现浇梁支架检算说明书.docx
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现浇梁支架检算说明书
石武铁路客运专线
郑西跨陇海铁路特大桥
62+100+100+62m连续箱梁
满堂支架现浇施工支架计算书
计算:
复核:
中铁七局石武客专河南段项目部
二OO九年十月
支架检算说明书
一、工程概况
郑西跨陇海铁路特大桥是石武客专郑西贯通线上的一座特大桥梁,全长4830m,101~105墩处采用一联(62+100+100+62)m预应力混凝土连续箱梁上跨郑武客专。
箱梁顶宽为12m,底宽为6.7m,中支点附近顶板厚35cm,腹板厚100cm,底板厚120cm。
该连续箱梁采用悬臂现浇法施工。
其中,0#、1#节段和边跨现浇段需采用满堂支架现浇施工。
梁体采用单箱单室、变截面、变高度结构。
紧邻中支点处梁截面如下:
跨中截面、边跨直段截面如下:
钢管脚手架采用钢管外径48mm,壁厚3.5mm碗扣式支架,纵、横向步距60cm(腹板下纵、横向间距30cm);横杆层距120cm,纵横分别布置;剪刀撑沿线路方向每3米在横截面上设置一道,纵向设置8道,即两侧翼板下各2道,两侧腹板下各1道,梁体中间2道,剪刀撑与地面成45°—60°角。
模板采用1.5cm厚竹胶板,模板下采用10×10cm纵向方木,腹板下满铺,底板、翼缘板下间距20cm;中间15×15横向方木,间距60cm顶托上部采用15×15纵向方木。
地基处理采用三七灰土换填处理,换填厚度为100cm,表面利用20cm厚C20混凝土进行封层。
处理完毕的地基表面应高出现有施工便道20cm,并与施工便道顺坡连接。
地基两侧设置纵向排水沟,随时排走上表面的积水,防止破坏处理完毕的地基。
0#节段地基处理宽度为14.2m,处理长度为23.2m;边跨现浇段地基处理宽度为14.2m,处理长度为12m。
三七灰土处理完毕的地基承载力不得小于280kpa。
并利用轻型触探仪对处理完毕的地基进行检测。
二、荷载计算
计算荷载选取梁体紧邻中支点横隔梁截面,由于其他节段和边跨现浇段的梁体截面尺寸均小于此节段,且满堂支架结构完全相同,所以该计算荷载时偏于安全的。
设计荷载
(1)箱梁自重,箱梁混凝土容重26KN/m3;
(2)模板、支架荷载,按5.5KN/m2计;
(3)施工荷载,按1.5KN/m2计;
(4)砼振捣荷载,按2.5KN/m2计;
(5)倾倒混凝土荷载,按3KN/m2计;
(2)~(5)荷载合计为12.5KN/m2。
三、立杆竖向承载力验算
1、根部截面(梁高7.85m)腹板下立杆荷载分析
碗扣立杆分布30cm×30cm,横杆层距(即立杆步距)60cm。
腹板处断面面积为7.909m2,7.909×26/1.0=205.634KN/m2,
荷载组合:
1.2×205.634+1.4×12.5=264.261KN/m2,
则单根立杆受力为:
N=264.261×0.3×0.3=23.783KN<[40KN](满足)。
2、根部截面(梁高7.85m)底板下立杆荷载分析
碗扣立杆分布60cm×60cm,横杆层距(即立杆步距)60cm。
底板处断面面积为5.82m2,5.82×26/4.7=32.196KN/m2,
荷载组合:
1.2×32.196+1.4×12.5=56.135KN/m2,
则单根立杆受力为:
N=56.135×0.6×0.6=20.209KN<[40KN](满足)。
3、支架稳定性检算
支架水平横杆步距60cm,立杆钢管外径48mm,内径41mm,壁厚3.5mm,截面积A=489mm2,截面惯性矩I=121867mm4,截面抵抗矩W=5078mm3,自由长度;Lo=1200mm,允许应力[σ]=145MPa。
腹板下方每根杆件平均承受压力为23.783kn,单根杆件轴心压力取1.1×23.783=26.163kn/根。
单根支架回旋半径r=(I/A)0.5=15.78
长细比λ=Lo/r=600/15.78=38
查碗《扣式脚手架安全技术规范》附录C得稳定系数ϕ=0.893
则N=26.163*1.5=39.24<ϕAf=0.893×489×205=89.519Kn故稳定性满足要求。
其余地段支架受力小于腹板下方,不再检算。
四、地基检算
支架立杆最大受力为:
,立杆底托尺寸为:
0.15cm×0.15cm,C20砼的应力扩散角取45°,计算模型如下:
立杆对砼表面的压强为:
,砼标号为C20,满足要求。
立杆通过砼层对三七灰土层的压强为(因立杆间距为0.3*0.3m,小于应力扩散后的面积,故按0.3m进行计算):
砼容重取2.5t/m3,砼层对灰土层的压强为:
灰土层所受总压强为:
地基处理后要求其承载力不小于280kPa,满足要求。
五、模板检算
模胶板,其静弯曲强度标准值为
,弹性模量为:
,模板厚度
。
模板截面抵抗矩和模板截面惯性矩取宽度为1m计算:
模板截面抵抗矩
模板截面惯性矩
腹板下模板下部方木为满铺,故无需检算,检算底板模板即可。
底板模板检算:
采用三跨连续结构。
①强度计算
模板上的均布荷载设计值为:
q=1.2*(5.82㎡*26kn/m3+5.5)+1.4*(1.5+2.5+3)=166.62kn
最大弯矩:
<60MPa
②挠度计算
刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
q=5.82*26+5.5*4.7=177.17kn
最大挠度为:
δ
[可]。
(3)侧模模板检算
新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
,
式中:
γ——混凝土的重力密度,按实际取26.25kN/m3;
t——新浇混凝土的初凝时间,无资料时取200/(T+15)h,得5.714h;
T——混凝土的入模温,取20oC;
v——混凝土的浇注速度。
取2.5m/h;
H——模板计算高度,取7.2m;
β1——外加剂影响修正系数,取1;
β2——混凝土坍落度影响修正系数,取1。
根据以上2个公式计算的新浇注混凝土对模板的最大侧压力F分别为52.175kN/m2,189kN/m2,取最小值52.175kN/m2作为侧模计算荷载。
计算中采用新浇注混凝土侧压力标准值F1=52.175kN/m2;倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2kN/m2。
竹胶板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
按规范规定,强度验算要考虑新浇注混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇注混凝土侧压力。
竖向方木(次楞)中心距(纵向)0.3m,纵向钢管(主楞)中心距0.6m(竖向),计算时,按照三跨连续梁计算。
跨度为0.3m+0.3m+0.3m。
①强度计算
模板上的均布荷载设计值为:
最大弯矩:
[可]
②抗剪强度计算
最大剪力:
最大剪应力:
③挠度计算
刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度为:
δ
[可]。
6、横向、纵向支撑肋检算
1、小纵木验算
小纵木采用10cm×10cm方木(红松木),其容许应力:
[σw]=12Mpa,弹性模量:
E=9×103Mpa,跨中最大挠度要求满足f<L/500,L为计算跨度。
在腹板下满铺,在底板、翼缘板下间隔20cm,为安全起见,纵木的力学计算模型采用简支梁,其强度及挠度的验算结果见表3。
表3纵木强度及挠度验算结果
位置
惯性矩
(m4)
跨度
(m)
均布荷载(kN/m)
应力(mpa)
挠度(mm)
允许应力(mpa)
允许挠度(mm)
腹板下
8.333E-06
0.3
12.246
2.64
0.07
12
0.6
底板下
8.333E-06
0.6
18.158
3.92
0.44
12
1.2
从以上验算结果可知,纵木强度及挠度验算结果满足规范要求。
2、15×15方木验算
15×15纵向、横向方木(红松木),其容许应力:
[σw]=12Mpa,弹性模量:
E=9×103Mpa,跨中最大挠度要求满足f<L/500,L为计算跨度。
其强度及挠度的验算结果见表4。
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