满堂式支架载荷能力验算

一、 设计概况：                              

XX匝道桥起点桩号为XX，终点桩号为XX，桥跨组成为XX米，桥梁全长XX米。本桥上部采用预应力混凝土现浇连续箱梁，满堂式支架就地现浇施工，全桥一次落架完成。下部采用肋式桥台、柱式桥墩；基础采用钻孔灌柱桩。

二、支架受力验算：

本桥采用满堂式钢管支架现浇梁板，在横向按照支架间距铺设垫梁，然后搭设支架，纵向间距为60cm，横向间距均为60cm，步距120cm，每跨纵横向均设置剪刀撑（详图附后见图a）、图b）、图c））。

荷载计算：

1、钢筋砼荷载

钢筋砼自重：3.6×26KN/m3=23233.6KN

         则钢筋砼荷载为：

         23233.6÷(85×15.5)=17.63KN/m2

2、施工人员及机具：1.0KN/m2

3、倾倒砼时产生的冲击荷载：2.0KN/m2

4、振捣砼时产生的荷载：2.0KN/m2

5、模板及扣件：0.75KN/m2

横向水平杆自重产生的荷载：

6、横向水平杆自重产生的荷载：

15.5m×33.3N/m/(0.6m×15.5m) =0.06KN/m2   

7、纵向水平杆自重产生的荷载：

8根×0.6m×33.3N/m /(10.5m×0.6m)=0.025KN/m2

8、支架自重产生的荷载：

33.3N/m×8m/(0.6m×0.6m)=0.6KN/m2

1、纵向水平杆的计算：

纵向水平杆的组合荷载为①+②+③+④+⑤+⑥

    合计：23.44KN/m2

    纵向间距0.4m，纵向水平杆的均布荷载为：

     q=1.1×23.44×(10.5/27)=10.02KN/m(1.1为保险系数)

弯曲强度σ=ql12/10w=10.02×6002/(10×4.493×103)

=80.3MPa＜[f]=215 MPa

挠度：f=ql14/150EI=10.02×6004/(150×2.1×105×1.078×105)= 0.38mm＜l1/400=1.75mm（本项计算公式依据见《路桥施工计算手册》P437）

    满足要求。

2、横向水平杆计算：

横向水平杆的间距为0.6m，现按三跨连续梁进行计算，由纵向水平杆传递的集中力F=10.02KN×0.6=6.01KN

弯曲强度σ=0.26Fl2/w=0.26×6.01×103×600

/(4.493×103)=208.6MPa＜[f]=215 MPa

挠度：f=1.883Fl22/100EI=1.883×10.02×103×6002/(100×2.1×105×1.078×105=0.003mm                                                ＜l2/400=1.5mm（本项计算公式依据见《路桥施工计算手册》P437）

满足要求。

      3、立杆计算：

         立杆承受由横向水平杆传递来的荷载，因此N=6.01KN，由于横向水平杆的步距为1.2m，长细比λ=l/I

=1200/15.95=75，查轴心受压构件稳定系数表得φ=0.682，那么有：[N]= φA[σ]=0.682×424×215=62.2KN

         由N=6.01KN<[N]=62.2KN，满足要求(本项计算公式依据见《路桥施工计算手册》P437)。

      4、扣件抗滑力计算：

          由R=6.42KN5、整体稳定性计算：

0.9N/φA①、N=1.2NGK+1.4∑ NQik

=1.2×(17.63+0.75+0.067+0.11+0.6)×0.6×0.6+

1.4(1+2+2)×0.6×0.6=25.5KN

       ②、φ=0.682

       ③、A=424

    ④、fc=215MPa

⑤、r’m=1.59            (η=SQK/SGK=5/14.94=0.335)

=1.59(1.278/1.325)=1.525

故0.9N/φA=0.9×25.5/0.682×424=79MPa

<215/1.534=140Mpa(本项计算公式依据见《建筑手册》)

满足要求。

三、现浇梁板施工预拱度计算

(1)设计跨中不设预拱度，故f1=0

    (2)支架在荷载作用下的弹性压缩f2：

    f2=σL/E=14.1×8000/(2.1×105)=0.53mm

    (其中σ=5.98×103/424=14.1MPa)

(3)支架在荷载作用下的非弹性压缩f3：

   f3=2k1+3k2+2k3+2.5k4=2×0+3×0+2×2+2.5×0

    =4mm（本式中的参数由《路桥施工计算手册》P439表中查得）

(4)支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷f4：

    由《路桥施工计算手册》P439表中查得

               f4=5mm

(5)由砼收缩徐变及温度变化引起的挠度f5：

        根据经验取f5=5.5mm

跨中预拱度：f=f1+f2+f3+f4+f5=0+0.53+4+5+5.5=15.0mm

四、预拱度设置：

预拱度值设置，以跨中为最高值，以梁的两端支座处为零，按二次抛物线法进行分配：

           fx=4f×X（L-X）/L2

    分别计算墩身支座处、L/4处、L/2处、3L/4处的预拱度并绘制预拱度设置曲线图d）：

f0=0，fL/4=11.3mm，fL/2=15.0mm，f3L/4=11.3mm，fL=0

五、支架的载荷能力与试验

预压重力相当以后所浇筑砼的重力。采用砂袋堆载分段预压法，将砂袋摸拟砼均布于支架上，并设点观测，荷载的持载时间不小于72小时，如此一方面可以检验地基的承载力是否满足要求，另一方面可以减少支架的构造变形，以保证浇出的梁体不发生过大的挠度变形和开裂。砂袋预压的具体试验如下：                                                                  

1预压荷载计算：

每延米砼自重M=8.5m2×2.6t/m3=22.1t/m

  ②预压布载：按先左跨后右跨分段预压，堆载由每跨跨中向两端进行，卸载亦由跨中向两端进行。具体布载的平面图、纵断面图、横断面图分别如下图e）、f）、g）。

③配载：材料为中砂（由实验测得密度ρ=1.52t/m3）,全部采用砂袋，每袋砂一一过磅，控制重量为50kg±1kg，共用砂(22.1t/m×25m/1.52t/m3) ×2+22.1 t/m ×35m/1.52 t/m3=1236m3，砂袋37576个。

  ④根据施工要求，第一次加载量为30%(11273袋)，持载2小时；第二次加载量为50%(18788袋)，持荷2小时；第三次加载量为20%(7515袋)，持载72小时。

   ⑤支架变形，地基、底板沉降量观测。

      Ⅰ、支架变形观测：加载前每孔选9根竖杆，用经纬仪标定铅垂线，记录初始值。第一次加载后观测一次，第二次加载后观测一次，第三次加载后至卸载前观测不少于三次，预压期间注意检查支架各扣件的受力情况。

      Ⅱ、地基沉降量，底板沉降量观测：加载前每孔各选9点（其详细位置见后附图h）)，分别观测预压前其原地面高程和每次加载后高程并将结果填入静压实验观测记录表（见后附表），以便分析和指导后继工作。

在以上预压试验中特别要注意的几点：

①、加载的顺序应尽量接近于浇筑砼的顺序，不可随意堆放，按每级加载进行底模支架等的变形观测并做详细记录；

②、预压结果符合要求卸载完成后，砼浇筑顺序要与加载顺序一致；

③、在预压期间必须采用防水、防雨措施。

五、写出实验报告。