满堂支架计算

满堂支架计算 一、概述 1.1 工程概况 碚东嘉陵江大桥现浇箱梁为单箱单室结构，每边跨现浇段长14m，顶板宽19m，底板宽11m，翼板悬臂长4m，箱梁顶板设置成1.5%双向横坡，梁高4m，腹板厚50cm，底板厚32cm。边跨现浇梁端设一道2m厚横隔板，且设置人洞以便施工，边跨梁段底板也设有一人洞供施工及成桥运营后检查用。 箱梁为三向预应力结构。所有纵向预应力采用大吨位群锚体系，顶板预应力钢束采用22ΦS15.24钢绞线束，其强度为1860MPa，底板预应力钢束采用19ΦS15.24钢绞线。横向预应力采用3ΦS15.24钢绞线，其标准强度为1860MPa，扁锚体系，间距0.5m，规格为BM15-3，采用一端张拉、另一端固定的锚固方式，张拉端与固定端沿桥纵向交错布置。竖向预应力采用4ΦS15.24钢绞线，纵向间距50cm。 1.2 施工方法简介 东阳岸现浇段位于料场内，场地已硬化，无需再处理地基，采用扣件式满堂支架现浇施工工艺进行施工。施工时，翼缘模板及外侧模采用定制钢模板，内模采用组合钢模板，底模采用大块钢模板或竹胶板，内模支撑采用υ48×3.5mm脚手管做排架。二、满堂支架搭设及预压 2.1 地基处理 内容来自lq工程师 东阳岸边跨现浇段位于料场内，基本已用砼硬化，基本可不用进行地基处理。若有未硬化完全处，可先用装载机将表层松土推平并压实，如果发现弹簧土须及时清除，并回填合格的砂类土或石料进行整平压实。原有地基整平压实后，铺设15cm厚碎石，采用人工铺平，用蛙式夯土机进行夯压。在石子层上按照安装满堂支架脚手钢管立杆所对应的位置铺设支垫钢板。 2.2 材料选用和质量要求 钢管规格为υ48×3.5mm，且有产品合格证。钢管的端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。 扣件应按现行国家标准《钢管支架扣件》(GB15831)的选用，且与钢管管径相配套的可锻铸铁扣件，严禁使用不合格的扣件。新扣件应有出厂合格证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证，当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准《钢管支架扣件》(GB15831)的规定抽样检测。旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形、锈蚀的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。 2.3 支架安装 本支架采用“碗扣”式满堂支架，其结构形式如下:纵向立杆布置间距以90cm为主，箱梁两端为60cm;横向立杆在箱梁腹板所对应的位置间距90cm，腹板及底倒角处钢管间距60cm，其中腹板下加密两列普通钢管，以加强腹板处支架的承载能力;翼缘横、纵向立杆均按90cm布置。在高度方向横杆步距120cm，使所有立杆联成 碗扣架安装好后，对于箱梁底板部份，在可调顶托上横向铺设1200×10×15cm的木枋(15cm面竖放，底板两端各悬出50cm)，共24根。然后在其上铺设纵向1400×10×15cm的木枋(15cm面竖放，竖放的目的增加刚度)，腹板50cm宽度内木枋满铺，底板其余间距25cm铺设，共50根。对于翼缘部份，钢管架直接搭设到翼缘底，先在顶托上安装纵向1400×10×15cm(15cm面竖放)的木枋，共17根，根据翼缘底板坡面将木枋加工成楔型，若翼缘模板有背肋架，则可不必横向再铺木枋，直接让加工成楔型的木枋与背肋架接触紧密，若翼缘模板无背肋架，则横向间距40cm布置10X15cm (15cm面平放)的木枋，共36根，每根约长410cm。 支架底模铺设后，测放箱梁底模中心及底模边角位置和梁体横断面定位。底模标高=梁底+支架的变形，(?前期施工误差的调整量)，来控制底模立模。底模标高和线形调整结束，经监理检查合格后，立侧模和翼板底模，测设翼板的平面位置和模底标高(底模立模标高计算及确定方式类同箱梁底板)。.4 现场搭设要求 2.4.1本工程架体搭设从26#交界墩盖梁一端开始搭设，以盖梁外缘10厘米为第一排立杆。立好立杆后，及时设置扫地杆和第一步大小横杆，扫地杆距基面25厘米，支架未交圈前应随搭设随设置抛撑作临时固定。箱梁腹板对应处必须用普通钢管增设两列立杆，随碗扣架一起搭设。 LQ工程师 2.4.2架体与26#交界墩拉结牢靠后，随着架体升高，剪刀撑应同步设置。 2.4.3安全网在剪刀撑等设置完毕后设置。 2.4.4为了便于拆除交界墩盖梁处的模板，可在支座安装完成后，在支座四周铺设一层泡沫塑料，顶面标高比支座上平面高出2~3mm。在拆除底模板时将盖梁顶处的泡沫塑料剔除，施工时严禁用气焊方法剔除泡沫以免伤及支座。 2.5 技术要求 2.5.1相邻立杆接头应错开布置在不同的步距内，与相邻大横杆的距离不宜大于步距的三分之一; 2.5.2在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑等用的直角扣件、旋转扣件中心点的相互距离不宜大于15厘米; 2.5.3对接扣件的开口应朝上或朝内; 2.5.4各杆件端头伸出扣件边缘的长度不应小于100mm; 2.5.5立杆的垂直偏差应不大于架高的1,300; 2.5.6上下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中，与相连立杆的距离不大于纵距的1/3; 2.5.7安全网应满挂在外排杆件内侧大横杆下方，用26,铁丝把网眼与杆件绑牢。 2.5.8扣件安装应符合下列规定: 2.5.8.1 扣件规格必须与钢管外径相同; 2.5.8.2 螺栓拧紧力矩不应小于50KN?M; 本文来自路桥工程师 2.5.9 主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。 三、满堂支架预压 安装模板前，要对支架进行压预。支架预压的目的:1、检查支架的安全性，确保施工安全。2、消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。 本拟按7m一段分段预压法进行预压，预压方法依据箱梁砼重量分布情况，在搭好的支架上的堆放与梁跨荷载等重的砂袋(或钢材、水箱)(梁跨荷载统一考虑安全系数为1.2)。施工前，每袋砂石按标准重进行分包准备好，然后用汽车吊或简易扒杆进行吊装就位，并按箱梁结构形式合理布置砂袋数量。 为了解支架沉降情况，在预压之前测出各测量控制点标高，测量控制点按顺桥向每2米布置一排，每排4个点。在加载50%和100%后均要复测各控制点标高，加载100%预压荷载并持荷24小时后要再次复测各控制点标高，如果加载100%后所测数据与持荷24小时后所测数 据变化很小时，表明地基及支架已基本沉降到位，可卸载，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸压。支架日沉降量不得大于2.0毫米(不含测量误差)，一般梁跨预压时间为三天。卸压完成后，要再次复测各控制点标高，以便得出支架和地基的弹性变形量(等于卸压后标高减去持荷后所测标高)，用总沉降量(即支架持荷后稳定沉降量)减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形(即塑性变形)量。预压完成后要根据预压成果通 过可调顶托调整支架的标高。 来自lqgcs.com 四、支架受力验算 4.1 底模板下次梁(10×15cm木枋)(15cm面竖放)验算 底模下脚手管立杆按照90cm(腹板下60cm，并增强两列普通钢管)布置，纵向次梁木枋腹板处满铺，底板其余处间距25cm，对于纵向次梁木枋的验算，取计算跨径为0.9m，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: 底模处砼箱梁荷载:P1 = 4.0m×25 KN/m3= 100 kN /m2 (取4.0m砼厚度计算) 模板荷载:P2 =4949.13×9.8×10-3/(14×0.5) = 6.93 kN /m2 (腹板内外模重量及内模顶板模板重量由其下木枋承受，翼缘模板重量由翼缘部份钢管架承受，内模底板模板(含 (腹板外模与底板底模采用厚度5mm大面钢板制作，内模采用1.5×0.3m组合钢模板) 腹板内外模模板重量为:2.9175×14×0.005×7.85×103+(108.56+252.99+150.02+209.75)/100/0.3×14/1.5×14.91= 4949.13 Kg 设备及人工荷载:P3 = (10×60+8×25+1000)×9.8×10-3/ (14×0.5) =2.52 kN /m2 内容来自lq工程师 (假设单侧腹板有10名工人，60Kg/人;振动棒8台，25Kg/台;其它设备1000Kg) 砼浇筑冲击及振捣荷载:(取砼重量的25%)P4 = 0.25×100 kN/m2 = 25 kN /m2 则有P =(P1 + P2 + P3 + P4)= 134.45 kN /m2 取0.2安全系数，则有P计=P×1.2= 161.34 kN /m2 因为腹板下木枋满铺，故取间距为10cm，则有:q1=P计×0.10= 161.34 × 0.10 = 16.134 kN/m W = bh2/6 = 10×152/6 =375 cm3 由梁正应力计算公式得:σ = q1L2/ 8W =16.134×0.92 ×106/ (8×375×103) =4.356 Mpa , [σ] = 10Mpa 强度满足要求。 由矩形梁弯曲剪应力计算公式得:τ = 3Q/2A = 3×16.134×103×(0.9 /2)/ (2×10×15×102)= 0.72603 Mpa, [τ] = 2Mpa(参考一般木质) 本文来自路桥工程师 强度满足要求。 由矩形简支梁挠度计算公式得:E = 0.1×105 Mpa; I = bh3/12 = 2812.5 cm4 f max = 5q1L4 / 384EI = 5×16.134×103×10-3×0.94 ×1012 / (384×2812.5×104×0.1×105)= 0.49 mm, [f] = 2.25mm( [f] = L/400=900/400=2.25 mm ) 刚度满足要求。 底板砼仅厚32cm，底板下木枋布置间距为25cm，其强度验算同上，能满足要求。 4.2 顶托横梁10×15cm(15cm面竖放)木枋验算 腹板处脚手管立杆纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m、0.6m(腹板加强后间距为0.3m) 两种，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，取计算跨径为0.3m，仅验算底模腹板对应位置即可: q1=P计×0.3= 161.34 × 0.3 = 48.402 kN/m W = bh2/6 = 10×152/6 = 375 cm3 由梁正应力计算公式得: σ = q1L2/ 8W =48.402×0.32 ×106/ (8×375×103) =1.45206 Mpa , [σ] = 10Mpa 强度满足要求; 由矩形梁弯曲剪应力计算公式得: τ = 3Q/2A = 3×48.402×103×(0.3 /2)/ (2×10×15×102)= 0.72603 Mpa, [τ] = 2Mpa(参考一般木质) 强度满足要求; 由矩形简支梁挠度计算公式得:E = 0.1×105 Mpa; I = bh3/12 = 2812.5 cm4 copyright 路桥gcs f max = 5q1L4 / 384EI = 5×48.402×103×10-3×0.34 ×1012 / (384×2812.5×104×0.1×105) = 0.01805 mm, [f] = 0.75mm( [f] = L/400=300/400=0.75 mm ) 刚度满足要求。 4.3 立杆强度验算 脚手管(υ48×3.5)立杆的纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m、0.6m和0.3m，因此单根立杆承受区域即为底板0.9m×0.9m、0.9m×0.6m或0.9m×0.3m箱梁均布荷载，由横桥向木枋集中传至杆顶。根据受力分 则有P计 = 161.34 kN /m2 对于脚手管(υ48×3.5)，据参考文献2可知: i ——截面回转半径，按文献2附录B表B知i = 1.578 cm f ——钢材的抗压强度设计值，按文献2表5.1.6采用，f=205 MPa lqgcs.com A ——立杆的截面面积，按文献2附录B表B采用，A=4.89cm2 由于大横杆步距为1.2m，长细比为λ=L/i = 1200 / 15.78 = 76 由长细比查表可得轴心受压构件稳定系数υ= 0.744 ，则有: [ N ] = υAf =0.744×489×205 = 74.582 kN 而Nmax = P计×A =161.34×0.3×0.9 = 43.5618 kN 可见[ N ] , N，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10m计算) ?L = NL/EA = 43.5618×103×10×103/(2.1×105×4.89×102)=4.242 mm 压缩变形不大 单幅箱梁每跨混凝土295.5m3，自重约753吨，按上述间距布置底座，则每跨连续箱梁下共有24×17=408根立杆，可承受1249吨荷载(每根杆约可承受30kN)，安全比值系数为 1249/753 = 1.6587 ，完全满足施工要求。 经计算，本支架其余杆件受力均能满足要求，本处计算过程从略 lqgcs.COM 五、模板工程 为保证现浇箱梁的外观质量光洁度、表面平整度和线形，加快施工进度，本工程箱梁底模可采用大块钢模板或铺设竹胶板，外侧模采用大块钢模板(可用挂篮外模所拆下的大块钢模板)，箱体内采用1.5×3.0m组合钢模板，钢模后背肋采用主桥挂篮外模拆下的[12槽钢顺桥向布置，槽钢布置间距为50cm左右。箱梁外侧模板和翼缘模板采用大型钢板，由专业模板加工厂家加工制作。面板采用5mm厚钢板，横肋采用?70角钢，背带采用2[12槽钢，背带间距为90cm，每块模板上设有3道背带，每道背带上设置两根υ18的拉杆。经受力验算和挂篮悬臂现浇模板施工检验，此模板强度和刚度完全能够满足施工要求。 箱梁内模支撑采用υ48×3.5脚手管做排架，立柱支撑在底模顶面上，脚手管顺桥向按0.9米设置一排，每排7根，且每排均需设置剪刀撑和纵、横水平撑，以增加支架的整体稳定性，防止内模胀模，内模支架的搭设原理及方式与满堂支架的搭设原理及方式基本相同。