简述现浇钢筋混凝土箱梁支架的验算
2018-10-26尹柱建
尹柱建
（凯里公路管理局工程处 贵州凯里 556000）
1 荷载分析
纵横向取60cm进行计算，其荷载如下：
（1）腹板高按1.2m计，腹板部分混凝土荷载：26×1.2=31.2kN/m2，顶板厚度为30cm，底板厚度为25cm，顶板和底板部分混凝土荷载：26×（0.30+0.25）=14.3kN/m2。
（2）内模按 12kN/m2。
外模按15kN/m2。
（3）施工人员机具按2kN/m2计算。
（4）振捣混凝土的荷载按2.5kN/m3计算。
（5）风荷载计算。
根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）计算如表1所示。
式中：Fwh——横桥向风载标准值（kN）；
Wd——基本风压（kN/m2）（凯里地区为20×0.01kN/m2）；
Awh——横桥向迎风面积（m2）；
V10——桥梁所在地区的设计基本风速（凯里地区为18.7）；
Vd——高度Z处的设计基准风速（M/s）；
Z——距底板面高度；
r——空气重力密度（kN/m2）；
K0——设计风速重现期换算系数，施工期取0.75；
K1——风载阻力系数；
K2——考虑地面粗糙度类别和梯度风的风速高度变化修正系数；
K3——地形、地理条件系数；
g——重力加速度，取9.81M/s2。
根据分析，当风荷载为横桥跨施工时，支架受影响最大。
支架受力组合最不为利是：梁体自重+风荷载。
表1
2 横向枋木强度验算
横向间距均为20cm。
枋木强度验算：
枋木采用10×4cm截面，其力学性能及截面特性：
密度：9.5kN/m3，取受力最不利的中腹板进行计算，计算时按三等跨考虑，如图1所示。
图1
方木的强度满足设计要求。
挠度计算：
f=5qL4/384EI=5×12.54×0.24×103/384×10×109×53.3×10-3×=0.49mm＜[f]=600/400=1.5mm；
以上的挠度计算按简支计算亦能满足要求，对连续梁来说考虑相邻约束的影响，其挠度比简支梁小，故也满足要求。
3 支架验算
单支立杆的轴向力计算：
表2
底板及翼缘板下的支架承受的荷载均比腹板下的支架小；不再进行验算，立杆强度满足要求。
支架纵、横向水平管强度验算：
支架采用碗扣式脚手架，规格为φ48δ3.5mm，实际壁厚计算时按2.7mm考虑，参数如下：
A=3.84×102mm2，I=0.99×105mm4；
W=4.25×103mm2，回转半径 i=16.03mm，自重 33.3N/m；
[δ]=205N/mm2。
无风荷载时支架立杆验算：
计算长度L=1200mm，长细比λ=L/i=75。
查《路桥施工计算手册》附录三得φ=0.75，单根钢管的允许承载力。
[N]=φA[σ]=0.75×3.84×102×205=59040N=59.0kN。
单根支架立杆承受的荷载为：
N=32.8kN＜[N]=59.0kN，安全系数为 59.0/32.8=1.8，
满足要求。
组合风荷载时支架立杆强度验算：
风荷载对立杆产生弯距：
Mw=1.4al0×Wk/10（Wk=0.27+2.1）=1.4×0.6×1.22×（0.27+2.1）/10=0.29kN×m。
立杆压弯强度 f=N/φA+0.9βMW/[rw（1-0.8N÷NE）=32.8×1000/0.75×100×3.84+0.9×1×0.29×1000000/{1.15×5.08×1000（1-0.8×32.8/171.52）=96.25＜[f]=205。
固支架纵、横向间距均为60cm，作用于支架纵、横向荷载相同，可将作用在横杆上的均布荷载转化为两集中荷载P，横杆弯矩按下式计算：
横杆抗弯强度=M/W=2.6/5.08=0.51＜[f]=600/400=1.5；
满足要求。
式中：M——横杆弯矩（kN·m）；
W——钢管的截面模量；
Pc——梁混凝土重量及摸板重量的1/2；
C——梁边至立杆之间的距离。
支架稳定性验算：
取单根立杆出来进行验算，其自由长度为1.2m，支架采用碗扣式脚手架，规格φ48δ3.5mm，壁原计算时按2.7mm考虑，参数为：
根据安全系数法：
其中 Pmax=0.5×129.27×0.62=23.27kN，
Pcr为立杆的临界力，Pcr=π2EI/（μl）2，μ为长度系数。
假定立杆为一端铰接，一端固接，μ=0.7，
则n=Pcr/P=152.29/23.27=6.54，
金属结构中的压杆nst=1.8～3.0，
n=6.54＞nst=3.0，
支架稳定性满足要求。
支架基础承载力验算：
支架上部传来的荷载为
考虑立杆自重：N2=0.44kN，
N=N1+N2=32.8+0.44=33.24kN，
基础受荷载单位面积，A=0.2×0.2（m2）。
基础顶面的承载力：
原地基承载力：
故基础处理时，原地基顶面承载力不小于0.25MPa。
