现浇箱梁支架方案计算书.docx
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现浇箱梁支架方案计算书
现浇箱梁支架方案计算书
1、方案概况
1.1编制依据
⑴《**市外环路北江滨A段道路工程两阶段施工图》;
⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004);
⑶《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007);
⑷《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011);
⑸《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ128-2000);
⑹《公路桥涵抗风设计规范》(JTG/TD60-01-2004);
⑺《公路桥涵钢结构和木结构设计规范》(JTJ025-86);
⑻《装备式公路钢桥使用手册》;
⑼《路桥施工计算手册》。
⑽《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)
⑾《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008);
⑿《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
⒀《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076-95)
⒁《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)
1.2工程概况
外环路(北江滨路-利桥至融宽环路段)道路工程范围西起于龙江路与利桥交叉口,向东穿甲飞客运站后,斜跨过龙江,而后沿玉塘湖布设,东止于融宽环路,线位基本呈现西北-东南走向,施工里程段为K0+000~K1+800。
瑞亭大桥:
中心桩号为K0+377.8,起终点桩号:
K0+116.46—K0+638.5。
桥梁跨径组成为(3×20)+3×(3×35)+(4×35)的形式,桥面宽度2-19.25米,全桥长522.4米。
桥梁上部结构:
第一联采用20m装配式预应力混凝土简支空心板,其余各联采用35m等截面连续箱梁。
桥梁下部:
采用肋板式桥台。
柱式桥墩、桩基础。
桥梁纵面位于i=2.5%上坡段接i=0.3%上坡段再接-2.1%下坡段,R=5000m直线、凸曲线、直线、凸曲线、直线上;本桥平面位于直线接半径R=500m圆曲线接直线上,梁体按等角度70°布置,墩台沿着分孔线径向布置。
瑞亭大桥第二联至第五联上部现浇箱梁,标准段采用单箱三室横断面的预应力混凝土箱形连续梁,梁高2.2m,顶、底板厚0.25m~0.45m,箱梁顶、底板均与桥面同坡,桥面横坡由箱梁顶、底板旋转形成。
跨中截面顶板厚度25㎝、底板厚22㎝。
跨中腹板厚0.5m,支点腹板厚0.7m,渐变长度2.5m;箱梁悬臂长2。
5m,翼缘板端部厚0.15m,根部厚0.45m;箱梁在各支点处设置横梁,端横梁宽1.5m,中横梁宽2m。
箱梁预应力钢束采用15-12、15-7。
2、方案计算
2.1支架计算荷载的取用原则
2.1.1设计荷载
根据《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011第5.2.6条:
计算模板、支架和拱架时,应考虑下列荷载并按表4.1.1进行荷载组合。
⑴新浇筑混凝土、钢筋混凝土或其他圬工结构物的重力;
⑵模板、支架自重;
⑶施工人员和施工材料、施工设备等荷载;
⑷振捣混凝土时产生的荷载;
⑸新浇筑混凝土对模板侧面的压力;
⑹混凝土入模时产生的水平方向的冲击荷载;
⑺设于水中的支架所承受的水流压力、波浪力、流冰压力、船只及其他漂浮物的撞击力;
⑻其他可能产生的荷载,如风荷载、雪荷载、冬季保温设施荷载等。
表2.1.1模板、支架设计计算的荷载组合
2.1.2普通模板荷载计算见《桥梁施工工程师手册》7-1-1、7-1-2
⑴新浇筑混凝土和钢筋混凝土的容重:
混凝土26kN/m3。
⑵模板、支架和拱架的容重按设计图纸计算确定。
⑶施工人员和施工材料、机具行走运输或堆放荷载标准值:
①计算模板及直接支承模板的小棱时,均布荷载可取2.5kPa,另外以集中荷载2.5kN进行验算;
②计算直接支承小棱的梁时,均布荷载可取1.5kPa;
③计算支架立柱时,均布荷载可取1.0kPa;
④有实际资料时按实际取值。
⑷振捣混凝土时产生的荷载(作用范围在有效压头高度之内):
对水平模板为2.0kPa;对垂直面模板为4.0kPa。
⑸新浇筑混凝土对模板侧面的压力:
采用内部振捣器,当混凝土的浇筑速度在6m/h以下时,新浇筑的普通混凝土作用于模板的最大侧压力可按式(2—1)和(2—2)计算:
Pmax=0.22γtok1k2v1/2(2—1)
Pmax=γh(2—2)
式中:
Pmax—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kPa)
h—为有效压头高度(m)
V—混凝土的浇筑速度(m/h)
t0—新浇筑混凝土的初凝时间(h)。
可按实测确定:
γ—混凝土的容重(kN/m3)
k1—外加剂影响正系数,不掺外加剂时取1.0,掺缓凝作用的外加剂时取1.2;
k2—混凝土塌落度影响正系数,当塌落度小于30mm时,取0.85;50至90mm时,取1.0;110至150mm时取1.15。
本设计检算按(2-2)计算。
⑹倾倒混凝土时产生的水平荷载:
倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载表2-1-2采用。
本计算取2.0kPa。
表2-1-2倾倒混凝土时产生的水平荷载
⑺其他可能产生的荷载:
如雪荷载、冬季保温设施荷载等,按实际情况考虑。
(本计算按荷载为0考虑)。
2.2使用材料
混凝土:
γ砼=26.0kN/m3。
竹胶板:
γ竹胶板=9.0kN/m3;[σw]=11.45Mpa;E=6.0×103Mpa(优质品);δ=0.015m;长×宽=2.44×1.22m。
方木:
γ木=5.0kN/m3;[σw]=12.0Mpa;E=9.0×103Mpa(马尾松)。
(路桥施工计算手册表8-6)
Φ28mm顶托,长70cm(暂定),托盘大小100×150mm;[σ]=140.0Mpa;E=2.1×105Mpa;A=6.2×10-4m2。
顶托、槽钢、螺栓每个总质量为5kg。
I16a:
q=0.205kN/m;[σ]=145.0Mpa;E=2.1×105Mpa;I=1.127×10-5m4;Wx=1.409×10-4m3;A=2.611×10-3m2。
(路桥施工计算手册附表3-31)
2.3荷载分析计算
2.3.1横断面荷载分布如下:
图2.3.1横断面荷载分布图
其中:
S1=0.9094m2,L1=2.572m,q1-1=S1/L1×γ砼=9.19kN/m;
S2=1.6692m2,L2=1.375m,q1-2=S2/L2×γ砼=31.56kN/m;
S3=2.0132m2,L3=3.813m,q1-3=S3/L3×γ砼=13.73kN/m;
S4=1.1704m2,L4=0.532m,q1-4=S4/L4×γ砼=57.2kN/m;
S5=2.0788m2,L5=3.902m,q1-5=S5/L5×γ砼=13.85kN/m;
2.4模板计算
箱梁梁端实体部位腹板位置处底模的受力最大,作为控制计算部位。
2.4.1荷载
本计算书偏安全计算以一次浇筑荷载进行计算。
根据设计图纸可查,混凝土容重取r=26kN/m3,支架设计荷载计算如下:
按纵向每1m宽度计:
⑴钢筋混凝土自重:
q1-4=2.2×1.0×26.0=57.2kN/m。
⑵模板自重:
q2=0.015×1.0×9.0=0.135kN/m。
⑶施工荷载:
均布荷载2.5kN/m2;集中荷载2.5kN(验算荷载)
q3=2.5×1.0=2.5kN/m;p=2.5kN(验算荷载)。
⑷振捣混凝土时产生的荷载:
2.0kN/m2
q4=2.0×1.0=2.0kN/m。
荷载组合:
组合Ⅰ:
q=q1-4+q2+q3+q4=0.135+57.2+2.5+2.0=61.835kN/m
P=0
组合Ⅱ:
q=q1-4+q2+q4=0.135+57.2+2.0=59.335kN/m
P=2.5kN
组合Ⅲ:
q=q1-4+q2=0.135+57.2=57.335kN/m
2.4.2模板(底模)强度验算
(1)计算模式:
由于竹胶板底模下布置木横梁(10×10×400cm),中对中间距25cm,净间距15cm。
本计算按五跨连续梁计算:
图2-4-1受力简图
(2)截面特性:
A=b×h=1.0×0.015=0.015m2
W=bh2/6=1.0×0.0152/6=3.75×10-5m3I=bh3/12=1.0×0.0153/12=2.8125×10-7m4
(3)强度验算
①采用荷载组合Ⅰ,施工荷载按均布荷载时:
Mmax=0.105ql2+0.158pl(路桥施工计算手册附表2-11)
=0.105×61.835×0.152+0
=0.146kN·m
则:
σmax=Mmax/W
=0.146/(3.75×10-5)×10-3
=3.89Mpa<[σw]=11.45Mpa
满足正截面承载力要求!
②采用荷载组合Ⅱ进行验算
图2-4-2受力简图
M=0.105ql2+0.158pl
=0.105×59.335×0.152+0.158×2.5×0.15=0.2kN·m
则:
σ=M/W
=0.2/(3.75×10-5)×10-3
=5.3Mpa<[σw]=11.45Mpa满足要求!
2.4.3刚度验算
采用荷载组合Ⅲ进行计算:
q=q1+q2=0.135+57.2=57.335kN/m
F=(0.664ql4+1.097pl3)/100EI(路桥施工计算手册附表2-11)
=(0.664×57.335×0.154+0)/(100×6.0×106×2.8125×10-7)
=0.12mm<[f]=0.15/400=0.0025m=0.375mm满足要求!
当验算模板及其支架的刚度时,其最大变形不得超过下列允许值(路桥施工计算手册表8-11):
(1)、结构表面外露的模板,为模板构件计算跨度的1/400;
(2)、结构表面隐藏的模板,为模板构件计算跨度的1/250;
(3)、支架的压缩变形值或弹性挠度,为相应构件计算跨度的1/1000。
结论:
竹胶板其正截面弯曲强度、刚度满足其容许承载力要求!
2.510×10木横梁计算
墩顶梁下的横木受力最大,梁高2.2m的实体梁,该部分横木作为控制计算部位。
木横梁为10×10×400cm的方木,方木横桥向布设,横木中对中间距为25cm。
2.5.1荷载
横木中对中间距25cm,故每根承受0.25m宽度范围荷载,按纵向每0.25m计算。
⑴模板、横木自重:
q1=0.015×0.25×9.0+0.1×0.1×5.0=0.084kN/m。
⑵混凝土自重:
q2=2.2×0.25×26.0=14.3kN/m。
⑶施工荷载:
均布荷载2.5kN/m2集中荷载2.5kN(验算荷载)
q3=2.5×0.25=0.63kN/mp=2.5kN(验算荷载)。
⑷振捣混凝土时产生的荷载:
2.0kN/m2
q4=2.0×0.25=0.5kN/m。
荷载组合:
组合Ⅰ:
q=q1+q2+q3+q4=0.084+14.3+0.63+0.5=15.514kN/m
P=0kN
组合Ⅱ:
q=q1+q2+q4=0.084+14.3+0.5=14.884kN/m
P=2.5kN
组合Ⅲ:
q=q1+q2=0.084+14.3=14.384kN/m
2.5.2强度验算
⑴计算模式:
按两跨连续梁计算
图2-5-1受力简图
⑵截面特性:
A=b×h=0.10×0.10=0.01m2
W=bh2/6=0.10×0.102/6=1.67×10-4m3
I=bh3/12=0.10×0.103/12=8.33×10-6m4
⑶强度验算
①采用荷载组合Ⅰ进行强度验算时:
Mmax=MB=0.125ql2+0.188pl(路桥施工计算手册附表2-8)
=0.125×15.514×0.62
=0.7kN·m
则:
σmax=Mmax/W
=0.7/(1.67×10-4)×10-3
=4.2Mpa<[σw]=12.0Mpa满足要求!
②采用荷载组合Ⅱ验算
图2-5-2受力简图
M=0.125ql2+0.188pl
=0.125×14.884×0.62+0.188×2.5×0.6=0.95kN·m
则:
σ=MB/W=0.95/(1.67×10-4)×10-3
=5.7Mpa<[σw]=12.0Mpa满足要求!
2.5.3刚度验算
⑴采用荷载组合Ⅲ:
q=q1+q2=0.084+14.3=14.384kN/m
⑵刚度验算
fmax=(0.521ql4+0.911pl3)/100EI(路桥施工计算手册附表2-8)
=(0.521×14.384×0.64+0)×103/(100×9.0×109×8.33×10-6)
=0.13mm<[f]=0.6/400=1.5mm。
满足要求!
方木横梁承载力验算结论:
根据以上验算的结果,现浇梁底板处横向设置10×10×400cm的方木横梁,纵向中对中间距25cm,跨径为60、90cm。
其正截面弯曲强度、刚度满足其容许承载力要求!
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