满堂支架计算材料.doc
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满堂支架计算材料.doc
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新建武汉至咸宁城际铁路二标连续梁满堂支架
临时结构检算资料
中国铁建
中铁十一局集团武咸城际铁路二标项目经理部
二〇一一年十一月
-26-
目录
一、项目概况......................................................1
二、临时结构方案..................................................3
三、支架布置图......................................................6
四、支架计算书......................................................9
五、相片资料......................................................23
-26-
一、项目概况
1.概况
武咸城际铁路位于湖北省南部,北连"九省通衢"武汉,南接鄂南著名的生态城市咸宁,自武汉枢纽武昌站引出,途经东湖新技术开发区、庙山经济开发区,江夏区纸纺镇、于贺站进入咸宁市境内。
全线运营长度90.12km,新建正线长度77km,其中武汉市境内长51.6km,咸宁市境内长25.4km。
WXSG-2标段位于湖北省咸宁市境内,起点桩号为DK53+500,终点桩号为DK76+062,全长22.562公里。
十六潭特大桥位于湖北省咸宁市甘鲁村以及咸安区经济开发区境内,在DK69+960-DK70+000处采用(40+64+40)m连续梁跨越横温路,银泉大道行车道为双向4车道,正宽约24m,与线路夹角144°。
图1线路关系图
连续箱梁全长145.2m,计算跨径40+64+40m,为单箱单室、变高度、变截面结构。
中支点处梁高5.4m,跨中2m直线段及边跨7.6m直线段处梁高均为3.00m,梁底下缘按二次抛物线变化;箱梁顶宽12.2米,箱梁底宽为变截面,中支点处为6.91m,其余按5.54m~6.150m线性变化;顶板厚度除梁端附近外均为37cm;底板厚度44~72cm,按圆曲线线性变化;腹板厚度50~70cm,按折线变化。
全梁在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板,横隔板设有过人门洞,供检查人员通过。
箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系。
主桥箱梁共分7个节段,其中2A0#块长27m、2A1#块长17.5m、2A2#块长27.1m、中跨合拢段2m。
图2主梁立面图
图3主梁横断面图
2.方案选择
支架现浇梁施工可采用多种支架法,如墩梁固结支架、满堂支架或组合支架等。
本梁选择碗扣式满堂支架施工依据以下几点:
2.1搭设高度:
整体搭设高度小于8m(依据公司文件,大于8m时不得采用满堂支架,宜采用墩梁固结形式)
2.2地质情况:
旱地,表层为素填土,层厚在0.5-2.2m之间,其次为粉质粘土层,地基承载力为180kPa。
挖除换填后即可满足满堂支架地基基础要求。
2.3梁体线型:
梁体底部曲线为二次抛物线,利用满堂支架可调顶撑便于梁体线型控制。
二、临时结构方案
1.概述
十六潭特大桥跨横温路(40+64+40)m连续梁采用满堂支架现浇施工方法。
墩身施工完成后,对支架搭设位置进行地基处理,然后搭设满堂支架。
图1支架立面布置图
2.地基处理
地表层为素填土,在搭设支架前对其挖除换填(支架搭设宽度14.4m,地基处理范围超出每边1m,即需要换填处理的地基范围宽16.4m)。
先测量现有地面高程,确定支架搭设高度及基础顶面高程,再下挖至粉质黏土层,而后回填AB组填料,用振动碾分层碾压密实,处理后测试地基承载力不得小于计算值(计算地基承载力126.26kPa,考虑保险系数后本文计算取180kPa)。
经检验合格后,在上面浇筑10-15cm厚C15混凝土封闭层。
基础顶面设置人字形排水坡,基础四周设置梯形排水沟(砂浆抹面)。
因地势起伏变化,所以在99#墩位置设置挡墙,形成台阶,通过台阶来调节两侧支架高低过渡。
3.支架搭设
采用Φ48×3.5型碗扣式满堂支架,按横向60cm、纵向60cm、步距60cm进行搭设,同时对腹板下部支架进行加密,调整横向立杆间距为30cm。
顶托上横桥向铺设10×15cm枕木,其上沿纵桥向分布6×10cm方木,梁体底板下间距为30cm,腹板下满铺;再在上面铺1.8cm厚竹胶板作为梁底模,宽度不等。
3.1扫地杆
支架立杆底部通过可调底座支撑于硬化混凝土面上,并设置纵、横扫地杆,其高度距地面小于或等于35cm。
支架顶部加顶撑可进行标高调整,可调顶撑伸出距离距最上层水平杆间距不得大于70cm。
3.2剪刀撑
为了确保满堂支架的整体强度、刚度和稳定性,依据规范要求在支架纵、横方向由底至顶连续设置竖向剪刀撑,其间距应小于或等于4.5m;同时当支架高度大于4.8m时在支架顶部与底部设置水平剪刀撑,中间水平剪刀撑设置间距小于或等4.8m。
3.3支架搭设要求
按施工方案弹线定位,放置可调底座后分别按先立杆后横杆再斜杆的搭设顺序进行。
立杆要求每根竖直,立竖杆后及时加纵、横向平面钢管固定,各根钢管的纵横向间距应严格按设计要求布置,确保满堂支架具有足够的强度、刚度、稳定性。
满堂支架搭设完毕后,测量放样,确定每根顶托的高度(每根顶托的标高按其位置处梁底标高减构造模板厚度和纵、横向方木厚度计算,取25cm),保证整个支架的高度一致并满足设计要求。
为了施工方便和安全,在中墩的外侧搭设人行工作梯,工作梯采用碗扣式脚手架搭设而成。
3.4支架验收与检查
3.4.1进入现场的碗扣架构配件应具备以下证明资料:
⑴主要构配件应有产品标识及产品质量合格证;
⑵供应商应配套提供管材、零件、铸件、冲压件等材质、产品性能检验报告。
3.4.2构配件进场质量检查的重点:
⑴钢管管壁厚度;焊接质量;外观质量;
⑵可调底座和可调托撑丝杆直径、与螺母配合间隙及材质。
3.4.3脚手架搭设质量应按阶段进行检验:
⑴首段以高度为6m进行第一阶段的检查与验收;
⑵架体应随施工进度定期进行检查;达到设计高度后进行全面的检查与验收;
⑶遇6级以上大风、大雨、大雪后特殊情况的检查;
⑷停工超过一个月恢复使用前。
3.4.4对整体脚手架应重点检查以下内容:
⑴保证架体几何不变形的纵、横竖向剪刀撑及水平剪刀撑等设置是否完善;
⑵基础是否有不均匀沉降,立杆底座与基础面的接触有无松动或悬空情况;
⑶立杆上碗扣是否可靠锁紧;
⑷立杆连接销是否安装、斜杆扣接点是否符合要求、扣件拧紧程度;采用扭力扳手检查,不合格重新拧紧到合格为止。
3.5预拱度设置
在支架上浇筑连续箱梁时,随着混凝土的增加,支架发现一定的下沉,而梁体在支架拆除后也会发生一定的下挠。
为保证梁体在支架拆除后能达到设计要求的外形,在支架搭设时设置合适的预拱度(初设1.8cm),通过预压消除支架非弹性变形,获得弹性变形值后再通过调整底托重新设定标高。
4.支架预压
4.1预压荷载
为了检查支架的承载力,减少和清除支架的非弹性变形及地基的沉降量。
在铺设完箱梁底模方木后,对全桥支架进行预压,预压荷载按箱梁自重荷载的1.2倍考虑。
4.2预压方法:
预压采用砂袋,用吊车吊装逐级加载,砂袋装好后任意挑选五袋对其承重,取其平均重量(按每袋1m3按1.5T计算)。
预压重量按计算荷载的40%→80%→120%分三次逐级加载。
即砂袋分层布设,先铺设第一层,全部完成后再铺第二层,最后是第三层。
加载前检测沙含水量,加载后在做好防雨措施,遇雨天时应用防雨布覆盖。
4.3预压观测
每6小时对观测点观测1次,若24小时的沉降量小于2mm,则可以确认为沉降稳定,并计算总沉降量。
在预压前、后和预压过程中,用仪器随时观测跨中、1/4梁跨位置的变形,并检查支架各扣件的受力情况,验证、校核施工预拱度设置值的可靠性和确定支架预拱度设置的合理值。
4.4卸载
当观测到24小时的沉降量小于2mm后,不再观测开始卸载。
卸载也采用吊车逐个将砂袋卸下。
卸载完成后,观测支架的弹性变形。
4.5支架调整及预拱度设置
在支架预压完成后,重新标定桥梁中心轴线,对箱梁的底模板平面位置进行放样。
预压后通过调承托或木楔精确调整底模板标高。
4.6调整底模板
支架预压完成后,根据预压所得数据通过调整顶托来重新调整预拱度,对因预压造成底模变形、破损的需及时更换。
5.支架拆除
张拉压浆结束后可拆除支架。
支架拆除方向均应由跨中向支点平衡对称进行,尽量减少作用于支架的水平力。
三、支架布置图
(附后)
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四、支架计算书
1.设计规范
《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005)
《铁路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)
《铁路桥涵地基与基础设计规范》(TB10002.5-2005)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)
2.材料
2.1钢材采用Q235-B钢材,并应符合《碳素结构钢》(GB/T700)的规定。
2.2Q235钢材允许应力
抗拉、抗压和抗弯[б]=140MPa
抗剪[τ]=80MPa
2.3木材允许应力(红松)
抗拉、抗压和抗弯[б]=12MPa
抗剪[τ]=1.9MPa
2.4钢材容重:
78kN/m³
2.5混凝土自重:
26kN/m³
2.6木材自重:
9kN/m³
3.计算荷载
①选取中心梁高为4.858处断面检算支架稳定,腹板厚度90cm,底板厚度73cm,顶板厚度37cm。
腹板处断面尺寸为0.9m×4.858m,面积4.37m2,长度按1m取,折算成每平米均布荷载:
26KN/m³×4.37㎡×1m/(0.9m×1.0m)=126.24KN/m2;
底板荷载为底板自重加上上部顶板自重,其断面面积为2.34+3.04=5.38m2,底板宽度取3.898m,长度按1m取,则每平米均布荷载为26KN/m³×5.38㎡×1m/(3.898m×1.0m)=35.89KN/m2;
翼缘板荷载则为26KN/m³×1.22㎡×1m/(3.25m×1.0m)=9.76KN/m2。
图5梁体断面图
图6断面荷载分部图
②倾倒砼时产生的冲击荷载:
2.0KN/m2
③振捣砼时产生的荷载:
2.0KN/m2
④竹胶板自重产生的荷载:
0.018m×1m×1m×9KN/m³/1m2=0.16KN/m2
⑤纵梁(6×10cm方木)自重9kN/m³,则每米重为0.054kN/m,满铺时0.9kN/m2,间距0.6m时0.09kN/m2;间距0.3m时0.18kN/m2。
⑥横梁(10×15cm方木)自重9kN/m³,则每米重为0.135N/m按0.6m间距布置时0.225kN/㎡
⑦支架自重产生的荷载:
4KN/m2
⑧人及机具活载:
1.0KN/m2
4.底模板计算
面板及方木计算参考《路桥施工计算手册》,立杆计算参考《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》
底模与纵梁受均布荷载,计算可按多跨连续梁检算其强度和挠度,也可采用近似公式计算,本文采用以下近似公式计算。
弯曲强度:
σ=M/W
=ql²/10W≤[σ]
抗弯刚度:
f=ql4/150EI≤[f]
横梁受力为集中荷载,查询《路桥施工计算手册》,按多跨连续梁计算。
弯曲强度:
σ=M/W
=kPl/W≤[σ]
抗弯刚度:
f=kPl3/100EI≤[f]
M——最大弯矩值
W——抗弯截面系数(矩形截面W=bh2/6)
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