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现浇箱梁满堂支架及模板计算

发布于:2021-07-12 09:42:12 来自:道路桥梁/桥梁工程 [复制转发]
1.现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求
采用 扣件式钢管脚手架 搭设,立杆 配有 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,其中在墩顶端横梁间距 0.25m 、在跨中部位间距 0.3m 。模板用厚 1 5 mm 的优质竹胶合板,横板边角用 4cm 厚木板进行加强,防止出现波浪形,影响外观。 采用立杆横桥向间距 × 纵桥向间距 × 横杆步距为 60cm×60cm×90cm 支架结构体系,支架纵横均设置剪刀撑,其中 横桥向斜撑每 1.8m 设一道
2 现浇箱梁支架验算
墩顶端横梁 最大截面预应力混凝土箱形连续梁处为例,对 荷载进行计算及对其支架体系进行检算。

2.1 荷载计算
2.1.1 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:
⑴ q 1 —— 箱梁自重荷载,新浇混凝土密度取 2600kg/m 3
⑵ q 2 —— 箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载,按均布荷载计算,经计算取 q 2 1.0kPa (偏于安全)。
⑶ q 3 —— 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

⑷ q 4 —— 振捣混凝土产生的荷载,对底板取 2.0kPa ,对侧板取 4.0kPa
⑸ q 5 —— 新浇混凝土对侧模的压力。
⑹ q 6 —— 倾倒混凝土产生的水平荷载,取 2.0kPa
⑺ q 7 —— 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:
满堂钢管支架自重
立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距
支架自重q 7 的计算值(kPa)
60cm×60cm×90cm
3.38
4.1.2 荷载组合
模板、支架设计计算荷载组合
模板结构名称
荷载组合
强度计算
刚度检算
底模及支架系统计算
⑴+⑵+⑶+⑷+⑺
⑴+⑵+⑺
侧模计算
⑸+⑹
2.1.3 荷载计算
  箱梁自重 ——q 1 计算
根据现浇箱梁结构特点,取 B B 截面(中支点横 两侧) 具有 代表截面进行箱梁自重计算,并对截面下的支架体系进行检算,首先进行自重计算。
①  B - B 截面(中支点横梁两侧)处 q 1 计算

 
根据横断面图,用 CAD 算得该处梁体截面积 A= 10.3885-0.775*2=8.84 m 2 , 则:

    1.2 的安全系数,则 q 1 37.62 ×1.2 45.14 kPa
注: B—— 箱梁底宽,取 6. 11 m ,将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。                                       
  新浇混凝土对侧模的压力 ——q 5 计算
因现浇箱梁采取水平分层以每层 25 cm 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= 1 8℃控制,因此新浇混凝土对侧模的最大压力
K 为外加剂修正数,取掺外加剂 K=1.2
V/t=1.2/ 1 8=0.0 67 0.035
h=1.53+3.8V/t= 1.53+3.8*0.067=1.78 m,
2.2 结构检算
2.2.1 扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算
本工程现浇箱梁支架按 φ48×3.5mm 钢管扣件架进行立杆内力计算。
  中支点横隔 两侧 B - B 截面处
中支点 ,钢管扣件式支架体系采用 60×60×90 cm 的布置结构,如图:
①、立杆强度验算
根据立杆的设计允许荷载,当横杆步距为 90cm ,立杆可承受的最大允许竖直荷载为[ N =35 .7 kN 路桥施工计算手册中表 13 5 钢管支架容许荷载[ N =35.7kN )。
立杆实际承受的荷载为: N=1.2 N G1K +N G2K +0.85×1.4ΣN QK (组合风荷载时)
    N G1K 支架结构自重标准值产生的轴向力;
    N G2K 构配件自重标准值产生的轴向力
    ΣN QK 施工荷载标准值;
于是,有: N G1K =0.6×0.6×q 1 =0.6×0.6× 45.14 = 16.25 KN
N G2K =0.6×0.6×q 2 =0.6×0.6×1.0=0.36KN
 ΣN QK =0.6×0.6(q 3 +q 4 +q 7 )=0.36×(1.0+2.0+3.38)=2.29 7 KN

则: N=1.2 N G1K +N G2K +0.85×1.4ΣN QK =1.2× 16.25 +0.36 +0.85×1.4×2.29 7 =   22.67 KN N ]= 35 .7 kN ,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+M W /W≤f
N— 钢管所受的垂直荷载, N=1.2 N G1K +N G2K +0.85×1.4ΣN QK (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/mm 2 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 489mm 2
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 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 Φ 0.829 M W 计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距;

M W =0.85×1.4×W K ×La×h 2 /10
W K =0.7u z ×u s ×w 0
u z 风压高度变化系数,参考《建筑结构荷载规范》表 7.2.1 u z =1.38
u s 风荷载脚手架体型系数,查《建筑结构荷载规范》表 6.3.1 36 项得: u s =1.2
w 0 基本风压,查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表 D.4 w 0 =0.8KN/m 2
故: W K =0.7u z ×u s ×w 0 =0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN
La— 立杆纵距 0.6m
h— 立杆步距 0.9m
故: M W =0.85×1.4×W K ×La×h 2 /10=0.0536KN
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=5.08×10 3 mm 3
则, N/ ΦA+M W /W 22.67 ×10 3 / 0.829×489 +0.0536×10 6 / 5.08×10 3 )= 66.47  KN/mm 2 ≤f 205KN/mm 2 计算结果说明支架是安全稳定的。
2.2.2 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,方木横桥向跨度在中支点截面处按 L 60cm 进行受力计算。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,实际施工时如油松等力学性能优于杉木的木材均可使用。
  中支点 B - B 截面处
按中支点截面处 3 米范围进行受力分析,按方木横桥向跨度 L 60cm 进行验算。
  方木间距计算
q (q 1 + q 2 + q 3 + q 4 )×B ( 45.14 +1.0+2.5+2)×3= 151.92 kN/m
M (1/8) qL 2 =(1/8)× 151.92 ×0.6 2 6.8 kN·m
W=(bh 2 )/6=(0.1×0.1 2 )/6=0.000167m 3
则:  n= M/( W× δw )= 6.8 /(0.000167×11000×0.9)= 4.1 ( 取整数 n 4 )
       d B/(n-1)=3/ 3 = 1 m
        注: 0.9 为方木的不均匀折减系数。
经计算,方木间距小于 1 m 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 0. 3 m ,则 n 3/0. 3 10
  每根方木挠度计算
  方木的惯性矩 I=(bh 3 )/12=(0.1×0.1 3 )/12=8.33×10 -6 m 4 则方木最大挠度: f max = (5/384) × (qL 4 )/(EI) =(5/384)× (265.8×0.6 4 )/(12×9×10 6 ×8.33×10 -6 ×0.9) =5.54×10 -4 m l/400=0.6/400=1.5×10 -3 m ( 挠度满足要求 )

  每根方木抗剪计算
τ =  MPa <[ τ =1.7MPa 符合要求。
 2 .2.3 底模板计算
箱梁底模采用竹胶板,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:
通过前面计算,横桥向方木布置间距分别为 0.3m 0.25m 时最不利位置,则有:

竹胶板弹性模量 E 5000MPa, 方木的惯性矩 I=(bh 3 )/12=(1.0×0.015 3 )/12=2.8125×10 -7 m 4

⑴ 5 5 截面处底模板计算
①  模板厚度计算 q=( q 1 + q 2 + q 3 + q 4 )l=(83.1+1.0+2.5+2)×0.25=22.15kN/m

则:
模板需要的截面模量: W = m 2
模板的宽度为 1.0m ,根据 W b h 为:  
因此模板采用 1220×2440×1 5 mm 规格的竹胶板。
②  模板刚度验算 f max = 0.9×0.25/400m=6.25×10 -3 m 故,挠度满足要求

2.2.4 侧模验算
根据前面计算,分别按 10×10cm 方木以 25cm 30cm 的间距布置,以侧模最不利荷载部位进行模板计算,则有: ⑴ 10×10cm 方木以间距 30cm 布置 ①  模板厚度计算

q=( q 4 + q 5 )l=(4.0+50.7)×0.3=16.41kN/m
则:
模板需要的截面模量: W = m 2
模板的宽度为 1.0m ,根据 W b h 为:
因此模板采用 1220×2440×15mm 规格的竹胶板。
②  模板刚度验算
f max = 0.9×0.3/400m=7.5×10 -3 m
⑵  10×10cm 方木以间距 25cm 布置
2.2.5 立杆底座和地基承载力计算
  立杆承受荷载计算
在中支点两侧立杆的间距为 60×60 cm ,每根立杆上荷载为:  
N a×b×q  a×b×(q +q2+q3+q4+q7)
0.6×0.6×( 45.14 +1.0+1.0+2.0+ 3.38 )= 18.91 kN
  立杆底托验算
立杆底托验算: N≤R d
通过前面立杆承受荷载计算,每根立杆上荷载最大值为:
N a×b×q  a×b×(q1+q2+q3+q4+q7)
 0.6×0.6×( 45 . 14 +1.0+1.0+2.0+ . 38 )= 18 . 91 kN
底托承载力(抗压)设计值,一般取 R d  =40KN;
得: 18 . 91 KN 40KN    立杆底托符合要求。
  立杆地基承载力验算
地基薄弱地段分层换填 隧道 弃渣 并碾压密实 ,根据经验及试验,地基承载力达到 [f k ]= 200 250Kpa (参考《建筑施工计算手册》。
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;
A d —— 为立杆底座面积 A d =15cm×15cm=225cm 2
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 砼层上,按照力传递面积计算:
k 为地基承载力标准值;
试验锤击数
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
k (Kpa)
105
145
190
235
280
325
370
435
515
600
680
 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 ]=1.0×235 KPa

经过计算,地基处理要求贯入试验垂击数必须达到 11 下。
将混凝土作为刚性结构,按照间距 60×60 cm 布置,在 1 平方米面积上地基最大承载力 F :
F a×b×q  a×b×(q1+q2+q3+q4+q7)
 1.0×1.0×( 45 . 14 +1.0+1.0+2.0+ . 38 )= 52 . 52 kN ,即52 . 52 kpa
则, F 52 . 52 kpa [ k ]=1.0×235Kpa
经过地基处理后,可以满足要求。
2.2.6 支架变形
支架变形量值 F 的计算: F f1 f2 f3
①f1 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 18 . 91 KN φ48mm×3.5 ㎜钢管的截面积为 489mm 2
于是 f1=б×L/E
б 18 . 91 ÷489×10 3 38 . 67 N/mm 2  
f1 38 . 67 ×10÷ 2.06×10 5 )= . 88 mm
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 为支架地基沉降量计算:
支架地基沉降量按《 GBJ7-89 规范》推荐地基最终沉降量公式计算:

地基最终沉降量计算
压缩层范围内各土层压缩模量加权平均值 E SP 为:

4 SP ≤7 ,查表取 ,则地基最终总沉降量 S 为:  

故支架变形量值 F :F f1 f2 f3=3.28+5+6.31=14.59mm

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

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