滿堂支架計算書
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1、滿堂支架計算書 海湖路橋箱梁斷面較大,本方案計算以海湖路橋北幅為例進行計算,南幅計算與北幅相同。海湖路橋北幅為530m等截面預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁(標(biāo)準(zhǔn)段為單箱雙室),箱梁高度1.7m,箱梁頂寬15.25m。對荷載進行計算及對其支架體系進行檢算。 滿堂支架的計算內(nèi)容為:①碗扣式鋼管支架立桿強度及穩(wěn)定性驗算②滿堂支架整體抗傾覆驗算③箱梁底模下橫橋向方木驗算④碗扣式支架立桿頂托上順橋向方木驗算⑤箱梁底模計算⑥立桿底座和地基承載力驗算⑦支架門洞計算。 1 荷載分析 1.1 荷載分類 作用于模板支架上的荷載,可分為永久荷載(恒荷載)和可變荷載(活荷載)兩類。 ⑴模板支架的永久荷載,包
2、括下列荷載。 ①作用在模板支架上的結(jié)構(gòu)荷載,包括:新澆筑混凝土、模板等自重。 ②組成模板支架結(jié)構(gòu)的桿系自重,包括:立桿、縱向及橫向水平桿、水平及垂直斜撐等自重。 ③配件自重,根據(jù)工程實際情況定,包括:腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)等防護設(shè)施及附加構(gòu)件的自重。 ⑵模板支架的可變荷載,包括下列荷載。 ①施工人員及施工設(shè)備荷載。 ②振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載。 ③風(fēng)荷載、雪荷載。 1.2 荷載取值 (1)雪荷載 根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009-2012)查附錄D.5可知,雪的標(biāo)準(zhǔn)荷載按照50年一遇取西寧市雪壓為0.20kN/m2。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-
3、2012 )7.1.1雪荷載計算公式如下式所示。 Sk=urso 式中:Sk——雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2); ur——頂面積雪分布系數(shù); So——基本雪壓(kN/m2)。 根據(jù)規(guī)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009-2012)7.2.1規(guī)定,按照矩形分布的雪堆計算。由于角度為小于25,因此μr取平均值為1.0,其計算過程如下所示。 Sk=urso=0.201=0.20kN/m2 (2)風(fēng)荷載 根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009-2012)查附錄D.5可知,風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)荷載按照50年一遇取西寧市風(fēng)壓為0.35kN/m2根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 1
4、30-2011)4.3.1風(fēng)荷載計算公式如下式所示。 W=0.7UzUsWO 式中:W——風(fēng)荷載強度(kN/m2); WO——基本風(fēng)壓(0.35KN/m2); Uz——風(fēng)壓高度計算系數(shù),根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 130-2011)附錄D取1.0; Us——風(fēng)荷載體型系數(shù),根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 130-2011)4.3.2條采用1.3。 風(fēng)荷載強度W=0.7UzUsWO=0.71.01.30.35=0.32KN/m2 (3)q1—— 箱梁自重荷載,按設(shè)計說明取值26KN/m3。 根據(jù)海湖路橋現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)特點,按照最不利荷
5、載原則,每跨箱梁取Ⅰ-Ⅰ截面(跨中)、Ⅱ-Ⅱ截面(墩柱兩側(cè)2.0~6.0m)、Ⅲ-Ⅲ截面(墩柱兩側(cè)2.0m)等三個代表截面進行箱梁自重計算(截面選擇區(qū)段內(nèi)箱梁自重最大處截面),并對三個代表截面下的支架體系進行檢算,首先分別進行自重計算,單跨箱梁立面圖見下圖: 單跨箱梁立面圖 1)Ⅰ-Ⅰ截面處q1計算 圖1.2-1 海湖路橋Ⅰ-Ⅰ截面 根據(jù)橫斷面圖,則: q1===(269.22)/8.86=27.06 KN/m 注:B—箱梁底寬,取8.86m,將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計算偏于安全。 —混凝土容重,取26KN/㎡。 A—箱梁橫
6、截面混凝土面積(㎡)。 2)Ⅱ-Ⅱ截面處q1計算 圖1.2-2 海湖路橋Ⅱ-Ⅱ截面 根據(jù)橫斷面圖,則: q1===(2610.7)/8.86=31.4 KN/m 3)Ⅲ-Ⅲ截面處q1計算 圖1.2-3 海湖路橋Ⅲ-Ⅲ截面 根據(jù)橫斷面圖,則: q1===(2618.3)/8.86=53.7 KN/m (4)q2——模板自重荷載,根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 130-2011)取0.75KN/ m2; (5)q3—— 施工人員、施工材料和機具荷載,按均布荷載計算,根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 130-2
7、011)取1.0KN/ m2; (6)q4—— 澆筑和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載,按均布荷載計算,根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 130-2011)取2.0KN/ m2; (7)q5—— 支架自重,根據(jù)《建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(GCJ-2011)取0.75KN/m2。 1.3 荷載組合系數(shù) 為安全考慮,參照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB50009-2012規(guī)定,計算結(jié)構(gòu)強度的荷載設(shè)計值,取其標(biāo)準(zhǔn)值乘以下列相應(yīng)的分項系數(shù): (1)永久荷載的分項系數(shù),取1.2; (2)可變荷載的分項系數(shù),取1.4。 1.4 荷載組合 荷載組合按照《建筑施工碗扣式腳手
8、架安全技術(shù)規(guī)范》表4.4.1的規(guī)定,取值如下表1.4.1所示。 表1.4.1 荷載效應(yīng)組合 計算項目 荷載組合 立桿承載力計算 1.永久荷載+可變荷載(不包括風(fēng)荷載) 2.永久荷載+0.9(可變荷載+風(fēng)荷載) 連墻件承載力計算 風(fēng)荷載+3.0kN 斜桿承載力和連接扣件(抗滑)承載力計算 風(fēng)荷載 2 結(jié)構(gòu)檢算 2.1 碗扣式鋼管支架立桿強度及穩(wěn)定性驗算 碗扣式滿堂支架和扣件式滿堂支架一樣,同屬于桿式結(jié)構(gòu),以立桿承受豎向荷載作用為主,但碗扣式由于立桿和橫桿間為軸心相接,且橫桿的“├”型插頭被立桿的上、下碗扣緊固,對立桿受壓后的側(cè)向變形具有較強的約束能力,因而碗扣式鋼
9、管架穩(wěn)定承載能力顯著高于扣件架(一般都高出20%以上,甚至超過35%)。 本工程現(xiàn)澆箱梁支架立桿強度及穩(wěn)定性驗算,根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》 JGJ 130-2011(本節(jié)計算過程中簡稱為“本規(guī)范”)立桿的強度及穩(wěn)定性計算公式進行分析計算。 1、Ⅰ-Ⅰ截面 跨中18m范圍內(nèi),碗扣式鋼管支架體系采用9090120cm的布置結(jié)構(gòu),見圖2.1-1。 (1)立桿強度驗算 根據(jù)立桿的設(shè)計允許荷載,當(dāng)橫桿步距為120cm時,立桿可承受的最大允許豎直荷載為[N]=33.6kN(參見路橋施工計算手冊表13-5鋼管支架容許荷載)。 立桿實際承受的荷載為:N=1.2ΣNGK+0.9
10、1.4ΣNQK(組合風(fēng)荷載時) ΣNGK—永久荷載對立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和; ΣNQK—可變荷載對立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和; 將荷載取值結(jié)果帶入計算公式: 圖2.1-1:Ⅰ-Ⅰ截面支架布置圖 ΣNGK=0.90.9(q1+q2+q5)=0.81(27.06+0.75+0.75)=23.13KN ΣNQK=0.90.9(q3+q4+w+Sk)=0.81(1.0+2.0+0.32+0.2)=2.85KN 則:N=1.2ΣNGK +0.91.4ΣNQK=1.223.13+0.91.42.85=31.35KN<[N]=33.6KN ,
11、強度滿足要求。 (2)立桿穩(wěn)定性驗算 立桿的穩(wěn)定性計算公式:N/(ΦA(chǔ))+MW/W≤f(組合風(fēng)荷載時) N—計算立桿段的軸向荷載31.35KN; f—鋼材的抗壓強度設(shè)計值,f=205N/mm2(參考本規(guī)范表5.1.6得); A—支架立桿的截面積A=489mm2(參考路橋施工計算手冊表13-4得); Φ—軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長細(xì)比λ由本規(guī)范附錄A表A.0.6取值; i—截面的回轉(zhuǎn)半徑i=15.78mm,(參考路橋施工計算手冊表13-4得); 長細(xì)比λ=L/i。 L—水平步距,L=1.2m。 于是,λ=L/i=76,參照本規(guī)范附錄A表A.0.6得Φ=0.744; MW
12、—計算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎距,按本規(guī)范式(5.2.9)計算; MW=0.91.4MWK=0.91.4*0.32=0.47KN.m2; W—抵抗矩W=5.08103mm3(參考路橋施工計算手冊表13-4得); 則,N/(ΦA(chǔ))+MW/W=31.35103/(0.744489)+0.47106/(5.08103) =178.70KN/mm2≤f=205KN/mm2 計算結(jié)果說明支架立桿穩(wěn)定性滿足要求。 2、Ⅱ-Ⅱ截面 橋墩旁2m~6m范圍內(nèi),碗扣式鋼管支架體系采用6090120cm的布置結(jié)構(gòu),見圖2.1-2: 圖2.1-2:Ⅱ-Ⅱ
13、截面支架布置圖 (1)立桿強度驗算 根據(jù)立桿的設(shè)計允許荷載,當(dāng)橫桿步距為120cm時,立桿可承受的最大允許豎直荷載為[N]=33.6kN(參見路橋施工計算手冊表13-5鋼管支架容許荷載)。 立桿實際承受的荷載為:N=1.2ΣNGK+0.91.4ΣNQK(組合風(fēng)荷載時) ΣNGK—永久荷載對立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和; ΣNQK—可變荷載對立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和; 將荷載取值結(jié)果帶入計算公式: ΣNGK=0.90.6(q1+q2+q5)=0.54(31.4+0.75+0.75)=17.77KN ΣNQK=0.90.6(q3+q4+w+Sk)=0.54(1.0+2.0+0.32
14、+0.2)=1.9KN 則:N=1.2ΣNGK +0.91.4ΣNQK=1.217.77+0.91.41.9=23.72KN<[N]=33.6KN ,強度滿足要求。 (2)立桿穩(wěn)定性驗算 立桿的穩(wěn)定性計算公式:N/(ΦA(chǔ))+MW/W≤f(組合風(fēng)荷載時) N—計算立桿段的軸向荷載23.72KN; f—鋼材的抗壓強度設(shè)計值,f=205N/mm2(參考本規(guī)范表5.1.6得); A—支架立桿的截面積A=489mm2(參考路橋施工計算手冊表13-4得); Φ—軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長細(xì)比λ由本規(guī)范附錄A表A.0.6取值; i—截面的回轉(zhuǎn)半徑i=15.78mm,(參考路橋施工計算手冊
15、表13-4得); 長細(xì)比λ=L/i。 L—水平步距,L=1.2m。 于是,λ=L/i=76,參照本規(guī)范附錄A表A.0.6得Φ=0.744; MW—計算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎距,按本規(guī)范式(5.2.9)計算; MW=0.91.4MWK=0.91.4*0.32=0.47KN/m2; W—抵抗矩W=5.08103mm3(參考路橋施工計算手冊表13-4得); 則,N/(ΦA(chǔ))+MW/W=23.72103/(0.744489)+0.47106/(5.08103) =157.72KN/mm2≤f=205KN/mm2 計算結(jié)果說明支架立桿穩(wěn)定性滿足要求。 3、Ⅲ-Ⅲ截面 在橋墩旁
16、兩側(cè)各2m范圍內(nèi),碗扣式鋼管支架體系采用6060120cm的布置結(jié)構(gòu),見圖2.1-3: 圖2.1-3:Ⅲ-Ⅲ截面支架布置圖 (1)立桿強度驗算 根據(jù)立桿的設(shè)計允許荷載,當(dāng)橫桿步距為120cm時,立桿可承受的最大允許豎直荷載為[N]=33.6kN(參見路橋施工計算手冊表13-5鋼管支架容許荷載)。 立桿實際承受的荷載為:N=1.2ΣNGK+0.91.4ΣNQK(組合風(fēng)荷載時) ΣNGK—永久荷載對立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和; ΣNQK—可變荷載對立桿產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和; 將荷載取值結(jié)果帶入計算公式: ΣNGK=0.60.6(q1+q2+q5)=0.36(53.7+0.75+0
17、.75)=19.87KN ΣNQK=0.60.6(q3+q4+w+Sk)=0.36(1.0+2.0+0.32+0.2)=1.27KN 則:N=1.2ΣNGK +0.91.4ΣNQK=1.219.87+0.91.41.27=25.44KN<[N]=33.6KN ,強度滿足要求。 (2)立桿穩(wěn)定性驗算 立桿的穩(wěn)定性計算公式:N/(ΦA(chǔ))+MW/W≤f(組合風(fēng)荷載時) N—計算立桿段的軸向荷載25.44KN; f—鋼材的抗壓強度設(shè)計值,f=205N/mm2(參考本規(guī)范表5.1.6得); A—支架立桿的截面積A=489mm2(參考路橋施工計算手冊表13-4得); Φ—軸心受壓桿件的穩(wěn)定
18、系數(shù),根據(jù)長細(xì)比λ由本規(guī)范附錄A表A.0.6取值; i—截面的回轉(zhuǎn)半徑i=15.78mm,(參考路橋施工計算手冊表13-4得); 長細(xì)比λ=L/i。 L—水平步距,L=1.2m。 于是,λ=L/i=76,參照本規(guī)范附錄A表A.0.6得Φ=0.744; MW—計算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎距,按本規(guī)范式(5.2.9)計算; MW=0.91.4MWK=0.91.4*0.32=0.47KN/m2; W—抵抗矩W=5.08103mm3(參考路橋施工計算手冊表13-4得); 則,N/(ΦA(chǔ))+MW/W=25.44103/(0.744489)+0.47106/(5.08103) =16
19、2.45KN/mm2≤f=205KN/mm2 計算結(jié)果說明支架立桿穩(wěn)定性滿足要求。 2.2 滿堂支架抗傾覆驗算 依據(jù)《公路橋涵技術(shù)施工技術(shù)規(guī)范實施手冊》第9.2.3要求支架在自重和風(fēng)荷栽作用下時,傾覆穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.3。 K0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=yNi/ΣMw 按海湖路橋北幅150m長度驗算支架抗傾覆能力: 橋梁寬度15.25m,長150m采用9090120cm跨中支架來驗算全橋: 支架橫向18排; 支架縱向168排; 平均高度5.9m; 頂托TC60共需要16818=3024個; 立桿需要168185.9=17842m; 縱向橫桿需要1685.9/1.218=
20、14868m; 橫向橫桿需要185.9/1.2150=13275m; 故:鋼管總重(17842+14868+13275)3.84=176.58t; 頂托TC60總重為:30257.2=21.77t; 故支架重力N1=176.589.8+21.779.8=1943.83KN; 穩(wěn)定力矩= yNi=5.91943.83=11468.6KN.m 依據(jù)以上對風(fēng)荷載計算WK=0.32KN/ m2 海湖路橋左幅150m共受力為:q=0.325.9150=283.2KN; 傾覆力矩=q3=283.23=849.6KN.m K0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=11468.6/849.6=13.2>1.
21、3 計算結(jié)果說明本方案滿堂支架滿足抗傾覆要求。 2.3 橫橋向方木(底模背肋)驗算 本施工方案中箱梁底模底面橫橋向采用1010cm方木,方木橫橋向跨度在跨中截面(Ⅰ-Ⅰ截面)處按L=90cm進行受力計算,在橋墩頂橫梁截面及橫隔板梁處、橋墩頂及墩旁各6m范圍內(nèi)(II- II、Ⅲ-Ⅲ截面處)按L=60cm進行受力計算,實際布置跨距均不超過上述兩值。如下圖將方木簡化為如圖的簡支結(jié)構(gòu)(偏于安全),木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值參照杉木進行計算,實際施工時如油松、廣東松等力學(xué)性能優(yōu)于杉木的木材均可使用。橫橋向方木受力結(jié)構(gòu)圖見下圖: ⑴Ⅰ-Ⅰ截面處 按橋每跨中Ⅰ
22、-Ⅰ截面處18.0m范圍內(nèi)進行受力分析,按方木橫橋向跨度L=90cm進行驗算。 ① 方木間距計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(27.06+0.75+1.0+2.0)18=554.58kN M=(1/8) qL2=(1/8)554.580.92=56.15kN W=(bh2)/6=(0.10.12)/6=0.000167m3 則: n= M/( W[δw])=56.15/(0.000167110000.9)=33.96(取整數(shù)n=34根) d=B/(n-1)=18/33=0.54m 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 經(jīng)計算,方木間距小于0.54m均可滿
23、足要求,實際施工中為滿足底模板受力要求,方木間距d取0.3m,則n=18/0.4=61根。 ② 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.33310-6m4 則方木最大撓度: fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(554.580.94)/(18091068.33310-6)]=0.3510-3m<l/400=0.9/400=2.2510-3m (撓度滿足要求)。 ③ 方木抗剪計算 Sm=(bh2)/8=(0.10.12)/8=1.2510-4m3 τ=(qlSm)/(nIb)=(554.580.91.2510-
24、4)/(618.33310-60.1)=1.22MPa<0.9[τ]=0.91.7MPa=1.53MPa(抗剪強度滿足要求) ⑵Ⅱ-Ⅱ截面處 按橋墩旁Ⅱ-Ⅱ截面處8.0m范圍內(nèi)進行受力分析,按方木橫橋向跨度L=90cm進行驗算。 ① 方木間距計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(31.4+0.75+1.0+2.0)8=281.2kN M=(1/8) qL2=(1/8)281.20.92=28.47kNm W=(bh2)/6=(0.10.12)/6=0.000167m3 則: n= M/( W[δw])=28.47/(0.000167110000.9)=17.2(取整數(shù)n
25、=18根) d=B/(n-1)=8/17=0.47m 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 經(jīng)計算,方木間距小于0.47m均可滿足要求,實際施工中為滿足底模板受力要求,方木間距d取0.3m,則n=8/0.3=27根。 ② 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.33310-6m4 則方木最大撓度: fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(281.20.94)/(8091068.33310-6)]=0.4010-3m<l/400=0.9/400=2.2510-3m (撓度滿足要求)。 ③ 每根方木抗剪計
26、算 Sm=(bh2)/8=(0.10.12)/8=1.2510-4m3 τ=(qlSm)/(nIb)=(281.20.91.2510-4)/(278.33310-60.1)=1.41MPa<0.9[τ]=0.91.7MPa=1.53MPa(抗剪強度滿足要求) (3)Ⅲ-Ⅲ截面處 按橋墩旁Ⅲ-Ⅲ截面處4.0m范圍內(nèi)進行受力分析,按方木橫橋向跨度L=60cm進行驗算。 ① 方木間距計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(53.7+0.75+1.0+2.0)4=229.8kN M=(1/8) qL2=(1/8)225.80.92=23.26kNm W=(bh2)/6=(0.1
27、0.12)/6=0.000167m3 則: n= M/( W[δw])=22.86/(0.000167110000.9)=14(取整數(shù)n=14根) d=B/(n-1)=4/13=0.31m 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 經(jīng)計算,方木間距小于0.31m均可滿足要求,實際施工中為滿足底模板受力要求,方木間距d取0.2m,則n=4/0.2=21根。 ② 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.10.13)/12=8.33310-6m4 則方木最大撓度: fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(229.80.94)/(809
28、1068.33310-6)]=0.4110-3m<l/400=0.9/400=2.2510-3m (撓度滿足要求)。 ③ 每根方木抗剪計算 Sm=(bh2)/8=(0.10.12)/8=1.2510-4m3 τ=(qlSm)/(nIb)=(229.80.91.2510-4)/(278.33310-60.1)=1.15MPa<0.9[τ]=0.91.7MPa=1.53MPa(抗剪強度滿足要求) 2.4 縱橋向方木(主梁)驗算 本施工方案中碗扣架頂托上順橋向采用1015cm方木作為縱向分配梁。順橋向方木的跨距,根據(jù)立桿布置間距,在箱梁跨中18m范圍內(nèi)(Ⅰ-Ⅰ截面)按L=90cm(橫向間
29、隔l=90cm)進行驗算,橋墩旁2m~6m范圍內(nèi)(Ⅱ-Ⅱ截面)按L=90cm(橫向間隔l=60cm)進行驗算,橋墩兩側(cè)2m范圍內(nèi)(Ⅲ-Ⅲ截面)按L=60cm(橫向間隔l=60cm)進行驗算。將方木簡化為如圖的簡支結(jié)構(gòu)(偏于安全)。木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值參照杉木進行計算,實際施工時如油松、廣東松等力學(xué)性能優(yōu)于杉木的木材均可使用。 備注:因橫橋向方木布置較密(凈間距0.1~0.2m),故順橋向方木按均布荷載考慮。 ⑴ Ⅰ-Ⅰ截面處 跨中截面立桿頂托上順橋向采用1015cm規(guī)格的方木,順橋向方木跨距90cm,橫橋向間隔90cm布置,根據(jù)前受力布置圖進行方木受
30、力分析計算如下: ① 每根方木抗彎計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(27.06+0.75+1.0+2.0)0.9=27.729kN/m M=(1/8) qL2=(1/8)26.8290.92=2.808kNm W=(bh2)/6=(0.100.152)/6=3.7510-4m3 則:δ= Mmax/ W=2.808/(3.7510-4)=7.49MPa<0.9[δw]=9.9MPa(符合要求) 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 ② 每根方木抗剪計算 則:τ= MPa<0.9[τ]=0.91.7MPa=1.53MPa 符合要求。 ③ 每根方木撓度計算
31、 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.10.153)/12=2.812510-5m4 則方木最大撓度: fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(27.7290.94)/( 91062.812510-5)]=8.25710-4m<l/400=0.9/400=2.2510-3m 故,撓度滿足要求。 ⑵ Ⅱ-Ⅱ截面處 墩旁2~6m范圍內(nèi)立桿頂托上順橋向采用1015cm規(guī)格的方木,順橋向方木跨距90cm,橫橋向間隔60cm布置,根據(jù)前受力布置圖進行方木受力分析計算如下: ① 每根方木抗彎計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(31.4+0.75+
32、1.0+2.0)0.6=21.09kN/m M=(1/8) qL2=(1/8)21.090.92=2.13kNm W=(bh2)/6=(0.100.152)/6=3.7510-4m3 則:δ= Mmax/ W=2.13/(3.7510-4)=5.63MPa<0.9[δw]=9.9MPa(符合要求) 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 ② 每根方木抗剪計算 則:τ= MPa<0.9[τ]=0.91.7MPa=1.53MPa 符合要求。 ③ 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.100.153)/12=2.812510-5m4 則方木最大撓度: f
33、max=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(21.090.94)/( 91062.812510-5)]=7.11710-4m<l/400=0.9/400=2.2510-3m 故,撓度滿足要求。 ⑶ Ⅲ-Ⅲ梁截面處 墩頂實心段(墩頂兩側(cè)2m范圍內(nèi))截面立桿頂托上順橋向采用1015cm規(guī)格的方木,順橋向方木跨距60cm,橫橋向間隔60cm布置,根據(jù)前受力布置圖進行方木受力分析計算如下: ① 每根方木抗彎計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(53.7+0.75+1.0+2.0)0.6=34.47kN/m M=(1/8) qL2=(1/8)33.870.6
34、2=1.551kNm W=(bh2)/6=(0.100.152)/6=3.7510-4m3 則:δ= Mmax/ W=1.551/(3.7510-4)=4.204MPa<0.9[δw]=9.9MPa(符合要求)。 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 ② 每根方木抗剪計算 則:τ= MPa<0.9[τ]=0.91.7MPa=1.53MPa 符合要求。 ③ 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.10.153)/12=2.812510-5m4 則方木最大撓度: fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(34.470.64)/(
35、 91062.812510-5)]=2.29810-4m<l/400=0.6/400=1.510-3m 故,撓度滿足要求。 2.5 箱梁底模板計算 箱梁底模采用優(yōu)質(zhì)竹膠板,鋪設(shè)在支架立桿頂托上順橋向方木上的橫橋向方木上。其中Ⅰ-Ⅰ、II- II截面范圍內(nèi)橫橋向方木按0.3m間距布置,其余部分橫橋向方木按0.2m間距布置。取各種布置情況下最不利位置進行受力分析,并對受力結(jié)構(gòu)進行簡化(偏于安全)。 通過前面分析計算及布置方案,在橋墩兩側(cè)2~6m處,橫橋向方木布置間距為0.3m(凈距0.2m)時,為底模板荷載最不利位置,則有: 竹膠板彈性模量E=7500MP
36、a 每米竹膠板的慣性矩I=(bh3)/12=(1.00.0153)/12=1.4410-7m4 (1) 模板厚度計算 q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(31.4+0.75+1.0+2.0)0.3=10.545kN/m 則:Mmax= 模板需要的截面模量:W=m2 模板的寬度為1.0m,根據(jù)W、b得h為: h= 因此,模板采用15mm厚規(guī)格的竹膠板。 (2)模板剛度驗算 fmax=<0.90.3/400m=6.7510-4m 故,撓度滿足要求。 2.6 支架底座承載力計算
37、 1 立桿承受荷載計算 Ⅰ-Ⅰ截面處:跨中18m范圍內(nèi),間距為9090cm布置立桿時,每根立桿上荷載為: N=abq=ab(q1+q2+q3+q4+q5) = 0.90.9(27.06+0.75+1.0+2.0+0.75)=25.56kN Ⅱ-Ⅱ截面處:橋墩兩側(cè)2~6m范圍內(nèi),間距為6090cm布置立桿時,每根立桿上荷載為: N=abq=ab(q1+q2+q3+q4+q5) = 0.60.9(31.4+0.75+1.0+2.0+0.75)=19.386kN Ⅲ-Ⅲ截面處:在橋墩旁兩側(cè)各2m范圍內(nèi),間距為6060cm布置立桿時,每根立桿上荷載為: N=abq=ab(q1+q2+
38、q3+q4+q5) = 0.60.6(53.7+0.75+1.0+2.0+0.75)=20.952kN ⑵ 立桿底托驗算 立桿底托驗算: N≤Rd 通過前面立桿承受荷載計算,每根立桿上荷載最大值為跨中截面Ⅰ-Ⅰ橫截面處間距9090cm布置的立桿,即: N=abq= ab(q1+q2+q3+q4+q5) = 0.90.9(27.06+0.75+1.0+2.0+0.75)=25.56kN 底托承載力(抗壓)設(shè)計值,一般取Rd =40KN; 得:25.56KN<40KN ,立桿底托符合要求。 (3) 立桿地基承載力驗算 表1:標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗粘質(zhì)土地基容許承載力(Kpa) 試驗錘擊
39、數(shù)(擊/30)cm 3 5 7 9 11 13 15 17 19 k(Kpa) 105 145 190 235 280 325 370 435 515 K調(diào)整系數(shù);混凝土基礎(chǔ)系數(shù)為1.0 根據(jù)經(jīng)驗及試驗,將地面整平(斜坡地段做成臺階)并采用重型壓路機碾壓密實(壓實度≥90%),達(dá)到要求后,再填筑50cm厚的隧道棄渣,并分層填筑,分層碾壓,使壓實度達(dá)到95%以上后,地基承載力可達(dá)到 [fk]= 190~250Kpa(參考《建筑施工計算手冊》。 立桿地基承載力驗算:≤Kk 式中: N——為腳手架立桿傳至基礎(chǔ)頂面軸心力設(shè)計值; Ad——為立桿底座面積A
40、d=15cm15cm=225cm2; 按照最不利荷載考慮,立桿底拖下砼基礎(chǔ)承載力: ,底托下砼基礎(chǔ)承載力滿足要求。 底托坐落在砼基礎(chǔ)上(按照10cm厚計算),按照力傳遞面積計算: A=(20.1tg450+0.15)2=0.1225m2 k=σ0=220 KPa K調(diào)整系數(shù);混凝土基礎(chǔ)系數(shù)為1.0 按照最不利荷載考慮: =25.56KN/0.1225m2 =208≤K[k]=1.0220KPa 經(jīng)過計算,基底整平壓實后采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗檢測地基承載力?;A(chǔ)處理時填土石混渣或建筑拆遷廢渣,并用壓路機壓實后,檢測壓實度達(dá)到,如壓實度達(dá)到95%以上,則同理地基承載力滿足要求。如巨粒土
41、以及含有磚頭、砼塊、塊石等的粘質(zhì)土,不適應(yīng)做標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗或?qū)z測結(jié)果尚有疑問時,則應(yīng)再做平板荷載試驗。確認(rèn)地基承載力符合設(shè)計要求后,才能開始放樣,擺放腳手架,在其上開始搭設(shè)腳手架。 2.7 支架預(yù)留門洞計算 門洞臨時墩采用加密腳手架結(jié)構(gòu),與現(xiàn)狀海湖路行車方向平行,上設(shè)工字鋼承重結(jié)構(gòu),臨時墩腳手架搭設(shè)在C25砼上。按最不利荷載位置及簡支梁體系進行結(jié)構(gòu)驗算。 本施工方案臨時墩采用Φ483.5(Q235)碗扣式腳手架搭設(shè)立桿,縱向間距30cm、橫向間距均為60cm,橫桿步距按照60cm進行布置,立桿分別按軸心受壓和偏心受壓桿件計算,橫桿不予考慮。 1 立桿計算(按細(xì)長桿計算): 立桿的
42、穩(wěn)定性計算公式:N/(ΦA(chǔ))+MW/W≤f(組合風(fēng)荷載時) q= (q1+q2+q3+q4+q5)= (27.06+0.75+1.0+2.0+0.75)=31.56kN (預(yù)留門洞位于跨中位置,按Ⅰ-Ⅰ截面進行何在計算)。 N-立桿軸向力計算值(KN),由于立桿間距為0.30.6,則單根鋼管 受力N=31.560.30.6=5.7KN。 f—鋼材的抗壓強度設(shè)計值,f=205N/mm2(參考本規(guī)范表5.1.6得); A—支架立桿的截面積A=489mm2(參考路橋施工計算手冊表13-4得); Φ—軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長細(xì)比λ由本規(guī)范附錄A表A.0.6取值; i—截面的回轉(zhuǎn)半徑
43、i=15.78mm,(參考路橋施工計算手冊表13-4得); 長細(xì)比λ=L/i。 L—水平步距,L=0.6m。 于是,λ=L/i=38,參照本規(guī)范附錄A表A.0.6得Φ=0.893; MW—計算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎距,按本規(guī)范式(5.2.9)計算; MW=0.91.4MWK=0.91.4*0.32=0.47KN/m2; W—抵抗矩W=5.08103mm3(參考路橋施工計算手冊表13-4得); 則,N/(ΦA(chǔ))+MW/W=5.7103/(0.893489)+0.47106/(5.08103) =105.57KN/mm2≤f=205KN/mm2 計算結(jié)果說明支架立桿穩(wěn)定性滿
44、足要求。 結(jié)論:立桿布局按3060㎝布置,受力要求滿足。 ⑵橫桿計算: 由于大橫桿和小橫桿受力與縱桿變形產(chǎn)生的彎矩有關(guān),縱桿主要為軸心受壓構(gòu)件,一般情況不會產(chǎn)生彎矩。故不作橫桿受力計算。 ⑶工字鋼驗算 工字鋼延橫橋向按0.6m布置,既有海湖路門洞寬度為 7.0m,受力結(jié)構(gòu)為簡支體系。上鋪設(shè)1010cm橫橋向方木,間距20cm。按簡支體系進行驗算,擬采用的工字鋼型號為I40a型,由前面計算得面荷載為q=30.56KN。 ①荷載計算:I40a自重為0.8KN/m(查五金手冊) 施工荷載自重:q1=31.560.6=18.936KN/m 工字鋼自重:q2=0.8KN/m q= q1+ q2=19.736KN/m 跨中最大彎矩為: 支點處最大剪力設(shè)計值: ②結(jié)構(gòu)驗算:查I40a型工字鋼的彎曲應(yīng)力為[w]=145Mpa 梁所需要的截面抵抗矩為: 查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》得I40a: Ix=21720cm4 Wx=1090cm3=1.09106㎜3>,現(xiàn)場使用I40工字鋼作為縱向主梁滿足要求。 ③工字鋼跨中撓度驗算:按簡支梁計算 撓度滿足要求。 通過以上計算,I40a型剛度滿足要求,可使用60㎝間距I40a型工字鋼。
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