跨沈阳路中桥支架模板检算书文档格式.docx
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5×
2858
U形顶托/TC30底托
个
1122/1122
4.支架布置
框构桥顶板采用支架现浇,支架采用碗扣式脚手架拼装搭设。
支架采用外径Φ48mm、壁厚3.5mm的标准杆件进行搭设。
支架立杆主要采用3.0m、2.4m、1.8m三种规格,横杆采用0.9m、0.6m两种规格。
支架顺青荣城际铁路线路纵向方向立杆间距60cm,线路横向立杆间距90cm,横杆步距120cm。
支架底托直接支撑在底板混凝土表面,支架纵向剪刀撑每5排搭设一道,横向剪刀撑每4排搭设一道。
立杆顶端安装可调式U型顶托。
立杆顶托上沿线路纵向铺设12×
12cm的横向方木;
横向方木上铺设6×
8cm的纵向方木,方木间距为0.2m;
顶板倒角处采用8×
10cm的纵向方木。
顶板和墙身模板采用厚1.5cm的竹胶板。
边墙横向采用5×
8cm的方木作为背肋进行加固,间距20cm。
竖向采用双排并列的Φ48mm×
3.5mm钢管进行固定,对拉杆采用Φ16的钢筋拉杆,拉杆间距为60×
60cm。
5.结构检算
5.1荷载分布
根据本现浇框构桥的结构布置,在施工中涉及到以下荷载形式:
q1——框构自重荷载,新浇钢筋混凝土容重取26KN/m³
。
q2——框构内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载,按均布荷载计算,取1.5KPa。
q3——施工人员、施工材料、施工机具等施工荷载,按均布荷载计算,取2.5KPa。
q4——振捣混凝土产生的荷载,对底板取2.0KPa。
q5——倾倒混凝土产生的水平荷载,取4.0KPa。
q6——新浇混凝土对侧模的压力。
荷载:
钢筋混凝土自重
假设框构全部重量仅作用于底板区域,计算单位面积压力:
q1=G×
r=1.1×
26KN/m³
=28.6KN/㎡
顶板倒角处按最不利因素考虑,计算单位面积压力:
q1’’=G’×
r=2.0×
=52KN/㎡
5.2底模强度检算
底模采用高强度竹胶板,板厚15mm,竹胶板背肋采用6×
8cm方木,背肋横向布置,间距为20cm。
验算模板强度采用宽度b=0.2m。
跨中部分竹胶板按支架纵梁3×
0.2m跨度的连续梁计算。
5.2.1模板力学性能
弹性模量:
E=10MPa
截面惯性矩:
Ⅰ=bh³
/12=20×
1.5³
/12=5.625cm4
截面抵抗矩:
W=bh²
/6=20×
1.5²
/6=7.5cm³
截面面积:
A=bh=20×
1.5=30cm²
5.2.2模板受力计算
跨中部分竹胶板按照底部纵梁3×
0.2m跨度的连续梁进行计算,且承载能力极限状态进行计算,计算模式如下:
(1)底模板荷载组合:
F=1.2×
28.6+1.4×
(2.5+2+4)=46.22KN/㎡
q=F×
b=46.22×
0.2=9.244KN/m
顶板倒角处按最不利因素考虑计算:
F’=1.2×
53+1.4×
(2.5+2+4)=74.3KN/㎡
q’=F’×
b=74.3×
0.2=14.86KN/m
(2)跨内最大弯矩:
M=0.1ql²
=0.1×
9.244×
0.2²
=0.037KN·
m
M’=0.1q’l²
14.86×
=0.05944KN·
(3)弯曲应力:
σ=M/W=(0.037×
10³
)/(7.5×
10-6)=4.933MPa<[σ]=11MPa
σ’=M’/W=(0.05944×
10-6)=7.925MPa<[σ]=11MPa
竹胶板强度满足要求。
(4)剪应力:
τmax=1.5Q/A=1.6×
0.6ql/A=1.5×
0.6×
0.2/3000=0.55464MPa<[τ]=1.2MPa
τmax’=1.5Q’/A=1.6×
0.2/3000=0.8916MPa<[τ]=1.2MPa
(5)挠度:
竹胶板下纵梁间距0.2m,竹胶板可看做多跨连续梁,按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算。
根据《建筑施工计算手册》,挠度f=0.677×
ql4/(100×
EⅠ)。
f——挠度值;
q——连续梁上均布荷载;
l——跨度;
E——弹性模量;
Ⅰ——截面惯性矩;
挠度计算:
f=0.677×
EⅠ)=(0.677×
0.24)/(100×
0.1×
107×
5.625×
10-8)=0.178mm<l/400=200/400=0.5mm
f’=0.677×
q’l4/(100×
10-8)=0.286mm<l/400=200/400=0.5mm
竹胶板挠度满足要求。
综上,竹胶板受力满足要求。
5.3纵梁强度检算
沿线路横向,在12×
12cm横梁方木上,用6×
8cm方木按间距0.2m布置纵梁(顶板倒角处采用8×
10方木)。
查《路桥施工计算手册》,木材的力学性能取下值(按照杉木顺纹查取):
弹性模量E=9MPa;
抗弯强度设计值[σ]=11Mpa;
抗剪强度[τ]=1.2MPa;
间隔距离:
0.2m;
截面尺寸:
6cm×
8cm(8cm×
10cm);
截面高度:
8cm(10cm);
方木的惯性矩和截面抵抗矩W分别为:
W=6×
8²
/6=64cm³
W’=8×
10²
/6=133.3cm³
Ⅰ=6×
8³
/12=256cm4Ⅰ’=8×
/12=666.7cm4
A=6×
8=48cm²
A’=8×
10=80cm²
按照每跨跨度为0.6m的三等跨连续梁进行计算:
混凝土自重:
N1=28.6×
0.2=3.432KN
N1’=52×
0.2=6.24KN
模板重量:
N2=1.5×
0.2=0.18KN
人及施工机具活载:
N3=2.5×
0.2=0.3KN
振捣混凝土产生的荷载:
N4=2×
0.2=0.24KN
倾倒混凝土产生的水平荷载N5=4×
0.2=0.48KN
最大弯矩考虑为静荷载与活载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载:
q=[1.2×
(3.432+0.18)+1.4×
(0.3+0.24+0.48)]/0.6=9.604KN/m
q’=[1.2×
(6.24+0.18)+1.4×
(0.3+0.24+0.48)]/0.6=15.22KN/m
最大弯矩:
M=0.1×
ql²
9.604×
0.6²
=0.3458KN·
M’=0.1×
q’l²
15.22×
=0.5479KN·
最大剪力:
Q=0.6×
ql=0.6×
0.6=3.457KN
Q’=0.6×
q’l=0.6×
0.6=5.4792KN
(1)抗弯承载力检算
σ=M/W=0.3458×
/(64×
10-6)=5.4025MPa<[σ]=11MPa
σ’=M’/W’=0.5479×
/(133.3×
10-6)=4.11MPa<[σ]=11MPa
由上可知,顶板6×
8cm和顶板倒角8×
10cm方木按0.2m间距布置满足要求。
(2)抗剪承载力计算:
方木抗剪强度[τ]=1.2MPa;
τ=1.5Q/A=1.5×
3.457×
/(60×
80)=1.08MPa<[τ]=1.2MPa;
τ’=1.5Q’/A=1.5×
5.4792×
/(80×
100)=1.02735MPa<[τ]=1.2MPa;
方木抗剪承载力满足要求。
(3)方木挠度检算:
0.64)/(100×
9×
106×
256×
10-8)=0.3657mm<l/400=600/400=1.5mm
666.7×
10-8)=0.226mm<l/400=600/400=1.5mm
6×
8cm和8×
10cm方木挠度满足要求。
综上,6×
10cm纵梁方木满足要求。
5.4横梁强度检算
在支架顶托上,沿线路纵向铺设12×
12cm横梁。
横梁强度检算按最不利跨径0.9m计算。
0.6m;
12cm×
12cm;
W=12×
12²
/6=288cm³
Ⅰ=12×
12³
/12=1728cm4
A=12×
12=144cm²
按照每跨跨度为0.9m的三等跨连续梁进行计算:
(1)作用在横梁上的均布荷载及活载:
混凝土自重:
0.9=15.444KN
0.9=28.08KN
0.9=0.81KN
0.9=1.35KN
0.9=1.08KN
0.9=2.16KN
(15.444+0.81)+1.4×
(1.35+1.08+2.16)]/0.9=28.812KN/m
(28.08+0.81)+1.4×
(1.35+1.08+2.16)]/0.9=45.66KN/m
Q=0.6ql=0.6×
28.812×
0.9=15.56KN
Q’=0.6q’l=0.6×
45.66×
0.9=24.66KN
0.9²
=1.867KN·
=2.96KN·
(4)抗弯承载力检算
σ=M/W=1.867×
/(288×
10-6)=6.483MPa<[σ]=11MPa
σ’=M’/W’=2.96×
10-6)=10.28MPa<[σ]=11MPa
由上可知,横梁12×
12cm方木按0.9m间距布置满足要求。
(5)方木挠度检算:
0.94)/(100×
1728×
10-8)=0.8229mm<l/400=900/400=2.25mm
10-8)=1.304mm<l/400=900/400=2.25mm
由上可知,12×
12cm方木挠度满足要求。
综上,12×
12cm纵梁方木满足要求。
5.5满堂支架检算
采用孔跨1-20m,支架宽度19.2m(32×
0.6m),支架长度14.4(16×
0.9m),60(立杆纵距)×
90(立杆横距)×
120(水平杆步距)cm验算。
支架立杆纵向17排,横向33排,高度6.9m。
5.5.1满堂支架整体抗倾覆检算
依据《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》要求支架在自重和风荷载作用下时,抗倾覆稳定系数不得小于1.5。
K0=稳定力矩/倾覆力矩=Mk/Mq=y×
Ni/Mq
支架抗倾覆能力:
钢管总重:
[(7741.8+3916.8+5702.4)/2]×
3.84=33333.12kg。
顶托及底托总重:
(1122/2)×
7.2×
2=8078.4kg
剪刀撑总重:
(2373.6/2)×
3.84=4557.31kg
Ni=(33333.12+8078.4+4557.31)×
9.8=450494.5N≈450.5KN
稳定力矩Mk=y×
Ni=(14.4/2)×
450.5=3243.6KN·
查《建筑结构荷载规范》,风荷载取值Wk=0.27KN/㎡。
支架在风荷载下受力:
q=0.27×
14.4×
19.2=74.65KN
支架倾覆力矩Mq=q×
14.4/2=74.65×
14.4/2=537.48KN·
K0=Mk/Mq=3243.6/537.48=6.03>1.5
由上可知,本方案满堂支架满足抗倾覆要求。
5.5.2立杆地基承载力计算
地基承载力考虑顶板倒角处的最不利荷载布置。
由5.5.1满堂支架整体抗倾覆检算可得:
Ni=450.5KN。
立杆总数共17×
33=561根。
由5.4横梁强度检算可得:
q’=45.66KN/m,则F=45.66KN/㎡。
上倒角2.7m布置立杆共4×
17=68根,面积为A=2.7×
14.4=38.88㎡。
顶板倒角处每根立杆的受力:
N=450.5/561+45.66×
38.88/68=26.91KN。
分布地基受力面积为A’=0.6m×
0.9m。
地基应力σ=N/A’=26.91/(0.6×
0.9)=49.83KPa<250KPa(C25基础垫层)。
由上可知,立杆地基基础承载力满足要求。
5.5.3立杆轴力检算
顶板倒角处立杆轴力最大,有5.5.2可知,N=26.91KN。
3.5mm钢管截面面积A=4.89×
mm²
,查《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》可得φ=0.941。
σ=N/(φA)=26.91×
1000/(0.941×
489)=58.481N/mm²
<[f]=205N/mm²
由上可知,支架钢管竖向受力满足要求。
5.6边墙模板体系检算
边墙模板采用15mm厚竹胶板,水平背肋采用5×
10cm方木,间距0.2m,竖向背肋采用双排并列Φ48mm×
3.5mm钢管,间距0.6m,对拉杆采用Φ16钢筋(除开丝口后直径不小于14mm)。
拉杆横向、竖向间距均为0.6m。
5.6.1混凝土侧向压力
侧模受侧向压力,依据施工设计配合比及以往施工经验:
混凝土密度γ=24KN/m³
,混凝土入模温度取T=15℃,浇筑速度V=0.6m/h。
查《铁路混凝土梁支架法现浇技术规程》得:
外加剂修正系数K1=1.2
混凝土入模坍落度修正系数K2=1.15
混凝土初凝时间t0=8h
Pm=K1×
γ×
h0
V/T=0.6/15=0.04>0.35,h=1.53+3.8V/T=1.682;
则Pm=K1×
K2×
h0=1.2×
24×
1.682=48.384KN/㎡
Pm’=0.22×
t0×
K1×
V1/2=0.22×
1.2×
1.15×
0.61/2=45.15KN/㎡
Pm’<Pm取Pm’=45.15<50KN/㎡,故模板侧压力取值:
50KN/㎡。
倾倒混凝土时产生的荷载:
取4.0KPa。
振捣时产生的荷载:
取2.0KPa。
则总荷载F=1.2×
50+1.4×
(4+2)=68.4KN/㎡。
5.6.2边墙模板检算
横向5×
8cm方木背肋间距0.2cm,模板为15mm厚竹胶板。
a=68.4×
0.2=13.68KN/m
(1)模板强度检算:
抗剪承载力检算:
13.68×
0.2=1.642KN
1.642/(20×
1.5)=0.821MPa<[τ]=1.2MPa
抗弯承载力检算
M=ql²
/8=13.68×
/8=0.0684KN/m
/6=200×
15²
/6=7.5×
mm³
σ=M/W=0.0684×
106/(7.5×
)=9.12N/mm²
<[σ]
=11N/mm²
由上可知,模板强度满足要求。
(2)模板挠度检算:
按均布荷载作用在三跨连续梁上进行计算:
W=5ql4/384EΙ=5×
2004×
12/(384×
9000×
15³
×
2000)
=0.06mm<[f]=200/400=0.5mm
由上可知,模板刚度满足要求。
5.6.3横向5×
8cm方木背肋检算
横向背肋采用5×
8cm方木,间距0.2m。
竖向背肋采用双排并列Φ48mm×
3.5mm钢管,间距0.6m。
(1)5×
8cm方木背肋强度检算:
方木上的均布荷载q=68.4×
/6=80×
50²
/6=33.33×
106/(33.33×
)=2N/mm²
<[σ]=11N/mm²
由上可知,5×
8cm方木背肋强度满足要求。
(2)5×
8cm方木背肋挠度检算:
W=5ql4/384EΙ=5×
500³
80)
=0.038mm<[f]=200/400=0.5mm
8cm方木背肋刚度满足要求。
5.6.4竖向背肋检算
M=Fl/6=68.4×
0.6/6=6.84KN/m
W=5×
σ=M/W=0.684×
106/(5×
)=137N/mm²
<[σ]=205N/mm²
5.6.5对拉杆检算
对拉杆采用Φ16钢筋(除开丝口后直径不小于14mm,检算时按直径14mm计算。
)。
对拉杆抗拉强度值fa=215N/mm²
对拉杆受拉力:
N=68.4×
0.6=24.6KN
对拉杆拉应力:
f=N/A=24.6×
1000/(3.14×
7×
7)=159.9N/mm²
<215N/mm²
由上可知,对拉杆采用Φ16钢筋满足要求。
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