坊塘满堂支架检算.doc
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合福高速铁路
坊塘特大桥40+60+40m连续梁
0号块满堂支架计算书
编制:
复核:
审核:
二○一一年一月
中铁隧道局合福高速铁路站前八标二分部
坊塘特大桥连续梁
0号块满堂支架检算书
一、计算依据
1、《合福高铁40+60+40连续梁设计蓝图》
2、《客运专线桥梁工程施工技术指南》
3、《路桥施工计算手册》
4、《材料力学》
5、《钢结构设计与计算》
6、《建筑地基基础设计规范》
7、《合福高铁坊塘特大桥连续梁施工方案》
二、支架总体设计方案
坊塘特大桥连续梁0号块采用在支架上现浇,支架采用碗扣式钢管脚手架搭设,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。
支架底托直接支撑在承台和已处理的地基硬化混凝土表面,所有支架应依据搭设高度设置剪刀撑。
立杆顶端安装可调式顶托,顶托上设I22a工字钢横梁,横梁上顺桥向搭设7榀桁架调整梁底标高,桁架上横桥向搭设间距为20cm的10×10cm方木,方木上铺设1.5cm的竹胶板作为底模。
墩顶搭设支架间距为50cm,顶上设][10作为纵向分配梁,上边铺设方木和竹胶板。
图1、钢管支架纵向布置图
图2、钢管支架横向布置图
三、底模及分配梁检算
图3、箱梁横断面图(单位:
cm)
16.9
125.8
36.4
16.9
125.8
(尺寸单位:
cm,荷载单位:
kN/m,砼容重取26kN/m3)
图4、横断面砼荷载分布
1、荷载大小
①施工人员,机具、材料荷载:
P1=2.5kN/m2
②砼冲击及振捣砼时产生的荷载:
P2=2.5kN/m2
③梁体钢筋砼自重荷载:
P3=4.84×26=125.8kN/m2
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=P1+P2+P3+P4=132.3kN/m2
2、底模(竹胶板)检算
根据《路桥施工计算手册》和《建筑技术》查得,竹胶合模板的力学指标取下值:
[σ]=80Mpa,[τ]=1.4Mpa
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=132.3kN/m;
M=ql2/10=132.3×0.22/10=0.5292kN·m
W=bh2/6=1.0×0.0152/6=3.8×10-5m3
σ=M/W=13.9MPa<[σ]=80MPa,满足要求。
τ=Q/A=(1/4ql)/(bh)=(132.3/4×0.2)/(1.0×0.015)×10-3MPa=0.441MPa<[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,顺纹弯应力[σw]=9.5Mpa,[τ]=1.4Mpa
q=132.3×0.2=26.46kN/m,
M=ql2/8=26.46×0.52/8=0.83kN·m
W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.66×10-4m3
σ=M/W=5MPa<[σ]=9.5MPa,满足要求。
τ=Q/A=(1/4ql)/(bh)=(26.46/4×0.5)/(0.1×0.1)=0.33MPa<[τ]=1.4MPa,满足要求。
4、分配梁检算
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=26.46×0.25=6.62kN,计算按照集中荷载作用0.6m跨中的简支梁计算。
M=Pl/4=6.62×0.6/4=0.99kN·m
W=2×39.7×10-6=7.94×10-5m3
σ=M/W=12.47MPa<[σ]=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=3.31kN
顶托采用直径38mm丝杠上托,A=1134mm2
σ=F/A=29.2MPa<[σ]=210MPa,满足要求。
四、支架受力检算
1、荷载大小
①施工人员,机具、材料荷载:
P1=2.5kN/m2
②砼冲击及振捣砼时产生的荷载:
P2=2.5kN/m2
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=125.8kN/m2
c、底板处:
P33=36.4kN/m2
④模板、支架自重荷载:
P4=1.5kN/m2
2、两侧翼缘板处满堂支架受力检算
两侧翼缘板处碗扣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
②砼冲击及振捣砼时产生的荷载:
NQ2=p2×A=2.5×0.6×0.9=1.35kN
③梁体钢筋砼自重荷载:
NG1=p31×A=16.9×0.6×0.9=9.13kN
④模板、支架自重荷载:
NG2=p4×A=1.5×0.6×0.9=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
该碗扣式脚手架钢管为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——横杆步距。
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
MPa<210MPa,符合要求。
⑦地基承载力计算:
a、碗扣式钢管脚手架,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
腹板间的碗扣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。
①施工人员、机具、材料荷载:
NQ1=p1×A=2.5×0.6×0.3=0.45kN
②砼冲击及振捣砼时产生的荷载:
NQ2=p2×A=2.5×0.6×0.3=0.45kN
③梁体钢筋砼自重荷载:
NG1=p32×A=125.8×0.6×0.3=22.64kN
④模板、支架自重荷载:
NG2=p4×A=1.5×0.6×0.3=0.27kN
按规范进行荷载组合有:
N=(NQ1+NQ2)×1.4+(NG1+NG2)×1.2=28.75kN
腹板处满堂支架单根立杆承受压力大小为:
28.75kN
该碗扣式脚手架钢管为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
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
MPa<210MPa,符合要求。
⑦地基承载力计算:
a、碗扣式钢管脚手架,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=0.6×10×(0.18+0.15+0.1)=2.58kN。
杆件自重传给地基的均布荷载Pk=1.5PGk
kPa,
取Pk=1.5PGk=1.5×2.58=21.5kPa。
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=(125.8+2.5+2.5+1.5)×1.5=198.5kPa
c、地基承载力计算均布荷载PD=P+Pk=198.5+21.5=220kPa
则要求地基处理后地基承载力不得小于220kPa,以确保地基基础安全。
。
4、底板处满堂支架受力检算
底板处碗扣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:
①施工人员、机具、材料荷载:
NQ1=p1×A=2.5×0.6×0.6=0.9kN
②砼冲击及振捣时产生的荷载:
NQ2=p2×A=2.5×0.6×0.6=0.9kN
③梁体钢筋砼自重荷载:
NG1=p33×A=36.4×0.6×0.6=13.1kN
④模板、支架自重荷载:
NG2=p4×A=1.5×0.6×0.6=0.54kN
按规范进行荷载组合有:
N=(NQ1+NQ2)×1.4+(NG1+NG2)×1.2=18.89kN
翼缘板处满堂支架单根立杆承受压力大小为:
18.89kN
该碗扣式脚手架钢管为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
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
MPa<210MPa,符合要求。
⑦地基承载力计算:
a、碗扣式钢管脚手架,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=0.6×10×(0.18+0.15+0.1)=2.58kN。
杆件自重传给地基的均布荷载Pk=1.5PGk
kPa,
取Pk=1.5