支架现浇各项荷载受力验算

第七章 施工各项荷载受力验算

荷载参数：

（1）、模板自重标准值：Q1=2KN/m2

（2）、钢筋混凝土容重标准值：Q2=26KN/m3 （3）、施工人员及设备荷载标准值：Q3=2.5KN/m2 （4）、浇筑和振捣混凝土产生的荷载标准值：Q4=3.0KN/m2 （5）、其他荷载Q5=3.0 KN/m2 7.1立杆受力计算

支架立杆外径48mm，壁厚为3mm， 截面积A=π（R2-r2）=424mm2

惯性矩I=π（D4-d4）/=1.078×105mm4 回转半径i=(I/A)1/2=15.95mm

每两层横杆之间间距为L=1.2m，则立杆长细比λ=L/i=75 根据《路桥施工计算手册》

查附表3-26，得折减系数ψ=（0.713+0.651）/2=0.682 查附表3-20，得钢管立杆容许应力[σ]=140N/mm2

则单根立杆容许承载力为：ψA[σ]= 0.682×424×140=40.5KN

查表13-5，横杆间距100cm时，立杆容许荷载为31.7KN，横杆间距125cm时，立杆容许荷载为29.2KN，则当横杆间距为120cm时，用内插法计算立杆容许荷载为：31.7-（31.7-29.2）×（100-120）/（100-125）=29.7KN

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综合得单根立杆容许荷载为29.7KN。

对三处分别进行验算，其中一处为横梁底部，一处为跨中腹板处，一处为跨中箱室处。立杆单位重量为424×10-6×7850×10=33.3N/m，支架最大高度为11.4m,则支架自重为33.3×11.4=0.38KN

7.1.1横梁底部：

此时横向间距为0.6m，纵向间距为0.6m，混凝土高度为2.2m，则正常施工时单杆承载力为（2+26×2.2+2.5+3+3）×0.6×0.6+0.38=24.75KN，超载预压时单杆承载力为（26×2.2×120%+3）×0.6×0.6+0.38=26.17KN，取大值则单杆承载力为26.17KN<29.7KN，强度满足要求.

7.1.2跨中腹板处：

此时横向间距0.6m，纵向间距0.6m，混凝土高度在0.22m范围内为2.2m高，在0.38m范围内为0.92m高，则正常施工时单杆承载力为（2+2.5+3+3）×0.6×0.6+26×（0.22×2.2+0.38×0.92）×0.6+0.38=17.16KN，超载预压时单杆承载力为3×0.6×0.6+26×（0.22×2.2+0.38×0.92）×120%×0.6+0.38=16.7KN ，取大值则单杆承载力为17.16KN<29.7KN，强度满足要求；

7.1.3跨中箱室处：

此时横桥向间距为0.9m，纵桥向间距为0.6m,混凝土高度为0.5m高，则正常施工时单杆承载力为（2+26×0.5+2.5+3+3）×0.9×0.6+0.38=13.07KN，超载预压时单杆承载力为（26×0.5×120%+3）×0.9×0.6+0.38=10.42KN，取大值则单杆承载力为13.07KN<29.7KN，强度满足要求。 7.2模板底方木受力计算

方木按简支梁计算，方木中心间距为30cm。

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已知参数：椽木宽度b=100mm,h=100mm

截面惯性矩：I=bh3/12=100×1003/12=8.33×106mm4 截面抵抗矩：W=bh2/6=100×1002/6=1.67×105 mm4 7.2.1荷载计算

模板自重荷载：N1= Q1l=2×0.3=0.6 KN/m

新浇混凝土自重荷载：N2= Q2hl=26×2.2×0.3=17.16 KN/m 施工人员及设备荷载：N3= Q3l=2.5×0.3=0.75 KN/m 浇筑和振捣混凝土产生的荷载：N4= Q4l=3.0×0.3=0.9KN/m 其他荷载：N5= Q5l=3.0×0.3=0.9KN/m ①正常施工时

永久荷载：q1=（N1+ N2） =（0.6+16.5）=17.76KN/m 可变荷载：q2=（N3+ N4+ N5）=（0.75+0.9+0.9）=2.55 KN/m ②超载预压时

永久荷载：q1= 120%N2 =120%×17.16=20.6KN/m 可变荷载：q2= N5=0.9 KN/m 7.2.2抗弯强度计算

正常施工时，最大弯矩Mmax=ql2/8=（17.76+2.55）×0.62/8=0.91KN·m 超载预压时, 最大弯矩Mmax=ql2/8=（20.6+0.9）×0.62/8=0.97KN·m 取大值，则M=0.97 KN·m 椽木抗弯强度计算值：

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f=M/W=0.97×106/1.67×105=5.8N/mm2 椽木抗弯强度设计值：[f]=15 N/mm2 f=5.8N/mm2﹤[f]=15 N/mm2 故抗弯强度满足要求。 7.2.3挠度计算

正常施工时，最大挠度计算值：V=5（q1+q2）l4/384EI

=5×(17.76+2.55）×0.×1012/（384×104×8.33×106）=0.4mm。 超载预压时，最大挠度计算值：V=5（q1+q2）l4/384EI

=5×(20.6+0.9）×0.×1012/（384×104×8.33×106）=0.44mm。 最大允许挠度值：[V]=l/400=600/400=1.5mm 取大值，V=0.44mm﹤[V]= 1.5mm 故挠度计算满足要求。 7.3 10#工字钢计算

10#工字钢按简支梁计算。

取两个位置进行验算，一处为横梁底部，此时支架横向间距为0.6m，纵向间距为0.6m，混凝土高度为2.2m；另一处为跨中箱室处，此时支架横向间距为0.9m，纵向间距为0.6m,混凝土高度为0.5m。

已知参数：10#工字钢宽度b×高度h=68mm×100mm 截面惯性矩：I=245cm4,截面抵抗矩：W=49cm3 7.3.1横梁位置

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1）荷载计算

模板自重荷载：N1= Q1l=2×0.6=1.2 KN/m

新浇混凝土自重荷载：N2= Q2hl=26×2.2×0.6=34.3KN/m 施工人员及设备荷载：N3= Q3l=2.5×0.6=1.5KN/m 浇筑和振捣混凝土产生的荷载：N4= Q4l=3.0×0.6=1.8KN/m 其他荷载：N5= Q5l=3.0×0.6=1.8KN/m

正常施工时，10#工字钢其上椽木作用均布荷载q=40.6KN/M，

超载预压时，10#工字钢其上椽木作用均布荷载q=34.3×120%+1.8=43 KN/M， 则验算时取q=43 KN/M。 2）抗弯强度计算

最大弯矩Mmax= ql2/8=43×0.62/8=1.935KN·m 10#工字钢抗弯强度计算值：

f=M/W=1.935×106/（49×103）=39.5N/mm2 10#工字钢抗弯强度设计值：[f]=215 N/mm2 f=39.5N/mm2﹤[f]=215 N/mm2 故抗弯强度满足要求。 3）挠度计算

最大挠度计算值：V=5ql4/384EI

=5×43×0.×1012/（384×2.1*105×245×104） =0.141mm。

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最大允许挠度值：[V]=l/400=600/400=1.5mm V=0.141mm﹤[V]= 1.5mm 故挠度计算满足要求。 7.3.2跨中箱室位置 1）荷载计算

模板自重荷载：N1= Q1l=2×0.9=1.8 KN/m

新浇混凝土自重荷载：N2= Q2hl=26×0.5×0.9=11.7KN/m 施工人员及设备荷载：N3= Q3l=2.5×0.9=2.25KN/m 浇筑和振捣混凝土产生的荷载：N4= Q4l=3.0×0.9=2.7KN/m 其他荷载：N5= Q5l=2.0×0.9=2.7KN/m

正常施工时，10#工字钢上椽木作用均布荷载q=21.15KN/M，

超载预压时，10#工字钢上椽木作用均布荷载q=11.7×120%+2.7=16.74KN/M， 则验算时取q=21.15KN/M 2）抗弯强度计算

最大弯矩Mmax= ql2/8=21.15×0.92/8=2.14KN·m 10#工字钢抗弯强度计算值：

f=M/W=2.14×106/（49×103）=43.7N/mm2 10#工字钢钢抗弯强度设计值：[f]=215 N/mm2 f=43.7N/mm2﹤[f]=215 N/mm2 故抗弯强度满足要求。

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3）挠度计算

最大挠度计算值：V=5ql4/384EI

=5×21.15×0.94×1012/（384×2.1*105×245×104） =0.357mm。

最大允许挠度值：[V]=l/400=900/400=2.25mm V=0.357mm﹤[V]= 2.25mm 故挠度计算满足要求。 7.4基础验算

按照前述地基处理方式，在建筑工程师手册上可以查出地基承载力为

fck=200KN/m2 ，基础检算时，取单根立杆分析：根据以上计算，全桥单根立杆最大荷载

N=26.17KN，立杆可调底座面积S=0.12×0.12=0.0144m2，立杆底部混凝土承受荷载为：

σ垫层=N/S=(26.17×103)/0.0144=1.82Mpa<20Mpa，混凝土垫层承载力满足要求。 应力按45°角扩散：

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7.4.1横梁底

横梁处混凝土垫层厚度为15cm, 单根立杆最大荷载N=26.17KN，其下地基受力面积S=(0.12+2×0.15×tg45°)×(0.12+2×0.15×tg45°)= 0.42×0.42=0.17m2。地基承受的荷载为：

σ地基=N/Ag =（26.17+0.42×0.42×0.15×24）/0.17=150.76Kpa<200Kpa，

地基承载力满足要求。

7.4.2跨中腹板底

跨中腹板处混凝土垫层厚度为10cm, 单根立杆最大荷载N=17.16KN， 其下地基受力面积S=(0.12+2×0.1×tg45°)×(0.12+2×0.1×tg45°)= 0.32×0.32=0.1024m2。地基承受的荷载为：

σ地基=N/Ag =（17.16+0.32×0.32×0.10×24）/0.1024=170Kpa<200Kpa，

地基承载力满足要求。

其中N——单肢立杆的承载力，取立杆受力验算中立杆承载力最大值（KN）。 Ag—— 支撑单肢立杆底座面积（m2）；

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