框架涵支架计算
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框架涵支架计算
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宁西铁路西安至合肥段增加第二线工程（郑州局管段）站前工程NX5标段
桥涵支架检算
中国中铁
编制：
审核：
批准：
中铁七局集团有限公司
宁西二线NX5标项目部一分部
2013年06月
一、工程概况
1、本框架桥位于宁西二线K445+354，为1-14.5×6.2m框架。与线路斜交90度。立面如下图
81510062015050404014501650851101001001505040402020附注： 1、图中尺寸均以厘米计。
2、各部结构尺寸：
部位 单位 结构尺寸 备注
框架顶板 cm 85（厚）
框架底板倒角 cm 40(宽)×40（高）
框架顶板倒角 cm 150（宽）×50（高）
侧墙 cm 100
二、支架模板方案
1、基础施工：基础模板采用钢模板，采用方木和钢管加固。
2、框架施工：框架先施工底板，再施工边墙和顶板。框架侧墙采用钢模板，用钢管及对拉筋加固，顶板用竹胶板、方木。侧墙第一层分配梁立放采用双钢管φ48壁厚t=3.5mm间距60cm，模板接缝为5×10cm方木，第二层分配梁采用双钢管φ48壁厚t=3.5mm间距60cm。拉筋为Φ16螺纹钢，外加双山形扣、双螺帽。顶板第一层分配梁为横桥向，为5×10cm方木，间距20cm；第二层受力梁
顺桥方向，为10×15cm方木，间距60cm。
3、脚手架：框架内脚手架为满堂脚手架，脚手架立杆纵间距为90cm横向间距60cm，步距90cm，顶部倒角处加两排立杆。脚手架下设扫地杆，离地30cm，上设锁口杆，离顶30cm，底部设底托，顶部设顶托，底托、顶托伸出长度不超过20cm。底托、顶托总长度为40cm，直径为40mm。剪刀撑每3米一道，剪刀撑斜杆相接时，均采用搭接，搭接长度不小于1m，设置2个以上旋转扣件，扣件端头伸出杆长度为10cm。
三、混凝土最大侧压力的计算
外侧墙面采用大块钢模板，尺寸1500x1200mm，采用塌落度为180mm的普通混凝土，混凝土的重力密度γc=25KN/m3，浇注速度v=1.5m/h，入模速度T=300C。
1、浇筑墙高为H=5.3m
1）混凝土最大侧压力的计算：
F=0.22γct0β1β2v1/2 （1）
F=γcH （2）
式中 F―新浇注混凝土对模板的最大测出压力（KN/m2）；
γc―混凝土的重力密度（KN/m3）;
t0―新浇混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。当缺乏试验资料时，可采用t0=200/(T+15)计算；
T-混凝土的温度（0C）；
v-混凝土的浇注速度（m/h）；
H-混凝土侧压力计算位置至新浇注混凝土顶面的总高度（m）；
β1-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；
β2-混凝土塌落度影响修正系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50-90mm时，取1.15；
由（1）式β1=1.2，β2=1.15
F=0.22x25x200/（30+15）x1.2x1.15x√1.5=41.3KN/m2
由（2）式F=γcH=25x5.3=132.5KN/m2
按取最小值，故最大侧压力为F=41.3KN/m2 作为模板侧压力的标准值，考虑到倾倒混凝土产生的水平荷载标准值4kN/m2 ，分别取荷载分项系数1.2和1.4，作用模板的总荷载设计值为：
F′=41.3*1.2+1.4*4=55.16kN/m2
2）对拉螺栓的选择
竖肋间距600mm，布置10列，对拉螺栓间距600mm布置9行，对拉螺栓90根，a=600mm，b=600mm，采用M16对拉螺栓，A=144mm2容许拉力为24500N
P=FA （3）
式中-
P-模板拉杆承受的拉力（N）； F-混凝土的侧压力（N/m2）；
A-模板拉杆分担的受荷； a-模板拉杆的横向距离（m）；
b-模板拉杆的纵向距离（m）；
由（3）式得P=FA=41.3x103x0.6x0.6=14.87x103N
查表求 P=14400N P′=PF′/F=（14.4x103x55.16x103）/40x103=19.86x103N
查表选用M16螺栓，其容许拉力为24500N﹥19860N 可以。
四、侧墙模板计算
1、侧墙内外楞检算
模板承受的水平荷载：
混凝土侧压力 F=41.3KN/m2
倾倒混凝土时因振动产生的水平荷载 4.0KN/m2
荷载标准值：
q1=41.3 x1.2+4.0 x1.4=55.1KN/m2
外侧模板内楞的间距为600，按三跨连续梁计算：
（1）侧墙钢内楞计算
采用双φ48×3.5钢管作为竖肋，I=2x12.19x104mm4 ；W=2x5.08×103
mm3 ,f=215N/mm2 ,E=2.1x105N/mm2
1)强度要求
M=0.1q1l2 =0.1×55.1 ×6002 =1.98×106 ＜[f]·W=215×2x5.08×103
=2.18×106 N·mm
L=46.4√W/ q1=46.4×√(2×5.08×103/ 55.1)=630mm＞600mm
2)按刚度要求
w=q1l4/150EI=(55.1×6004) /(150×2.1x105 ×2x12.19x104 )=0.93mm＜[w ]=l/400=600/400=1.5mm
L=42.86mmqI3.7021.551038.24×8.42343 ＞600mm
按以上计算，内钢楞跨度取600mm（间距为600mm），外钢楞采用内钢楞同一规格，间距为600mm。侧模使用组合式钢模板，其强度和刚度符合设计要求，可不进行检算。
五、顶模板检算
1、15mm厚竹胶板检算
顶板厚度值0.42m进行检算
砼q1=26×0.42/(1×1)=10.92KN/m2
模板q2=8×0.015/(1×1)=0.12KN/m2
施工人员活载q3=2.5KN/m2
倾倒砼活载q4=4.0KN/m2
振捣砼活载q5=2.0KN/m2
组合活载q= 1.2q1 +1.2q2 +1.4q3 +1.4q4 +1.4q5=25.148Kpa
模板材料为竹胶板，其静弯曲强度为MPa12，弹性模量为：MPaE3100.9模板厚度d=0.015m。
考虑模板本身的连续性，取1.0m宽的模板，其中L为相邻两小横杆之间的距离，即模板计算跨径，L=20cm。
1）强度检算
q腹＝G×1m=25.148KN/m=25.148N/mm
模板净截面抵抗弯矩
W=1/6bh2=1/6×1000×152＝3.75×104mm3
弯曲强度：σ=qL2/10W=25.148×2002/（10*3.75×104）=2.68MPa＜〔σw〕=12 MPa故强度满足要求
〔σw〕--木胶板容许抗2MPa
2）刚度检算
按连续梁计算
竹胶板E=5.0×103MPa
I＝bh3/12=1000×153/12=2.81×105mm4
f=qL4/150EI=25.148×2004/(150×9.0×103×2.81×105)
＝0.106mm＜L/400=200/400=0.5mm故刚度满足要求
2、5×10cm方木检算
所有荷载均由10×5cm方木传给大横梁，方木间距为0.2m，10×15cm大横梁间距在底板部位为0.9m,按三跨连续梁计算。
1）应力检算
q=0.2×G=0.2×25.148=5.02KN/m=5.02N/mm
模板净截面抵抗弯矩
W=1/6bh2=1/6×50×1002＝8.33×104mm3
按近似公式计算
σ=qL2/10W=5.02×9002/(10×8.33×104)
=4.88MPa＜〔σw〕=12 MPa 故强度满足要求。
〔σw〕--方木容许抗弯曲应力12MPa
2）刚度检算
方木E=9×103MPa
I＝bh3/12=50×1003/12=4.167×106mm4
f=qL4/150EI=8.02×9004/(150×9×103×4.167×106)
＝0.94mm＜L/400=900/400=2.25mm 故刚度满足要求。
3、10×15cm方木检算
所有荷载均由10×15cm方木传给支架，方木间距为0.6m，方木在支架的跨度为0.9m,按三跨连续梁计算。
1）应力检算
q=0.9×G=0.9×40.124=36.11KN/m=36.11N/mm
方木净截面抵抗弯矩
W=1/6bh2=1/6×100×1502＝3.75×105mm3
按近似公式计算
σ=qL2/10W=36.11×9002/(10×3.75×105)
=7.8MPa＜〔σw〕=12 MPa 故强度满足要求。
