简述现浇钢筋混凝土箱梁支架的验算

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。