满堂支架验算

满堂支架验算 现浇箱梁支架设计验算 1、现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求 现浇箱梁支架采用WDJ碗扣式多功能脚手杆搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。立杆顶设二层方木，立杆顶托上纵向设15×15cm方木;纵向方木上设10×10cm的横向方木，其中在墩顶端横梁和跨中横隔梁下间距不大于0.25m(净间距0.15m)、在跨中其他部位间距不大于0.3m(净间距0.2m)。模板宜用厚1.8cm的优质竹胶合板，横板边角宜用4cm厚木板进行加强，防止转角漏浆或出现波浪形，影响外观。支架纵横均按图示设置剪刀撑，其中横桥向斜撑每2.0m设一道，纵桥向斜撑沿横桥向共设4,5道。 立杆的纵、横向间距及横杆步距等搭设要求如下: 采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×60cm×120cm和60cm×90cm×120cm两种布置形式的支架结构体系，其中:墩旁两侧各4.0m范围内的支架采用60cm×60cm×120cm的布置形式;除墩旁两侧各4m之外的其余范围内的支架采用60cm×90cm×120cm的布置形式。扣件式钢管满堂支架及工字钢平台支架体系构造图见附图(一),(二)。 2、现浇箱梁支架验算 该现浇连续梁为单箱单室，对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。 ?、荷载计算 1、荷载分析 根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式: ? q1—— 箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。 ? q2—— 箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计 1 1 算，经计算取q2,1.0kPa(偏于安全)。 ? q3—— 施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算 模板及其下肋条时取2.5kPa;当计算肋条下的梁时取 1.5kPa;当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。 ? q4—— 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。 ? q5—— 新浇混凝土对侧模的压力。 ? q6—— 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。 ? q7—— 支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示: 2、荷载组合 3、荷载计算 2 2 (1)、箱梁自重——q1计算 根据结构特点，现取4个特殊截面进行验算 ? A-A截面处q1计算: A-A 根据横断面图，则: q1 ,26??5.5?1.2?0.25?2?1.67?Wγc?A,25.67kPa =,B5.5B 取1.2的安全系数，则q1,25.67×1.2,30.8kPa 注:B—— 箱梁底宽，取5.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。 ? B-B截面处q1计算: B-B 根据横断面图，则: 3 3 q1 ,Wγc?A26??5.5?1.2?0.25?2?3.2?,18.44kPa =,BB5.5 22.1kPa 取1.2的安全系数，则q1,18.44×1.2, 注:B——箱梁底宽，取5.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计 算偏于安全。 ? C-C截面处q1计算: 根据横断面图，则: C-C q1 ,Wγc?A26??5.5?1.2?0.25?2?,33.56kPa =,BB5.5 取1.2的安全系数，则q1,33.56×1.2,40.3kPa 注:B—— 箱梁底宽，取5.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。 ? D-D截面处q1计算: D-D 4 4 根据横断面图，则: q1 ,26??5.5?1.2?0.4?1.25?2?Wγc?A,35.93kPa =,BB5.5 取1.2的安全系数，则q1,35.93×1.2,43.1kPa 注:B—— 箱梁底宽，取5.5m，将箱梁全部重量平均到底宽范围 内计算偏于安全。 (2)、新浇混凝土对侧模的压力——q5计算 因现浇箱梁采取水平分层以每层30cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=28?控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力 q5=Pm?K?r?h K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.2 当V/T=1.2/28=0.043,0.035 h=1.5+3.8V/T=1.68m q5=Pm?K?r?h?1.2?25?1.68?50.4KPa ?、结构检算 1、扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算 碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“?”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架(一般都高出20%以上，甚至超过35%)。 本工程现浇箱梁支架按υ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也适用于WDJ多功能碗扣架(偏于安全)。 5 5 ? A-A截面处 在桥墩旁两侧各4m范围内，钢管扣件式支架体系采用60×60×120cm的布置结构，如图: 模板斜撑 立杆模板单位:m 横 向 ?、立杆强度验算 根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最 5)。 ? 大允许竖直荷载为,N,,30kN(参见公路桥涵施工手册中表13,立杆实际承受的荷载为:N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组 合风荷载时) NG1K—支架结构自重值产生的轴向力; NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力 ΣNQK—施工荷载标准值; 于是，有:NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×30.8=11.088KN NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN ΣNQK=0.6×0.6×(q3+q4+q7)=0.36×(2.5+2.0+2.94)=2.679KN 故:N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK=1.2×(11.088+0.36)+0.85×1.4×2.679=16.93KN,,N,,30KN ，强度满足要求。 6 6 ?、立杆稳定性验算 根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式:N/ΦA+MW/W?f N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组 合风荷载时)，同前计算所得; f—钢材的抗压强度设计值，f,205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢 管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。 A—υ48mm×3.5?钢管的截面积A,489mm2。 Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。 i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i,15.8?。 长细比λ,L/i。 L—水平步距，L,1.2m。 于是，λ,L/i,76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ,0.744。 MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距; MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10 WK=0.7uz×us×w0 uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得 uz=1.38 us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1 第36项得:us=1.2 w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4 w0=0.8KN/m2 故:WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN La—立杆纵距0.6m; h—立杆步距1.2m， 故:MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.095KN W— 截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附 表B得W=5.08 则，N/ΦA+MW/W,16.93*103/(0.744*489)+0.095*106/(5.08*103) 7 7 ,65.24KN/mm2?f,205KN/mm2 计算结果说明支架是安全稳定的。 (2)B-B截面处 跨中4m,16m范围内，钢管扣件式支架体系采用60×90×120cm的布置结构，如图。 单位:m ?、立杆强度验算 根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为,N,,30kN(参见公路桥涵施工手册中表13,5)。 立杆实际承受的荷载为:N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组合风荷载时) NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力; 8 8 NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力 ΣNQK—施工荷载标准值; 于是，有:NG1K=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×22.1=11.934KN NG2K=0.6×0.9×q2=0.6×0.9×1.0=0.54KN ΣNQK=0.6×0.9×(q3+q4+q7)=0.54×(2.5+2.0+2.21)=3.624KN 则:N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK=1.2×(11.934+0.54)+0.85×1.4×3.624=19.28KN,,N,,30KN ，强度满足要求。 ?、立杆稳定性验算 根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式:N/ΦA+MW/W?f N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组合风荷载时)，同前计算所得; f—钢材的抗压强度设计值，f,205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。 A—υ48mm×3.5?钢管的截面积A,489mm2。 Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。 i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规 范》附录B得i,15.8?。 长细比λ,L/i。 L—水平步距，L,1.2m。 于是，λ,L/i,76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 查附录C得Φ,0.744。 MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距; MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10 WK=0.7uz×us×w0 uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得uz=1.38 us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1第36项得:us=1.2 w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4 w0=0.8KN/m2 故:WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/ m2 9 9 La—立杆纵距0.9m; h—立杆步距1.2 故:MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.85×1.4×0.927×0.9× 1.22/10=0.143KN W— 截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得W=5.08 则，N/ΦA+MW/W,19.28*103/(0.744*489)+0.143*106/(5.08*103) ,81.143KN/mm2?f,205KN/mm2 计算结果说明支架是安全稳定的。 (3)C-C截面处 在桥墩旁两侧各4m范围内，钢管扣件式支架体系采用60×60×120cm的布置结构，如图: 立杆单位:m 横 向 ?、立杆强度验算 根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为,N,,30kN(参见公路桥涵施工手册中表13,5)。 10 10 ? 立杆实际承受的荷载为:N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组 合风荷载时) NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力; NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力 ΣNQK—施工荷载标准值; 于是，有:NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×40.3=14.508KN NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN ΣNQK=0.6×0.6×(q3+q4+q7)=0.36×(2.5+2.0+2.94)=2.679KN 故:N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK=1.2×(14.508+0.36)+0.85×1.4×2.679=21.03KN,,N,,30KN ，强度满足要求。 ?、立杆稳定性验算 根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式:N/ΦA+MW/W?f N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组 合风荷载时)，同前计算所得; f—钢材的抗压强度设计值，f,205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢 管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。 A—υ48mm×3.5?钢管的截面积A,489mm2。 Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。 i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i,15.8?。 长细比λ,L/i。 L—水平步距，L,1.2m。 于是，λ,L/i,76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ,0.744。 MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距; MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10 WK=0.7uz×us×w0 uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得 uz=1.38 11 11 us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1 第36项得:us=1.2 w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4 w0=0.8KN/m2 故:WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN La—立杆纵距0.6m; h—立杆步距1.2m， 故:MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.095KN W— 截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附 表B得W=5.08 则，N/ΦA+MW/W,21.03*103/(0.744*489)+0.095*106/(5.08*103) ,76.5KN/mm2?f,205KN/mm2 计算结果说明支架是安全稳定的。 (4)D-D截面处 在桥墩旁两侧各4m范围内，钢管扣件式支架体系采用60×60×120cm的布置结构，如图: 立杆单位:m 横 向 ?、立杆强度验算 12 12 根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为,N,,30kN(参见公路桥涵施工手册中表13,5)。 ? 立杆实际承受的荷载为:N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组 合风荷载时) NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力; NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力 ΣNQK—施工荷载标准值; 于是，有:NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×43.1=15.516KN NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN ΣNQK=0.6×0.6×(q3+q4+q7)=0.36×(2.5+2.0+2.94)=2.679KN 故:N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK=1.2×(15.516+0.36)+0.85×1.4×2.679=22.24KN,,N,,30KN ，强度满足要求。 ?、立杆稳定性验算 根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式:N/ΦA+MW/W?f N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK(组 合风荷载时)，同前计算所得; f—钢材的抗压强度设计值，f,205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢 管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。 A—υ48mm×3.5?钢管的截面积A,489mm2。 Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。 i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i,15.8?。 长细比λ,L/i。 L—水平步距，L,1.2m。 于是，λ,L/i,76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ,0.744。 MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距; MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10 13 13 WK=0.7uz×us×w0 uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得 uz=1.38 风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1 us— 第36项得:us=1.2 w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4 w0=0.8KN/m2 故:WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN La—立杆纵距0.6m; h—立杆步距1.2m， 故:MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.095KN W— 截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附 表B得W=5.08 则，N/ΦA+MW/W,22.24*103/(0.744*489)+0.095*106/(5.08*103) ,79.83KN/mm2?f,205KN/mm2 计算结果说明支架是安全稳定的。 2、满堂支架整体抗倾覆 依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。 K0=稳定力矩/倾覆力矩=y*Ni/ΣMw 采用跨度4-20m验算支架抗倾覆能力: 主桥宽度16m，长20m采用60×90×120cm跨中支架来验算全桥: 支架横向34排;(16m+2×1.5m=19m) 支架纵向24排; 高度14m; 顶托TC60共需要24*34=816个; 立杆需要24*34*14=11424m; 14 14 纵向横杆需要34*12/1.2*38=12920m; 横向横杆需要24*12/1.2*13.5=3240m; 故:钢管总重(11424+12920+3240)*3.84=105.9t; (,48×3.5钢管自重:38.4N/m) 顶托TC60总重为:816*7.2=5.9 t; 故Ni =105.9*9.8+5.9*9.8=1095.6KN; 稳定力矩= y*Ni=13.5/2*1095.6=7395.3KN.m 依据以上对风荷载计算WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/ m2 跨中20m共受力为:q=0.927*12*20=222.5KN; 倾覆力矩=q*12/2=222.5*6=1335KN.m K0=稳定力矩/倾覆力矩=7395.3/1335=5.54>1.3 计算结果说明本满堂支架满足抗倾覆要求 3、箱梁底模下横桥向方木验算 本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用10 ×10cm方木，方木横桥向跨度在箱梁跨中截面处按L,90cm进行受力计算,在墩顶横梁截面处按L,60cm进行受力计算，实际布置跨距均不超过上述两值。如下图将方木简化为如图的简支结构(偏于安全)，木材的 容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。 (KN/m)底模下横桥向方木受力简图q(KN/m)尺寸单位:cm 方木材质为杉木，,δw,=11MPa,δτ,7MPa E=9000MPa15 ? A-A截面处 按截面处2.5m范围内进行受力分析，按方木横桥向跨度L,60cm进行验算。 ? 方木间距计算 q,(q1+ q2+ q3+ q4)×B,(30.8+1.0+2.5+2)×2.5=90.75 kN/m M,(1/8) qL2=(1/8)×90.75×0.62,4.1kN?m W=(bh2)/6=(0.1×0.12)/6=0.000167m3 则: n= M/( W×,δw,)=4.1/(0.000167×11000×0.9)=2.5(取整数n ,3根) d,B/(n-1)=2.5/2=1.25m 注:0.9为方木的不均匀折减系数。 经计算，方木间距小于1.25m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.25m，则n,2.5/0.25,10。 ? 每根方木挠度计算 方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4 则方木最大挠度: fmax=(5/384)×,(qL4)/(EI),=(5/384)×,(195.5×0.64)/( 9×106×10×8.33 ×10-6×0.9), =4.89×10-4m,l/400=0.6/400=1.5×10-3m (挠度满足要求) ? 每根方木抗剪计算 δτ,(1/2)(qL)/(nA)=(1/2)×(195.5×0.6)/(10×0.1×0.1×0.9)=0.652 16 16 MPa,,δτ,=1.7MPa 符合要求。 ? B-B截面处 B-B截面处按12.0m范围内进行受力分析，按方木横桥向跨度L,90cm进行验算。 ? 方木间距计算 q,(q1+ q2+ q3+ q4)×B,(22.1+1.0+2.5+2)×12=331.2kN/m M,(1/8) qL2=(1/8)×331.2×0.92,33.5kN?m W=(bh2)/6=(0.1×0.12)/6=0.000167m3 则: n= M/( W×,δw,)=33.5/(0.000167×11000×0.9)=20.3(取整 数n,21根) d,B/(n-1)=12/21=0.57m 注:0.9为方木的不均匀折减系数。 经计算，方木间距小于0.57m均可满足要求，实际施工中为满足底模板受力要求，方木间距d取0.2m，则n,12/0.2,60。 ? 每根方木挠度计算 方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4 则方木最大挠度: fmax=(5/384)×,(qL4)/(EI),=(5/384)×,(663.6×0.94)/(70×9×106×8.33 ×10-6×0.9), =1.200×10-3m,l/400=0.9/400=2.25×10-3m (挠度满足要求) ? 每根方木抗剪计算 δτ,(1/2)(qL)/(nA)=(1/2)×(663.6×0.9)/(70×0.1×0.1×0.9)=0.474 17 17 MPa,,δτ,=1.7MPa 符合要求。 4、扣件式钢管支架立杆顶托上顺桥向方木验算 本施工方案中WDJ多功能碗扣架顶托上顺桥向采用15×15cm方木，方木在顺桥向的跨距在箱梁跨中按L,90cm(横向间隔l,60cm布置)进行验算，在墩顶横梁部位按L,60cm(横向间隔l,60cm布置)进行验算，横桥向方木顺桥向布置间距在桥墩旁两侧4.0m范围内均按0.25m(中对中间距)布设，在箱梁跨中部位均按0.3m布设，如下图布置，将方木简化为如图的简支结构(偏于安全)。木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。 18 18 p顶托上横桥向方木受力简图 ppp 尺寸单位: cm 方木材质为杉木， ,δw,=11MPa ,δτ,=17MPa E=9000MPa p顶托上顺桥向方木受力简图 ppp 尺寸单位: cm 方木材质为杉木， =11MPa ,δw, ,δτ,=17MPa E=9000MPa ?B-B截面处 ? 方木抗弯计算 p=lq/n,l(q1+ q2+ q3+ q4)×B/n,0.6×(22.1+1.0+2.5+2)× 12/60=3.312kN Mmax,(a1+a2)p,(0.45+0.15)×3.312=1.99kN?m W=(bh2)/6=(0.15×0.152)/6=5.6×10-4m3 δ= Mmax/ W=1.99/(5.6×10-4)=3.55MPa,0.9,δw,,9.9MPa(符 合要求) 注:0.9为方木的不均匀折减系数。 ? 方木抗剪计算 Vmax=3p/2=(3×3.312)/2= 4.968 kN 19 19 δτ,(3/2)Vmax /A=(3/2)×4.968/(0.15×0.15)=0.3312MPa,,δτ,× 0.9=1.7×0.9=1.53 MPa 符合要求。 ? 每根方木挠度计算 方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.15×0.153)/12=4.2×10-5m4 则方木最大挠度: fmax= pL3ap23.312?0.930.05?3.312222?3L?4a???3?0.9?4?0.15 48EI24EI48?9?106?4.2?10?524?9?106?4.2?10?5???? 10-3,0.9×L/400=0.9×0.9/400m=2.025×10-3m 故，挠度满 =1.549× 足要求 ?A-A截面处 根据受力布置图进行计算: ? 方木抗弯计算 p=lq/n,l(q1+ q2+ q3+ q4)×B/n,0.6×(30.8+1.0+2.5+2)× 3/10=6.534kN Mmax,(a1+a2)p,(0.3+0.05)×6.534=2.287kN?m W=(bh2)/6=(0.15×0.152)/6=5.6×10-4m3 δ= Mmax/ W=2.287/(5.6×10-4)=4.08MPa,0.9,δw,,9.9MPa(符 合要求) 注:0.9为方木的不均匀折减系数。 ? 方木抗剪计算 Vmax=3p/2=(3×6.534)/2=9.8kN 20 20 δτ,(3/2)Vmax /A=(3/2)×9.8/(0.15×0.15)=0.65MPa,,δτ,×0.9=1.7 ×0.9=1.53 MPa 符合要求。 ? 每根方木挠度计算 方木的惯性矩I=(bh3)/12=(0.15×0.153)/12=4.2×10-5m4 pL3ap26.534?0.630.05?6.5342fmax=?3L?4a???3?0.62?4?0.052 5?55?548EI24EI48?9?10?4。2?1024?9?10?4。2?10???? =9.7×10-4m,0.9×L/400=0.9×0.6/400m=1.35×10-3m 故，挠度满足要求 5、底模板计算: 箱梁底模采用竹胶板，铺设桥墩旁两侧各4m范围的纵向间距0.25m的横桥向方木上，以及跨中纵向间距0.3m的横桥向方木上，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析，并对受力结构进行简化(偏于安全)如下图: 底模及支撑系统简图 q(kN/m) 底模验算简图 q(kN/m)21 尺寸单位:cm 通过前面计算，B-B截面处横桥向方木布置间距为0.2m。 B-B截面处底模板计算 q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(22.1+1.0+2.5+2)×0.2=5.52kN/m q?l25.52?0.252 ??0.043KN?m 则:Mmax=88 模板需要的截面模量:W=M0.043??7.96?10?5m2 [W]?0.90.9?6.0?10 模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为: 6?7.96?10?5 h=??0.0219m?21.9mm b1 因此模板采用1220×2440×22mm规格的竹胶板。 6、侧模验算 根据前面计算，分别按10×10cm方木以25cm和30cm的间距布置， 以侧模最不利荷载部位进行模板计算，则有: ? 10×10cm方木以间距30cm布置 q=( q4+ q5)l=(4.0+50.4)×0.3=16.32kN/m q?l216.32?0.32 ??0.184KN?m 则:Mmax=88 模板需要的截面模量:W=M0.184?5m2 ??3.408?103[?W]?0.90.9?6.0?10 22 22 模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为: 6?W6?3.408?10?5 h=??0.0143m?14.3mm b1 因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。 ? 10×10cm方木以间距25cm布置 q=( q4+ q5)l=(4.0+50.4)×0.25=13.6kN/m q?l213.6?0.252 ??0.107KN?m 则:Mmax=88 模板需要的截面模量:W=M0.107?5m2 ??1.981?103[W]?0.90.9?6.0?10 模板的宽度为1.0m，根据W、b得h为: 6?1.981?10?5 h=??0.0109m?11mm b1 根据施工经验，为了保证箱梁底面的平整度，通常竹胶板的厚度均采 用12mm以上，因此模板采用1220×2440×18mm规格的竹胶板。 7 23 23 ? 立杆承受荷载计算 A-A、C-C、D-D截面处均处于桥墩左右延伸4m范围内，间距为60× 60cm布置立杆时，取最大受力截面荷载，D-D截面处，每根立杆上荷载为: N,a×b×q, a×b×(q1+q2+q3+q4+q7) , 0.6×0.6×(43.1+1.0+1.0+2.0+2.94)=18.014kN B-B截面处跨中12m范围内，间距为60×90cm布置立杆时，每根立 杆上荷载为: N,a×b×q, a×b×(q1+q2+q3+q4+q7) , 0.6×0.9×(22.1+1.0+1.0+2.0+2.21)=15.287kN ? 立杆底托验算 立杆底托验算: N?Rd 通过前面立杆承受荷载计算，每根立杆上荷载最大值为D-D截面处间距60×60cm布置的立杆，即: N,a×b×q, a×b×(q1+q2+q3+q4+q7) ,0.6×0.6×(43.1+1.0+1.0+2.0+2.94)=18.014kN 底托承载力(抗压)设计值，一般取Rd =40KN; 得:18.014KN,40KN 立杆底托符合要求。 ? 立杆地基承载力验算 因属于该桥底属于软地基，下挖2-3m之后用片石换填软土地基，后将原地面整平(斜坡地段做成台阶)并采用重型压路机碾压密实(压实度?90%)，达到要求后，再填筑50cm的建筑弃渣或片石土，分层填筑，分层碾压，使压实度达到94,以上后，用10cm厚C15混凝土精平，根据经验 24 24 及试验，要求地基承载力达到[fk]=220KPa。 立杆地基承载力验算:N?K?fAdk 式中: N——为脚手架立杆传至基础顶面轴心力设计值; Ad——为立杆底座面积Ad=15cm×15cm=225cm2; 按照最不利荷载考虑，立杆底拖下砼基础承载力: N18.014 ??800KPa,fcd,5800KPa，底拖下砼基础承载力满足要求。Ad0.0225?? 按照力传递面积计算: 2A?(2?0.15?tg45??15)?0.2025m2 K调整系数;混凝土基础系数为1.0 按照最不利荷载考虑: N18.014KN?88.96KPa?K?[fk]=1.0×200KPa =2mAd0.2025 将混凝土作为刚性结构，在桥墩旁两侧各4m范围，按照间距60×60cm布置，在1平方米面积上地基最大承载力F为: F,a×b×q, a×b×(q1+q2+q3+q4+q7) , 1.0×1.0×((43.1+1.0+1.0+2.0+2.94)=50.04kN 则，F,50.04kpa,[fk]=1.0×200Kpa 经过地基处理后，可以满足要求。 9.支架变形 支架变形量值F的计算 f3，f4 F,f1，f2， ?D-D截面处 ?f1为支架在荷载作用下的弹性变形量 25 25 由上计算每根钢管受力为18.014KN，υ48mm×3.5?钢管的截面积为489mm2。 于是f1=б*L/E б,18.014?489×103,36.84N/mm2 ， 则f1,36.84×12?(2.06×105),2.15mm。 ?f2为支架在荷载作用下的非弹性变形量 支架在荷载作用下的非弹性变形f2包括杆件接头的挤压压缩δ1和方木对方木压缩δ2两部分，分别取经验值为2mm、3mm，即f2,δ1，δ2 ,5mm。 ?f3为支架基底受荷载后的非弹性沉降量，基底处理时采用二灰碎石、混凝土铺装为刚性基础暂列为4mm (施工时以实测为准)。 ?f4为地基的弹性变形 地基的弹性变形f4按公式f4,σ/EP，式中σ为地基所受荷载，EP为处理后地基土的压缩模量6.2取设计参数建议值。 f4,σ/EP,142.4?6.2,23mm。 故支架变形量值F为 F,f1，f2，f3，f4=2.15+5+4+23=34.15? 10、支架施工 支架采用满堂钢管脚手架。搭设时，先在混凝土放置15cm*15cm钢板垫在钢管底下，垫板下用中粗砂找平。支架顶部设置顶托，顶托上设纵梁和横梁，其上铺设梁体模板。支架纵横向设置剪力撑，以增加其整体稳定性，支架上端与墩身间用方木塞紧。支架采用同种型号钢管进行搭设，剪力撑、横向斜撑立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设，并且在砼浇注和张拉过程中，进行全过程监测和专人检查。 支架搭设完后，上报监理检查，经监理同意后，进行支架预压:按箱梁重量120%、模板重量及施工荷载组合，确定压载系数，采用砂袋(或水袋)均匀布设堆压于支架上进行堆载预压，预压前在底模和地基上布好沉降观测点。观测点沿纵桥向分别在墩中心线处、L/8、2L/8、3L/8、4L/8、5L/8、6L/8和7L/8跨处布设，横桥向则在跨中和2个外腹板处设点，从而 形成一个沉降观测网。 ?、加载和观测 加载前先观测出观测网各点初始数据，加载完成后开始观测，一直到沉 26 26 降趋于稳定。 ?、卸载并观测 在地基沉降稳定后就可卸载，卸载后再观测1次，卸载前后的差值可认为是地基及支架的弹性变形，在安装箱梁底模时设预拱度以消除之。根据沉降观测值和张拉起拱度经验值对模板预拱度进行预留。预压完后，请测量监理工程师复核中线及标高，合格后在进行下道工序。 11、 安全保证措施 为杜绝重大事故和人身伤亡事故的发生，把一般安全事故减少到最低限度，确保施工的顺利进行，特制定如下措施: 利用各种宣传工具，采取多种教育形式，使职工牢固树立“安全第一”的思想，不断强化安全意识，建立安全保证体系，使安全化，教育经常化。 2.各级领导在下达生产任务时，必须同时下达安全技术措施。检查工作时，必须同时检查安全技术措施执行情况。总结工作时，必须同时总结安全生产情况，提出安全生产要求，把安全生产贯穿到施工的全过程。 3.认真坚持执行定期安全教育、安全讲话、安全检查制度，设立安全监督岗，充分发挥安全人员的作用，对发现的事故隐患和危及工程、人身 安全的事项，作到立即处理，做出，限期改正，落实到人。 4.搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。 5.当有六级以上大风和雨天气时停止脚手架的搭设和拆除作业，雨后穿防滑鞋作业。 6.在脚手架上进行电、气焊作业时，有防火措施和专人看守。 7.脚手架搭设时地面设有围栏和警戒标志，并有专人看守，严禁非操作人员入内。 27 27 8(旧钢管材质应符合下列规定: ?( 表面锈蚀深度应在应不超过-0.5mm ?( 钢管的弯曲变形应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规 范》表8.1.5的规定。 ?( 脚手架的搭设的技术要求、允许偏差应符合《建筑施工扣件式钢 管脚手架安全技术规范》8.2.4节要求。 (4)现浇平台的搭设及防护措施 1 高速公路改道防护:支架平台吊装，构件长度大，重量大，只能半? 幅路进行。吊装施工前申请封锁一个方向的交通，在施工点前后沪陕高速既有中央分隔带开口带，将车流全部导向另半幅路，做好改道指示标志及安全防护措施。改道、防护完成后，方可进行下一步作业。在支架平 台安装、模板、钢筋安装(吊装)施工期间，都应与沪陕高速公路管理部门协商，封锁半幅路后再施工，保证沪陕高速公路行车的安全。 2 支架基础处理:为尽量减少沪陕高速公路路面的变形及污染，在路? 面上垫以1cm厚钢板，再在钢板上安装贝雷桁架，垫底钢板伸出桁架外侧10cm。 3贝雷桁架拼装。箱梁浇筑宽度12m，支架宽15m，由5片3.0×1.5m? 贝雷桁架拼装而成，可在地上拼装完成后吊装就位。贝雷支墩分别放置于沪陕高速中央分隔带上及沪陕高速硬路肩上。 4在贝雷纵梁(工字钢纵梁)上铺设一层5mm厚的钢板作为防坠物挡? 28 28 板。 5工字钢吊装完成，在支架平台四周设置双层细目安全网，以防细小? 物件掉落。 6防坠物钢板上设150cm高的钢管支架，之上设方木、模板。 ? 7施工期间在行车道上设置交通标志牌、指示牌、夜间警示灯、指示? 灯，现场施工人员按规定穿反光衣。支架前后迎车面挂安全警示灯，贝雷支墩靠车道侧设置防撞水马。 2、梁体现浇实施方案 (1)支架搭设与预压: 现浇连续箱梁支架搭设需要吊装大量的材料，包括工字钢、方木、钢管桩等大型构件，我标段届时申请封锁一个方向的交通，在施工点前后沪陕高速既有中央分隔带开口带，将车流全部导向另半幅路，做好改道指示标志及安全防护措施。改道、防护完成后，方可进行下一步作业。支架搭设完毕以后，及时在贝雷纵梁上铺设5mm厚的钢板，对上部施工进行封闭，防止支立模板、绑扎钢筋时小型材料掉入行车道内。在支架平台安装、模板、钢筋安装(吊装)施工期间，都应与沪陕高速公路管理部门协商，封锁半幅路后再施工，保证沪陕高速公路行车的安全。 现浇梁施工之前，首先进行支架预压，预压方式采用编织袋装砂，堆码在底模上，预压重量取梁重的80%，以消除支架的非弹性变形，五天后，进行标高测量，然后通过预压前后同一点标高差值及支架的弹性变形量、梁的挠度等得出底模的预拱度之和，通过U形托座调整底模标高，预拱度 29 29 最高值设在梁的跨中，其他各点的预拱度，由中间最高值向两端零值按二次抛物线进行分配，测量合格后，涂刷脱模剂，为绑扎钢筋做准备。 (2)模板制作与安装 箱梁底模采用竹胶板，底模铺放在方木上，为确保箱梁线型和顺直度，侧模采用大块定型钢模，内模采用钢木组合模板，内模采用钢管支架支撑加固。模板要有足够的强度、刚度及光洁度，模板分块、尺寸、刚度等必须令业主及监理工程师满意，脱模剂的使用必须经监理认可。 箱梁底模侧模及内模制作成2,3m一节，严格按设计线型进行加工制作，底模在测量定位铺放好后，人工配合汽车吊拼装模板，内模顶板上预留进人天窗。 (3)桥梁支座安装 支座出厂时，必须有检验证书和产品合格证，报请监理工程师批准后方可进场，桥梁支座及预埋件按照设计图纸的平面位置准确安装。 (4)混凝土浇注 在各项准备工作全部到位，且钢筋、模板、预埋件等经监理工程师检查合格后，方可进行箱梁混凝土浇注。 箱梁砼分两次浇筑，第一次浇筑至箱梁腹板与顶板交界处，立内箱模，安装顶板钢筋，第二次浇筑箱梁顶板砼。 混凝土用输送泵泵送入模，混凝土泵车停放在桥位处施工便道上。采用自跨中向两端的顺序纵向斜向分段，水平分层浇注，分层厚度不超过30cm，插入式振动器捣固密实，梁体混凝土一次浇注成型，首先浇注底板，再浇注腹板和顶板及翼缘板部分。中间不得停止，混凝土振捣严格按施工规范进行，要求振至表面泛浆、不再冒气泡、混凝土不再下沉为止。 30 30 箱梁相邻两施工段间的施工缝必须按下述要求处理:第一次混凝土浇注完后，混凝土表面及时进行凿毛处理，凿毛质量要求严格按照规范规定控制。在第二次混凝土浇注前，表面洒适量水进行湿润，防止后浇注混凝土失水。 混凝土的养护: 梁体混凝土浇注后应立即进行养护，在养护期间，使混凝土表面保持湿润，防止雨淋、日晒。对混凝土外露面，待表面收浆、初凝后用麻袋覆盖，洒水保持模板及麻袋上湿润，养护期不少于设计及规范规定的时间。 张拉试件的养护必须与梁体同条件养护。 (5)落架与模板拆除: 当封锚混凝土强度达到设计强度以后，进行落架和模板拆除，钢管支架落架采用“U”型托下面的可调螺帽，内模及其支架由箱梁顶板预留天窗进人拆除。落架和外模拆除应对称、均匀、缓慢、有序地进行，先拆侧模底模，从跨中对称往两端拆，支架和模板拆除后，及时进行保养维修，以备再用。 支架拆除方案，考虑支架拆除量较大，为确保沪陕行车安全，启动导改应急，与广韶管理处协商临时封闭半幅道路交通，分上下行拆除支架。拆除时遵循先支后拆，后支先拆的顺序，严禁抛扔，集中整齐堆放。拆除完后迅速恢复沪陕正常交通。 31 31