现浇段支架计算书Word文档格式.docx
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支架采用碗扣支架,顺桥方向立杆间距为0.6m,横桥向距桥墩中心8米范围内底板处及翼板掖部立杆间距为0.6m,其余为0.9m(腹板下加密到0.3m);
步距为1.2m,支架平均高度13.5m;
纵向承力垫木和横向分配垫木均采用10×
10cm的方木。
纵向承力垫木间距为0.9m、0.6m,在腹板处三条为双层布置间距0.3m。
横向分配垫木在距桥墩中心8米范围内和腹板下方间距为0.2m,其余为0.4m。
为不影响鸡鸦水道特大桥河堤车辆通行,确保施工临时支架安全及施工安全和行车安全,跨线部分施工时采用搭设φ800×
8mm钢管桩,钢管桩底部浇注200×
60及120×
60cm钢筋砼条形基础,每排钢管桩5根,顶部钢板垫平,铺设3I32a横梁,横梁上行车道通道位置纵向架设I56a工字钢,工字钢上设置φ48×
3mm碗扣架底托、顶托,在顶托上纵向铺设10×
10方木,顶部横向放置10×
10方木。
为了确保满堂支架的整体强度、刚度和稳定性,纵横向剪刀撑每5排立杆设一道,水平剪刀撑每4排步距设一道。
考虑受夏季洪水影响河堤内侧钢管支架的稳定性,17#墩左右幅支架基础采用5根φ630×
6mm螺旋钢管桩,钢管桩长14m入持力层10m,横向5根,钢管桩通过振动锤振动下沉至持力层,钢管桩顶设一3Ⅰ32a横梁,上部支架与跨线部分相同。
为确保大体积混凝土的表面平整度,考虑到施工安装、搬运、拆卸方便,箱梁模板采用大面积刚度较好的竹胶板。
三、满膛支架结构检算
3.1横向分配方木和纵向承力方木检算
3.1.1墩身中线8m范围内
3.1.1.1支架荷载计算
⑴钢筋砼梁体自重,取钢筋砼自重26KN/㎡,按最不利情况计算。
腹板部位(梁高为3.6m):
9.36t/㎡
空腹板部位:
5.25t/㎡
⑵模板方木自重0.1t/㎡
⑶施工人员及施工设备自重0.25t/㎡,振捣砼时对水平模板冲击力0.2t/㎡,合计0.45t/㎡。
3.1.1.2横向分配方木和纵向承力方木检算
横向分配方木采用10cm×
10cm×
200cm方木,
腹板处跨长30cm,间距20cm;
空腹板处跨长60cm,间距20cm。
纵向承力方木采用10cm×
腹板处跨长60cm,间距30cm;
空腹板处跨长60cm,间距60cm
横向分配方木检算
截面抵抗矩W=10.0×
10.02/6=166.67cm3;
截面惯性矩I=10.0×
10.03/12=833.33cm4;
横向分配方木按照两跨(腹板)及三跨(空腹板)连续梁计算。
⑴荷载的计算:
钢筋混凝土板自重(kN/m):
腹板部位:
q1=18.7kN/m
q1=10.5kN/m
②模板(采用12mm竹胶板)的自重线荷载(kN/m):
q2=0.5kN/m
③活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m):
q3=(2.5+2)×
0.2=0.9kN/m
由此楞木荷载计算值:
q=1.2×
(q1+q2)+1.4q3
=1.2×
(10.5+0.5)+1.4×
0.9=14.5kN/m(空腹板部位)
(18.7+0.5)+1.4×
0.9=24.3kN/m(腹板部位)
⑵强度计算:
最大弯矩:
Mmax=0.418KN.m(空腹板部位)
截面应力σmax=0.418×
106/(166.67×
103)=2.5N/mm2
横向分配方木的计算强度小于12.0N/mm2,满足要求!
⑶抗剪计算
最大剪力:
Q=5.22KN(空腹板部位)
截面抗剪强度计算值
T=3×
5.22/(2×
100×
100)=0.78N/mm2
截面抗剪强度设计值1.30N/mm2
横向分配方木的抗剪强度计算满足要求!
⑷挠度计算
计算公式如下:
f=0.677ql4/100EI
=0.677×
14.5×
6004/(100×
9000.00×
8333334.0)=0.17mm(空腹板部位)
方木的最大挠度小于600/400=1.5mm满足要求!
支座反力:
R=9.1KN(腹板部位)R=9.6KN(空腹板部位)
2)纵向承力方木的计算
因现浇段分两次浇筑故只计算腹板处
按照简支梁计算
最大弯矩
Mmax=2.0kN.m
截面应力σ=2.0×
106/(166670×
2)=6.0N/mm2<
12.0N/mm2,满足要求!
Q=13.7KN
13.7/(2×
2×
100)=1.0N/mm2
<
1.30N/mm2
满足要求!
f=ql4/8EI=0.98mm
R=27.4KN
3.1.2腹板厚0.5m处
3.1.2.1支架荷载计算
⑴钢筋砼梁体自重,取钢筋砼自重26KN/㎡,因分二次浇注故只取底板重量,按最不利情况计算。
0.8t/㎡
3.1.2.2横向分配方木和纵向承力方木检算
220cm方木,空腹板部位:
跨长90cm,间距40cm;
跨长60cm,间距90cm;
1)横向分配方木检算
横向分配方木按照两跨连续梁计算,截面力学参数为:
①钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=8×
0.4=3.2kN/m
②模板(采用18mm竹胶板)的自重线荷载(kN/m):
0.4=1.8kN/m
(3.2+0.5)+1.4×
1.8=6.96kN/m(空腹板部位)
Mmax=0.71KN.m(空腹板部位)
截面应力σmax=0.71×
103)=4.3N/mm2
Q=3.9KN
3.9/(2×
100)=0.6N/mm2
截面抗剪强度设计值
1.30N/mm2
24.3×
8333334.0)=0.08mm(腹板部位)
方木的最大挠度小于900/400=2.25mm满足要求!
R=7.8KN
按照三垮连续梁计算
q=Q×
5/3L=7.8×
5/3×
0.6=21.6kN/m
Mmax=0.78kN.m
截面应力σ=0.78×
106/(166670)=4.6N/mm2<
12.0N/mm2,满足要求!
Q=7.8KN
7.8/(2×
100)=1.2N/mm2
1.40N/mm2
f=0.70mm
支座最大反力:
R=14.3KN
3.2满堂支架验算
3.2.1支架荷载计算
⑵模板方木自重0.05t/㎡
⑶支架自重计算
满堂式碗扣支架按15米高计,其自重为:
g=15×
0.235=3.525Kn
⑷施工人员及施工设备自重0.25t/㎡,振捣砼时对水平模板冲击力0.2t/㎡,合计0.45t/㎡。
3.2.2立杆计算
⑴立杆平面布置
单杆承载面积0.6×
0.6=0.36㎡
腹板部位:
单杆承载面积0.6×
0.3=0.18㎡
⑵立杆轴向荷载计算
1)、不组合风荷载
梁端8m处空腹板部位:
N=1.2[(5.25+0.05)×
0.36+0.3525]+1.4×
0.45×
0.36=2.9T
N=1.2[(9.36+0.05)×
0.18+0.3525]+1.4×
0.18=2.6T
翼板区因混凝土荷载小于底板区,故总荷载必小于底板区,无需验算
支架稳定系数ψ确定
立杆计算长度l0=h+2a=1200+2×
200=1600mm
h—支架立杆的步距
a—模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度。
立杆厚度按3.0mm计算
回转半径:
I=
=
/4=15.95mm
长细比:
λ=l0/r=1600/15.95=100.3
查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录C表C得ψ=0.566
钢管截面积:
A=4.24×
102mm2
立杆受力:
f=N/(ψA)=29.0×
103/(0.566×
4.24×
102)=121.0N/mm2
立杆稳定系数:
K=[f]/f=205/121.0=1.69
立杆稳定性满足要求。
2)、组合风荷载
立杆荷载:
《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》,支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合风荷载时立杆受压荷载总设计值计算。
空腹板部位:
0.36+0.3525]+0.9×
1.4×
0.18+0.3525]+0.9×
0.18=2.55T
风荷载:
风荷载标准值按下式计算:
ωk=0.7μsμzω0=0.7*0.8*1.52*0.46=0.39KN/m2
其中
w0--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》的规定采用:
ω0=0.46KN/m2;
μz--风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》的规定采用:
偏保守估计取值h=15m,属A类。
μz=1.52;
μs--风荷载体型系数:
本工程取值为0.8;
Mw=0.9×
Mwk=0.9×
Wk×
la×
h2/10=0.9×
0.39×
0.6×
1.22/10=0.042kN·
m
立杆稳定性验算:
f=1.05×
N/(φA)+Mw/W=1.05×
29.0×
102)+0.042×
106/(4.49×
103)=140.7MPa<
[f]=205MPa;
综上,支架立杆的稳定性满足要求。
3.3地基承载力
立杆下的可调底座尺寸为10cm×
10cm,地基处理形式从下到上为换填30cm宕渣并夯实,在宕渣上浇注15cm厚的C25素混凝土。
计算考虑扩散角考虑45度,宕渣重度取8KN/m3。
则混凝土面的应力为:
σmax=N/A=29.0/0.12=2.9MPa<
20Mpa
宕渣上层面的作用面积为:
A=(0.10+0.15*2)*(0.10+0.15*2)=0.16m2
则应力为
σmax=N/A=29.0/0.16+0.15*24=184.9KPa
宕渣底的作用面积为
A=(0.1+0.45*2)*(0.1+0.45*2)=1m2
σmax=N/A=29.0/1+0.15*24+0.3*8=33.0KPa
故宕渣夯实后的承载力不得小于184.9Kpa,基底地基的承载力不得小于33.0KPa。
四、跨线门式框架结构检算
4.1行车道工字钢门式框架
4.1.1Ⅰ56a工字钢纵梁计算
Ι56a工字钢纵梁跨度8m。
Ι56a自重q0=1.06KN/m,截面特性如下:
A=135cm2,
Wx=2342×
103mm3
工字钢承受的总荷载P=13*26.0=338KN,简化为均布荷载计算:
q1=P/L=338/8=42.3KN/m,
q=q1+q0=43.4KN/m
(1)强度检算:
f=Mmax/W=347.2×
103/2342×
10-6
=148Mpa<
[f]=205Mpa,满足要求。
(2)挠度检算:
4.1.23Ⅰ32a工字钢横梁计算
3Ι32a工字钢横梁跨度3.65m。
Ι32a自重q0=52.7KN/m,截面特性如下:
A=67.0cm2Ix=11080×
104mm3Wx=692×
Ι56工字钢上钢管受力F=14.3KN+9m×
0.235KN/m=16.4KN
Ι56工字钢总荷载P=13*16.4=213.4KN
3Ι32a工字钢Mmax=392.0KN.mQ=324.5KN
强度检算:
f=Mmax/W=392.0×
103/3×
692×
=189Mpa<
8mm钢管计算
⑴钢筋砼梁体自重,187.6T
⑵模板方木自重3.08T
(3)支架自重33.48T
(4)工字钢自重20.4T
(5)施工人员及施工设备自重0.25t/㎡,振捣砼时对水平模板冲击力0.2t/㎡,合计0.45t/㎡。
共27.7t
因此每根钢管承受荷载为:
332.3/5=66.5t=665KN
稳定系数ψ确定
管桩计算长度l0=600mm
立杆回转半径:
i=
/4=280.0mm
λ=l0/i=6000/280.0=21.4
查计算手册得ψ=0.965
A=3.14×
(160000-153664)=19895.0mm2
管桩压应力:
N/A=272×
103/(19895)=13.7MPa
ψ[σ]=0.965×
140=135.1MPa
N/A=13.7MPa<
ψ[σ]=135.1MPa,钢管桩稳定性满足要求。
依据鸡鸦水道特大桥设计图纸提供的地质资料,大堤内侧地质情况如下:
地质情况
深度
填土
+2.66m~+0.96m
淤泥质土
+0.96m~-1.24m
粉砂
-1.24m~-25.84m
每根φ630×
6mm管桩承受竖向荷载:
332.5KN
钢管桩容许承载力检算:
[P]=1/2(UΣαiliτi+αAσR)
式中:
[P]—端桩轴向受压容许承载力,kN;
U—钢管桩周长,取1.98m;
αi、α—桩周摩阻力和桩底承载力的影响系数,锤击沉桩其值均取1.0;
li—局部冲刷线以下各土层厚度,取10m;
τi—各土层与桩壁的极限摩阻力,取50kPa;
桩端受力面积,按管壁计算,取0.012
。
σR—桩尖处土层(粉砂)的极限承载力,取3500kPa;
因此
P=332.5kN<
[P]=516.0kN
所以设计钢管桩长度为14m,进入粉砂层10m,承载力满足要求。
二〇一三年三月
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