西平铁路48m箱梁满堂支架检算.docx
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西平铁路48m箱梁满堂支架检算
新建铁路西安至平凉线XPS-3标段
西平铁路48m现浇箱梁施工
满堂钢管支架检算书
中铁一局西平铁路工程指挥部第二项目部
二OO九年十一月甘肃·庆阳
一、工程概述
我项目部管段内有特大桥7座,其中6座跨泾河,跨泾河主河道采用48m、64m大跨箱梁设计,共计48m箱梁56孔,64m箱梁5孔,为我项目部重点控制工程。
大跨分布及桥高情况:
61孔箱梁分布在6座桥上,其中,店子沟特大桥48m箱梁4孔(1孔在河道内),杨家河特大桥48m箱梁20孔(2孔在河道内),任家河特大桥48m箱梁12孔(6孔在河道内),长庆桥特大桥48m箱梁6孔(2孔在河道内),蔡家嘴特大桥48m箱梁6孔(3孔在河道内),吊堡子特大桥48m箱梁8孔,64m箱梁5孔(4孔在河道内)。
桥面距地面高度13~20m(箱梁高4.05~5.15m)。
有43孔大跨在河滩地上,地势开阔、平坦。
48m简支箱梁梁顶面宽4.9m,梁底面宽3.0~3.3m,梁高4.05m,C55砼238m3,重620t;现浇箱梁支架采用搭设满堂钢管支架。
二、满堂脚手架的布置(拟定)
支架采用轮扣式φ48×3.0mm钢管脚手架,支架基础必须经平整碾压达到承载力(250KPa)要求后,铺设一层塑料防水层防水,周边挖排水沟(保证地基不受雨水浸泡降低承载力),然后在防水层上摆放枕木(枕木规格:
250×22×15cm),在枕木上再搭设支架。
支架间距顺桥向0.9m,计排,横桥向m,计排,水平杆步距(自上而下)60cm×3+120cm×N,竖杆采用轮扣3×3m和2.4m钢管对插,钢管上下均采用可调U托做支撑,每根竖杆用短钢管连接扣紧,支架高度拟定12m,支架顶托上延桥横向铺10#槽钢,梁底板范围顺桥向布设10×10cm方木,方木间距30cm,方木上铺设18mm厚胶合板,宽3.3m作为梁底模;两侧用10#槽钢布设纵向轨道,安放梁体模型。
所有支架应依据搭设高度设置普通钢管剪刀撑,横向每3排设剪刀撑1排,纵向在梁底设2排剪刀撑。
钢管支撑的杆件有锈蚀,弯曲、压扁或有裂缝的严禁使用。
满堂钢管支架结构断面示意图
三、支架检算
※梁体断面图(依据“48预应力砼简支箱梁施工图”)
1、荷载
(1)现浇箱梁C55砼自重(梁Ⅳ断面,梁端3.9m范围):
q1=5.3×26=137.8KN/m
(梁Ⅵ断面,梁两端3.9m范围以外:
q1-1=111.8KN/m)
(2)外模B)_6#L
p_3:
q2=17.9KN/m
(3)内模:
q3=2.14H-j.|eKN/m
(4)胶合板:
q4=3.3×0.018×8KN/m3=0.5KN/m
(5)10×10cm方木:
q5=12×0.1×0.1×5KN/m3=0.6KN/m
(6)横向槽钢(10#)q6=54×5m×100÷1000÷48=0.6KN/m
(7)砼施工倾倒荷载:
q7=4.0KPa×5m=20KN/m'__E-FO_N
(8)砼施工振捣荷载:
q8=2.0KPa×5m=10KN/m)7Ixz1I9g
(9)施工机具人员荷载:
q9=2.5KPa×5m=12.5KN/m
(10)风载:
(基本风压)q10=0.6KPa×5m=3KN/m
(11)钢管自重(计算范围5m宽):
q11=11.8KN/m
(12)U托自重(计算范围5m宽):
q12=1.2KN/m
(13)枕木重量(计算范围5m宽):
q13=1.5KN/m
2、强度和刚度检算)Gb,_^NGr
(1)胶合板底模(梁Ⅳ断面,梁端3.9m范围)
梁底板宽(梁Ⅳ断面,梁端3.9m范围)3.3m,底模采用18mm厚胶合板,下设10×10cm方木,净空间距20cm,胶合板所受荷载组合如下:
①现浇箱梁C50砼自重(90%):
4.7×26×0.9=110KN/m
②内模:
2.1KN/m
③胶合板:
0.5KN/m
④砼施工倾倒荷载:
13.2KN/m
'⑤砼施工振捣荷载:
6.6KN/m
)7Ixz⑥施工机具人员荷载:
8.3KN/m
⑦风载:
(基本风压)3KN/m
荷载合计:
143.7KN/m
胶合板横向均布荷载q=143.7×1.3/3.3=56.6KN/m
竹胶合模板的力学指标取下值:
〔σ〕=13MPa,〔τ〕=1.4MPa,E=9000MPa竹胶合模板选用厚度
,1米宽胶合板的截面几何力学特性计算结果如下:
胶合板下净空20cm,计算跨度取20cm,按简支梁进行计算:
(可)
(可)
(可)
(2)10×10cm方木(梁Ⅳ断面,梁端3.9m范围)
方木承受胶合板传递的荷载,间距30cm,胶合板下纵向布置12根,下面为横向10#槽钢,间距90cm。
1根方木所受均布荷载为:
q=(143.7+0.6)×1.3/12=15.6KN/m
10×10cm方木采用油松,其力学指标取下值:
〔σ〕=13MPa,〔τ〕=1.5MPa,E=10000MPa,截面几何力学特性计算结果如下:
方木间距90cm,按三等跨连续梁进行计算:
(可)
(可)
(可)
(3)10#槽钢(梁Ⅳ断面,梁端3.9m范围)
_>qh?
L#Fk_ 轮扣支架上横向铺10#槽钢,间距0.9m。
槽钢上所受荷载组合(检算范围横向取5m):
q1+…q10=205KN/m×1.3=266.5KN/m
.Dw,_"VH_则每根槽钢所受均布荷载:
q=266.5×0.9/5=48KN/m,
槽钢下立杆间距90cm,按三等跨连续梁进行计算:
10#槽钢w_C`_R>)惯性矩:
I=198×104mm4,
抵抗矩:
W=39.7×103mm3
截面积:
A=1274.8mm2
(可)
(可)
(可)3、支架立杆稳定性计算(检算横向范围取5m)D_t_F}QvA
⑴梁Ⅳ断面,梁端3.9m范围
①每根立杆所受荷载为(立杆间距90×90cm):
P=(q1+…q10+q11+(q12)/2)×1.3×0.9÷6.5
=217.4×1.3×0.9÷6.5=39.1KN>[N]=29.2KN(不可)
〖《路桥施工计算手册》P189立杆容许荷载为29.2KN(步距L=1.25m)〗
②每根立杆所受荷载为(立杆间距60×60cm):
P=(q1+…q10+q11+(q12)/2)×1.3×0.6÷9.3
=217.4×1.3×0.6÷9.3=18.2KN<[N]=29.2KN(可)
⑵梁Ⅵ断面,梁两端3.9m范围以外
每根立杆所受荷载为(立杆间距90×90cm):
P=(q(1-1)+…q10+q11+(q12)/2)×0.9÷6.5
=191.4×0.9÷6.5=26.5KN
[N]÷26.5=29.2÷26.5=1.1(可)
⑶采用φ48×3.0,回转半径i=15.9mm,立杆的横杆步距为h=1.2m,按两端铰接μ=1,则:
Y_*LaBxtQ
l0=kμh=1.155×1×1.2=1.386m~__?
U*6P)o
式中l。
为立杆的计算长度。
对于满堂支架,l。
=kμh式中k:
为长度附加系数,其值取1.155,μ:
压杆长度系数,h:
立杆步距。
λ=
l0/i=1386/15.9=87.2CxF_-Z7'_
λs<λ<λp=102
属小柔度杆,则临界应力等于许用应力,按强度问题计算:
σ=P/An=26500/424.1=62.5MPa≤
(稳定性满足!
)
另外,根据《钢结构设计规范》(GB50107-2003)附表C表c-1查得:
稳定系数φ=0.7367r0,>3"
N/(φA)=26500/(0.736×424.1)=84.9MPa≤f=205MPa^b_-18~s
(稳定性符合要求!
)B0Xl+JIR#_
4、地基承载力算(检算范围横向取5m)
*__fc-gAj 横向5m范围连续铺枕木.
枕木受力面积:
A=5×0.22m=1.1m2
⑴梁Ⅳ断面,梁端3.9m范围,支架立杆间距60cm×60cm,计算横向单排立杆9.3根,
:
_`Az/U_[_地基所受全部荷载:
P=18.2×9.3=169.3KN
则地基承载力σ=169.3÷1.1=153.9KPa
⑵梁Ⅵ断面,梁两端3.9m范围以外,支架立杆间距90cm×90cm,计算横向单排立杆6.5根.
:
_`Az/U_[_地基所受全部荷载:
P=26.5×1.3×6.5=223.9KN
则地基承载力σ=223.9÷1.1=203.6KPa
∴地基承载力须达到250KPa
结论:
根据以上验算得知,支架按下列要求搭设:
⑴支架基础必须经平整碾压达到承载力(250KPa)要求后,铺设一层塑料防水层防水,周边挖排水沟(保证地基不受雨水浸泡降低承载力),然后在防水层上摆放枕木(枕木规格:
250×22×15cm),在枕木上再搭设支架
⑵支架采用轮扣式φ48×3.0mm钢管脚手架,竖杆采用轮扣3×3m和2.4m钢管对插,钢管上下均采用可调U托做支撑,每根竖杆用短钢管连接扣紧,支架高度拟定12m。
钢管支撑的杆件有锈蚀,弯曲、压扁或有裂缝的严禁使用。
⑶梁Ⅳ断面,梁两端各3.9m范围(支架搭设宽度10m),支架立杆间距60cm×60cm,横桥18排,顺桥8排,横杆步距60cm×3+120cm×n进行搭设.
⑷梁Ⅵ断面,梁两端3.9m范围以外,40.2m范围(支架搭设宽度10m),支架立杆间距90cm×90cm,横桥12排,顺桥45排,横杆步距60cm×3+120cm×n进行搭设.
⑸所有支架应依据搭设高度设置普通钢管剪刀撑,横向每3排设剪刀撑1排,纵向在梁底设2排剪刀撑。
⑹支架顶托上延桥横向铺10#槽钢,梁底板范围顺桥向布设10×10cm方木,方木间距30cm,方木上铺设18mm厚胶合板,宽3.3m作为梁底模;
⑺箱梁内外模及外模行走问题,另行设计。
计算:
杨忠强
2009年10月16日于长庆桥
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- 西平 铁路 48 满堂 支架