簡述現澆鋼筋混凝土箱梁支架的驗算

尹柱建

（凱里公路管理局工程處 貴州凱里 556000）

1 荷載分析

縱橫向取60cm進行計算，其荷載如下：

（1）腹板高按1.2m計，腹板部分混凝土荷載：26×1.2=31.2kN/m2，頂板厚度為30cm，底板厚度為25cm，頂板和底板部分混凝土荷載：26×（0.30+0.25）=14.3kN/m2。

（2）內模按 12kN/m2。

外模按15kN/m2。

（3）施工人員機具按2kN/m2計算。

（4）振搗混凝土的荷載按2.5kN/m3計算。

（5）風荷載計算。

根據《公路橋涵設計通用規范》（JTGD60-2004）計算如表1所示。

式中：Fwh——橫橋向風載標準值（kN）；

Wd——基本風壓（kN/m2）（凱里地區為20×0.01kN/m2）；

Awh——橫橋向迎風面積（m2）；

V10——橋梁所在地區的設計基本風速（凱里地區為18.7）；

Vd——高度Z處的設計基準風速（M/s）；

Z——距底板面高度；

r——空氣重力密度（kN/m2）；

K0——設計風速重現期換算系數，施工期取0.75；

K1——風載阻力系數；

K2——考慮地面粗糙度類別和梯度風的風速高度變化修正系數；

K3——地形、地理條件系數；

g——重力加速度，取9.81M/s2。

根據分析，當風荷載為橫橋跨施工時，支架受影響最大。

支架受力組合最不為利是：梁體自重+風荷載。

表1

2 橫向枋木強度驗算

橫向間距均為20cm。

枋木強度驗算：

枋木采用10×4cm截面，其力學性能及截面特性：

密度：9.5kN/m3，取受力最不利的中腹板進行計算，計算時按三等跨考慮，如圖1所示。

圖1

方木的強度滿足設計要求。

撓度計算：

f=5qL4/384EI=5×12.54×0.24×103/384×10×109×53.3×10-3×=0.49mm＜[f]=600/400=1.5mm；

以上的撓度計算按簡支計算亦能滿足要求，對連續梁來說考慮相鄰約束的影響，其撓度比簡支梁小，故也滿足要求。

3 支架驗算

單支立桿的軸向力計算：

表2

底板及翼緣板下的支架承受的荷載均比腹板下的支架小；不再進行驗算，立桿強度滿足要求。

支架縱、橫向水平管強度驗算：

支架采用碗扣式腳手架，規格為φ48δ3.5mm，實際壁厚計算時按2.7mm考慮，參數如下：

A=3.84×102mm2，I=0.99×105mm4；

W=4.25×103mm2，回轉半徑 i=16.03mm，自重 33.3N/m；

[δ]=205N/mm2。

無風荷載時支架立桿驗算：

計算長度L=1200mm，長細比λ=L/i=75。

查《路橋施工計算手冊》附錄三得φ=0.75，單根鋼管的允許承載力。

[N]=φA[σ]=0.75×3.84×102×205=59040N=59.0kN。

單根支架立桿承受的荷載為：

N=32.8kN＜[N]=59.0kN，安全系數為 59.0/32.8=1.8，

滿足要求。

組合風荷載時支架立桿強度驗算：

風荷載對立桿產生彎距：

Mw=1.4al0×Wk/10（Wk=0.27+2.1）=1.4×0.6×1.22×（0.27+2.1）/10=0.29kN×m。

立桿壓彎強度 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。

固支架縱、橫向間距均為60cm，作用于支架縱、橫向荷載相同，可將作用在橫桿上的均布荷載轉化為兩集中荷載P，橫桿彎矩按下式計算：

橫桿抗彎強度=M/W=2.6/5.08=0.51＜[f]=600/400=1.5；

滿足要求。

式中：M——橫桿彎矩（kN·m）；

W——鋼管的截面模量；

Pc——梁混凝土重量及摸板重量的1/2；

C——梁邊至立桿之間的距離。

支架穩定性驗算：

取單根立桿出來進行驗算，其自由長度為1.2m，支架采用碗扣式腳手架，規格φ48δ3.5mm，壁原計算時按2.7mm考慮，參數為：

根據安全系數法：

其中 Pmax=0.5×129.27×0.62=23.27kN，

Pcr為立桿的臨界力，Pcr=π2EI/（μl）2，μ為長度系數。

假定立桿為一端鉸接，一端固接，μ=0.7，

則n=Pcr/P=152.29/23.27=6.54，

金屬結構中的壓桿nst=1.8～3.0，

n=6.54＞nst=3.0，

支架穩定性滿足要求。

支架基礎承載力驗算：

支架上部傳來的荷載為

考慮立桿自重：N2=0.44kN，

N=N1+N2=32.8+0.44=33.24kN，

基礎受荷載單位面積，A=0.2×0.2（m2）。

基礎頂面的承載力：

原地基承載力：

故基礎處理時，原地基頂面承載力不小于0.25MPa。