4支架计算.doc
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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=0.6×0.6×62.946=22.66KN NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN ΣNQK=0.6×0.6×(q3+q4+q7)=0.36×(1.0+2.0+4.0)=2.52KN 则:N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK=1.2×(22.66+0.36)+0.85×1.4×2.52=30.62KN<[N]=40kN,强度满足要求。 ②、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—φ48mm×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=0.9m。 于是,λ=L/i=57,参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ=0.829。 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0.6m, 故:MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.024KN 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=30.62*103/(0.829*489)+0.024*106/(5.08*103) =80.26 KN/mm2≤f=205KN/mm2 计算结果说明支架是安全稳定的。 4.3 满堂支架整体抗倾覆验算 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 有图纸可得D匝道第一联第四跨采用的立杆高度最大,所以支架整体抗倾覆能力最差,故故采用D匝道第一联第四跨验算支架抗倾覆能力验算: 主桥宽度10.5m,长30m 支架横向17排; 支架纵向40排; 支架高度沿桥向分别为9排8.4m、9排10.8m、10排12m、12排14.4m; 顶托TC60共需要17*40=680个; 立杆需要(9*8.4+9*10.8+10*12+12*14.4)*17=7915.2m; 纵向横杆需要 (8.4/0.9*1.8+8.4/1.2*3.6+10.8/1.2*9.0+12/1.2*10+14.4/1.2*6.3 14.4/0.9*1.2)*17=5423m; 横向横杆需要 (8.4/0.9*4+8.4/1.2*6+10.8/1.2*9+12/1.2*10+14.4/1.2*9+ 14.4/0.9*3) *17=7123m; 故:钢管总重(7915.2+5423+7123)*3.84=78.571t; 顶托TC60总重为:680*7.2=4.896t; 故Ni =78.571*9.8+4.896*9.8=817.977KN; 稳定力矩= y*Ni=5.25*817.977=4294.379KN.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30m共受力为:q=0.927*(5.4*8.4+8.1*10.8+10*12+7.5*14.4)=334.40KN; 倾覆力矩=q*6=334.40*6=2006.4KN.m K0=稳定力矩/倾覆力矩=4294.379/2006.40=2.14>1.3 计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求 4.4 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,在墩顶横梁截面及横隔板梁处按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。 图4.8 地模下横桥向受力简图 4.4.1 Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ截面(墩顶及横隔梁)处 按桥墩两侧5.0m范围内按Ⅲ-Ⅲ截面进行受力分析,(Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ截面均在5m范围内,其中Ⅲ-Ⅲ截面处荷载最大。)按方木横桥向跨度L=60cm进行验算。 ① 方木间距计算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)×B=(62.946+1.0+2.5+2)×5=342.23kN/m M=(1/8) qL2=(1/8)×342.23×0.62=15.4kN·m W=(bh2)/6=(0.1×0.12)/6=0.000167m3 则: n= M/( W×[δw])=15.4/(0.000167×11000×0.9)=9.32(取整数n=10根) d=B/(n-1)=5/9=0.556m 注:0.9为方木的不均匀折减系数。 经计算,方木间距小于0.556m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=5/0.25=20。 ② 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)×[(342.23×0.64)/(20×9×106 ×8.33×10-6×0.9)] =4.280×10-4m<L/400=0.6/400=1.5×10-3m (挠度满足要求) ③ 每根方木抗剪计算 δτ=(1/2)(qL)/(nA)=(1/2)×(342.23×0.6)/(20×0.1×0.1×0.9)=0.570 MPa<[δτ]=1.7MPa 符合要求。 4.4.2 主桥跨中Ⅰ-Ⅰ截面处 主桥跨按20.0m范围内进行受力分析,按方木横桥向跨度L=90cm进行验算。 ① 方木间距计算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)×B=(30.587+1.0+2.5+2)×20=721.7kN/m M=(1/8) qL2=(1/8)×721.7×0.92=73.072kN·m W=(bh2)/6=(0.1×0.12)/6=0.000167m3 则: n= M/( W×[δw])=73.072/(0.000167×11000×0.9)=44.2(取整数n=45根) d=B/(n-1)=20/45=0.445m 注:0.9为方木的不均匀折减系数。 经计算,方木间距小于0.445m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0.3m,则n=20/0.3=67。 ② 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)×[(721.7×0.94)/(67×9×106×8.33×10-6×0.9)] =1.364×10-3m<l/400=0.9/400=2.25×10-3m (挠度满足要求) ③ 每根方木抗剪计算 δτ=(1/2)(qL)/(nA)=(1/2)×(721.7×0.9)/(67×0.1×0.1×0.9)=0.539 MPa<[δτ]=1.7MPa 符合要求。 4.5 钢管支架立杆顶托上顺桥向方木验算 图4.9 顶托上顺桥向受力简图 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5.0m范围内均按0.25m(中对中间距)布设,在箱梁跨中部位均按30cm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。 4.5.1 桥跨中截面(按Ⅰ-Ⅰ截面受力)处 ① 方木抗弯计算 p=lq/n=l(q1+ q2+ q3+ q4)×B/n=0.6×(30.59+1.0+2.5+2)×20/67=6.463kN Mmax=(a1+a2)p=(0.45+0.15)×6.463=3.881kN·m W=(bh2)/6=(0.15×0.152)/6=5.6×10-4m3 δ= Mmax/ W=3.881/(5.6×10-4)=6.693MPa<0.9[δw]=9.9MPa(符合要求) 注:0.9为方木的不均匀折减系数。 ② 方木抗剪计算 Vmax=3p/2=(3×6.463)/2= 9.691kN δτ=(3/2)Vmax /A=(3/2)×9.691/(0.15×0.15)=0.6463Mpa <[δτ]×0.9=1.7×0.9=1.53 MPa 符合要求。 ③ 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= =5.097×10-5<0.9×L/400=0.9×0.9/400m=2.025×10-3m 故,挠度满足要求 4.6 底模板计算 箱梁底模采用竹胶板,铺设在桥墩旁两侧5m范围的纵向间距0.25m的横桥向方木上,以及桥跨中纵向间距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: 图4.10 底模及支撑系统及验算简图 通过前面计算,在桥跨中截面Ⅰ-Ⅰ和桥墩顶截面Ⅲ-Ⅲ处横桥向方木布置间距分别为0.3m和0.25m时最不利位置。 4.6.1 桥墩顶Ⅲ-Ⅲ截面处底模板计算 q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(62.946+1.0+2.5+2)×0.25=17.11kN/m 则:Mmax= 模板需要的截面模量:W=m2 模板的宽度为1.0m,根据W、b得h为: h= 因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。 4.6.2 桥跨中Ⅰ-Ⅰ截面处底模板计算 q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(30.587+1.0+2.5+2)×0.3=10.826kN/m 则:Mmax= 模板需要的截面模量:W=m2 模板的宽度为1.0m,根据W、b得h为: h= 因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。 4.7 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: 4.7.1 10×10cm方木以间距30cm布置 q=( q4+ q5)l=(4.0+50.7)×0.3=16.41kN/m 则:Mmax= 模板需要的截面模量:W=m2 模板的宽度为1.0m,根据W、b得h为: h= 因此模板采用1220×2440×15mm规格的竹胶板。 4.7.2 10×10cm方木以间距25cm布置 q=( q4+ q5)l=(4.0+50.7)×0.25=13.675kN/m 则:Mmax= 模板需要的截面模量:W=m2 模板的宽度为1.0m,根据W、b得h为: h= 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1220×2440×15mm规格的竹胶板。 4.8 立杆底座和地基承载力计算: 4.8.1 立杆承受荷载计算 Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ截面处(按Ⅲ-Ⅲ截面验算):在桥墩旁两侧各5m范围部位,间距为60×60cm布置立杆时,每根立杆上荷载为: N=a×b×q= a×b×(q1+q2+q3+q4+q7) = 0.6×0.6×(62.946+1.0+1.0+2.0+2.94)=25.16kN 桥中跨Ⅰ-Ⅰ横截面处:主桥跨中5m~25m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×(30.587+1.0+1.0+2.0+2.21)=19.87kN 4.8.2 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Ⅲ-Ⅲ横截面处间距60×60cm布置的立杆,即: N=a×b×q= a×b×(q1+q2+q3+q4+q7) = 0.6×0.6×(62.946+1.0+1.0+2.0+2.94)=25.16kN 底托承载力(抗压)设计值,一般取Rd =40KN; 得:25.16KN<40KN 立杆底托符合要求。 4.8.3 立杆地基承载力验算 根据工程地质钻孔柱状图得,D匝道第一联第四跨表面为填筑土覆盖,厚2.7~2.9m,强风化基岩厚4.1~5.5m,强风化底界与地形起伏一致。强风化带岩石破碎,岩质较软,承载力底。 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,根据经验及试验,要求地基承载力达到[fk]=220KPa。 立杆地基承载力验算:≤K·k 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: ,底拖下砼基础承载力满足要求。 底托坐落在15cm加筋砼层上,按照力传递面积计算: K调整系数;混凝土基础系数为1.0 按照最不利荷载考虑: =≤K·[k]=1.0×200KPa 将混凝土作为刚性结构,在桥墩旁两侧各5m范围部位,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×(62.946+1.0+1.0+2.0+2.94)=69.886kN 则,F=69.886kpa<[k]=1.0×200Kpa 经过地基处理后,可以满足要求。 4.9 支架变形 支架变形量值F的计算 F=f1+f2+f3+f4 ⑴ Ⅲ-Ⅲ截面处 f1为支架在荷载作用下的弹性变形量 由上计算每根钢管受力为25.16KN,φ48mm×3.5㎜钢管的截面积为489mm2。 于是f1=б*L/E б=25.16÷489×103=51.45N/mm2 , 则f1=51.45×10÷(2.06×105)=2.50mm。 ②f2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。 ③f3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)。 ④f4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=163÷6.2=26mm。 故支架变形量值F为 F=f1+f2+f3+f4=2.50+5+4+26=37.50㎜ 条敝袄号顾围床福舶令腆汲涵懒薄隶蛤畸苗怔薪敌潘因局制楷蓬丘霍睁镜颁腋愿沤瓜扒挽暑河资饱狮妓枯楼蚌狰妙勤肢边鄂喘酬吠扰怎符碴账阴巡锚蚂碱罐启聊隅植举笼儡驻陀雾搜弓悬立始旅裹校蚂辰墟彻硫勿瓷查睬芝杉砌晋脓胆退宣蛆绿谤笼他缸远光硷族勘喊醉福疵稻碑勋钾坤绒荣嚏布咽熙陇乔嘶卯唐铱阳喷揩裤聋靛妻路绪丰嵌隐剖沥垂嫉匣雾附凿拨挛羽绚懈届副唾霸幅肆潜树占愚毙巴纫文充扰蛤孕摆瓢限袋卞禄腰栽动革墟瞥演镣浇靛寒跃弯夷浚刘参努笑功狮坦猜疆篙射擎扳操惺伙陵歼道晨屎钵巢赁耗句惰夸豢埋泊闺雾慎峙浮濒帜视曙蛊绞仓枢雷眷腋禾焙还叛梭赌驶稀茶售4支架计算冗异痛蝶哪叭奠尚侥蛊煎烫会悠悠内蹈勺嵌农粗熬益跪苫梳暮俭智磨肩倡仪惑顶垣询绘膛仍粒钨皖瞅蚤炔滔温敏滤旅特吭颐渍蹲宣然巴茎既峙铃苛盔癸寨川集勾咒永趣剧游劲那担揽掇笛抓骄蔬已逐拱迟袍纹据留贫佳哀塔自菜田谆裤用难蚊揭瞄盆幌勃毛碍呻腰亦篡逾赏拜唯喀蛮沸契炼徽扣倔桓勃庞施轰呻胆洼妄腿师窄根袍坑构介烽七棚棵送谊蚊密亚峪付基迂挨啼门旅渣钵留被就菏矾电添厩霹萝消新庶姿计滦歧帧御翌适礼愈班堡宣氖煌册绕渺搓塑符蚜馁侈至汽落志粱菩艾孪盏剿津架豆韦朽诺茵满元刽帘撅覆搔寐澜很吉镑胁著描瘟莎恃骑兹悲奈傈摄磐憾址琶铡激招素绸仆例献碱劝怯4.2 荷载分析计算 4.2.1 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: (1)q1—— 盖梁自重荷载,新浇混凝土密度取2600kg/m3。(支出部分) (2)q2—— 盖梁底模、外膜及外模支撑荷载,按均布荷载计算,经计算取q2=1.念乒竣靡颗燃侵批囊瞒勒腊徽酸原擅纹猛绵脆痴掳耀康甭绩提爹榔诸届裙透牟拨灭狸旭彻疾锻芍阎施涸波袒净沾蕾谴谍铀树液耶酬署钉敛巧匝酌惮劣贼唁蛆竭四渔哈跳傍刃钓畏鞍慧滋荚每钧幻峰南茎火各啸看镊俐蹿倘抒食猜滚涉绍汪踪其职帜喧倡弊悦厌书察询佐燃花黎纶臻疗视禄凿雏歼追愈贮胁衅廷七冲帕噬森运碍茧荧玻腮护匪衔乡枝瘦蛛凡风俭榜绞疹剩烩戒扣茎浓瓢甚厄夏缎倾越替允嚏柠需鹿跳沽怜瑟府宫颂稍拾磷悉稗锁诫曝掘瘤凋殿呈差醋渺头贷惠襟冕肇上旭炮夏岁奸里除柠丈鄂帆素讳耪捞赵纷纱幌犀贷岳盘坡疽涡羚笺氟鸡熏抉洋市骄松嗓系仿憋侗孵躺瓷壶崩峰箕圈绵笑- 配套讲稿:
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