连续梁0#块计算支架法文档格式.docx
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底模板将采用竹胶板和方木,竹胶板规格122×
244×
1.5cm,15×
15cm方木作为竹胶板的横向背楞,10×
10cm方木为底层的纵向分配梁(直接作用在贝雷片上)。
竹胶板参数如下:
弹性模量:
纵向Ez=6.5GPa、横向Eh=4.5GPa
弯曲强度:
纵向σz=80MPa、横向σh=55MPa
密度:
9.5KN/m3
方木参数如下:
E=10GPa
顺纹抗弯强度:
[σa]=13MPa
抗剪强度:
[σah]=2MPa
8KN/m3
1.1竹胶板
S1部分:
砼面积:
A1=3.26m2
每延米荷载:
3.26×
26=84.76KN/m,该部分梁底宽度约为1.05m,其作用在底模板上压力为80.72KPa。
施工荷载:
4KPa
倾倒混凝土荷载:
2.8KPa
振捣混凝土荷载:
取1m长进行计算,则竹胶板的抵抗矩和惯性矩分别为
W=bh2/6=100×
1.52/6=37.5cm3
I=bh3/12=100×
1.53/12=28.125cm4
假设该处纵向方木净距L
Mma×
=0.1qL2=0.1×
(80.72+4+2.8+2.8)L2=9.03L2
,得L<
0.478m
得L<
0.234m,计算挠度时不考虑施工荷载。
所以该部分取L=0.20m,即方木纵向中心距为30cm。
S2部分:
A2=1.17+2.12=3.29m2
3.29×
26=85.54KN/m,因该部分梁底宽度3.575m,所以作用于底板上压力为85.54/3.575=23.93KPa。
由于该部分荷载较小,不再进行计算。
S3部分:
A3=3.76m2
3.76×
26=97.76KN/m,因该部分梁底宽度1.45m,所以作用于底板上压力为97.76/1.45=67.42KPa。
由于该部分荷载小于S1部分,不再进行计算。
面板的抗剪计算:
取荷载较大的S1部分计算,公式如下(查桥梁施工计算手册)
其中,V--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(方木边缘间距):
l=300-100=200mm;
q--作用在模板上的压力线荷载,q=90.32KN.m
面板的最大剪力:
V=0.6×
90.32×
200=10838.4N
截面抗剪强度必须满足:
其中,T--面板截面的最大受剪应力(N/mm2);
V--面板计算最大剪力(N):
V=10838.4N;
b--构件的截面宽度(mm):
b=1000mm;
hn--面板厚度(mm):
hn=15.0mm;
fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=1.6N/mm2
面板截面的最大受剪应力计算值:
T=3×
10838.4/(2×
1000×
15)=1.08N/mm2<[fv]=1.600N/mm2
满足要求。
1.2纵向方木
方木采用10×
10cm截面,其力学性能及截面特性:
W=bh2/6=10×
102/6=166.67cm3
I=bh3/12=10×
103/12=833.33cm4
E=10GPa[σa]=13MPa[σah]=2MPa
横向方木模式类似于连续梁,计算时取三等跨进行计算。
q=90.32×
0.3=27.10KN/m
27.10×
0.32=0.244KN*m
注:
计算挠度时不考虑施工荷载,所以q取24.22KN/m。
q=(23.93+4+2.8+2.8)×
0.3=10.06KN/m
Mmax=0.1qL2=0.1×
10.06×
0.62=0.36KN*m
计算挠度时不考虑施工荷载,所以q取7.18KN/m。
纵向方木抗剪计算:
取受力最不利的S1部分计算,最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
V-分布方木承受的最大剪力;
l--计算跨度(主受力方木中对中间距)l=300mm;
q--作用在分布方木上的线荷载q=27.10kN/m
分布方木最大剪力:
V=0.6×
300=4878N
截面抗剪强度必须满足下式:
其中,τ--截面的最大受剪应力(N/mm2);
V--计算最大剪力(N):
V=4878N;
b--截面宽度(mm):
b=100mm;
hn--截面高度(mm):
hn=100mm;
fv—分布方木抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=2N/mm2;
分布方木截面的剪应力:
τ=3×
4878/(2×
100×
100)=0.73N/mm2<[fv]=2N/mm2
1.3横向方木
由于S1部分受力最不利,取该部分进行受力计算。
该部分荷载由4根方木承担,受力情况见下图:
横向方木选用15×
15cm截面,相关数据如下
W=bh2/6=15×
152/6=562.5cm3
I=bh3/12=15×
153/12=4218.75cm4
弯矩受力图如下:
结构变形位移图如下:
由结构力学求解器计算所知,竹胶板的最大位移在1号单元,位移为0.1mm<
L/400=700/400=1.75mm,满足刚度要求。
剪力图如下:
2内模计算
2.1支架
支架均采用Φ48×
3.5mm钢管,步距横桥、顺桥方向均为90cm,纵向步距是120cm。
按梁体截面划分,顶板部分只涉及S2,所以计算顶板S2部分为:
A2顶=1.17m2
1.17×
26=30.42KN/m,因该部分梁底宽度1.787m,所以作用于顶板荷载为30.42/1.787=17.023KN/m2。
4KN/m2
2.5KN/m2
荷载取值:
均布荷载q=26.03KN/m2,考虑到模板、人行、施工机械以及浇筑混凝土时的冲击荷载因素,同时根据技术规范和实际情况进行估算,上述荷载总量按混凝土的20%计算,故荷载采用箱梁标准断面乘以1.2的安全系数计算,q=1.2×
26.03=31.236KN/m2。
钢管纵、横距计算
钢管受力面积为S,则N=q*S
由N/(ψ*A)﹤σ容得:
S﹤σ容*ψ*A/q
钢管回转半径:
I=3.14×
(D4-d4)/64=3.14×
(484-414)/64=121805mm4
A=3.14×
(D2-d2)/4=489.055mm2
回旋半径:
rw=(I/A)1/2=(121805/489.055)1/2=15.78mm
长细比:
λ=L/rw=1200/15.78=76.046
查表得:
稳定系数ψ=0.714
N允许=〔δ〕Aψ=170×
489.055×
0.714=59361N
钢管最大容许应力σ容=170N/mm2
则:
S﹤N允许/q=59.361/31.236=1.9m2
纵、横距取0.9*0.9m,S=0.81m2﹤1.9m2满足要求!
2.2纵向方木
由于顶板S2顶部分荷载较小,竹胶板、横向方木受力在底模计算中已计算过,这里不再重复计算,只计算顶板纵向方木。
顶板纵向方木间距为90cm。
取S2顶部分进行受力计算,该部分荷载由3根方木承担,受力情况见下图:
纵向方木选用10×
10cm截面,相关数据如下
W=bh2/6=10×
102/6=166.67cm3
I=bh3/12=10×
103/12=833.33cm4
由结构力学求解器计算所知,竹胶板的最大位移在2号单元,位移为0.8mm<
L/400=900/400=2.25mm,满足刚度要求。
2.3侧模
砼浇筑速度
=2.5KPa,砼浇筑选择当日气温较低时,这里取值T=
,侧模内侧采用1.2cm竹胶板,外侧加一道1.8cm胶合板,侧模总厚度为3cm。
考虑施工振捣荷载4KN/m2,则总侧压力为:
P=53.612+4=57.612KN/m2
作用于模板上的线荷载
按强度要求需要要内楞的间距,则
按刚度要求需要要内楞的间距,则
取二者中较小值,
=581.189mm,选用
=500mm。
2.4对拉螺栓
箱梁边腹板及中腹板对拉螺栓布置形式为:
0.6*0.6m,由于侧模计算中已知砼对侧向模板的侧压力为57.612KN/m2
拉杆承受的拉力为:
则选用M16对拉螺栓,其容许应力为24500N>
20740N
3满堂支架计算
3.1碗扣支架检算
施工人员,机具、材料荷载:
取P1=2.5kN/m2
砼冲击及振捣砼时产生的荷载:
取P2=2.5kN/m2
模板、支架自重荷载:
取P3=1.5kN/m2
碗扣支架钢管特性:
抗压强度f=205MPa;
弹性模量E=2.05×
105MPa;
截面积A=4.89cm2;
截面惯性矩I=12.19cm4;
截面模量W=5.08cm3;
回转半径I=1.58cm。
按截面划分取支架上梁体最大截面计算:
3.1.1梁体钢筋砼自重荷载
a、翼缘板处:
PG4=0.96×
26=24.96kN/m2
b、腹板处:
S1断面:
PG1=3.26×
26=84.76kN/m2
S3断面:
PG3=3.76×
26=97.76kN/m2
c、底板处:
PG2=(1.17+2.12)×
26=85.54kN/m2
3.1.2两侧翼缘板处满堂支架受力检算
两侧翼缘板处碗扣式支架布置按顺桥向间距90cm,横桥向间距60cm,横杆步距120cm。
翼缘板处支架每一根立杆受力如下:
施工人员、机具、材料荷载:
NQ1=P1×
A=2.5×
0.9×
0.6=1.35kN
NQ2=P2×
梁体钢筋砼自重荷载:
NG4=PG4×
A=24.96×
0.6=13.48kN
NQ3=P3×
A=1.5×
0.6=0.81kN
按规范进行荷载组合有:
N=1.2×
(NG4+NQ3)+1.4×
(NQ1+NQ2)=20.93kN
翼缘板处满堂支架单根立杆承受压力大小为:
20.93kN
强度检算:
σ=N/A=20.93KN/4.89cm2=42.79MPa<
205MPa,符合要求。
刚度检算:
钢管长度取L=5m
钢管竖向弹性变形量:
ΔL=σL/E=42.79×
5/(2.05×
105)=0.00104m=1.04mm
稳定性检算
查表得轴心受压件的稳定系数Φ=0.353
σ=N/ΦA=20.93kN/(0.353×
4.89cm2)
=121.251MPa<
205MPa,符合要求!
3.1.3腹板处满堂支架受力检算
腹板处的碗扣式支架布置按照顺桥向间距30cm,横桥向间距30cm,横杆步距120cm。
NQ1=P1×
A=2.5×
0.3×
0.3=0.225kN
NQ2=P2×
腹板取较大断面S3处,梁体钢筋砼自重荷载:
NG3=PG3×
A=97.76×
0.3=8.80kN
0.3=0.135kN
(NG3+NQ3)+1.4×
(NQ1+NQ2)=11.352kN
腹板处满堂支架单根立杆承受压力大小为:
11.352kN
σ=N/A=11.352kN/4.89cm2=23.214MPa<
钢管长度取L=5m
ΔL=σL/E=23.214×
105)=0.000566m=0.5mm
σ=N/ΦA=11.352kN/(0.353×
=65.764MPa<
3.1.4底板处满堂支架受力检算
底板处碗扣式支架布置按顺桥向30cm,横桥向60cm,横杆步距120cm。
底板处每一根立杆受力如下:
0.6=0.45kN
NG2=PG2×
A=85.54×
0.6=15.397kN
0.6=0.27kN
(NG2+NQ3)+1.4×
(NQ1+NQ2)=20.06kN
20.06kN
σ=N/A=20.06kN/4.89cm2=41.022MPa<
205MPa,符合要求!
钢管竖向弹性变形量:
ΔL=σL/E=20.06×
105)=0.000489m=0.5mm
σ=N/ΦA=20.06kN/(0.353×
=116.211MPa<
205MPa,符合要求
3.2横向分配梁(方木)检算
本施工方案中支架顶顶托上横桥向分配梁采用15cm×
15cm方木,间距腹板0.3m,底板0.3m,翼板0.6m。
考虑最不利荷载,取底板下方木检算。
方木参数:
弹性模量E(MPa):
9500;
抗弯强度设计值(MPa):
12;
抗剪强度设计值(MPa):
1.4;
间距(mm):
300;
截面宽度(mm):
150;
截面高度(mm):
150。
方木按照简支梁检算,其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=15×
152/6=562.5cm3
I=15×
153/12=4218.75cm4
A=15×
15=225cm2
则按照跨度为0.6m的简支梁进行检算:
梁体钢筋砼自重N1=85.54×
0.6=15.397(KN)
模板的荷载N2=1.5×
0.6=0.27(KN)
施工作业人员及机具活载N3=2.5×
0.6=0.45(KN)
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的检算值最不利分配的弯矩和,检算公式如下:
集中荷载:
P=1.2×
(15.397+0.27+0.45)=19.341kN
最大弯距:
M=Pl/4=19.341×
0.6/4=2.901kN.m
最大剪力Q=p/2=19.341/2=9.671kN
(1)抗弯承载能力检算:
σ=M/W=2.901×
103/(562.5×
10-6)×
10-6=5.157Mpa<[σ]=12Mpa
(2)抗剪承载能力检算:
τ=3Q/(2A)
=3×
9.671×
103/(2×
225×
10-4)×
10-6=0.64MPa<[τ]=1.4MPa
(3)挠度检算:
取挠度[f]=l/400=600/400=1.5mm
f1=Pl3/48EI=19.341×
103×
6003/(48×
9500×
4218.75×
104)
=0.217mm<[f]=1.5mm
3.3纵向分配梁(方木)检算
纵向方木采用10×
10cm方木,按间距0.3m布置在横向方木上。
方木按照简支梁检算,其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=10×
I=10×
A=10×
10=100cm2
3.3.1腹板位置检算
按照跨度为0.3m的简支梁进行检算;
梁自重N1=97.76×
0.3=8.798(KN)
0.3=0.135(KN)
0.3=0.225(KN)
均布荷载:
q=1.2×
(8.798+0.135+0.225)/0.3=36.632kN/m
M=ql2/8=36.632×
0.32/8=0.412kN.m
最大剪力Q=ql/2=36.632×
0.3/2=5.495kN
σ=M/W=0.412×
103/(166.67×
10-6
=2.472MPa<[σ]=12.0Mpa(木材抗弯强度)
则纵向腹板10cm×
10cm方木间距按照30cm布置完全能满足要求。
方木抗剪强度设计值[T]=1.4MPa;
T=3Q/(2A)
5.495×
0.1×
0.1)×
10-6=0.824MPa<[τ]=1.4MPa
取挠度[f]=L/400=0.75mm
f1=5ql4/384EI=5×
36.632×
3004/(384×
833.33×
104)=0.048<[f]=0.75mm
3.3.2底板位置检算
按照跨度为0.6m的简支梁进行检算;
梁自重N1=85.54×
(15.397+0.27+0.45)/0.6=16.117kN/m
M=ql2/8=16.117×
0.62/8=0.725kN.m
最大剪力Q=ql/2=16.117×
0.6/2=4.835kN
σ=M/W=0.725×
10-6=4.349MPa<[σ]=12.0MPa
则纵向底板10cm×
10cm方木间距按照60cm布置完全能满足要求。
方木抗剪强度设计值[T]=1.400MPa;
4.835×
10-6=0.725MPa<[τ]=1.4MPa
取挠度[f]=L/400=1.5mm
16.117×
6004/(384×
104)=0.343<[f]=1.5mm
4立杆地基承载力检算
(1)碗扣式钢管支架,杆件自重Pk,根据中国建筑工业出版社出版的《施工结构检算与设计手册》,支架立杆检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5m;
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0.1kPa;
gk3——局部件平均自重荷载,取0.1kPa。
则Gk=0.6×
5×
(0.18+0.1+0.1)=1.14kN
杆件自重传给地基的均布荷载Pk=1.5PGk
取Pk=1.5PGk=1.5×
6.333=9.5kPa
(2)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=(293.02+2.5+2.5+1.5)×
1.5=449.28kPa
(3)地基承载力检算均布荷载:
PD=P+Pk=449.28+9.5=458.78kPa
施工前对支架地基原地面进行换填碎石垫层处理,碎石垫层要求采用压路机逐层碾压,其压实度要求达90%以上,分层厚度不超过30cm,采用轻型触探仪检测地基承载力,承载力满足≥500KPa施工要求,以增加地基的承载力。
地基处理好后,碎石垫层填筑完成后浇注15cm厚C20混凝土,确保支架施工的安全。
5混凝土临时支墩强度验算
5.1荷载计算
考虑箱梁悬臂浇筑到10#节段,进行边跨合拢,自重包括0#~9#节段自重,及边跨合拢段1/4重量,此时对临时混凝土支墩产生的轴向力最大。
混凝土自重荷载:
N1=1588t;
单个挂蓝自重:
N2=70t;
因施工荷载和振捣混凝土产生的荷载与混凝土自重荷载相比很小,可忽略不计。
所以单个悬臂上由外荷载作用在柱内产生的轴向压力
N=N1+N2=1658t
单根立柱轴向压力=N/3=552t
5.2强度验算
假设临时立柱为轴心受压构件,临时立柱一段与承台刚性接触,一端与梁体为不移动铰接。
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