下穿地道顶板支撑计算

下穿地道顶板施工荷载计算一、计算说明1、工程概况：2、计算依具：《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130-2011 《木结构设计规范》GB50005-2003 《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 《建筑施工模板安全技术规程》JGJ 162-2008　　　　　东岸西路下穿地道和沙水路下穿地道设计图3、支撑设计施工时单跨净宽13.45米，净高6米，每次浇筑长度按变形缝长度布置东岸西路下穿地道为每节30米，沙水路下穿地道为23、22各米一节施工浇筑混凝土厚度为1.0米支架设计为0.9×0.9×1.0m但不一步需计步距为1.2米，支架验算按最不利荷载0.9×0.9×1.2m3计算因新规范中是按φ48×3.6mm要求，实际生产中考虑到材料磨损计算还采用φ48×3.5mm钢管扣件脚手架支撑数具计算由于脚手架支撑基础为下穿地道Ｃ35混凝土涵底，肯定满足承载力要求，本次就免计算基础受力支架布置横截面如下图：4、荷载分析根据《公路桥涵施工技术规范》本地道现浇结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：⑴ q1—— 自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。

混凝土厚度1.0米则q1＝1.2×26 ×1.0＝31.2kPa，⑵ q2—— 箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q2＝1.0kPa（偏于安全）⑶ q3—— 施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa⑷ q4—— 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa⑸ q5—— 新浇混凝土对侧模的压力⑹ q6—— 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa⑺ q7—— 支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示： 经表A.0.3查得每米重0.1384KN，按6米高计满堂钢管支架自重立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距支架自重q7的计算值(kPa)60cm×60cm×120cm0.835、荷载组合模板、支架设计计算荷载组合模板结构名称荷载组合强度计算刚度检算底模及支架系统计算⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺⑴＋⑵＋⑺荷载值（kPa）37.5333.03二、支架结构检算1、扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算（1）、立杆强度验算按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》，根据表5.1.6查行，材料应力[f]＝205 N/mm2，底座、托撑受压小于40KN，长细比<[λ]＝210，φ48×3.5mm钢管截面积A＝4.89cm2。

确定荷载组合分项系数如下： 由可不组合风荷载时的组合(5.4.4-1)N=1.2ΣNGK+1.4ΣNQK =1.2×37.53+1.40×2.0=47.84k 由组合风荷载时的组合N=1.2ΣNGK+0.9×1.4ΣNQK ＝1.2×37.53+0.9×1.40×2.0=47.56kN/m2 ΣNQK—施工荷载标准值；(5.4.4-2) ΣNQK=0.9×0.9×47.84=38.75KN<[底座、可调托撑]＝40KN（表5.1.7）则：钢管截面积A＝4.89cm2，F＝38750/489=79.2N/mm2<[f]=205N/mm2表（5.1.6）强度满足要求2）、立杆稳定性验算长细比λ＝L/iL—水平步距，L＝1.2m i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜于是，λ＝L/i＝1200/15.8=76<[λ]＝210（表5.1.9）由表A.0.6稳定系数Φ＝0.744杆件应力σ=38750/(0.744×489) = 106.5 N/mm2<[f]＝205 N/mm2立杆稳定性满足要求（3）、风荷载下稳定性验算根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式5.2.9：MW=0.9×1.4MWK=0.9×1.4×WKlah2/10按规范（4.2.5）：WK＝μz×μs×Wo《建筑结构荷载规范》表7.2.1查得μz＝0.74（海拔5米内，C类）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表4.2.6查得μs＝1.3Φ。

4.2.6表注中第2条查得Ф＝0.5则μs＝1.3×0.5＝0.65《建筑结构荷载规范》取n＝10，D4表中查得Wo＝0.3KN/m2WK＝0.74×0.65×0.3＝0.1443KN/m2则MW=0.9×1.4×0.144×0.9×1.22＝0.264KNm=2.64Ncm《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B查得W＝5.26cm3弯曲应力σ= MW/W=2.64/5.26=0.5N/cm2=0.005N/mm2<<[f]=205 N/mm2计算结果说明支架是安全稳定的2、模板计算1.材料参数《路桥施工计算手册》附表：3-39面板采用胶合面板，厚度为18mm；板底支撑采用方木；面板弹性模量E(N/mm2):9500；面板抗弯强度设计值(N/mm2):13；木方弹性模量E(N/mm2):9000.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000；木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400；木方的间隔距离(mm):300.000；木方的截面宽度(mm):100.00；木方的截面高度(mm):100.00；托梁材料为：采用10号工字钢 图2 楼板支撑架荷载计算单元2.模板面板计算模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W = 30×1.82/6 =16.2cm3；I = 30×1.83/12 = 14.58m4；模板面板的按照三跨连续梁计算。

面板计算简图3.荷载计算(1)静荷载为钢筋混凝土板和模板面板的自重(kN/m)：q1 = 26×1×0.3+0.5×0.3 = 7.95kN/m； (2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m)：q2 = 1×0.3= 0.3 kN/m； 4.强度计算根据《路桥施工计算手册》附表2-9第1项查得支撑处最大弯矩计算公式如下:M=0.1ql2其中：q=1.2×7.95+1.4×0.3= 9.96kN/m　最大弯矩M=0.1×9.96×3002= 89600N·mm； 面板最大应力计算值 σ =M/W= 89600/16200 = 5.53 N/mm2；面板的抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2；面板的最大应力计算值为 5.53 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!5.挠度计算根据《路桥施工计算手册》附表2-9第1项查得最大挠度挠度计算公式为：ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250其中q =q1= 7.95kN/m面板最大挠度计算值 ν= 0.677×7.95×3004/(100×9500×14.58×104)=0.31 mm； 面板最大允许挠度 [ν]=300/ 250=1.2mm；面板的最大挠度计算值 0.31 mm 小于 面板的最大允许挠度 1.2 mm,满足要求!计算结果说明18mm胶合面板模板能满足施工要求。

3、模板支撑方木的计算方木按照三跨连续梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=b×h2/6=10×10×10/6 = 166.7cm3；I=b×h3/12=10×10×10×10/12 = 833.3cm4； 方木楞计算简图(mm)1.荷载的计算(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m)：q1= 26×0.3×1+0.5×0.3 = 7.95kN/m ；(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m)：q2 = 1×0.3 = 0.3 kN/m；2.强度验算根据《路桥施工计算手册》附表2-9第1项查得支撑处最大弯矩计算公式如下:M=0.1ql2均布荷载 q = 1.2 × q1+ 1.4 ×q2 = 1.2×7.95+1.4×0.3 = 9.96 kN/m；最大弯矩 M = 0.1ql2 = 0.1×9.96×0.92 = 0.906kN·m；方木最大应力计算值 σ= M /W = 0.906×106/166666.67 = 5.44N/mm2；方木的抗弯强度设计值 [f]=13.000 N/mm2；方木的最大应力计算值为 5.44N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!3.抗剪验算截面抗剪强度必须满足:τ = 0.6ql/Q< [τ]其中最大剪力: Q = 0.6×(7.95+0.3)×0.9 = 4.5 kN；方木受剪应力计算值 τ = 4.5×1000/(100×100) = 0.45 N/mm2；方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.4 N/mm2；方木的受剪应力计算值 0.45 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2，满足要求!4.挠度验算根据《路桥施工计算手册》附表2-9第1项查得支撑处最大挠度计算公式如下:ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250均布荷载 q = q1 = 7.95 kN/m=7.95N/mm；最大挠度计算值 ν= 0.677×7.95×9004 /(100×9000×8333333.333)= 0.47 mm；最大允许挠度 [ν]=900/ 400=2.25mm；方木的最大挠度计算值 0.47 mm 小于 方木的最大允许挠度 2.25mm,满足要求!计算结果说明10×10mm方木模板撑能满足施工要求。

4、托梁材料计算托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；托梁采用：采用10号工字钢：截面面积＝14.3cm2，Ｉx=245 cm4；Wx=49 cm3；集中荷载P取纵向方木支撑传递力，P＝26×1×0.3×0.9＝7.02kN;根据《路桥施工计算手册》附表2-9第764页第11项荷载分布查得最大弯矩 M＝0.267PL＝0.267×7.02×0.9=1.69kN·m 则杆件强度应力σ=M/W=1690000/49000=34.5N/mm2<[f]=205 N/mm2；最大挠度 fmax=1.883×PL3/100EI=1.883×7020×9003/(100×2.06×105×2450000)=0.35mm<2.25 mm＝900/400托梁的最大应力计算值 34.5 N/mm2 小于 托梁的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!托梁的最大挠度为 0.35mm 小于 900/400与2.25mm,满足要求!计算结果说明采用10号工字钢能满足施工要求。