资源描述
一、工程概况
纬七路东进Q2标桥梁工程从14号桥墩(不包括14号桥墩)至25号桥台(起止点桩号K5+163.65~K5+513.4,长348.75米)。共包括五、六、七三联,其中14~17号墩为3×28m三跨第五联,17~21号墩为(30.5+45+45+30.5)m四跨第六联,21~25号墩为4×28m四跨第七联。
(一)、标准段梁:
采用4×28m、3×28m四跨、三跨一联预应力混凝土等高度连续箱梁。横桥向为单箱六室箱梁截面,标准段箱梁设计箱梁顶宽24.5m,底板17.5m,梁高1.65m,翼缘板宽度1.25m, 顶板厚度22cm,底板厚度22cm或40cm(底板与腹板和横隔梁过渡段),腹板厚度40cm,拟实施施工的第五联为3×28m、第七联为4×28m的预应力混凝土连续箱梁(详见《Q2标施工图设计》)。箱梁采用纵横向预应力体系,真空压浆工艺。中间墩与交接墩均采用双柱框架墩,每个墩柱断面尺寸为1.5m×1.5m(横桥向×纵桥向),并设10×10cm倒角。承台为矩形,平面尺寸为8.0m×6.5m(横桥向×纵桥向),承台厚度2.5m。基础为4根直径1.5m钻孔摩擦桩,桩长40~50m。
(二)、大明路跨线桥:
采用(30.5+45+45+30.5)=151m四跨一联预应力混凝土变高度连续箱梁。横桥向为单箱六室箱梁截面,箱梁顶板宽24.5m,箱梁跨中处底板宽17.5m,中支点处底板宽14m。箱梁跨中梁高1.65m,中支点梁高2.7m,翼缘板宽度1.25m, 顶板厚度25cm,底板厚度25cm、40cm或50cm (底板与腹板和横隔梁过渡段),腹板厚度60cm,拟实施施工的第六联为30.5+45+45+30.5m的预应力混凝土连续箱梁(详见《施工图设计Q2标段》第六联箱梁断面图)。箱梁采用纵横向预应力体系,真空压浆工艺。主墩采用双柱框架墩,每个墩柱断面尺寸为1.8m×1.8m(横桥向×纵桥向),并设10×10cm倒角。承台为矩形,平面尺寸为10.5m×9.5m(横桥向×纵桥向),承台厚度3.5m。基础为8根直径1.5m钻孔摩擦桩,桩长39.1~39.5m。
二、计算依据
《南京市纬七路东进建设工程施工图》
《结构力学》、《材料力学》、
《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
《路桥施工计算手册》
三、支架、模板分析
3.1支架、模板方案
3.1.1模板
箱梁底模、侧模和内膜均采用δ=15 mm的竹胶板。竹胶板容许应力 [σ0]=80MPa,弹性模量E=6*103MPa。
3.1.2纵横向方木
纵向方木采用A-1东北落叶松,截面尺寸为10*15cm。截面参数和材料力学性能指标:
W= bh2/6=100*1502/6=3.75*105mm3
I= bh3/12=100*1503/12=2.81*107mm3
横向方木采用A-1东北落叶松,截面尺寸为10*10cm。截面参数和材料力学性能指标:
W= bh2/6=100*1002/6=1.67*105mm3
I= bh3/12=100*1003/12=8.33*106mm3
方木的力学性能指标按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值,则: ,容重6KN/m3。
纵横向方木布置:纵向方木间距一般为90cm,在腹板和端、中横隔梁下为60cm。横向方木间距一般为30cm,在腹板和端中横隔梁下为20cm。
3.1.3支架
采用碗扣支架,碗扣支架钢管为φ48、t=3.5mm,材质为A3钢,轴向容许应力[σ0]=140 MPa。
1-1 门架钢管截面特性
外径
壁厚
截面积
惯性矩
抵抗矩
回旋半径
每米自重
mm
mm
Mm2
Mm4
Mm3
mm
N/m
48
3.5
4.89×102
1.219×105
5.08×103
15.78
38.4
碗扣支架立、横杆布置:立杆纵、横向间距为90cm,在腹板、端、中横隔梁下为60cm。横杆除顶、底部步距为60cm外,其余横杆步距为120cm。支架顶口和底口分别设置顶调和底调,水平和高度方向分别采用钢管加设水平连接杆和竖向剪刀撑。见后附“箱梁支架纵向布置图和箱梁支架平面布置图”
3.2标准段支架计算
3.2.1荷载分析
①碗口式支架钢管自重,可按表1查取。
②钢筋砼容重按25kN/m3计算则:
腹板和端、中横隔梁:25×1.65=41.25 KPa
箱梁底板厚度为22cm:25×(0.22+0.22)=11KPa
箱梁底板厚度为40cm:25×(0.4+0.22)=15.5KPa
③模板自重(含内模、侧模及支架)以砼自重的5%计,则:
腹板和端、中横隔梁:41.25×0.05=2.06 KPa
箱梁底板厚度为22cm:11×0.05=0.55KPa
箱梁底板厚度为40cm:15.5×0.05=0.78KPa
④施工人员、施工料具堆放、运输荷载: 2.0kPa
⑤倾倒混凝土时产生的冲击荷载: 2.0kPa
⑥振捣混凝土产生的荷载: 2.5kPa
荷载组合
计算强度:q=1.2×(②+③)+1.4×(④+⑤+⑥)
计算刚度:q=1.2×(②+③)
3.2.2腹板和端、中横隔梁下方支架检算
(1)、底模检算
底模采用δ=15 mm的竹胶板,直接搁置于间距L=20cm 的5×8cm横向方木上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。
荷载组合:
q=1.2×(41.25+2.06)+1.4×(2.0+2.0+2.5)=61.07kN/m
竹胶板(δ=15 mm)截面参数及材料力学性能指标:
承载力检算:
强度:
Mmax =ql2/10 = 61.07×0.2×0.2/10=0.244KN.M
σmax = Mmax/W = 0.244×106/3.75×104=6.5MPa<[σ0]=80 MPa合格
刚度:
荷载: q=1.2×(41.25+2.06)= 51.97kN/m
f =ql4/150 EI= 51.97×2004/150×6×103×2.81×105=0.33mm
[f0]=200/400=0.50mm
f < [f0] 合格
(2)、横向方木检算
横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100 mm ×100mm,横向方木亦按连续梁考虑。
荷载组合:
q1 = [1.2×(41.25+2.06)+1.4×(2.0+2.0+2.5)] ×0.2+6×0.10×0.10 = 12.27KN/M
承载力计算:
强度:
Mmax =q1l2/10 = 12.27×0.63/10=0.265KN.m
σmax = Mmax/W = 0.265×106/1.67*105=1.58MPa<[σ0]=10.8MPa合格
刚度:
荷载: q=1.2×(41.25+2.06)×0.2= 10.39kN/m
f =ql4/150 EI= 10.39×6004/150×9.9×103×8.33*106=0.11mm
[f0]=600/400=1.5mm
f < [f0] 合格
(3)纵向方木检算
纵向方木规格为10×15cm,腹板和端、中横隔梁下立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑,计算跨径为60cm。
荷载组合:
横向方木所传递给纵向方木的集中力为:
箱底: P=12.24×0.6=7.34kN
纵向方木自重:g=6×0.1×0.15=0.09 kN/m
承载力计算:
力学模式:
强度:
按最大正应力布载模式计算:
支座反力 R=(7.34×3+0.09×0.6)/2=11.04KN
最大跨中弯距 Mmax=11.04×0.3-0.06×0.32/2-7.34×0.2=1.84KN.m
σmax=Mmax /W=1.84*106/3.75*105=4.91MPa<[σ0]=10.8 MPa 合格
刚度:
按最大支座反力布载模式计算:
集中荷载: P=7.34*4-1.4*(2.0+2.0+2.5)*0.6= 23.9kN
f=Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)=
23.9*1000*6003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*6004/(384*9.9*103*2.81*107)=0.39mm<[f0]=600/400=1.5mm 合格
(4)支架立杆计算
每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算,忽略横向方木自重不计,则纵向方木传递的集中力(均以跨度0.6米计算):
P1=(1.2*(41.25+2.06)+1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.6*0.6 +0.09*0.6
=22.04kN
安全起见满堂式碗扣支架按10米高计,其自重为:
g=10*0.235=2.25 KN
单根立杆所承受的最大竖向力为:
N=22.04+2.25=24.29 kN
立杆稳定性:
横杆步距按1.2m计算,故立杆计算长度为1.2m。
长细比λ=L/i=1200/15.78=76<80,
故φ=1.02-0.55((λ+20)/100)2=0.513,则:
[N]= φA[σ]=0.513×489×215=53.93kN
N<[N] 合格
强度验算:
σa=N/Aji=24.29×1000/489=49.67MPa< [σa]=140 MPa 合格
(5)地基承载力计算
因支架底部通过底托(底调钢板为7cm×7cm)坐在原有沥青砼路面上或硬化后的水泥混凝土路面上,另外承台基坑和原有绿化带范围内严格按规范和标准分层夯填,顶部浇筑15cmC15砼,因此基底承载力至少可以达到15 MPa。
因此σmax=N/A=24.29×103/0.072=4.96 MPa<15 MPa 可以
3.2.3箱梁底板下支架检算
3.2.3.1箱梁底板厚度40cm情况下支架检算
(1)、底模检算
底模采用δ=15 mm的竹胶板,直接搁置于间距L=30cm的 5*8cm横向方木上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。
荷载组合:
q=1.2×(15.5+0.78)+1.4×(2.0+2.0+2.5)=28.64kN/m
竹胶板(δ=15 mm)截面参数及材料力学性能指标:
W=bh2/6=1000*152/6=3.75×104mm3
I=bh3/12=1000*153/12=2.81×105mm3
竹胶板容许应力[σ]=80MPa,E=6×103MPa。
承载力检算:
强度:
Mmax=ql2/10=28.64*0.3*0.3/10=0.258KN*m
σmax=Mmax /W=0.258*106/3.75*104=6.9MPa<[σ0]=80 MPa 合格
刚度:
荷载: q=1.2*(15.5+0.78)= 19.54kN/m
f=ql4/(150EI)=19.54*3004/(150*6*103*2.81*105)=0.63mm<[f0]=300/400=0.75mm 合格
(2)、横向方木检算
横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100 mm *100mm,横向方木亦按连续梁考虑。
荷载组合:
q1 = [1.2×(15.5+0.78)+1.4×(2.0+2.0+2.5)] ×0.2+6×0.1×0.1 = 5.79KN/M
承载力计算:
强度:
Mmax =q1l2/10 = 5.79×0.62/10=0.208KN.m
σmax = Mmax/W = 0.208×106/8.33×104=2.5MPa<[σ0] 合格
刚度:
荷载: q=1.2×(15.5+0.78)×0.3= 5.86kN/m
f =ql4/150 EI= 5.86×6004/150×9.9×103×8.33×106=0.61mm
[f0]=600/400=1.5mm
f < [f0] 合格
(3)纵向方木检算
纵向方木规格为10×15cm,立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑,计算跨径为60cm。
荷载组合:
横向方木所传递给纵向方木的集中力为:
箱底: P=5.75×0.6=3.45kN
纵向方木自重:g=6×0.1×0.15=0.09 kN/m
承载力计算:
力学模式:
强度:
按最大正应力布载模式计算:
支座反力 R=(3.45×3+0.09×0.6)/2=5.20KN
最大跨中弯距 Mmax=5.20×0.3-0.06×0.32/2-3.45×0.2=0.87KN.m
σmax=Mmax /W=0.87*106/3.75*105=2.32MPa<[σ0]=10.8 MPa 合格
刚度:
按最大支座反力布载模式计算:
集中荷载: P=(5.75×4-1.4×(2.0+2.0+2.5)) ×0.6= 8.34kN/m
f=Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)=
8.34*1000*6003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*6004/(384*9.9*103*2.81*107)=0.13mm<[f0]=600/400=1.5mm 合格
(4)支架立杆计算
每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算,忽略横向方木自重不计,则纵向方木传递的集中力(以跨度0.9米计算):
P1=(1.2*(15.5+0.78)+1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.62 +0.09*0.6=10.36kN
安全起见满堂式碗扣支架按10米高计,其自重为:
g=10*0.235=2.35 KN
单根立杆所承受的最大竖向力为:
N=10.36+2.35=12.71 kN
立杆稳定性:
横杆步距为按1.2m计算,故立杆计算长度为1.2m。
长细比λ=L/i=1200/15.78=76<80,
故φ=1.02-0.55((λ+20)/100)2=0.513,则:
[N]= φA[σ]=0.513*489*215=53.93kN
N<[N] 合格
强度验算:
σa=N/Aji=21.3*1000/489=43.6MPa< [σa]=140 MPa 合格
(5)地基承载力不需再进行验算。
3.2.3.2箱梁底板厚度22cm情况下支架检算
(1)、底模检算
底模采用δ=15 mm的竹胶板,直接搁置于间距L=30cm的 5*8cm横向方木上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。
荷载组合:
q=1.2*(11+0.55)+1.4*(2.0+2.0+2.5)=22.96kN/m
竹胶板(δ=15 mm)截面参数及材料力学性能指标:
W=bh2/6=1000*152/6=3.75*104mm3
I=bh3/12=1000*153/12=2.81*105mm3
承载力检算:
强度:
Mmax=ql2/10=22.96*0.3*0.3/10=0.207KN*m
σmax=Mmax /W=0.207*106/3.75*104=5.52MPa<[σ0]=80 MPa 合格
刚度:
荷载: q=1.2*(11+0.55)= 13.86kN/m
f=ql4/(150EI)=13.86*3004/(150*6*103*2.81*105)=0.44mm<[f0]=300/400=0.75mm 合格
(2)、横向方木检算
横向方木搁置于间距90cm的纵向方木上,横向方木规格为100 mm *100mm,横向方木亦按连续梁考虑。
荷载组合:
q1=(1.2*(11+0.55)+1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.3+6*0.1*0.1=6.95kN/m
承载力计算:
强度:
Mmax=q1l2/10=6.95*0.62/10=0.252KN*m
σmax=Mmax /W=0.252*106/8.33*104=3.0MPa<[σ0]=10.8 MPa 合格
刚度:
荷载: q=1.2*(11+0.55)*0.3= 4.16kN/m
f=ql4/(150EI)=4.16*9004/(150*9.9*103*8.33*106)=0.34mm<[f0]=900/400=2.25mm 合格
(3)纵向方木检算
纵向方木规格为10*15cm,立杆纵向间距为90cm。纵向方木按简支梁考虑,计算跨径为90cm。
荷载组合:
横向方木所传递给纵向方木的集中力为:
箱底: P=6.9*0.9=6.21kN
纵向方木自重:g=6*0.1*0.15=0.09 kN/m
承载力计算:
力学模式:
强度:
按最大正应力布载模式计算:
支座反力 R=(6.21*3+0.09*0.9)/2=9.36KN
最大跨中弯距 Mmax=9.36*0.45-0.09*0.452/2-6.21*0.3=2.34KN.m
σmax=Mmax /W=2.34*106/3.75*105=6.24MPa<[σ0]=10.8 MPa 合格
刚度:
按最大支座反力布载模式计算:
集中荷载: P=(6.9*4-1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.9= 16.65kN/m
f=Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)=
16.65*1000*9003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*9004/(384*9.9*103*2.81*107)=0.9mm<[f0]=900/400=2.25mm 合格
(4)支架立杆计算
每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算,忽略横向方木自重不计,则纵向方木传递的集中力(以跨度0.9米计算):
P1=(1.2*(11+0.55)+1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.92 +0.09*0.9=21.31kN
安全起见满堂式碗扣支架按10米高计,其自重为:
g=10*0.235=2.35 KN
单根立杆所承受的最大竖向力为:
N=21.31+2.35=23.66 kN
立杆稳定性:
横杆步距为按1.2m计算,故立杆计算长度为1.2m。
长细比λ=L/i=1200/15.78=76<80,
故φ=1.02-0.55((λ+20)/100)2=0.513,则:
[N]= φA[σ]=0.513*489*215=53.93kN
N<[N] 合格
强度验算:
σa=N/Aji=23.66*1000/489=48.38MPa< [σa]=140 MPa 合格
(5)地基承载力不需再进行验算。
3.2.4翼缘板下支架检算
由前面计算可知,翼缘板下方支架同箱梁底板(厚度为22cm)下支架,因此不再进行检算。
3.2.5侧模检算
侧模采用δ=15 mm的竹胶板,横向背带采用间距0.2米的5*8cm方木,坚带采用间距0.6米的10*15cm方木。
混凝土侧压力:PM=0.22γt0β1β2v1/2
式中:γ—混凝土的自重密度,取25KN/m3;
t0—新浇混凝土的初凝时间,可采用t0=200/(T+15),T为砼是温度℃,取5.7;
β1—外加剂影响修正系数取1.2;
β2—砼坍落度影响修正系数取1.15;
v—混凝土浇注速度(m/h),取0.4
PM =0.22*25*5.7*1.2*1.15*0.41/2=27.36KN/m2
有效压头高度:h= PM /γ=27.36/25=1.09
振捣砼对侧面模板的压力:4.0 KPa
水平荷载:q=1.2*27.36*1.09/2+1.4*4.0=23.49kN/m
此水平力较底板竖向力少得多,侧模和纵横向背带以及斜撑钢管均可以满足要求不需再进行检算。另外为防止立柱钢管(弯压构件)失稳,需用通向箱梁中心方向的斜钢管(与多数立柱钢管连接以减少立柱钢管承受的水平荷载)与立柱钢管连接平衡其反力,从而保证支架水平方向稳定。
3.3大明路跨线桥支架计算
3.3.1荷载分析
①碗口式支架钢管自重,可按表1查取。
②钢筋砼容重按25kN/m3计算则:
腹板和端、中横隔梁:25×2.7=67.5 KPa
箱梁底板厚度为50cm:25×(0.25+0.5)=18.75KPa
③模板自重(含内模、侧模及支架)以砼自重的5%计,则:
腹板和端、中横隔梁:67.5×0.05=3.375 KPa
箱梁底板厚度为50cm:18.75×0.05=0.938KPa
④施工人员、施工料具堆放、运输荷载: 2.0kPa
⑤倾倒混凝土时产生的冲击荷载: 2.0kPa
⑥振捣混凝土产生的荷载: 2.5kPa
荷载组合
计算强度:q=1.2×(②+③)+1.4×(④+⑤+⑥)
计算刚度:q=1.2×(②+③)
3.3.2腹板和端、中横隔梁下方支架检算
(1)、底模检算
底模采用δ=15 mm的竹胶板,直接搁置于间距L=20cm 的10×10cm横向方木上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。
荷载组合:
q=1.2×(67.5+3.375)+1.4×(2.0+2.0+2.5)=94.15kN/m
竹胶板(δ=15 mm)截面参数及材料力学性能指标:
承载力检算:
强度:
Mmax =ql2/10 = 94.15×0.2×0.2/10=0.376KN.M
σmax = Mmax/W = 0.376×106/3.75×104=10.02MPa<[σ0]=80 MPa合格
刚度:
荷载: q=1.2×(67.5+3.375)= 85.05kN/m
f =ql4/150 EI= 85.05×2004/150×6×103×2.81×105=0.43mm
[f0]=200/400=0.50mm
f < [f0] 合格
(2)、横向方木检算
横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100 mm ×100mm,横向方木亦按连续梁考虑。
荷载组合:
q1 = [1.2×(67.5+3.375)+1.4×(2.0+2.0+2.5)] ×0.2+6×0.1×0.1= 18.89KN/M
承载力计算:
强度:
Mmax =q1l2/10 = 18.89×0.63/10=0.408KN.m
σmax = Mmax/W = 0.408×106/8.33×106=4.9MPa<[σ0]=10.8MPa合格
刚度:
荷载: q=1.2×(67.5+3.375)×0.2= 17.01kN/m
f =ql4/150 EI= 17.01×6004/150×9.9×103×8.33×106=0.27mm
[f0]=600/400=1.5mm
f < [f0] 合格
(3)纵向方木检算
纵向方木规格为10×15cm,腹板和端、中横隔梁下立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑,计算跨径为60cm。
荷载组合:
横向方木所传递给纵向方木的集中力为:
箱底: P=18.85×0.6=11.31kN
纵向方木自重:g=6×0.1×0.15=0.09 kN/m
承载力计算:
力学模式:
强度:
按最大正应力布载模式计算:
支座反力 R=(11.31×3+0.09×0.6)/2=16.99KN
最大跨中弯距 Mmax=16.99×0.3-0.06×0.32/2-7.34×0.2=3.62KN.m
σmax=Mmax /W=3.62*106/3.75*105=9.6MPa<[σ0]=10.8 MPa 合格
刚度:
按最大支座反力布载模式计算:
集中荷载: P=11.31*4-1.4*(2.0+2.0+2.5)*0.6= 39.78kN
f=Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)=
39.78*1000*6003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*6004/(384*9.9*103*2.81*107)=0.64mm<[f0]=600/400=1.5mm 合格
(4)支架立杆计算
每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算,忽略横向方木自重不计,则纵向方木传递的集中力(均以跨度0.6米计算):
P1=(1.2*(67.5+3.375)+1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.6*0.6 +0.09*0.6
=33.98kN
安全起见满堂式碗扣支架按10米高计,其自重为:
g=10*0.235=2.25 KN
单根立杆所承受的最大竖向力为:
N=33.98+2.25=36.23 kN
立杆稳定性:
横杆步距按1.2m计算,故立杆计算长度为1.2m。
长细比λ=L/i=1200/15.78=76<80,
故φ=1.02-0.55((λ+20)/100)2=0.513,则:
[N]= φA[σ]=0.513×489×215=53.93kN
N<[N] 合格
强度验算:
σa=N/Aji=36.23×1000/489=74.09MPa< [σa]=140 MPa 合格
(5)地基承载力计算
因支架底部通过底托(底调钢板为7cm×7cm)坐在原有沥青砼路面上或硬化后的水泥混凝土路面上,另外承台基坑和原有绿化带范围内严格按规范和标准分层夯填,顶部浇筑15cmC15砼,因此基底承载力至少可以达到15 MPa。
因此σmax=N/A=36.23×103/0.072=7.4 MPa<15 MPa 可以
3.3.3箱梁底板下支架检算
3.3.3.1箱梁顶板厚25cm,底板厚度50cm情况下支架检算
(1)、底模检算
底模采用δ=15 mm的竹胶板,直接搁置于间距L=30cm的 10*10cm横向方木上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。
荷载组合:
q=1.2×(18.75+0.938)+1.4×(2.0+2.0+2.5)=32.73kN/m
竹胶板(δ=15 mm)截面参数及材料力学性能指标:
W=bh2/6=1000*152/6=3.75×104mm3
I=bh3/12=1000*153/12=2.81×105mm3
竹胶板容许应力[σ]=80MPa,E=6×103MPa。
承载力检算:
强度:
Mmax=ql2/10=32.73*0.3*0.3/10=0.295KN*m
σmax=Mmax /W=0.295*106/3.75*104=7.89MPa<[σ0]=80 MPa 合格
刚度:
荷载: q=1.2*(18.75+0.938)= 23.62kN/m
f=ql4/(150EI)=23.62*3004/(150*6*103*2.81*105)=0.74mm<[f0]=300/400=0.75mm 合格
(2)、横向方木检算
横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100 mm *100mm,横向方木亦按连续梁考虑。
荷载组合:
q1 = [1.2×(18.75+0.938)+1.4×(2.0+2.0+2.5)] ×0.2+6×0.1×0.1= 6.61KN/M
承载力计算:
强度:
Mmax =q1l2/10 = 6.61×0.62/10=0.238KN.m
σmax = Mmax/W = 0.238×106/8.33×104=2.86MPa<[σ0] 合格
刚度:
荷载: q=1.2×(18.75+0.938)×0.3= 7.088kN/m
f =ql4/150 EI= 7.088×6004/150×9.9×103×8.33×106=1.15mm
[f0]=600/400=1.5mm
f < [f0] 合格
(3)纵向方木检算
纵向方木规格为10×15cm,立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑,计算跨径为60cm。
荷载组合:
横向方木所传递给纵向方木的集中力为:
箱底: P=6.57×0.6=3.94kN
纵向方木自重:g=6×0.1×0.15=0.09 kN/m
承载力计算:
力学模式:
强度:
按最大正应力布载模式计算:
支座反力 R=(3.94×3+0.09×0.6)/2=5.937KN
最大跨中弯距 Mmax=5.937×0.3-0.06×0.32/2-3.94×0.2=0.99KN.m
σmax=Mmax /W=0.99*106/3.75*105=2.64MPa<[σ0]=10.8 MPa 合格
刚度:
按最大支座反力布载模式计算:
集中荷载: P=(6.57×4-1.4×(2.0+2.0+2.5)) ×0.6= 10.308kN/m
f=Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)=
10.308*1000*6003/(48*9.9*103*2.81*107)+5*0.09*6004/(384*9.9*103*2.81*107)=0.17mm<[f0]=600/400=1.5mm 合格
(4)支架立杆计算
每根立杆所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算,忽略横向方木自重不计,则纵向方木传递的集中力(以跨度0.9米计算):
P1=(1.2*(18.75+0.938)+1.4*(2.0+2.0+2.5))*0.62 +0.09*0.6=11.84kN
安全起见满堂式碗扣支架按10米高计,其自重为:
g=10*0.235=2.35 KN
单根立杆所承受的最大竖向力为:
N=11.84+2.35=14.19 kN
立杆稳定性:
横杆步距为按1.2m计算,故立杆计算长度为1.2m。
长细比λ=L/i=1200/15.78=76<80,
故φ=1.02-0.55((λ+20)/100)2=0.513,则:
[N]= φA[σ]=0.513*489*215=53.93kN
N<[N] 合格
强度验算:
σa=N/Aji=21.3*1000/489=43.6MPa< [σa]=140 MPa 合格
(5)地基承载力不需再进行验算。
3.4剪刀撑按规范要求设置即可,不需检算。
剪刀撑按纵、横向各5米设置一道,详见后附“箱梁支架平面布置图”。
3.5预拱度计算与设置
跨中预拱度:δ=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5
其中,δ1为支架卸载后由上部构筑自重及活载一半产生的挠度;δ2为支架在荷载作用下的弹性压缩;δ3为支架在荷载作用下的非弹性压缩;δ4为支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷;δ5为由混凝土收缩、温度变化引起的挠度。
预拱度值按设计要求留设,如设计无明确预拱度值时,可根据以往工作经验预拱度值取5cm,并按二次抛物线分配:
式中,δx—距左支点x的预拱度值;x—距左支点的距离;L—跨长。
四、材料选用和质量要求
1、本工程脚手架为连续箱梁承重用,选用落地碗扣式多排钢管脚手架,现浇梁外模采用122×244×15优质竹胶板。
2、钢管规格为φ48*3.5mm,且有产品合格证。钢管的端部切口应平整,禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。钢管应涂刷防锈漆作防腐处理,并定期复涂以保持其完好。
3、扣件应按现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定选用,且与钢管管径相配套的可锻铸铁扣件,严禁使用不合格的扣件。新扣件应有出厂合格证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证,当对扣件质量有怀疑时,应按现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定抽样检测。旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形、锈蚀的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换。
五、脚手架基础处理
脚手架搭设支架前,必须对既有地基进行处理,因大部分地基为应天大街原有公路沥青路面,可以满足箱梁施工过程中承载力的要求,故根据现场实际情况地基处理范围分两种:绿化带和承台等开挖过的部位作硬化处理,采取分层回填分层压实予以加固,其上浇筑10~15cmC15砼。
在地面硬化以后,应该加强箱梁施工场地内的排水工作,严禁在施工场地内形成积水,造成地基不均匀沉降,引起支架失稳,出现安全隐患和事故。
六、支架的预压
为保证箱梁砼结构的质量,钢管脚手架支撑搭设完毕铺设底模板后必须进行预压处理,以消除支架、支撑方木和模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响,同时取得支架弹性变形的实际数值,作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考。在施工箱梁前需进行支架预压和地基压缩试验。
预压方法依据箱梁砼重量分布情况,在搭好的支架上的堆放与梁跨荷载等重的砂袋 (梁跨荷载统一考虑安全系数为1.2),预压时间视支架地面沉降量定,支架日沉降量不得大于2.0毫米(不含测量误差),一般梁跨预压时间为三天。
七、钢管脚手架施工方案
7.1测量放样
平面测量:首先在硬化地面测设出桥梁各跨的纵轴线和桥墩横轴线,放出设计箱梁中心线。按支架平面布置图及梁底标高测设支架高度,搭设支架,采用测设四角点标高,拉线法调节支架顶托。
支架底模铺设后,测放箱梁底模中心及底模边角位置和梁体横断面定位。底模标高=设计梁底+支架的变位+(±前期施工误差的调整量),来控制底模立模。底模标高和线形调整结束,经监理检查合格后,立侧模和翼板底模,测设翼板的平面位置和模底标高(底模立模标高计算及确定方式类同箱梁底板)。
桥跨堆载预压前,在桥跨底板上布置沉降观测点,按每箱室测设三个横断面;
沉降观测点于底板同断面按每2.0m间距布置、翼板底上共布置四点。在堆载予压前测设断面底模标高和支架底部标高,等载予压的第一天进行两次观测,以后每天观测一次,直至日沉降小于2mm为止,测定地基沉降和支架、模板变形,同时确定地基卸载后的回弹量。根据数据调整底模标高及支架高度。连续梁的线形以梁底标高为控制标准。
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