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拱圈支架是桥梁、隧道或涵洞等工程中常见的结构形式，其作用是承受上部荷载并将其传递到基础。在实际工程中，拱圈支架的设计和验算至关重要，以确保结构的安全性和稳定性。以下是对拱圈支架验算的简要介绍：

拱圈支架验算简介

拱圈支架的验算是结构设计中的重要环节，目的是验证支架在施工阶段及使用阶段是否满足强度、刚度和稳定性要求。验算内容主要包括以下几个方面：

1.荷载分析验算时需考虑多种荷载工况西南18j514 隔断，包括恒载（如自重）、活载（如车辆、人群等外部荷载）、施工荷载（如模板、设备重量）以及环境荷载（如风荷载、地震荷载等）。这些荷载通过拱圈的几何形状和材料特性进行分布和传递。

2.内力计算根据荷载分布情况，计算拱圈支架的内力（如轴力、弯矩、剪力等）。由于拱结构具有将竖向荷载转化为水平推力的特点，因此需要特别关注水平推力对支座的影响。通常采用有限元法或经典拱理论进行计算。

3.强度验算强度验算是评估拱圈支架能否承受最大荷载的关键步骤。根据材料力学原理，计算各截面的最大应力，并与材料的许用应力进行比较。如果最大应力超过许用值，则需优化截面尺寸或材料选择。

4.刚度验算刚度验算主要关注拱圈支架的变形控制。过大的变形会影响结构的正常使用功能或外观质量。验算时需确保挠度、转角等指标符合规范要求。

5.稳定性分析拱圈支架的稳定性是验算的重点之一，尤其是对于大跨度拱结构。需要考虑整体稳定性和局部稳定性，防止因失稳导致结构破坏。通常通过buckling分析或能量法进行评估。

6.施工阶段验算施工阶段的荷载和受力状态可能与最终使用阶段不同，因此需要单独进行施工阶段的验算。这包括临时支撑的设计、分段浇筑或拼装时的受力分析等。

7.材料与连接节点验算支架材料的选择直接影响其性能，需根据设计要求选择合适的钢材或混凝土。同时，连接节点的设计和验算也是关键环节，确保各构件之间的传力可靠。

结论

拱圈支架的验算是一项复杂而精细的工作，涉及多学科知识的综合应用。通过科学合理的验算，可以确保拱圈支架在各种工况下的安全性、经济性和适用性。在实际工程中，应结合具体条件选用适当的计算方法和软件工具，以提高设计效率和精度。

查《路桥施工计算手册》附录三，得¢=0.877

[N]= ¢A[σ]=0.877×489×215=92KN

N＜[N]，满足要求。

（二）、N=14.358×0.45=6.46KN，由于小横杆步距为0.45，长细比λ=l/i=450/15.78=28.5

查《路桥施工计算手册》附录三，得¢=0.9

[N]= ¢A[σ]=0.9×489×215=94.6KN

N＜[N]，满足要求。

（一）、R=N=15.48KN

15.48KN＜Rc=8.5×2=17KN

因此，使用双扣件满足要求。

（二）、R=N=6.46KN

6.46KN＜Rc=8.5

因此，使用单扣件满足要求。

中线次边跨拱圈支架验算

一、WDJ 碗扣拱架验算

1、荷载单位面积重量计算：

⑴中线中跨拱圈每延米重量：q=γ×A

γ—钢筋砼的密度，26kN/m3；

A—拱圈截面积，m2；

q—拱圈每延米重，kN/m；

q=26×（13×0.75）=253.5 kN/m。

①、模板的单位面积重量G1：

1.2cm厚的竹胶板，G1=0.18 kN/m2；

②支撑的单位面积重量G2：

4×0.1×0.1×9=0.36 kN/m2；

③施工人员及机具的重量G3：取1 kN/m2；

合计：w= q/B+ G1 +G2 +G3

w= 253.5/13+ 0.18 +0.36 +1=21.04kN/m2。

2、每根立杆所承受的竖向荷载：

a—立杆横桥向间距（m）

b—立杆顺桥向间距（m）

P=0.9×0.9×21.04=17.04 kN

3、[P]—每根立杆可承受的最大竖直荷载，该工程中横杆竖向布距为1.2m，根据《桥梁施工百问》P257及厂家提供的WDJ碗扣支架力学性能[P]为30 kN

17.04 kN＜30 kN

满足刚度、强度及稳定性能要求。

二、拱圈上部横桥向小横杆计算：

（一）、钢管立柱纵向间距为0.9m，横向间距为0.6m，因此小横杆的计算跨径l=0.6m。认为所有荷载均由小横杆承受并传给立杆，按两跨或三跨连续梁验算其抗弯强度和挠度。

1、顺桥向每延米拱圈重：1×0.75×26=19.5kN/m；

2、倾倒砼和捣振砼产生的荷载：2 kN/m2；

3、横桥向作用在小横杆上的均布荷载为：

q=19.5+2×2.0×0.6=21.9kN/m；

弯曲强度：σ=ql2/10w≤[σ]

抗弯刚度：f = ql4/150EI≤[ f ]

q—小横杆的均布荷载值；

l—小横杆的计算跨径；

w—杆件截面抵抗矩，Φ48×3.5的钢管w值为5.078×103mm3；

EI—杆件抗弯刚度，E=2.1×105 Mpa, I=1.215×105 mm4；

[σ] —钢材极限强度为215 Mpa；

[ f ] —容许挠度值取3mm；

σ=(21.9×6002)/(10×5.078×103)=155.26MPa＜[σ]=215 Mpa

f =(21.9×6004)/(150×2.1×105×1.215×105)=0.74mm＜3mm

（二）、钢管立柱纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m，因此小横杆的计算跨径l=0.9m。认为所有荷载均由小横杆承受并传给立杆，按两跨或三跨连续梁验算其抗弯强度和挠度。

1、顺桥向每延米拱圈重：1×0.404×26=10.5kN/m；

2、倾倒砼和捣振砼产生的荷载：2 kN/m2；

3、横桥向作用在小横杆上的均布荷载为：

q=10.5+2×2.0×0.9= 14.1kN/m；

弯曲强度：σ=ql2/10w≤[σ]

抗弯刚度：f = ql4/150EI≤[ f ]

σ=(14.1×9002)/(10×5.078×103)=224.91MPa＞[σ]=215 Mpa

f =(14.1×9004)/(150×2.1×105×1.215×105)=2.42mm＜3mm

弯曲强度不能满足要求。

（三）、拟在支架上方横桥向立杆中间增设立杆，这样钢管立柱纵向间距为0.9m，横向间距为0.45m，因此小横杆的计算跨径l=0.45m。认为所有荷载均由小横杆承受并传给立杆，按两跨或三跨连续梁验算其抗弯强度和挠度。

1、顺桥向每延米拱圈重：1×0.404×26=10.5kN/m；

2、倾倒砼和捣振砼产生的荷载：2 kN/m2；

3、横桥向作用在小横杆上的均布荷载为：

q=10.5+2×2.0×0.45= 12.3kN/m；

弯曲强度：σ=ql2/10w≤[σ]

抗弯刚度：f = ql4/150EI≤[ f ]

σ=(12.3×4502)/(10×5.078×103)=49.05MPa＜ [σ]=215 Mpa

f =(12.3×4504)/(150×2.1×105×1.215×105)=0.13mm＜3mm

三、拱圈上部顺桥向弯横杆计算：

1、横桥向每延米拱圈重：1×0.75×26=19.5kN/m；

2、倾倒砼和捣振砼产生的荷载：2 kN/m2；

3、横桥向作用在小横杆上的均布荷载为：

q=19.5+2×2.0×0.9= 23.1kN/m；

弯曲强度：σ=ql2/10w≤[σ]

抗弯刚度：f = ql4/150EI≤[ f ]

σ=(23.1×9002)/(10×5.078×103)=368.47MPa＞[σ]=215 Mpa

f =(23.1×9004)/(150×2.1×105×1.215×105)=3.96mm＞3mm

弯曲强度及抗弯刚度均不能满足要求。

（二）、拟在支架上方顺桥向立杆中间增设立杆，这样：

1、横桥向每延米拱圈重：1×0.75×26=19.5kN/m；

2、倾倒砼和捣振砼产生的荷载：2 kN/m2；

3、横桥向作用在小横杆上的均布荷载为：

q=19.5+2×2.0×0.45= 21.3kN/m；

弯曲强度：σ=ql2/10w≤[σ]

抗弯刚度：f = ql4/150EI≤[ f ]

σ=(21.3×4502)/(10×5.078×103)=84.94MPa＜[σ]=215 Mpa

f =(21.3×4504)/(150×2.1×105×1.215×105)=0.22mm＜3mm

弯曲强度及抗弯刚度均能满足要求。

四、拱圈上部脚手架立杆验算：

⑴、立杆只取单排，按平面杆件体系计算；

⑵、立杆自由长度为大横杆的步距，两端为铰接；

⑶、只计垂直力，不考虑水平力和风荷载。

2、立杆按两端铰接的受压杆件计算：

[N] —立杆可承受的最大竖直荷载；

Φ—轴心压杆稳定系数，查《路桥施工计算手册》P789。

（一）、立杆承受由小横杆传递来的荷载，因此N=21.9×0.6=13.14KN，由于小横杆步距为0.6db65／t 4050.3-2018 停车场（库）车辆信息管理 第3部分：数据通信规则，长细比λ=l/i=600/15.78=38.02

查《路桥施工计算手册》附录三，得¢=0.877

[N]= ¢A[σ]=0.877×489×215=92KN

N＜[N]，满足要求。

（二）、N=12.3×0.45=5.54KNt梁桥面铺装施工方案，由于小横杆跨度为0.45，长细比λ=l/i=450/15.78=28.5

查《路桥施工计算手册》附录三，得¢=0.9