页共26页“ 18的精轧螺纹钢对拉螺杆的的容许拉力为：b= 650x254x1（）-3 =165用VF = 25
9、.5kN F = 165kN对拉螺杆受力满足要求脚手架计算（1）单肢立杆轴向力计算：N = 1过心工总式中：Zgk -永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和（kN）可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和（kN）箱梁顶板脚手架的横向间距均为90cm,纵向间距均为90cm,顶板最大厚度50cm。翼缘脚手架的横向间距均为90 cm,纵向标准间距均为60cm。翼缘取平均厚度 35cm。3231.4汇总=1.2 x （26 x 0.5 x 0.9 x 0.9+0.7 x 0.9 x 0.9）+1.4x3x0.9x 0.9 =16.7kN$=1 Ngk+1AxNqk=12.9kN综上可知，立杆的最大轴向力设计
10、值为16.7kN = xlQ3 = 31AMPa f = mMPa 强度满足要求A 450（2）支撑架稳定性计算满堂支撑架立杆计算长度，取下式中较大值：1。=附1。=鼠+ 2ka第12页共26页/z-步距-立杆计算长度系数修正系数，取1.6。左-悬臂端计算长度折减系数，取0.7。计算得 /()=1.6x l=1.6m脚手管长细比X= 当 =100.6,立杆长细比满足要求;i 1.59查表得0=0.47。由上述计算，立杆最大轴力设计值N=16.7KN立杆稳定性应按下式计算:带入数据得:16.7x1030.47 x 450=78.9Mpa f = 300Mpa满足要求。8.4 分配梁112.6计算
11、(1)靠箱梁端部横梁下方分配梁计算：箱梁最大高度2m,分配梁112.6间距75cm,最大跨度1.2m,按照简支梁考虑 计算。横梁处线荷载：q = 1.3 x 2.0 x 0.75 x 26+ 1.3x 0.7 x 0.75 + 0.7 xl.5x5.0x 0.75 = 55.3kN / m抗弯计算：o ql22 门 cv zM = = 9 .96kN m88M Q 96cr = = x03 = 29.3MPa f = 215MPa 满足要求W 77抗剪计算：第13页共26页V =55.3x52 =332 左N22ye of) Qr = =x03 =61.5MPaf=n5MPa 满足要求It 1
12、08x5v其余部位分配梁112.6间距75cm,最大跨度1.5m,比照以上计算可知，分配梁受 力满足要求。(2)翼缘处下方分配梁计算：翼缘处平均板厚0.35m,分配梁112.6间距90cm,最大跨度1.4m,按照简支梁 考虑计算。翼缘处线荷载：= 1.3x0.35x0.9x26+1.3x0.7x0.9 + 0.7x1.5x5.0x0.9 = 16.2/m抗弯计算：w ql22 /斯M = = 4.6kN m88(j = - = -xW3 =59.2MPa f = 25MPa 满足要求W 77抗剪计算：一=必= =i22ZN22YS i? 2t = 一 = x103=35.9MP f=125MP
13、a 满足要求It 108x5v8.7支架下部结构受力计算N0-N2水上支架下部结构、主横梁及贝雷梁利用Midas Civil建模计算，考虑钢 管桩转运过程中的损耗，模型中采用6600x8mm进行计算。采用模型计算时材料自 重及各种荷载的荷载系数均由软件计入，各构件均模拟为梁单元，钢立柱底部固 接，主横梁与钢管桩顶部较接，贝雷梁与主横梁连接位置较接。8.7.1 N0-N1钢管桩结构受力计算北引桥NR0-NR1/NL0-NL1箱梁跨径组成均为26.5m,两跨构造及支架布置形式第14页共26页相似，仅对NR0-NR1计算。主梁顶面宽度由16.74m变化至18.81m,主梁底板宽度IL74m变化至13
14、.787m,支点截面与跨中截面支架布置图如图8.7-1图8.7-3所示。计算模型见图8.7-4所示。图8.7-1 NRO-NR1断面图（NO支点处）1.5c时肢戋图8.7-2 NRO-NR1跨中断面图m图8.7-3 NR0-NR1断面图（N1支点处）aliisiiilligsin第15页共26页图8.7-4 NR0-NR1支架有限元模型模型计算结果如下:模型计算结果如下:杳会（最大值）149.82116.6283.4150.2017.000.0049.42-82.62-115.83-149.04-182.24-215.45CB: 2MAX : 2124MIN : 2398图8.7-5贝雷梁组合
15、应力（N/mn?）第16页共26页5；力N54.1742.7031.2219.758.27 0.00-14.68-26.15-37.63-49.10-60.58-72.05CB: 2图8.7-6贝雷梁剪应力（N/mn?）CB: 2CB: 2药力-z61.2952.6644.0335.4026.7718.159.520.007.74-16.37-25.00-33.63图8.7-7支架整体组合应力(N/mm2)图8.7-8支架整体剪应力（N/mn?）XY-方句13.2812.0810.879.668.457.256.044.833.622.421.210.00CB: 1CB: 1Z-方商0.00-
16、0.77-1.54-2.31-3.08-3.85-4.62-5.39-6.16-.93-7.70-8.47图8.7-9支架水平位移（mm） 图8.7-10支架竖向位移（mm）支架主要构件计算结果如下表所示:表8.7-1 N0-N1应力计算结果第17页共26页8.6 分配梁112.6计算138.7 支架下部结构受力计算14钢管稳定性计算218.8 桩基承载力计算22第2页共26页构件名称及规格组合应力 (MPa)设计值 (MPa)剪应力 (MPa)设计值 (MPa)备注钢立柱0600x8mm72.62152.1125满足要求平联及斜撑22538.72152.8125满足要求主横梁215650.6
17、21533.9125满足要求321贝雷梁215.431068.9180满足要求支架最大水平位移为13.3mm,最大竖向位移为8.5mm,刚度满足要求。8.6.2 NLN2钢管桩结构受力计算北引桥NR1-NR2/NL1-NL2箱梁跨径组成均为26.5m,两跨构造及支架布置形式 相似，仅对NR1-NR2计算。主梁顶面宽度由18.81m变化至26.525m,主梁底板宽 度 度.787m变化至21.572m,支点截面与跨中截面支架布置图如图8.7-11图8.7-13 所示。计算模型见图8.7-14所示。lt30ca|tO , 域iOc1t 对拉才帮的 WaOci图8.7-11 NR1-NR2断面图(N
18、1支点处)Lfi图8.7-12 NR1-NR2跨中断面图第18页共26页=N，二MT1 l/KLiXI2Iel21图8.7-13 NR1-NR2断面图（N2支点处）图8.7-14 NR1-NR2支架有限元模型模型计算结果如下:旭合（最大134.4598.7863.1227.450.00-4338-79.54-115.21-1508-186.54-222.21-2577C8: 2图8.7-15贝雷梁组合应力（N/mn?）第19页共26页明力1110.4989.3268.1546.9825.810.00-16.54-37.71-58.88-80.05-101.22-122.39CB: 2图8716
19、贝雷梁剪应力（N/mn?）农合（最大值）71.0056.6442.2827.9213.560.00-15.16-29.5243.88-58.2472.60-86.96CB: 2CB: 2翦力Z74.5560.9347.3133.6920.070.00-7.17-20.79-34.41-48.03-61.65-75.27图8.7-17支架整体组合应力（N/mn?） 图8.7-18支架整体剪应力（N/mn?）XY 万句1.771.611.451.291.130.970.810.640.480.320.160.00CB; 1Z-万百0.000.78-1.55-2.33-3.10-3.884.65-5
20、.43-6.20698-7.75-8.53图8.7-19支架水平位移（mm） 图8.7-20支架竖向位移（mm）支架主要构件计算结果如下表所示:第20页共26页表8.7-2 N1-N2应力计算结果构件名称及规格组合应力 (MPa)设计值 (MPa)剪应力 (MPa)设计值 (MPa)备注钢立柱0600x8mm87.02154.7125满足要求平联及斜撑22541.22151.6125满足要求主横梁215671.021575.3125满足要求321贝雷梁257.9310122.4180满足要求支架最大水平位移为1.8mm,最大竖向位移为8.5mm,刚度满足要求。8.8 钢管稳定性计算选取NR1-
21、NR2#墩下部结构格构柱进行钢管桩稳定性计算，取自重载为常量， 风荷载、混凝土荷载、水流力、施工荷载为变量，进行屈曲分析。计算结果见下列图，临界荷载系数为26.6。钢管立柱轴向压应力77.6MPa,弯曲应力 10.2Mpa。临界荷教系蚊=2.660E+001由欧拉公式计算换算长细比:206000=312 = 120第21页共26页属b类截面，查表得稳定系数：（px = 0.932根据钢结构设计标准钢管立柱的平面内稳定性计算为: J + 黑 乂 n 6A 7Mx（1-0.8x 备）H/Wlv：毛截面模量pmx ：等效弯矩系数，取L0 八：截面塑性开展系数，取1.15NX欧拉临界力，= S6.9M
22、Pa935.8kN钢管桩设计入土深度取值：L=12.4+1.2+0.4=14mN2#墩DZN2-1#单桩承载力设计值：二 1143.7ZNN1#N2#梁段支架单桩竖向支反力最大值为1006.8kNQd =3.14x0.6x(7.1x50 + 1.9x120)+0.8x2500x0.281= 1143.7M 1006.8kN钢管桩设计入土深度取值：L=7.1+1.9=9m第24页共26页一.工程概况本计算书对北引桥NO#N2#水上支架进行设计及计算。支架采用少支架施工，水 上支架钢立柱采用钢管6600X10。钢管间平联斜撑采用225,通过连接板焊接。钢 立柱横梁采用2156,横梁上放置纵向贝雷梁
23、+顶托，利用顶托卸荷。顶托上布置分配 梁112.6。翼缘处在分配梁上搭设盘扣脚手架，底板处在分配梁上铺设底模。现浇少支 架底模由纵向80x80x3mm方钢(间距20cm)和1.5cm竹胶板组成，侧模及翼缘板由 8cmX8cm方木和钢楞(背带)80x80x3mm方钢组成；内顶模采用木模，由8cmX8cm 方木和1.5cm竹胶板组成。二.设计依据(1)施工图设计(2)建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架平安技术规范(JGJ231-2010)(3)钢结构设计标准(GB 50017-2017)(4)建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011)(5)建筑结构荷载规范(GB50009-2012)(6)港口
24、工程荷载规范(JTS144-1-2010)(7)混凝土结构设计规范(GB 50010-2010)(8)公路桥涵施工技术规范(JTG/TF50-2011)(9)木结构设计规范(GB50005-2003)(10)路桥施工计算手册(GB50005-2003)(11)码头结构设计规范(JTS 167-2018)三.设计条件(1)混凝土容重:26kN/m3(2)钢模自重：荷载标准值按0.7kN/m2计(3)脚手架自重：荷载标准值按0.2kN/n?计第1页共26页(4)各构件自重 (5)施工荷载：3kN/m2(6)风荷载：施工风速17.5m/s,最大风速38.5m/s(7)地质条件：表3支架基础地质资料墩
25、号孔号层号岩土名称层厚 (m)极限侧阻力标 准值(kPa)极限端阻力标 准值(kPa)NO#DZ6-32-2-2砾砂12.450/7-2-1强风化花岗闪长岩 (砂土状)1.280/7-2-2强风化花岗闪长岩 (碎块状)2.81202000N1#DZN1-22-2-2砾砂150/7-2-1强风化花岗闪长岩 (砂土状)9. 758020007-3中风化花岗闪长岩6. 951506000N2#DZN2-22-2-2砾砂7. 150/7-2-2强风化花岗闪长岩 (碎块状)1.9120/7-2-2中风化花岗闪长岩 (碎块状)4.01503000表中加粗数据根据港口工程桩基规范查得第2页共26页四.结构布
26、置树安筑及托谕酊缸12.6蹦M及托谕窗梁112.6贝莱生费荣2156生横聚2156创盛轮 41工11*的斜界由业愕 -牌 5rmx；340图4.1水上支架结构立面图1.幺耽良发45Q郑松那Ox谶归I口施go * 涮00 Jttttpn785 6 簿Sto般大.大3，ko力研知归 冠林麻图4. 2支架结构断面图具体布置参照闽侯二桥北引桥现浇箱梁支架优化设计图。第3页共26页五.荷载及荷载组合5.1 支架自重(1)钢模自重：荷载标准值按0.7kN/m2计(2)脚手架自重：荷载标准值按0.2kN/m3计(3)各型钢自重5.2 箱梁湿重混凝土容重：26kN/m3施工荷载施工荷载包括施工人员及设备荷载等
27、，综合考虑取3.0kN/m2振捣混凝土产生的荷载取2.0kN/m2风荷载施工风速17.5m/s；台风风速38.5m/s根据港口工程荷载规范节规定计算V2 叱）二 1600施工风速下结构所受基本风压唯二施工风速下结构所受基本风压唯二台风风速下结构所受基本风压”=1752 -=0A9kPa 1600QQ c2=0.93kPa 1600地面粗糙度为A类，离海平面高度10.6m,风压高度变化系数：4=1.28。1、钢立柱0600x10mm钢立柱0600x10风压体型系数：4=0.6施工风速下钢立柱所受风荷载标准值：qk =Wkd = 0.6x1.28x0.19x0.6 = OAOkN Im第4页共26
28、页台风风速下钢立柱所受风荷载标准值：qk =叱 d = 0.6 x 1.28 x 0.93 x 0.6 = 0.42左N / m2、贝雷梁贝雷梁的挡风系数：0 = 4,/A = 0.3单根贝雷梁的体型系数：4=伙=0.3*1.3 = 0.39Z?/z = 0.3, 77 = 0.66施工风速下贝雷梁所受风荷载标准值：qk = 0.39x1.28x0.19x1.5x0.3 = 0.04/m台风风速下贝雷梁所受风荷载标准值：qk =叱力=0.39 x 1.28 x 0.93 x 1.5 x 0.3 = 0.21ZN / m水流力根据港口工程荷载规范计算：Fw = Cwv2AW 2式中：Fr水流力标
29、准值(kN)；U设计流速(m/s)；Cw水流阻力系数，钢立柱取0.73；P水的密度(t/m3), 风荷载+L0施工荷载六.工况分析工况一：正常工作，施工风速17.5m/s。考虑支架自重、箱梁重量、风荷载、水流力、 施工荷载的组合。七 .设计指标依据钢结构设计标准(GB50017-2017), Q235B钢材的应力设计值：/ = 215MPaX=125MPa贝雷梁Q345钢材的应力设计值：/ = 31OMPa/；=18OMPa盘扣式脚手架立杆材质为Q345A,抗拉、压、弯强度设计值为300MPa。八 .结构计算竹胶板计算竹胶板厚度为15mm,竹胶板长度取1m计算。竹胶板强度按照一般合格品考虑 /
30、n=30MPa,取0.办二21MPa作为设计强度应力。8.1.1 底模竹胶板计算箱梁高度2m,方钢间距0.2m,取端横梁处进行计算。ql2 (1.3x 2x1x26+0.7x1.5x5.0xl)x0.22M = = 1= 0.36ZN - m抗弯计算:88M qF 180.36xlO6 n /、廿二亚十a = 一 = -%=；=9.9MPa 九=2MPa 满足要求W b/6 1000x152/6抗剪计算:第6页共26页ql (1.3 x 2 x 1 x 26+0.7 xl.5x5.0xl)x 0.2V = - = 1=7.3ZN22t = - =x 103 = 0J9MPa f= 3AMPa
31、满足要求A 2bh 2x1000x15z墩旁顶底板最大高度LOm,由以上计算可知，满足要求。翼缘板竹胶板计算翼缘板根部最大高度0.5m,方木间距0.3m。ql2 (1.3x 0.5 xl x 26+0.7 xl.5x5.0xl) x 0.32M = = 1= 025kN - m抗弯计算:88M /80.25xlO6- hod 、并下面十。=-=%=6.SMPa fni - 21MPa 满足要求W 仍 1000x152 / 6l抗剪计算:ql (1.3 x 0.5 x 1 x 26+0.7 x 1.5 x5.0 xl)x0.3V = - = =33kN7=上=里？ = 3x33 xlo3=o.3
32、6MP f=3AMPa 满足要求 A 2bh 2x1000x15顶板竹胶板计算标准断面顶板高度0.25m,墩旁处顶板最大高度0.5m,方木间距0.3m,与翼缘板 处高度相等，因此顶板处竹胶板受力满足要求。8.1.3 侧模竹胶板计算箱梁最大高度2.0m,方木间距0.3m。根据公路桥涵施工技术规范(JTG/T 350-2020)附录C规定，模板侧压力取 方= 0.22/。丹片 V 2；式中：尸一新浇混凝土对模板的侧压力(kN/m2)；yc一混凝土的重力密度(kN/n?)；V混凝土的浇筑速度(m/h),取0.3；to新浇混凝土的初凝时间，可按试验确定；当缺乏试验资料时，可采用to =200/第7页共26页