盘扣计算书.docx
- 文档编号:6512998
- 上传时间:2023-01-07
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:619.28KB
盘扣计算书.docx
《盘扣计算书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《盘扣计算书.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
盘扣计算书
1.工程概况
禄丰立交主线K74+066.5和BK0+779匝道桥是昆明至楚雄高速公路扩建工程SJ-2标5合同段的建设内容,其中K74+066.5为左右双幅,每幅共5联,总共10联,跨径为:
左幅:
(20+21+19)+(3*17)+(27+36+27)+2*(3*20);右幅:
(20+21+19)+(2*20)+(27+36+27)+(3*17)+(4*20),箱梁高为1.8米,顶板、底板厚度均为0.25米,腹板厚度为0.55米,翼板宽度为2.25米,下部结构为三柱墩,桥墩下设钻孔灌注桩基础;两岸桥台均采用重力式桥台。
BK0+779匝道为1联,跨径为(18+20+18)米,箱梁高1.4米,顶板、底板厚度均为0.25米,腹板厚度为0.55米,翼板宽度为2.25米,下部结构构造为双柱墩下设钻孔灌注桩基础;两岸桥台采用肋板式桥台。
梁桥均为现浇钢筋混凝土连续箱梁和现浇预应力混凝土连续箱梁。
主线K74+066.5和BK0+779匝道桥采用盘扣式满堂支架法施工。
图1.1K74+066.5主线桥盘扣脚手架纵断面图
图1.2K74+066.5主线桥盘扣脚手架平面图
图1.3BK0+779匝道桥盘扣脚手架纵断面图
图1.4BK0+779匝道桥盘扣脚手架平面图
2.支架基本结构
主线K74+066.5和BK0+779匝道桥采用盘扣脚手架支撑,采用方易鼎M60模板支撑系统支架,钢管材质为Q345B低合金钢,外径60mm,壁厚3.2mm,纵向间距一般为150cm,重要部位采用90+60cm间距。
横向间距采用150cm、90cm、60cm。
在端横梁、中横梁处加密。
支架上、下均采用可调顶托和底座进行调整,原则上底座调平,顶托与顶杆调节桥梁横坡与高度。
支架上部布置主龙骨,主龙骨上布置次龙骨,次龙骨上布置多层胶木板作为模板。
主龙骨为16#标准工字钢,次龙骨为50×70mm方钢管,模板为15mm厚多层胶木板。
竖向斜拉杆按照支架排列图进行搭设,水平剪刀撑(或水平斜拉杆)沿高度方向每4.5米设置一道,所用材料为φ48*3.2钢管,长度为6米,用转卡子与架体水平横杆联接。
每6米长钢管上转卡子不得少于3个。
支架整体横向布置见图2.1所示。
图2.1K74+066.5主线桥盘扣脚手架横断面图
(1)
图2.1BK0+779匝道桥支架横桥向布置图
(2)
3.计算依据
(1)《昆明至楚雄高速公路扩建工程SJ-2标5合同段禄丰立交》
(2)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG63-2007)
(3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2012)
(4)《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》(JGJ231-2010)
(5)《建筑施工临时支撑结构技术规范》(JGJ300-2013)
(6)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JTG130-2011)
(7)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
(8)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)
4.计算参数
(1)Q345B钢:
许允强度[f]=300N/mm2
(2)Q235钢:
许允强度[f]=205N/mm2
(3)弹性模量:
钢材:
2.06×105N/mm2
木材:
9000N/mm2
(4)钢管截面特性:
直径φ60管
壁厚:
t=3.2mm,截面积:
A=571mm2,惯性矩:
I=231000mm4,截面模量:
W=7700mm3,
回转半径:
i=20.1mm
(5)混凝土容重取26kN/m3。
5.荷载计算
5.1钢筋混凝土荷载
项目
架体高度(m)
箱梁高度(m)
顶板厚度(m)
底板厚度(m)
腹板厚度(m)
主线桥K74+066.5
16
1.8
0.25
0.25
0.55
匝道桥BK0+779
7
1.4
0.25
0.25
0.55
荷载计算选择主线桥K74+066.5承载最薄弱处(第7#桥敦两侧)支架。
(1)现浇混凝土荷载计算,荷载最大处,混凝土截面面积为1.06㎡(由CAD测量得)
图5.1箱梁横截面最弱处结构图
(2)最弱处最大荷载
如图所示最不利处每一立杆承重最大部分立杆纵向间距为1.5m,横向间距取1.2m为计算间距,则每一立杆最大承重为1.06×1.5×26=41.34(kN)计算。
5.2荷载
a、混凝土容重取26kN/m3,a=1.06×1.5×26=41.34(kN)
b、模板及主次龙骨荷载取1.2kN/m2,b=1.2×1.2×1.5=2.16(kN)
c、架体自重取厂家0.15kN/m3,c=0.15×1.2×1.5×16=4.32(kN)
d、施工人员及设备荷载取3kN/m2,d=3×1.2×1.5=5.4(kN)
6.计算分析
6.1脚手架立杆的承载力及稳定性计算
6.1.1本项目的支撑系统产品的有关设计参数详见下表:
序号
名称
规格
材质
惯性矩I(cm4)
截面模量W(cm3)
回转半径i(cm)
备注
1
立杆
φ60×3.2
Q345B
23.10
7.70
2.01
σs=345MPa
2
水平杆
φ48×3.2
Q345B
11.36
4.73
1.59
σs=345MPa
3
斜拉杆
φ33×2.3
Q235
2.63
1.59
1.09
σs=235MPa
4
脚手架钢管
φ48×3.2
Q235
11.36
4.73
1.59
σs=235MPa
注:
钢材的弹性模量为E=2.06×105N/mm2。
6.1.2立杆轴向力设计值
该桥承载最薄弱处(第7#桥敦两侧)支架轴向力:
依据《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》(JGJ231-2010)标准5.3.1-1式
N=1.3∑NGK+1.5∑NQK
N:
立杆轴向力设计值。
∑NGK:
模板及支架自重、新浇混凝土自重和钢筋自重标准值产生的轴向力总和(kN);
∑NQK:
施工人员及施工设备荷载标准值和风荷载标准值产生的轴向力总和(kN)。
∑NGK=41.34+2.16+4.32=47.82(kN)
∑NQK=5.4(kN)
则N=1.3×47.82+1.5×5.4=70.27(kN)
根据《国家建筑工程质量检测中心》BECT-CL1-2012-148检测报告,四柱抗压试值为834.3kN。
则每根立杆抗压值为:
834.3÷4=208.575kN取安全系数S=2,则单根立杆的许用荷载为[f]=104kN。
70.27kN<104kN立杆轴向设计值满足条件
6.1.3不组合风荷载的立杆稳定性
该桥承载最薄弱处(7#桥敦两侧)支架立杆稳定性计算
立杆计算长度:
l0=h’+2ka
h’:
支架立杆顶层水平杆步距(m),宜比最大步距减少一个盘扣的距离;取h’=1.5-0.5=1.0(m)。
k:
悬臂端计算长度折减系数,可取0.7;
a:
支架可调托座支撑点至顶层水平杆中心线的距离(m)。
则l0=1.0+2×0.7×0.45=1.63(m)
另一立杆计算长度:
l0=ηh
η:
支架立杆计算长度修正系数,水平杆步距为1.5m时可取1.2。
h:
支架立杆中间层水平杆最大竖向步距(m),取1.5m。
l0=1.2×1.5=1.8(m)
两个l0中取大者,取l0=1.8m
立杆长细比:
λ=l0/i=1.8/0.0201=89.55
立杆稳定性:
N/φA≤f
按λ=89.55查表D-2,得φ=0.55
A:
钢管截面积,查表C-2得A=571(mm²)
W:
钢管截面模量,查表C-2得W=7700(mm3)
则N/φA=70.27÷(0.55×571)=70.27÷314.05=0.224(kN/mm2)=224(N/mm2)
f:
钢材的强度,查表C-1,Q345的[f]为300N/mm²
224N/mm²<300N/mm²故稳定性满足要求。
结论:
经计算1.8米箱梁立杆的稳定性合格。
但当前JGJ231-2010标准的稳定性计算没有提到斜拉杆对其影响。
但不可忽视斜拉杆的作用。
6.1.4组合风荷载的立杆稳定性
立杆稳定性计算组合风荷载:
立杆轴向力设计值:
N=1.3∑NGK+0.9×1.5∑NQK
φ----轴心受压构件的稳定系数,根据立杆长细比λ=lo/i=1800mm/20.1mm=90,按《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010中,附录表D-2取值,=0.550
A---立杆的截面积(mm²),按《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010中,附录C表C-2采用,M60系列A=571mm²。
Mw---计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩(kN·m)。
W---立杆截面模量(mm³),按《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010中,附录C表C-2采用,M60系列W=7700mm³。
Mw=0.9×1.5Mwk=(0.9×1.5ωklah2)/10
ωk---风荷载标准值(kN/mm²)。
la---立杆纵距(m),迎风面立杆纵距。
取最大值为1.5m。
h---横杆竖向最大步距(m)。
取最大值为1.5m。
根据《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010中4.2.2式
ωk=μzμsω0
μz---风压高度变化系数,按JGJ231-2010附录B确定,取μz=1.31
μs---支架风载荷体形系数,按JGJ231-2010第4.2.3条,查《建筑结构荷载规范》GB50009表8.3.1得η=0.97。
μs=1.41
ω0---基本风压值(kN/m²),按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001规定采用,取重现期n=10对应的风压值。
根据GB50009-2001标准50年一遇全国基本风压值,该地区取ω0=0.2kN/m²。
则
ωk=μzμsω0=1.31×1.1.41×0.2=0.369(kN/m²)
根据《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-2013中4.4.6-3得:
风荷载产生的立杆轴力NQK=ωklaH2/B=7.6kN
Mw=(0.9×1.5ωklah2)/10=0.9×1.5×0.369×1.5×1.52/10=0.17(kN·m)
N=1.3∑NGK+0.9×1.5∑NQK=70.27+0.9×1.5×(5.4+7.6)=87.82(kN)
组合风荷载时,桁架式支撑结构中的单元桁架整体稳定性验算应按下列公式计算:
—单元桁架的轴力设计值,
=4N=4×87.82=351.28kN;
—单元桁架的稳定系数,应根据等效长细比
查规范JGJ300-2013附录A取值;
—单元桁架的等效长细比,
=2H/
=2×16000/450=71,查表
=0.703;
i—单元桁架的等效截面回转半径,i=lmin/2=9000/2=450mm;
lmin—立杆纵向间距与横向间距中的较小值;
—单元桁架的等效截面积,
=4A=4×571=2284mm2;
f—钢材的抗压强度设计值,取300N/mm2;
—单元桁架的弯矩设计值
=
1.4×2×0.55×1500×160002
=31793548.39N·mm
18600
PWK—风荷载的线荷载标准值,PWK=wkla=0.369×1.5=0.55N/mm
—单元桁架的等效截面模量,
=2Almin=2×571×9000=10278000mm3
—单元桁架的欧拉临界力,
=
3.1422×206000×2284
=921kN
712
单元桁架整体稳定性验算如下:
1.1×351.28×103
+
1.1×31793548.39
0.703×2284
10278000×(1-1.1×0.703×
351.28
)
921
=245.48N/mm2 6.2箱梁底模板计算1.8m 底模采用密铺15mm多层板,顺桥向布置,按满布考虑,取1米板宽验算。 6.2.1特性如下: 截面抵抗拒: W=bh2/6=1000×152/6=37500mm3 惯性矩: I=bh3/12=1000×153/12=281250mm4 弹性模量: E=6000N/mm2 许用应力: fm=13N/mm2 6.2.2各荷载取值: a、钢筋及砼自重取26kN/m3×1.8m(梁高)=46.8kN/m2 b、箱室内模板荷载取1.2kN/m2 c、施工人员及设备荷载取3kN/m2 6.2.3荷载组合: 恒荷载分项系数取1.3,活荷载分项系数取1.5。 取1m宽的板为计算单元。 q2=[1.3×(a+b)+1.5×c]×1×1.1=73.59kN/m 面板按三跨连续梁计算,次龙骨间距取l=150mm。 受力计算简图 6.2.4强度验算: Mmax=1/10×qmaxl2=1/10×73.59×1502=165577.5N·mm 最大弯应力: σmax=Mmax/W =165577.5/37500=4.4N/mm2 故模板强度满足要求。 6.2.5挠度验算: 最大挠度: ωmax=0.677q2l4/100EI=0.677×73.59×1504/(100×6000×281250) =0.15mm<[ω]=L/400=150/400=0.375mm 故模板刚度满足要求。 6.3次龙骨的承载力计算 6.3.1次龙骨承载力设计值有关参数 本支撑架次龙骨计算选择架体最弱处次龙骨进行验算,即现浇混凝土梁腹板处下部的架体次龙骨。 主龙骨上部次龙骨纵向跨度按1.5米计,横向按150mm间距布置,次龙骨的荷载设为均布荷载。 6.3.2次龙骨为50×70mm方钢管,其力学参数如下: 截面抵抗矩: W=12400mm3 惯性矩: I=434100mm4 弹性模量: E=206000N/mm2 许用应力: [fm]=205N/mm2 许用挠度: [ω]=1500/250=6mm 6.3.3各荷载取值如下: a、混凝土均布荷载: q1=1.8m×26kN/m3=46.8kN/m2。 b、模板及主次龙骨取: q2=1.2kN/m2 c、施工人员及设备荷载取: q3=3kN/m2 6.3.4荷载组合: 恒荷载分项系数取1.3,活荷载分项系数取1.5。 q=[1.3×(q1+q2)+1.5×q3]×0.15×1.1=[1.3×(46.8+1.2)+1.5×3]×0.15×1.1=11(kN/m) 6.3.5强度验算: 最大弯矩: Mmax=ql2/10=11×15002/10=2475000(N·mm) 最大应力: σ=Mmax/W=2475000/12400=199.5(N/mm2)<[fm]=205N/mm2 故次龙骨强度满足使用要求。 6.3.5挠度验算: 最大挠度按简支梁验算。 最大挠度ω=0.677ql4/100EI =0.677×11×15004/(100×206000×434100) =4.2mm<[ω]=1500/250=6mm 小结: 箱梁腹板下次骨间距按150mm,其余部位按200mm排列,强度和刚度满足使用要求。 6.4主龙骨的承载力计算 6.4.1主龙骨承载力设计值有关参数 本支撑架主龙骨计算选择架体最弱处主龙骨进行验算,即现浇混凝土梁中部主龙骨跨度最大,且承载相对较大处下部的架体主龙骨。 主龙骨上部次龙骨纵向跨度按1.5米计,按150mm间距布置,主龙骨的荷载设为均布荷载,主龙骨跨距为1.5m,详见图6.1所示。 图6.1架体主龙骨最弱处示意图 6.4.2主龙骨为16#工字钢,其力学参数如下: 截面抵抗矩: W=141000mm3 惯性矩: I=11300000mm4 弹性模量: E=2.06×105N/mm2 许用应力: fc=205N/mm2,许用挠度: [ω]=1500/400=3.75mm 6.4.3各荷载取值如下: 混凝土均布荷载: 根据图中受力情况,选择中部主龙骨跨度最大处且荷载相对较大部位(0.8×26kN/m3)作为计算点。 其承载面积为0.8m2,混凝土容重取26kN/m3。 a、=0.8×26kN/m3=20.8kN/m b、模板及主次龙骨取1.2kN/m2,q2=1.2kN/m2×1.5m=1.8kN/m c、施工人员及设备荷载取3kN/m2,q3=3kN/m2×1.5m=4.5kN/m 6.4.4荷载组合: 恒荷载分项系数取1.3,活荷载分项系数取1.5。 q=[1.3×(a+b)+1.5×c]×1.1=[1.3×(20.8+1.8)+1.5×4.5]×1.1=39.743(kN/m) 6.4.5强度验算: 最大弯矩: Mmax=ql2/8=39.743×15002/8=11177718.75(N·mm) 最大应力: f=Mmax/W=11177718.75/141000=79.3(N/mm2)<fc=205N/mm2 6.4.6挠度验算: 最大挠度按简支梁验算。 最大挠度ω=5ql4/384EI =5×39.743×15004/(384×206000×11300000) =1.13mm<[ω]=1500/400=3.75mm 小结: 主龙骨强度和刚度均满足使用要求。 7.地基承载力计算 根据公式P=N/A 式中: P-----立杆基础底面处的平均压力设计值 A-----基础底面计算面积 N-----立杆传至基础顶面的轴心力设计值 N=70.27kN(即单根立杆传至基础顶面的轴心力设计值) 基础处理采用20cm厚度C20砼,经过45°角扩散后基础的宽度变为0.54m,如下图所示: 立杆基础图 计算面积A为: A=(0.14+2*0.2*tg45°)2=0.29m² P=N/A=70.27kN(取立杆最大荷载)/0.29m²=242kN/m2 经计算地基处理后的承载力应大于242kN/m2,或加厚硬化厚度,方可满足支架使用要求。 8.结论 计算结果汇总表如下: 表8-1计算结果统计表 构件 验算项目 单位 许允值 实际值 满堂支架立杆稳定性(不组合风荷载) 正应力 N/mm2 300 224 满堂支架立杆稳定性(组合风荷载) 正应力 N/mm2 300 245.48 主龙骨16#工字钢 最大挠度 mm 3.75 1.13 次龙骨(50×70mm方钢管) 最大挠度 mm 6 4.2 地基承载力 承载力 MPa 0.242 结论: 支架在不考虑风荷载作用下立杆稳定性均满足《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》(JGJ231-2010)标准要求。 主龙骨(16#工字钢)和次龙骨(50×70mm方钢管)强度刚度均满足规范要求。 地基承载力应满足计算结果的要求。 中铁二十三局集团第三工程有限公司 2019年9月
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算