连续梁支架支墩挂蓝检算范文Word格式.docx
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④模板自重荷载:
P4=1.5kN/m2
按规范进行荷载组合(按1m考虑)有:
N=NQ1+NQ2NG1+NG2=178.9kN/m2
2、底模检算
横梁(方木)的间距为0.2m,底模按跨度为0.2m三跨连续梁计算,q=178.9kN/m;
M=ql2/10=178.9×
0.22/10=0.7156kN·
m
W=bh2/6=1.0×
0.0182/6=5.4×
10-5m3
σ=M/W=12.76MPa<[σ]=13.0MPa,满足要求。
τ=Q/A=(1/4ql)/(bh)=(172.25/4×
0.2)/(1.0×
0.018)=0.48MPa<[τ]=1.4MPa,满足要求。
3、横梁(方木)检算
荷载按0.2m宽条形均布荷载,跨度0.5m三跨连续梁计算,q=172.25×
0.2=34.45kN/m,
M=ql2/8=34.45×
0.52/8=1.08kN·
W=bh2/6=0.12×
0.12/6=2.0×
10-4m3
σ=M/W=5.4MPa<[σ]=13.0MPa,满足要求。
τ=Q/A=(1/4ql)/(bh)=(34.45/4×
0.5)/(0.1×
0.12)=0.36MPa<[τ]=1.4MPa,满足要求。
4、纵梁检算
顶帽顶纵梁按0.6m×
0.6m布置,荷载按从横梁上传下来的集中荷载计算,P=34.45×
0.25=8.61kN,计算按照集中荷载作用0.6m跨中的简支梁计算。
M=Pl/4=8.61×
0.6/4=1.29kN·
W=2×
39.7×
10-6=7.94×
σ=M/W=16.25MPa<[σ]=210MPa,满足要求。
τ=F/Sx=3.24/(23.5×
10-6×
2)=68.93MPa<[τ]=210MPa,满足要求。
5、顶托检算
因为顶托较矮,按轴心受压构架检算,只检算应力。
F=P/2=4.31kN
顶托采用直径38mm丝杠上托,A=1134mm2
σ=F/A=3.64MPa<[σ]=210MPa,满足要求。
三、支架受力检算
根据设计图纸,梁总重255.5×
2.6=664.3t。
③梁体钢筋砼自重荷载(如图3所示):
a、翼缘板处:
P31=16.9kN/m2
b、腹板处:
P32=179.2kN/m2
c、底板处:
P33=36.4kN/m2
④模板、支架自重荷载:
2、两侧翼缘板处满堂支架受力检算
两侧翼缘板处碗口式脚手架布置按顺桥向间距60cm,横桥向间距90cm,横杆步距120cm。
翼缘板处脚手架每一根立杆受力如下:
①施工人员、机具、材料荷载:
NQ1=p1×
A=2.5×
0.6×
0.9=1.35kN
NQ2=p2×
NG1=p31×
A=16.9×
0.9=9.13kN
NG2=p4×
A=1.5×
0.9=0.81kN
按规范进行荷载组合有:
N=(NQ1+NQ2)×
1.4+(NG1+NG2)×
1.2=15.11kN
翼缘板处满堂支架单根立杆承受压力大小为:
15.11kN
该碗口式脚手架钢管为Φ48×
3.5mm钢管,A=489mm2
钢管回转半径:
⑤按强度验算:
MPa<
210MPa,符合要求。
(杆件自重产生的应力很小,可以忽略不计)
⑥稳定性验算
φ值根据长细比λ选取,计算长度:
l0=kμh
上式中k——计算长度附加系数,其值取1.155。
μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,
查表无此范围,纵横跨数较多,整体稳定性较好,μ取1.2
h——立杆步距。
模板支架立杆的计算长度l0=1.155×
1.2×
1.2=1.66m
按稳定性计算立杆的受压应力(步距120cm)
长细比:
则轴心受压件的稳定系数Φ=0.491
⑦地基承载力计算:
a、碗口式钢管脚手架,杆件自重Pk,根据中国建筑工业出版社出版的《施工结构计算与设计手册》,脚手架立杆验算截面承受的构架自重荷载:
Gk=a×
H0×
(gk1+gk2+gk3)
式中:
H0-立杆高度,取10m;
a-立杆纵距,取0.6m;
gk1-基本构架杆部件的平均自重荷载,取0.18kPa;
gk2-配件平均自重荷载,取0.15kPa;
gk3-局部件平均自重荷载,取0.1kPa。
则Gk=0.6×
16×
(0.18+0.15+0.1)=4.16kN。
杆件自重传给地基的均布荷载Pk=1.5PGk
kPa,
取Pk=1.5PGk=1.5×
6.93=10.4kPa。
b、箱梁自重、内外模重量以及施工振捣、机具等合计均布荷载:
P=(16.9+2.5+2.5+1.5)×
1.5=35.1kPa
c、地基承载力计算均布荷载PD=P+Pk=10.40+35.10=45.5kPa
则要求地基处理后地基承载力不得小于45.5kPa以确保地基基础安全。
3、腹板间的满堂支架受力检算
腹板间的碗口式脚手架布置按照顺桥向间距60cm,横桥向间距30cm,横杆步距120cm。
NQ1=p1×
A=2.5×
0.3=0.45kN
NQ2=p2×
NG1=p32×
A=172.9×
0.3=31.12kN
0.3=0.27kN
1.2=38.93kN
腹板处满堂支架单根立杆承受压力大小为:
38.93kN
10×
(0.18+0.15+0.1)=2.58kN。
2.58=21.5kPa。
P=(172.9+2.5+2.5+1.5)×
1.5=269.1kPa
c、地基承载力计算均布荷载PD=P+Pk=269.1+21.5=290.6kPa
查德禹特大桥施工图原地面土的容许承载力为130~170kPa<290.6kPa,所以原地面要进行处理,地基承载力才能满足要求。
为避免支架底部片石砼垫层受压破坏,在沿腹板方向1.2m范围内铺设一层15cm厚木板,以增加地基的承载力。
地基处理好后,采用轻型触探仪检测地基承载力,确保支架施工的安全。
4、底板处满堂支架受力检算
底板处碗口式脚手架布置按顺桥向60cm,横桥向60cm,横杆步距120cm。
底板处每一根立杆受力如下:
0.6=0.9kN
②砼冲击及振捣时产生的荷载:
NG1=p33×
A=36.4×
0.6=13.1kN
0.6=0.54kN
1.2=18.89kN
18.89kN
7.17=10.76kPa。
P=(36.4+2.5+2.5+1.5)×
1.5=64.35kPa
c、地基承载力计算均布荷载PD=P+Pk=10.76+64.35=75.11kPa
则要求地基处理后地基承载力不得小于75.11kPa以确保地基基础安全。
四、边跨现浇段支架计算
德禹特大桥跨353省道连续梁边跨采用在支架上现浇,支架采用碗扣式钢管脚手架拼装组成,支架均采用外径φ48mm、壁厚δ=3.5mm标准杆件进行组装,支架顺桥向立杆间距60cm,横桥向立杆翼缘板处间距90cm,底板处间距60cm,腹板处间距为30cm,横杆步距120cm。
立杆顶端安装可调式顶托,顶托上顺桥向布置I22a工字钢,横桥向搭设间距为30cm的10×
600cm方木,方木上铺设1.5cm的竹胶板作为底模。
因支架布置与0#块支架布置相同,而且0#块的荷载要远大于边跨现浇段的荷载,故此处对于边跨现浇段的支架与分配梁不再重复计算,参考0#块的支架计算。
五、临时支墩计算
根据设计图纸,中墩采用临时锚固措施,临时锚固措施应能承受中支点处最大不平衡弯矩40556kN·
m及相应竖向支反力33916kN。
采用100cm×
100cm正方形截面C40钢筋混凝土柱固结于承台加台和梁体之间,临时支墩顺桥向间距为700cm,横桥向间距为570cm。
配筋按轴心受压构件最小配筋率,一侧配筋0.2%,四周都配Φ20钢筋,整体配筋率按0.8%考虑,箍筋采用φ10钢筋,间距为15cm。
临时支墩与墩身之间用36b工字钢形成劲型连接,加强稳定性,如下图所示:
图5、临时支墩布置图
1、计算临时支墩最大反力
设临时支墩处两反力分别为F1、F2,则有
F1+F2=34000kN
(F2-F1)×
7=40500kN·
解得F1=14000kN
F2=20000kN
则单个临时支墩承受最大反力为10000kN
2、判别是否可考虑螺旋筋的影响
l0/d=(0.5×
900)/100=4.5<7,故可以考虑。
两端固结时,l0=0.5l
3、计算钢筋截面面积
竖向主筋为36根Φ20钢筋,面积Ag=3.14×
102×
36=11304mm2
混凝土面积A=1000×
1000=mm2
4、不考虑箍筋影响时的承载力
计算公式:
Nmax=φγb(1/γcRaA+1/γsRgAg)
式中:
φ——构件的纵向弯曲系数,查表采用1.0
γb——构件的工作条件系数,查表取0.95
γc——混凝土的安全系数,取1.25
γs——钢筋的安全系数,取1.25
Ra——混凝土轴心抗压设计强度,C40取20MPa
Rg——钢筋抗压设计强度,取340MPa
A——混凝土面积,mm2
Ag——主筋面积,mm2
Nmax=φγb(1/γcRaA+1/γsRgAg)
=1.0×
0.95×
(1/1.25×
20×
+1/1.25×
340×
11304)
=N=18121kN>10000kN,满足要求。
考虑箍筋的影响较为有利。
六挂篮计算
1、挂篮概述
该挂篮为菱形挂篮,主要包括菱形架、上横梁、平联、下横梁(底模)、纵梁(底模),悬吊系统、行走系统、锚固系统以及模板系统五大部分,总重量为55t。
挂篮在悬浇时,根据试验数据,控制浇注标高符合要求。
(1)计算依据
A.48+80+48m无砟轨道现浇预应力混凝土连续梁
B.《钢结构设计规范》(GBJ17-88)
C.《起重机设计规范》(GB3811)
(2)要求技术性能
A.适应最大梁段重:
150吨
B.适应最大梁段长:
4.0米
C.梁高变化范围:
3.85—6.65米
D.最大梁宽:
顶板12米、底板6.7米
E.走行方式:
无平衡重走行
(3)挂篮结构
A、桁架:
主桁架采用菱形架结构,二力杆件采用槽钢加钢板焊接成箱形梁,其刚度大、重量轻。
B、悬挂及锚固系统:
底模、侧模、内模吊杆及桁架吊杆采用带板,材料为Q345B,走行轨道锚杆采用φ25精轧螺纹钢筋,材料为40Si2MnV。
内、外模和底模前锚点采用32吨千斤顶张拉后锚固,底模后锚点采用32吨千斤顶张拉后锚固,保证砼接口平顺。
锚具采用YGM-25精轧螺纹钢专用锚具。
C、走行系统:
挂篮走行采用前滑后滚方式,前支点为滑船结构,后支点为滚轮结构。
桁架移动由两台千斤顶(油缸)牵引,桁架后部设两台5吨手动葫芦保护,防止桁架倾覆。
外模采用整体式钢模板,内模采用钢骨架加木模板或组合钢模板,底模采用平面钢模板,端模采用木模板。
(4)挂篮特点
A、挂篮结构简单,受力明确。
B、挂篮前端及中部工作面开阔,可以从挂篮中部运送混凝土,便于轨道安装以及钢筋的吊装,加快施工进度。
C、设有走行装置,后支腿为反扣轮沿轨道行走,前支座采用钢板与聚四氟乙烯相对运动,磨擦力小,移动方便,外模、内模、底模可以一次到位。
D、取消了平衡重,利用竖向预应力筋锚固轨道和菱形架。
进一步减轻了重量。
E、拼装时只要稍加处理,就可浇注合拢段梁,不需要托架,施工更加方便。
F、本结构拼装简单,重量轻,施工速度快,经济实用。
2、挂篮设计验算参数
(1)设计参数确定
1)荷载参数
①、箱梁荷载:
取最大施工载荷2号块(136.8t,长2.7米)、4号块(134t,长为3.5米)进行计算。
②、模板及挂篮自重:
约计55t。
③、施工荷载:
50kg/m2。
④、风荷载:
800Pa。
2)荷载系数
①、砼超载系数:
k1=1.05
②、挂篮空载纵移时的冲击系数k2=1.3:
安全系数k4=2.5
③、浇筑砼时的动力系数k3=1.2
(2)荷载组合
荷载组合Ⅰ:
砼自重+动力附加荷载+模板自重+人群荷载和机具设备重;
荷载组合Ⅱ:
砼自重+模板自重+人群荷载和机具设备重;
荷载组合Ⅲ:
挂篮自重+冲击附加荷载+风载
荷载组合Ⅰ用于挂篮承重系统强度及稳定性计算;
荷载组合Ⅱ用于刚度计算;
荷载组合Ⅲ用于挂篮行走计算。
3、施工控制计算
(1)计算原理
①纵梁计算:
先得荷载由模板分配至纵梁上,将横梁与纵梁的连接部门简化为铰节来分别验算其强度及刚度。
②横梁计算:
将纵梁传至横梁上的荷载,临时荷载等按工况对纵梁进行强度、刚度验算。
③上横梁计算:
将前吊点传至上横梁的荷载按工况对横梁进行强度、刚度验算。
④棱形架计算:
将上横梁传至棱形架的荷载按工况对棱形架进行强度、刚度验算。
⑤悬吊系统计算:
将下横梁传至悬吊的荷载按工况对吊杆进行强度验算。
⑥对挂篮走行进行计算:
对挂篮整体走行的安全性验算。
(2)各部位详细计算
1)纵梁计算(砼浇注100%)
纵梁承受模板荷载、箱梁砼荷载、纵梁自重、以及人群荷载和机具设备荷载,为确保安全的同时,简化计算,横梁强度及刚度均荷载组合Ⅰ进行计算,各支撑点作铰接处理。
在砼浇注阶段,各横梁分配砼荷载、横梁自重荷载、模板荷载、人机荷载分别为:
砼荷载二种工况的最大载荷为:
128、122吨;
腹板及底板砼分别自重为85、75吨;
底模平台自重10吨;
模板荷载3吨;
人群机具荷载2吨进行计算。
纵梁受力如下图所示:
A、求荷载Q(砼超载系数k1=1.05动力系数k3=1.2)
Q1=k3×
(k1×
85+10+3+2)
=1.2×
(1.05×
=125.1t
Q2=k3×
75+10+3+2)
=112.5t
B、求均布荷载q
q1=Q1/3.5=35.75t/m
q2=Q2/3.5=28.13t/m
C、求弯矩
Mmax1=q1cb(d+cb/2l)/l
=35.75×
3.5×
2.75×
[0.5+3.5×
2.75/(2*5)]÷
5
=100.7t.m
Mmax2=q2cl(2-r)/8
=28.13×
4×
5×
[2-4/5]/8
=84.4t.m
D、求抗弯模量Wx(模型如图)
Wx=475X19=9025cm3
E、求弯应力
σ=M/W
=100.7t.m/9025cm3
=111.6Mpa<[σ]=145Mpa
抗弯满足要求。
F:
刚度验算(跨中)
f1=q1cb[(4l-4b2/l-c2/l)x-4x3/l]/(24EI)
=35.75×
[(4×
5-4×
2.752/5-3.52/5)×
2.425-4×
2.4253/5]/(24×
206×
7600×
19)
=7.94mm<
5000/500=10mm
f2=q2cl3[8-4×
(c/l)2+(c/l)3]/(384EI)
=28.13×
53×
[8-4×
(4/5)2+(4/5)3]/(384×
=7.33mm<
5000/500=10mm
刚度满足要求
2)下横梁计算
下横梁承受横梁自重、纵梁传递下来的集中荷载等作用进行计算,纵梁受力模型简化为如下图所示:
从纵梁受力分析得出,下横梁最大荷载为68.8吨进行计算,下横梁要求有足够大的刚度,才能保证底模锚固的要求。
下横梁受力如下图所示:
A、求荷载Q(纵梁传递载荷、自身载荷)
Q=68.8+2.6
=71.4t
B、求均布荷载q(根据梁形分布来分配横梁受力)
q1=25.3%*Q/5.1
=3.55t/m
q2=q3=20.3%*Q/0.80
=18.1t/m
C、最为不利的是两边跨,求边跨弯矩,q1对边跨的影响太小可以不计
Mmax=q2cb(d+cb/2l)/l
=18.1×
0.8×
1.25×
(0.38+0.8×
1.25/2×
2.03)/2.03
=5.6t.m
D、求抗弯模量Wx
Wx=1190×
2=2380cm3
=5.6t.m/2380cm3
=23.6Mpa<[σ]=145Mpa
刚度验算
f=qcb[(4l-4b2/l-c2/l)(d+cb/l)-4(d+cb/l)3/l]/(24EI)
=18.1×
2.03-4×
1.252/2.03-0.82/2.03)×
1.25/2.03)-4×
1.25/2.03)3/2.03]/(24×
23700×
2)
=3mm<
L/400=5mm
3)上横梁计算
上横梁承受自重、吊杆传递来的集中荷载等作用进行计算,斜撑梁受力模型简化为如下图所示:
底模吊杆荷载Q1=101.8吨、侧模及内模吊杆荷载Q2=40吨,上横梁自重3吨进行计算。
斜撑梁受力如下图所示:
A、求荷载P
侧模及内模传递荷载P1=52/4=13t
底模传递荷载P2=56.3/4=14.1t
B、求弯矩
外模及内模产生的弯矩:
M3=P1×
1.05=13×
1.