现浇连续梁支架碗扣及模板计算书.docx
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现浇连续梁支架碗扣及模板计算书.docx
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现浇连续梁支架碗扣及模板计算书
附件一3#排洪渠中桥
现浇连续梁满堂碗扣支架检算
一、设计依据
1、海沧建港西路(三都路-海新路)道路工程3#排洪渠中桥图纸
2、公路桥涵结构及木结构设计规范—JTJ025-86
3、钢结构设计规范—GB50017-2003
4、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011
5.扣件式钢管脚手架计算手册-中国建筑工业出版社
二、工程概况
1、3#排洪渠中桥共计一联2跨现浇箱梁,布置为:
2×25m等截面连续梁桥梁总长度56m。
2、箱梁构造:
主梁采用直腹板式箱梁,梁体现浇钢筋砼连续箱梁,单箱五室截面,桥面宽24m,底板宽19m,箱梁悬臂长2.5米,中心梁高1.7米(双向横坡1.5%,向两侧放坡)。
腹板厚度由0.4米渐变到0.6米,箱梁顶板及底板厚0.25米,端横梁宽1.2米,中横梁为1.8米,箱梁设计角度为50度。
截面如下图1。
图1梁体横断面图
三、现浇满堂碗扣支架方案设计
1.3#排洪渠中桥共一联2孔,拟采用满堂碗扣支架现浇;
2.满堂碗扣现浇支架体系由支架基础、碗扣钢管立杆、横杆、纵横向剪刀撑、水平连续撑、顶托、底托、底模系统等组成。
3.碗扣立柱纵向间距采用(60*2+90*23)cm布置;横向间距翼缘板及底板下采用90cm,腹板下采用60cm;步距均采用120cm;
4.剪刀撑设置:
纵、横向按每4~5跨设置由底至顶连续竖向剪刀撑,剪刀撑的宽度为间距4~5跨且≤6m,剪刀撑与地面倾角为45°~60°;在竖向剪刀撑顶部交点平面设置连续水平撑,间距4~5跨且≤6m。
5.具体结构及布置形式见图2、图3所示。
图2满堂碗扣支架纵断面面布置图
图3满堂碗扣支架横断面布置图
四、支架结构验算
1、碗扣支架材料
(1)HB碗扣为φ48×3.5mm钢管;
名称
型号
规格(mm)
市场重量(kg)
设计重量(kg)
立杆
LG-120
φ480x3.5x1200
7.41
7.05
LG-180
φ480x3.5x1800
10.67
10.19
LG-240
φ480x3.5x2400
14.02
13.34
LG-300
φ480x3.5x3000
17.31
16.48
横杆
HG-30
φ480x3.5x300
1.67
1.32
HG-60
φ480x3.5x600
2.82
2.47
HG-90
φ480x3.5x900
3.97
3.63
(2)立杆、横杆承载性能。
立杆
横杆
步距(m)
允许载荷(KN)
横杆长度(m)
允许集中荷载(KN)
允许均布荷载(KN)
0.6
40
0.9
4.5
12
1.2
30
1.2
3.5
7
1.8
25
1.5
2.5
4.5
2.4
20
1.8
2.0
3.0
2、荷载分析计算
(1)恒载(砼):
横桥向根据箱梁断面变化,按分段均布荷载考虑,其布置情况如下图所示:
(2)模板荷载:
①内模(包括支撑架):
按q=1.2kN/m2考虑;
②外模(包括侧模支撑架):
按q=1.2kN/m2考虑。
(3)施工荷载:
施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载,按q=1.5kN/m2考虑;
⑷振捣混凝土时产生的荷载采用q=2.0kN/m2。
3、碗扣支架受力计算
设计计算中假定:
腹板混凝土及内外侧模板通过底模系统直接传递给腹板下碗扣立杆;翼缘板混凝土通过模板系统传递给翼缘板下碗扣立柱;顶、底板混凝土及内模系统通过底模系统传递给底板下碗扣立柱。
(1)腹板下碗扣立杆检算
荷载(取纵向单位1m计算):
1混凝土荷载:
g1=2.55t
2内外模板系统荷载:
g2=0.2t
3施工荷载:
g3=0.15*0.6=0.09t
4振捣混凝土荷载:
g4=0.2*0.6=0.12t
则总荷载为:
G=2.96t
腹板碗扣立杆纵向间距90cm、横向间距为60cm,步距120cm,考虑按2根受力,则单根立杆受力为:
N=2.96*10*0.9/2=13.32kN<[N]=30kN。
(2)翼缘板下碗扣立杆检算
荷载(取纵向单位1m计算):
①混凝土荷载:
g1=2t
②翼缘板模板系统荷载:
g2=0.2t
③施工荷载:
g3=0.15*2.5=0.375t
5捣混凝土荷载:
g4=0.2*2.5=0.5t
则总荷载为:
G=3.075t
翼缘板碗扣立杆纵向间距90cm、横向间距为90cm,步距120cm,考虑按3根受力,则单根立杆受力为:
N=3.075*10*0.9/3=9.225kN<[N]=30kN。
(3)顶、底板下碗扣立杆检算
荷载(取纵向单位1m计算):
①混凝土荷载:
g1=5.27t
②内模系统荷载:
g2=0.3t
③施工荷载:
g3=0.15*2.81=0.42t
④振捣混凝土荷载:
g4=0.2*2.81=0.56t
则总荷载为:
G=6.55t
腹板碗扣立杆纵向间距90cm、横向间距为90cm,步距120cm,考虑按3根受力,则单根立杆受力为:
N=6.55*10*0.9/3=19.65kN<[N]=30kN。
经以上计算,立杆均满足受力要求。
(5)支架立杆稳定性计算
经计算得立杆长细比λ=L/i=120/1.578=76
由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.744
立杆截面积Am=π×(242-20.52)=489mm2
由钢材容许应力表查得弯向容许应力[σ]=145MPa
立杆轴向荷载[N]=Am×φ×[σ]=489/1000×0.744×145=52.75kN
而Nmax=19.65kN﹤[N]=52.75kN
故支架立柱稳定性满足要求。
4、地基受力计算
(1)腹板下计算
地基传力方式如下:
由上计算可知,单根立杆承载力为N=13.32kN,分布地基受力面积为0.38m×0.38m(砼地基按45°受力扩散至基底受力),则:
地基基础底面应力σ=92kPa。
(3)翼缘板板下计算
地基传力方式如下:
由上计算可知,单根立杆承载力为N=9.225kN,分布地基受力面积为0.38m×0.38m,则:
地基基础底面σ=64kPa。
(3)顶底板下计算
地基传力方式如下:
由上计算可知,单根立杆承载力为N=19.65kN,分布地基受力面积为0.38m×0.38m,则:
地基基础底面σ=136kPa。
以上计算得知地基基础顶面最大应力为136kpa,故要求碗扣支架垫层基础基底承载力达136kpa以上,取150KPa。
六、外侧模板检算
1、计算荷载
水平荷载统计:
⑴新浇混凝土对模板的水平侧压力标准值。
按照(JGJ74-2003)附录B,模板荷载及荷载效应组合B.0.2规定:
F=Min(F1,F2)
本计算书各工艺参数:
γc---取26kN/m3;
t0---初凝时间为6小时(由工艺试验确定);
V---浇筑速度为3.5/(1300/30)=0.08m/h;
H---混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m);取3.5m;
β1---取1.2;
β2---取1.15。
则砼侧压力标准值F为:
F1=0.22×26×6×1.2×1.15×0.081/2
=13kN/m2
F2=26×3.6=93.6kN/m2
混凝土对模板的水平侧压力取二者中的较小值,F=13kN/m2作为模板水平侧压力的标准值。
⑵倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值
考虑倾倒混凝土产生的水平活载荷标准值取值4kN/m2(泵送混凝土)
⑶振捣混凝土时产生的水平荷载标准值
振捣混凝土时产生的水平荷载标准值取值4kN/m2(作用范围在新浇筑的混凝土侧压力的有效压头高度之内)
⑷水平侧压力的荷载组合:
①总体水平侧压力的设计值为
F设=1.2×13+1.4×(4+4)=26.8kN/m2
模板受力分析采用总体水平侧压力设计值
②模板的变形分析采用新浇混凝土对模板水平侧压力的标准值
F标=13kN/m2
2、计算内容
⑴模板设计
面板采用15mm厚竹胶板;水平加劲肋采用方木10*10cm、间距为40cm,竖向加劲肋采用方木10*15cm、间距为60cm。
拉杆梁采用2[14a、间距不超过1m布置,拉杆采用φ22、间距不超过1×1m布置。
⑵面板的检算
面板支承于横肋,横肋间距40cm;模板按5等跨连续梁计算。
取1m宽的板条作为计算单元,则
q设=F设×1=2.68×1=2.68t/m
q标=F标×1=1.3×1=1.3t/m
①强度计算模型
②变形计算模型
求的:
Mmax=0.05t·mfmax=0.4mm
面板的截面系数:
WX=1/6bh2=1/6×100×1.52=37.5cm3
IX=1/12bh3=1/6×100×1.53=28cm4
应力:
σmax=Mmax/WX=0.05×105/37.5=13.3MPa<14.5MPa(满足要求)
挠度:
fmax=0.4mm ⑶横肋的检算 方木10×10cm: Wx=166.7cm3Ix=833.3cm4A=100cm2 横肋间距为40cm,则 q设=F设×0.4=2.68×0.4=1.1t/m q标=F标×0.4=3.7×0.3=0.5t/m 横肋按3等跨连续梁计算 ①强度计算模型 ②变形计算模型 求的: Mmax=0.04t·mfmax=0.3mm 应力: σmax=Mmax/WX=0.04×105/166.7=2.4MPa<8MPa(满足要求) 挠度: fmax=0.3mm ⑷竖向加劲肋的检算 方木10×15cm: Wx=375cm3Ix=2812.5cm4A=150cm2 竖向桁架间距为60cm,则 q设=F设×0.6=2.68×0.6=1.6t/m q标=F标×0.6=1.3×0.6=0.78t/m 竖向肋按2等跨连续梁计算 ①强度计算模型 ②变形计算模型 求的: Mmax=0.20t·mRmax=1.0tfmax=0.1mm 应力: σmax=Mmax/WX=0.2×105/375=5.3MPa<8.0MPa(满足要求) 挠度: fmax=0.1mm
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