32+48+32m连续梁支架现浇计算单_精品文档文档格式.doc
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600
1200
1800
2400
最大荷载(KN)
40
30
25
20
横杆设计最大荷载:
杆距(mm)
1500
最大集中荷载(KN)
6
5
4
3
2
最大均布荷载(KN/m2)
12
10
8
横杆允许最大挠度:
f≤L/250
可调底托、顶托、钢模板支撑托允许最大荷载:
p≤50KN
机具及冲击动力系数D=1.4
2.3计算桥型
桥跨布置为(31.9+48+31.9)m预应力混凝土连续梁,全长113.3m。
梁体为等宽度、等高度连续箱梁,截面形式为单箱单室斜腹板截面,箱梁顶宽12m,底宽5.4m,梁中心线高3.25m,全桥共设4道横隔板,混凝土1334方,强度等级为C50,梁体自重γ=26.0KN/m3,钢筋263.9t。
(32+48+32)连续梁桥型布置图(尺寸单位:
m)
3碗扣式满堂支架设计
碗扣型满堂支架脚手架按设计要求,当立杆的竖向步距为60cm时,框架立杆容许荷载[P]=40KN/根。
本支架立杆纵向间距全部采用60cm,立杆横向在箱梁底板下为60cm,翼板下为90cm,腹板下加密至30cm;
横杆步距取120cm,腹板下加密至60cm。
钢筋混凝土容重按26KN/m3计算,静载安全系数取1.2,活载安全系数取1.4。
箱梁支架搭设高度为11m,底板支架通过可调顶托调整高度,可调顶托上方纵向布置12×
15cm方木,间距同立杆,纵向方木上方布置横向10×
10cm方木,腹板及底板处间距加密至20cm,翼板间距取30cm。
为了增强支架的整体稳定性,设置纵横向剪力撑。
横向沿脚手架每3m设一组剪刀撑,纵向设置双面剪刀撑,斜杆与地面的夹角为450~600之间。
剪刀撑斜杆必须通地,用扣件与立杆连接,当出现不能与立杆扣结时与横杆扣结。
扣结点距碗扣节点的距离宜≤15cm,搭接长度≥60cm,扣件不少于2个。
4荷载计算
4.1支架及模板的荷载检算
4.1.1荷载分析
1)混凝土自重产生的恒载q1,混凝土容重按26kN/m3计;
q1=1334×
26=34684kN;
2)模板自重按q2=2kN/m2计;
3)施工活载按q3=2.5kN/m2计;
4)混凝土倾倒、振捣产生的冲击力按q4=4kN/m2计;
5)风荷载ωk=0.7μsμzω0
6)安全系数考虑混凝土超方等因素取1.5系数;
7)按照模板检算规定
强度检算荷载:
q=q1×
1.5+q2+q3+q4
挠度检算荷载:
q=q1+q2
8)根据对梁体各部位的荷载分析及考虑支架的搭设方便,将支架分为二部分,按各部分的最大荷载分别计算:
a.梁底板区;
b.翼缘板区;
9)箱梁主要重量分布在梁体端头腹板下1.1m范围内,底板及翼缘下支架受力远小于腹板下支架受力,处于安全考虑并简化计算,设计支架时对箱梁端头腹板下1.1m范围进行单独验算,这样更接近于实际受力情况。
见下图:
(尺寸单位:
cm)
4.1.2底模板下次梁(10×
10cm方木)验算:
底模下脚手管立杆的纵向间距60cm,横向间距为30cm,顶托与底模间布置两层方木;
顶托上按纵向布置,间距60cm;
底模下按横向布置,间距30cm。
因此计算跨径为60cm,按简支梁受力考虑,分别验算底模下腹板对应位置和底板中间位置:
a、腹板下间距为30cm的方木受力验算:
腹板砼箱梁荷载:
P1=3.25×
26×
1.1=92.95kN/m2(按3.25m混凝土厚度计算)
模板荷载:
P2=2kN/m2
设备及人工荷载:
P3=2.5kN/m2
混凝土浇注冲击及振捣荷载:
P4=2kN/m2
则有q1=(P1+P2+P3+P4)=99.45kN/m2
q2=(1.5P1+P2+P3+P4)=145.93kN/m2
W=bh2/6=0.1×
0.12/6=1.67×
10-4m3
由梁正应力计算公式得:
σ=qL2/8W=(145.93×
0.3)×
103×
0.32/8×
1.667×
10-4
=2.95Mpa<[σ]=13Mpa,强度满足要求;
由矩形简支梁挠度计算公式得:
E=0.1×
105Mpa;
I=bh3/12=833cm4
f=5ql4/384EI=5×
145.93×
1000×
0.34/(384×
10000×
106×
8.33×
10-6)
=0.00018m=0.18mm<
1/250×
300=1.2mm;
刚度满足要求。
b、底板下间距为60cm的方木受力验算:
中间底板位置砼厚度1.5m,方木间距0.60m,考虑内模支撑和内模模板自重,则有:
底模处砼箱梁荷载:
P1=1.5×
26=39kN/m2
内模支撑和模板荷载:
P2=4kN/m2
砼浇注冲击及振捣荷载:
则有q1=(P1+P2+P3+P4)=47.5kN/m2
q2=(1.5P1+P2+P3+P4)=67kN/m2
σ=qL2/8W=(67×
0.6)×
0.62/8×
=10.85Mpa<[σ]=13Mpa,强度满足要求;
67×
0.64/(384×
=0.00136m=1.36mm<
600=2.4mm;
4.1.3顶托纵梁(12cm×
15cm方木)验算:
腹板下脚手管立杆的纵向间距60cm,横向间距为30cm,顶托方木纵梁按纵桥向布置,间距60cm,因此计算跨径为0.6m。
为简化计算,按简支梁受力进行验算,实际为多跨连续梁受力,计算结果偏于安全,仅验算底模下腹板对应位置即可:
平均荷载大小为q1=145.93×
0.6=87.56kN/m
另查表可得:
W=450×
103mm3;
I=3375cm4;
S=I/12
跨内最大弯矩为:
Mmax==qL2/8=87.56×
0.6×
0.6/8=3.94kN·
m
σ=Mmax/W=3.94×
103/(450×
103)
=8.76Mpa<[σ]=10Mpa,强度满足要求。
挠度计算按简支梁考虑,得:
fmax=5qL4/384EI=5×
87.56×
0.1296/
(384×
0.1×
105×
3375×
10-8)
=0.44mm<[f]=2.4mm([f]=L/250),刚度满足要求。
4.1.4立杆强度验算:
满堂碗扣支架腹板下立杆的纵向间距为60cm,横向间距为30cm,步距为60cm,因此单根立杆承受区域即为底板0.6m×
0.3m箱梁均布荷载由12cm×
15cm方木作为横梁集中传至杆顶。
根据受力分析,不难发现腹板对应的间距立杆受力比其余位置为的立杆受力大,故以腹板下的间距为0.6m×
0.3m立杆作为受力验算杆件。
则有P=145.93kN/m2
而Nmax=P×
A=145.93×
0.3=26.3kN≤[N]=40kN.
抗压强度满足要求。
另由压杆弹性变形计算公式得:
(按最大高度11m计算)
△L=NL/EA=26.3×
11×
103/2.1×
4.89×
102
=2.82mm压缩变形很小。
经计算,本支架其余杆件受力均能满足规范要求。
4.1.5立杆稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式:
其中N—立杆的轴心压力设计值(kN):
N=26.3kN;
φ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到;
i--计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.58cm;
A--立杆净截面面积(cm2):
A=4.89cm2;
W--立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=5.08cm3;
σ--钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);
[f]--钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205N/mm2;
L0--计算长度(m);
如参照《扣件式规范》,按下式计算:
l0=h+2a
k1--计算长度附加系数,取值为1.155;
u--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;
u=1.700;
a--立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点长度;
a=0.2m;
上式的计算结果:
立杆计算长度L0=h+2a=1.200+0.200×
2=1.600m;
L0/i=1600.000/15.800=101.26;
由长细比L0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.667;
立杆的最大应力值σ=26300/(0.667×
489)=80.63N/mm2;
考虑风荷载的影响:
σ’=Mw/W=6×
ωkbh/bh2=8N/mm2
钢管立杆的最大应力计算值σ总=80.63N/mm2+8N/mm2=88.63N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求。
5.地基容许承载力验算
结合现场实际情况,基础全部用砖渣回填,其下为承台(C35混凝土)。
地基夯填、碾压密实并做20cm厚C25混凝土垫层作硬化处理,地基承载力在2500Kpa以上。
单根碗扣式脚手架钢管立杆Nmax=26.3kN,其下垫块一般为12cm×
12cm,则产生接地压强为
P=Nmax/S=26.3kN/144cm2=1826KPa<2500Kpa,满足要求。
6.附加应力计算
地基土层在上部荷载作用下发生压缩变形,上部荷载包括支撑体系重量、上部箱梁钢筋砼重量、施工时的产生动载等。
6.5.1横桥向线荷载
①碗扣钢管架(以边跨32米为例,按14米高搭设)
立杆(横向23排,纵向54排,高度14m)
23×
54×
14=17388(m)
横杆(纵向长度32.6m,共23排;
横向长度12.65米,共54排;
共12层)
12×
(32.6×
23+12.65×
54)=17195(m)
则:
碗扣支架重
M1=(17195+17388)×
37.6/1000=1300.3(KN)
②横向小方木(横向长度6.5m,共163排,方木容重6KN/m3)
M2=6.5×
163×
6=63.57(KN)
③纵向大方木(纵向长度32.6m,共15排,方木容重6KN/m3)
M3=32.6×
0.12×
0.15×
15×
6=52.81(KN)
④模板按2KN/m2计
M4=2×
32.6×
12=782.4(KN)
⑤施工荷载按4KN/m2计算,混凝土冲击荷载按2KN/m2计算。
M5=(4+2)×
14=2738.4(KN)