碗扣式支架计算书

支架计算书

1、工程概况

B20-4连接I区B路道路及配套工程-2#路高架桥，桥梁起点桩号为K0+435.95，桥梁终点桩号为K0+601.05，桥梁全长165.1m。抗震设防度为6度。

桥梁上部采用现浇预应力箱梁结构形式，跨径组合为30×3+33×2，共5跨两联；下部结构采用双柱式桥墩，桥台采用重力式扩大基础桥台；桩基均采用D2300的砼灌注桩。桥梁位于R=120m的平曲线上。桥梁标准宽度为12.5m，其路幅组成：3m人行道+7.5m车行道+2m人行道。桥梁最大纵坡为5%，横坡为1.5%。

桥梁左侧边坡上有一建筑物，根据设计图纸要求左侧现状路堤边坡已处于不稳定状态，在桥梁施工前对左侧边坡进行卸载，卸载前该房屋已经拆除，所以不需对其进行监测。桥下平整回填至高程为306.00m，其回填压实度按路基压实度标准。桥梁支架搭设高度为6至12米，支架高宽比为0.44～0.87。

2、计算参数

2.1计算依据及采取的规范

（1）《公路桥涵施工技术规范》(JTG_TF50-2011) （2）《钢结构设计规范》(GB5007-2003)

（3）《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 166-2008； （4）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） （5）相关施工图纸及相关参数。 2.2材料 钢管钢材为Q235 2.3计算荷载 （1）钢箱梁重量

桥梁共有两联，第一联跨径为布置为3×30m连续箱梁，箱梁梁高为1.7m，翼缘悬挑2.0m，顶板厚0.25m，底板厚0.25m，腹板跨中厚0.5m，支点附近腹板宽度渐变为0.9m。1～3号轴箱梁，箱梁顶宽由标准段的12.50m渐变至13.74m。第二联跨径布置为2×33m连续箱梁，箱梁梁高为1.7m，翼缘悬挑2.0m，顶板厚

0.25m，底板厚0.25m，腹板跨中厚0.5m，支点附近腹板宽度渐变为0.9m。3~5号轴箱梁，箱梁顶宽由13.74m渐变至14.64m。支架计算时取第二联第二跨箱梁进行计算，为简化计算，箱梁宽度取为14.64m进行计算。

经计算，箱梁端部重量为344.2kN（每延米），跨中箱梁重量为242.3 kN（每延米），墩顶位置箱梁重量为789.4kN（每延米）。

（2）钢材容重：76.98kN/m3，由程序自动计入； （3）施工人员、材料、机具荷载：2.5kN/m2； （4）倾倒混凝土及振捣混凝土产生的荷载：4.0kN/m2； （5）风荷载计算按以下公式计算：

wk0.7zs0

其中：wk——风载值，kN/m2

w0——基本风压值，查《GB 50009-2012建筑结构荷载规范》可知，重庆

市近10年的基本风压值为0.25kN/m2；

uz——风压高度变化系数，属于B类地区，取值为1.25，查《建筑施工

碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 166-2008；

us——脚手架风荷载体型系数，查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规

范》，

st1.20，A10.048520.082（取每延米进行计算）

，0A030.6st1.201.20.0820.098，因0较小，取0.97，n按平均25排计算（15m

1n10.9725宽），则sst0.0981.74

110.97wk0.7zs00.71.251.740.250.38kN/m2 经计算可得，重庆地区风荷载值为0.38kN/m2 2.4.荷载组合 内力组合如下表所示。

表3.2 荷载组合系数

振捣及倾倒荷载组合 1 2 计算强度 计算刚度 自重 1.2 1 混凝土荷载 1.2 1 施工荷载 砼荷载 1.4 1 1.4 1 1.4 0.75 风荷载 2.5.建模原则

支架计算采用MIDAS建模计算，单元类型采取空间梁单元。支架立杆及横杆间距为60cm×纵60cm，步距120cm。立杆及纵横向连接杆为483.5钢管，考虑负公差及现场钢管生锈等情况，其力学参数483的钢管计算，钢管高度为8~12m，计算时高度取平均值10m。其钢管底部全部按固结处理，有限元模型如下。

图2.1 支架有限元模型

3支架计算结果

3.1应力与变形

图3.1 支架组合应力（MPa）

图3.2 支架变形（mm）

经计算可知，支架最大应力位于钢管底部，最大应力值149.3MPa，支架强度满足要求；支架最大变形出现在钢管顶部，最大变形值为9.3mm。

3.2稳定性分析

图3.3 屈曲模态（mm）

支架的屈曲稳定系数为5.0，满足规范要求。 3.3压杆稳定

通过有限元分析得出钢管承受的最大压力为40.9kN，截面面积 A=424.115mm²。 绕X轴长细比为 75.2577 绕X轴截面为b类截面

按 GB 50017--2003 第132页注1 计算 算得绕X轴受压稳定系数 φx = 0.718327

计算得绕X轴稳定应力为134.251MPa，满足要求。

局部稳定验算：

外径与壁厚之比为d/t=16＜100（235/fy）=100，满足规范要求。

4结论

通过计算可知，采用支架立杆及横杆间距为60cm×纵60cm，步距120cm的483.5钢管，可以满足本工程要求。