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-11-4.2模板下上层方木计算·
-11-4.3顶托上纵向方木计算·
-13-4.4碗扣支架计算·
-14-4.5地基承载力计算·
-18-
-1-
温州龙港大桥改建现浇连续梁模板支架计算书
1编制依据、原则及范围
1.1编制依据
1.1.1设计文件
(1)《温州龙港大桥改建工程两阶段施工图设计》(2013年8月)。
(2)其它相关招投标文件、图纸及相关温州龙港大桥改建工程设计文件。
1.1.2行业标准
(1)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)。
(2)《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008。
(3)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)。
(4)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011。
(5)《建筑结构荷载规范》GB50009-2001。
(6)《竹胶合板模板》(JG/T156-2004)。
(7)《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)。
(8)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)。
(9)《路桥施工计算手册》(2001年10月第1版)。
1.1.3实际情况
(1)通过对施工现场的踏勘、施工调查所获取的资料。
(2)本单位现有技术能力、机械设备、施工管理水平以及多年来参加公路桥梁工程建设所积累的施工经验。
1.2编制原则
(1)依据招标技术文件要求,施工方案涵盖技术文件所规定的内容。
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(2)施工方案力求采用先进的、可靠的工艺、材料、设备、达到技术先进,力求工艺成熟,具有可操作性。
(3)根据温州龙港大桥设计文件,施工方案结合桥址的地质、水文、气象条件及工程规模、技术特点、工期要求、工程造价等多方面比选的基础上确定。
1.3编制范围
适用于温州龙港大桥现浇连续梁模板支架法施工。
2设计构造
2.1现浇连续箱梁设计构造
现浇连续上部结构为16m跨径的钢筋混凝土等截面现浇连续箱梁,4跨连续箱梁为一联,共有3联,每联左右幅分开。
梁为单箱三室截面,梁高1.2m,左幅箱梁顶板宽15.75m,底板宽11.75m,挑臂长2m。
右幅箱梁向内侧加宽,顶板宽17.25m,底板宽13.25m,挑臂长2m。
端支点处梁高1.5m、2.1m,中支点处梁高1.5m。
箱梁顶、底板厚度为25cm,腹板厚度为50cm。
箱梁的横梁为预应力横梁,横梁高度采用1.5m(即箱梁在支点横梁处局部加高为1.5m)。
连续箱梁下部采用无盖梁的桩柱式墩,每幅桥墩横向为2根桩柱,柱径1.3m,桩径1.5m。
2.2支架体系主要构造
(1)支架立杆为φ48×
3.5mm钢管。
(2)满堂支架立杆纵向间距为60cm;
支架横向间距为:
在箱室下及翼缘板下为90cm及120cm、在横隔梁及腹板下间距均为60cm、部分特殊部位横线间距为30cm,详见支架平面图。
(3)满堂支架横杆步距为:
在腹板、横隔板和横梁下为60cm、箱室和翼板下均为120cm。
(4)底模及侧模均为15mm厚竹胶模板,采用10cm×
10cm方木作为横向分配梁,按照中心间距30cm布置,采用10cm×
10cm方
-3-
木作为纵向向分配梁。
(5)支架底托下垫10cm×
10cm方木。
下垫方木以上30cm位置安装一层扫地杆,纵向及横向每隔5m布置一道扫地杆。
(6)满堂支架搭设按照规范要求必须设置横向、纵向及水平方向剪刀撑,横向及纵向剪刀撑每隔5m布置一道,剪刀撑倾斜角度为45°
-60°
。
(7)采用20cm厚度硬化混凝土和30cm厚度宕渣,以分散碗扣支架体系立杆传递过来的压力,从而保证地基承载的稳定。
根据现场采用轻便触探检测到原状土地基承载力为70kPa。
温州龙港大桥改建工程现浇箱梁支架计算书
-4-
图2.2-1左幅桥墩处满堂支架横断面图
-5-
图2.2-2左幅箱室下满堂支架横断面图
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图2.2-3满堂支架纵断面图
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图2.2-4右幅桥墩处满堂支架横断面图
-8-
图2.2-5右幅两跨满堂支架平面图
3满堂支架体系设计参数取值
3.1荷载组合
-9-
计算模板、支架所要考虑的荷载如下:
序号荷载类别取值
1模板、方木自重0.7kN/m2
2新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力3施工人员及施工设备、施工材料等荷载
26kN/m32
2.5kN/m
模板、支架结构类别荷载组合
强度计算刚度计算梁、板的底模板以及支撑板、1+2
1+2+3+4+5+6
支架等
4倾倒混凝土产生的冲击荷载2kN/m2
5振捣混凝土时产生的振动荷载2kN/m2
6
风荷载横桥向风压1kN/m2,顺桥向风压0.7kN/m2
依据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50—2011)的相关规定,模板、支架设计应按照下列方式进行荷载组合:
模板、支架设计计算的荷载组合见下表。
模板、支架设计计算的荷载组合表
3.2强度、刚度标准
依据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50—2011)P22页的相关规定,验算模板、支架的刚度时,其最大变形值不得超过下列允许数值:
(1)结构表面外露的模板,挠度为模板构件跨度的1/400。
(2)结构表面隐蔽的模板,挠度为模板构件跨度的1/250。
(3)支架受载后挠曲的杆件(横梁、纵梁),其弹性挠度为相应结构计算跨度的1/400。
(4)钢模板的面板变形为1.5mm,钢棱和柱箍变形为L/500和B/500(其中L为计算跨径,B为柱宽)。
外模板计算时挠度取为模板构件跨度的1/400;
内模板计算时挠度取为模板构件跨度的1/250。
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3.3材料力学参数
本次计算采用的是容许应力法,不考虑荷载的分项系数,但是考虑容许应力提高系数。
(1)钢材允许应力规定
所用型钢材质为Q235材质。
依据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025—86)P24页的相关规定,Q235钢允许应力为:
①轴向应力[σ]=140MPa;
②弯曲应力[σw]=145MPa;
③剪应力[τ]=85MPa。
容许应力提高系数为1.25。
(2)碗扣脚手架和普通脚手架允许应力规定
碗扣脚手架截面为φ48×
3.5mm,为Q235材质。
当步距为600mm时,立杆允许荷载为40kN/根;
步距为1200mm时,立杆允许荷载为30kN/根;
步距为1800mm时,立杆允许荷载为25kN/根;
步距为2400mm时,立杆允许荷载为20kN/根;
顶托和底座允许荷载为50kN/根。
(3)方木允许力学参数规定
方木容许顺纹弯应力[бw]=9.5MPa,弹性模量E=8.5×
103MPa(8.5×
109Pa)(选用针叶林,木材应力等级为A-5,为较低等级)。
(4)胶合板力学参数
采用竹制胶合板,胶合板静曲强度[б]=30MPa,弹性模量E=0.5×
104MPa(5×
109Pa)。
(5)钢材弹性模量规定
依据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025—86)P3页的相关规定,钢材弹性模量为:
E=2.1×
105MPa。
4计算
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4.1模板计算
模板下方木中心间距为30cm,方木间净距为20cm。
取11#桥墩上端支点横梁下模板进行计算,此处为现浇箱梁梁高最大处,为2.1m,计算时按照三跨连续梁考虑。
由于混凝土浇筑厚度为2.1m,新浇筑的混凝土结构自重为:
2.112654.6/PkNm?
?
强度验算荷载为:
54.6(0.72.522)61.8/qkNm?
刚度验算荷载为:
54.60.755.3/qkNm?
截面参数:
225310.0153.751066bhwm?
336410.0150.281101212bhIm?
计算结果:
强度:
22max61.80.20.2471010qlMkNm?
μαξ530.2476.587303.7510MkNmMPaMPawm?
刚度:
434max9655.3100.22000.4920.51281285100.28110400qlfmmmmEI?
符合要求。
4.2模板下上层方木计算
(1)跨度60cm,间距30cm,方木为10×
10cm
本工况下取11#桥墩上端支点横梁下方木进行计算,梁高2.1m,方木中心间距为30cm,方木间净跨为60cm,计算时按照三跨连续梁考虑。
新浇筑的混凝土结构自重为:
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2.10.32616.38/PkNm?
16.38(0.72.522)0.318.54/qkNm?
16.380.70.316.59/qkNm?
22430.10.11.671066bhwm?
33640.10.18.33101212bhIm?
22max18.540.60.6671010qlMkNm?
max430.6673.9949.51.6710MkNmMPaMPawm?
434max9616.59100.66000.2371.51281288.5108.3310400qlfmmmmEI?
(2)跨度120cm,间距30cm,方木为10×
本工况下取箱室下方木进行计算,梁厚0.5m,方木中心间距为30cm,方木间净跨为120cm,计算时按照三跨连续梁考虑。
0.50.3263.9/PkNm?
3.9(0.72.522)0.36.06/qkNm?
3.90.70.34.11/qkNm?
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22max3.91.20.5621010qlMkNm?
max430.5623.3659.51.6710MkNmMPaMPawm?
434max966.06101.212001.38731281288.5108.3310400qlfmmmmEI?
4.3顶托上纵向方木计算
(1)跨度60cm,间距60cm,方木为10×
本工况下取11#桥墩上端支点横梁下方木进行计算,梁高2.1m,方木中心间距为60cm,方木间净跨为60cm,计算时按照三跨连续梁考虑。
2.10.62632.76/PkNm?
32.76(0.72.522)0.637.08/qkNm?
32.760.70.633.18/qkNm?
22max37.080.61.3341010qlMkNm?
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max431.3347.9889.51.6710MkNmMPaMPawm?
434max9633.18100.66000.4741.51281288.5108.3310400qlfmmmmEI?
(2)跨度60cm,间距120cm,方木为10×
本工况下取箱室下方木进行计算,梁厚0.5m,方木中心间距为120cm,方木间净跨为60cm,计算时按照三跨连续梁考虑。
0.51.22615.6/PkNm?
15.6(0.72.522)1.224.24/qkNm?
15.60.71.216.44/qkNm?
22max24.240.60.8731010qlMkNm?
max430.8735.2289.51.6710MkNmMPaMPawm?
434max9616.44100.66000.2351.51281288.5108.3310400qlfmmmmEI?
4.4碗扣支架计算
(1)碗扣支架立杆竖向受力计算如下:
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序号碗扣支架部位立杆布置单根立杆受力
1中支点横梁下纵向间距60cm、横向间距60cm221.50.626(0.72.522)0.616.632kN?
2腹板及横隔板下纵向间距60cm、横向间距60cm221.20.626(0.72.522)0.613.824kN?
3
箱室下纵向间距60cm、横向间距120cm0.50.61.226(0.72.522)0.61.214.544kN?
4端支点横梁下(梁高1.5m)纵向间距60cm、横向间距60cm221.50.626(0.72.522)0.616.632kN?
511#墩端支点横梁下纵向间距60cm、横向间距60cm222.10.626(0.72.522)0.622.248kN?
6翼缘板下纵向间距60cm横向间90cm
0.30.60.926(0.72.522)0.60.8.kN?
(2)碗扣支架立杆横向受力计算如下:
本次计算中支架高度按照5m、支架长度按照16m、支架宽度按照19.2m计算。
横桥向风荷载:
151690kN?
纵桥向风荷载:
0.7519.267.2kN?
(3)碗扣支架建模计算
采用midascivil建模进行计算,释放横杆两端约束,取相对值0.3。
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组合应力结果输出:
由图可以看出立杆最大应力为:
max61.5140MPafMPa?
故碗扣钢管强度设计满足安全要求。
位移结果输出:
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由图可以看出满堂支架最大变形为:
4fmm?
整体稳定性计算结果输出:
由图可以看出满堂支架整体稳定性安全系数大于3.47,满足
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规范要求。
4.5地基承载力计算
计算反力输出结果:
根据上述计算结果,最大的单根立杆传递的压力F=23.11kN。
地基处理采用20cm厚C20混凝土,30cm厚度宕渣。
底座与硬化混凝土的接触面积为15cm×
15cm。
硬化混凝土地基按刚性基础考虑,底座承受最大荷载以刚性角45度传递至硬化混凝土底,再以刚性角30度传递至宕渣层底部,则扩散后的尺寸为:
L=15+20×
2+17.3×
2=89.6cm。
传递到硬化混凝土基底后的应力σ:
kPaAF8.28896.0896.023110?
满足要求。
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- 现浇箱梁 支架 计算 midas 稳定性