天桥箱梁施工现浇支架计算详细步骤.doc
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1、 天桥箱梁施工现浇支架计算1.工程简介:LK0+170匝道桥:设计为单箱三室结构,共一联5跨,箱梁宽15.5m,其中箱体底宽11.5m,采用满堂碗扣式钢管支架。 XK0+677连接线桥:设计为单箱单室结构,共一联3跨,箱梁宽8.5m,其中箱体底宽4.5m,由于该桥在K223+766.4上跨主线,在该处采用工字钢门式支架外,其余均采用碗扣式钢管满堂支架。门式支架结构型式如下:工字钢支架体系由扩大基础、50010mm钢管、砂筒、横桥向双拼I32a工字钢、I32b工字钢纵梁、10cm10cm木方(间距0.3m)横向分配梁、12cm12cm木方(间距0.3m)纵向分配梁组成。K216+700天桥设计为
2、单箱单室结构,共一联2跨,箱梁宽6.5m,其中箱体底宽4.0m,由于该桥在K216+700上跨主线,在该处采用工字钢门式支架外,其余均采用碗扣式钢管满堂支架。门式支架结构型式如下:工字钢支架体系由扩大基础、50010mm钢管、砂筒、横桥向双拼I32a工字钢、I32b工字钢纵梁、10cm10cm木方(间距0.3m)横向分配梁、12cm12cm木方(间距0.3m)纵向分配梁组成。K217+060天桥设计为单箱单室结构,共一联2跨,箱梁宽6.5m,其中箱体底宽3.5m,由于该桥在K217+060上跨主线,在该处采用工字钢门式支架外,其余均采用碗扣式钢管满堂支架。门式支架结构型式如下:工字钢支架体系由
3、扩大基础、50010mm钢管、砂筒、横桥向双拼I32a工字钢、I32b工字钢纵梁、10cm10cm木方(间距0.3m)横向分配梁、12cm12cm木方(间距0.3m)纵向分配梁组成。 箱梁模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。箱梁底模板采用定型大块胶合板模板(厚15mm),然后直接铺装在10cm10cmm木方上;侧模、翼缘板模板为沿桥梁走向的专用桥梁竹胶模板。本项目现浇箱梁分两次浇筑混凝土。第一次浇筑翼缘板以下的混凝土,第二次浇筑顶板和翼缘板。LK0+170桥现浇箱梁第一次浇筑LK0+170桥现浇箱梁第二次浇筑XK0+677桥在K223+766.4上跨主线,在该处采用工字钢门式支架外,其余均
4、采用碗扣式钢管满堂支架。门式支架净高不小于5m,净宽不小于5m。满堂支架搭设示意图如下图所示。满堂支架搭设示意图本方案中,安全系数取1.2。2.支架计算依据公路桥涵施工技术规范(JTG_TF50-2011)木结构设计规范(GB 50005-2003)混凝土结构设计规范(GB 50010-2010) 钢结构设计规范(GB 50017-2011) 建筑工程大模板技术规程(JGJ74-2003)建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范(JGJ 166-2008)建筑施工门式钢管脚手架安全技术规程(JGJ128-2000)建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)建筑结构荷载规范(GB500092001
5、)扣件式钢管脚手架计算手册,王玉龙,2008年建筑施工计算手册,江正荣,2001年7月3.施工荷载计算及其传递支架选型完成后,其计算的思路和原则应从上至下进行。3.1.底模荷载施工人员及设备荷载标准值1.5KN/m2。倾倒混凝土时产生的竖向荷载经验值2.04.0KN/m2。振捣混凝土时对水平模板产生的荷载标准值为2.0KN/m2。模板自重荷载标准值木模为0.50-0.55KN/m2。钢筋混凝土密度取26 KN/m3,根据箱梁断面荷载作如下划分: K216+700桥现浇箱梁断面示意模板荷载效应组合:恒载1.2+活载1.4。(活载主要包括:施工人员荷载、施工机具荷载、倾倒混凝土荷载、振捣混凝土荷载
6、。恒载主要包括:混凝土荷载、模板自重荷载)3.2.横向分配梁梁底横向分配梁(模板次楞)荷载取值与底模荷载相同。3.3.纵梁纵梁(模板主楞)荷载为横向分配梁(模板次楞)传递的集中荷载。3.4.立杆(临时墩)立杆(临时墩)荷载为纵梁(模板主楞)下传集中荷载。由于在模板计算荷载时已考虑了恒载和活载的组合效应,故模板主楞下传至立杆的荷载可直接计算立杆稳定性。3.5.地基荷载为立杆(临时墩)下传集中荷载。落地支架计算顺序:模板横梁(分配梁)纵梁立杆(临时墩)地基。4.碗扣式满堂支架计算满堂式碗扣支架体系由支架基础(15cmC20砼垫层)、钢垫板、483.5mm碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调节顶托、12cm
7、12cm木方做横向分配梁(该分配梁在腹板下间距为0.6m,在其余地方间距为0.9m)、间距为30cm的10cm10cm木方做纵向分配梁;模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。12cm12cm木方分配梁沿横桥向布置,直接铺设在支架顶部的可调节顶托上,箱梁底模板采用定型大块竹胶模板,直接铺装在10cm10cm木方分配梁上进行连接固定;侧模、翼缘板模板为沿桥梁走向的竹胶模板。根据箱梁施工技术要求、荷载重量、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标,现浇箱梁立杆布置,纵桥向所有立杆步距为60cm,横桥向立杆步距为:箱体处为60cm,其余地方为90cm;支架横杆步距为在支架顶下120cm、支架底部沿高度
8、方向120cm范围步距为60cm(各三层),其余为120cm。支架在桥纵向每360cm间距设置剪刀撑;支架两端的纵、横杆系通过垫木牢固支撑在桥墩上;立杆顶部安装可调节顶托,立杆底部支立在可调节底托上,以确保地基均衡受力。4.1.支架材料参数.材料选择.WJ碗扣为483.5 mm钢管;.立杆、横杆承载性能如下表所示: 立杆、横杆承载性能表立 杆横 杆步距(m)允许载荷(KN)横杆长度(m)允许集中荷载(KN)允许均布荷载(KN)0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.04.2.荷载分析计算梁底木模实际是支架体系的一部分。对于小钢管满
9、堂支架来说,木模面板的强度决定了横向分配梁(模板次楞)的间距,横向分配梁的强度又决定了纵梁(模板主楞)的间距和立杆的横距,纵梁的强度又决定了立杆的纵距。计算中取值:施工人员及设备荷载为1.5KN/m2,倾倒混凝土时产生的竖向荷载为4.0KN/m2,振捣混凝土时对水平模板产生的荷载为2.0KN/m2,木模自重荷载为0.50Kg/m2。混凝土密度取26KN/m3,底板和顶板混凝土胀模系数为1.05。计算底板时,施工人员荷载、设备荷载、木模自重荷载需要考虑箱内的影响。由于腹板下底模受力最大,以其作为控制计算。箱梁腹板计算高度取1.7m,其混凝土自重荷载为1.726=44.2KN/m2。 q1=(44
10、.2+0.5)1.2+(1.5+4+2)1.4=64.14KN/m2(适应计算模板承载能力) q2=(44.2+0.5)1.2=53.64KN/m2(适应计算模板抗变形能力)翼缘板处底板混凝土(后面简称为底板混凝土)自重荷载0.451.0526=12.29KN/m2。 q3=(12.29+0.52)1.2+(1.52+4+2)1.4=28.55KN/m2(适应计算模板承载能力) q4=(12.29+0.52)1.2=15.95KN/m2(适应计算模板抗变形能力)4.3.底模面板计算以腹板下底模面板做控制计算。 面板采用15mm厚竹胶板,模板次楞(纵向分配梁)间距为0.3m。参照路桥施工计算手册
11、表13-1,取模板宽d=0.2m,模板跨径L1=0.25m;则模板每米长上的荷载为q=q10.2=64.140.2=12.83kN/m(适应计算模板承载能力)q=q20.2=53.640.2=10.73kN/m(适应计算模板抗变形能力)跨中弯矩M=qL12/10=12.830.2210=0.051kNm底模模板采用高强度竹胶板,其允许弯应力取w=9.5MPa,模板需要的截面模量W=M/(1.2w)=0.051(1.29.5103)=4.4710-6 m2根据W、b得h为:h=(6w/b)0.5=(64.4710-60.2)0.5=0.016m模板截面尺寸采用0.015m0.2m核算其挠度,则有
12、取木材弹性模量 E=9.0106kN/m2 I=bh3/12=0.20.015312=5.6310-8 m4则挠度 f=5qL14/(384EI)=510.730.24(3849.01065.6310-8)=4.4110-4m f/L1=4.4110-40.2=0.00221/400=0.0025满足要求。4.4.底模次楞(纵向分配梁,忽略次楞自重,按简支梁)计算纵梁跨度L2=0.6m,横桥向间距为0.3m。箱体下面次楞荷载为q纵1=64.140.3=19.24kN/m。底板下面次楞荷载为q纵2=28.550.3=8.57kN/m。跨中弯矩M= q纵1L22/8=19.240.62/8 =0.
13、866KNm需要的截面模量 W=M/(1.2w)=0.866(1.29.5103)=0.7610-4 m2纵梁宽度b预设为0.1m,则有纵梁高度h=(6w/b)0.5=(60.7610-40.1)0.5=0.068m初步取截面为0.1m0.10m,根据选定的截面尺寸核算其挠度,有 I=bh3/12=0.10.1312=8.3310-6 m4f=5q纵1L14/(384EI)=519.240.64(3849.01068.3310-6)=3.9210-4m f/L1=3.9210-40.6=0.000721/400=0.0025故选用截面尺寸为0.1m0.1m,间距为0.3m,跨距为0.6m的木方
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