北下行联络线40+56+40m连续梁
现浇箱梁满堂支架
计算书
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中铁七局集团有限公司
石武客专郑州东站联络线工程第二项目部
二OO九年九月
支架计算书
一、工程概况
石武客专郑州东站联络线工程北下行联络线特大桥24#~27#为一联三跨40+56+40m的连续梁,梁体为变高度预应力单箱单室梁,箱梁顶部宽度7m,底部宽度4m,单侧翼沿板宽度1.5m,顶板厚度0.3m,腹板厚度0.40~0.6m,底板厚度0.45~0.6m。
箱梁采用满堂支架现浇法进行施工,碗扣支架钢管规格为外径48mm,壁厚3.5mm。翼沿板下部支架立杆纵、横向间距为0.9m×0.9m,步距为1.2m;底板下部支架立杆纵、横向间距为0.9m×0.6m,层距为1.2m;箱梁腹板下支架纵、横向间距为0.9m×0.3m。
满堂脚手架立杆顶托顶部顺线路方向放置15×15cm纵向方木;纵向方木上垂直线路方向放置间距20cm(净距10cm)的10×10cm横向方木作为底模板肋木;肋木上铺设15mm的竹胶板作为箱梁底模模板。腹板外侧模板同样采用15mm厚的竹胶板,与底模模板之间的圆弧倒角采用钢模板,竹胶板外侧放置间距30cm(净距20cm)的10×10cm竖向方木作为侧模板肋木,方木外侧水平方向采用双排直径50mm的钢管加固,60cm设置一道。用拉筋和脚手架顶撑加固。
支架地基基础采用地表下0~1米处根据原地基承载力情况换填砖渣并用压路机压实后,换填两层厚均为25cm10%的灰土,要求其承载力不小于200kPa,灰土上铺设15cm厚C15素混凝土层,预留1%双面坡,两侧可设排水沟以便排水。
二、计算依据
《钢结构设计手册》
《简明施工计算手册》(第三版)
《建筑结构荷载规范》
三、荷载计算
连续梁为变截面直腹板单箱单室箱梁,中支点梁高为4.2m,边支点及跨中梁高2.6m,跨中有0.5米厚横隔板,箱底宽为4.0m,顶板宽7.0m,翼缘板宽1.5m,顶板厚30cm,腹板厚40-60cm,底板厚45.5-65cm,支点附近腹板、顶板、底板局部加厚;箱梁在中支点处设置厚2m的横隔板,两端支座处设置厚1.3m的端横隔板。跨中设置0.5m的横隔板厚。
由于支架搭设间距的不同,因此对现浇连续梁支架取最不利位置计算。计算时取箱梁最大断面尺寸和中跨跨中断面进行计算。
下图为中墩(39#、40#)两侧和跨中横隔板断面。
箱梁为现浇,现浇时其整体刚性没有形成,因此箱梁荷载计算时应该对箱梁断面进行分块。
1、浇筑混凝土时,箱梁断面混凝土分块自重荷载标准值
钢筋砼容重取26.0kN/m3。
(1)箱梁标准断面混凝土分块荷载:
单侧每延米翼板砼(Ⅰ)为:0.525m3/m,宽度1.5m。
单侧每延米腹板砼(Ⅱ)为:2.52m3/m,宽度0.6m。
每延米顶板+底板砼为(Ⅲ):2.772m3/m,宽度2.8m。
(2)横隔板处箱梁断面混凝土分块荷载:
单侧每延米翼板砼(Ⅰ)为:0.525m3/m,宽度1.5m。
单侧每延米横隔板板砼(Ⅱ)为:9.14m3/m,宽度4m。
因此三个断面荷载标准值计算如下:
翼板自重标准值:
腹板自重标准值
顶板+底板自重标准值:
横隔板自重标准
2、竹胶板自重标准值:
3、15×15cm和10×10cm方木自重标准值:
4、施工人员及机械设备均布活荷载:
5、振捣砼时产生的活荷载:
四、支架计算
1、底模计算
取承力最大的腹板下底模进行计算。模板材料为竹胶板,其静弯曲强度标准值为,弹性模量为:,模板厚度。模板截面抵抗矩和模板截面惯性矩取宽度b=1m计算:
模板截面惯性矩
模板截面抵抗矩
模板支撑肋中心距为0.2m。模板在桥纵向按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,跨度为:0.2m+0.2m+0.2m。
①强度计算
模板上的均布荷载设计值为:
最大弯矩:
满足要求。
②挠度计算
刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度为:
满足要求。
2、横向方木计算
横向支撑肋方木截面10cm×10cm,间距20cm,其弯曲强度标准值为,弹性模量为:。方木截面抵抗矩和截面惯性矩为:
方木截面惯性矩
方木截面抵抗矩
(1)翼沿板下部横向方木计算
按均布荷载下的三跨简支梁计算,计算跨度为0.9m+0.9m+0.9m。
①强度计算
作用在方木上的均布荷载:
方木上的均布荷载设计值为:
最大弯矩:
满足要求。
②挠度计算
刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度为:
满足要求。
(2)腹板下部横向方木计算
按均布荷载下的三跨简支梁计算,计算跨度为0.3m+0.3m+0.3m。
①强度计算
作用在方木上的均布荷载:
方木上的均布荷载设计值为:
最大弯矩:
满足要求。
②挠度计算
刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度为:
满足要求。
(3)底板下部横向方木计算
按均布荷载下的三跨简支梁计算,计算跨度为0.6m+0.6m+0.6m。
①强度计算
作用在方木上的均布荷载:
方木上的均布荷载设计值为:
最大弯矩:
满足要求。
②挠度计算
刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度为:
满足要求。
(4)横隔板下部横向方木计算
按均布荷载下的三跨简支梁计算,计算跨度为0.6m+0.6m+0.6m。
①强度计算
作用在方木上的均布荷载:
方木上的均布荷载设计值为:
最大弯矩:
满足要求。
②挠度计算
刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度为:
满足要求。
3、纵向方木计算
支撑于纵向支架立杆上的纵向方木截面15cm×15cm,其弯曲强度标准值为,弹性模量为:。方木截面抵抗矩和截面惯性矩为:
模板截面惯性矩
模板截面抵抗矩
(1)翼沿板下部纵向方木计算
按均布荷载下的三跨简支梁计算,计算跨度为0.9m+0.9m+0.9m,纵向方木之间的横向间距为0.9m。
①强度计算
作用在方木上的均布荷载:
方木上的均布荷载设计值为:
最大弯矩:
满足要求。
②挠度计算
刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度为:
满足要求。
(2)腹板下部纵向向方木计算
按均布荷载下的三跨简支梁计算,计算跨度为0.9m+0.9m+0.9m,纵向方木之间的横向间距为0.3m。
腹板宽度为0.6m,下部布置3根纵向方木,方木间距为0.3m,因此假设0.6m宽腹板和上部荷载由其下部3根方木承担。
①强度计算
作用在方木上的均布荷载:
方木上的均布荷载设计值为:
最大弯矩:
满足要求。
②挠度计算
刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度为:
满足要求。
(3)底板下部纵向向方木计算
按均布荷载下的三跨简支梁计算,计算跨度为0.9m+0.9m+0.9m,纵向方木之间的横向间距为0.6m。
①强度计算
作用在方木上的均布荷载:
方木上的均布荷载设计值为:
最大弯矩:
满足要求。
②挠度计算
刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度为:
满足要求。
(4)横隔板下部纵向向方木计算
按均布荷载下的三跨简支梁计算,计算跨度为0.9m+0.9m+0.9m,纵向方木之间的横向间距为0.6m。
①强度计算
作用在方木上的均布荷载:
方木上的均布荷载设计值为:
最大弯矩:
满足要求。
②挠度计算
刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度为:
满足要求。
5、腹板外侧模板支撑检算
施工时腹板外侧竖向采用5cm×10cm方木间距30cm立放,纵向采用双排外径48mm钢管加固,间距60cm一道,然后用12圆钢对拉并用脚手架顶住
新浇注混凝土侧压力:
Pmax=
式中:t0为混凝土初凝时间取200/(T+15)
混凝土浇注速度V取0.5 m/h;
混凝土温度T取10。C;
混凝土重量取26KN/m3;
混凝土外加剂系数β1取1.15;
混凝土坍落度系数β2取1.2
拉筋设置纵向间距为0.6m。竖向间距0.6m,该范围内按1根拉筋考虑计算。
N=44.65×0.6×0.6=16.07KN,Aji===76.54mm2,选用直径12圆钢,截面面积为113mm2。
侧模立挡验算:
立档间距为30cm,横档间距为60cm
立挡线性荷载=44.65×0.3=13.395 KN/m
最大弯矩:M= ql2/10=13.395*0.6*0.6/10=0.482KN/m
方木截面惯性矩
方木截面抵抗矩
σw=M/W=0.482/ =5.786MPa<11MPa
强度符合要求。
刚度满足要求。
侧模横挡验算:
立档间距为30cm,横档间距为60cm
钢管的弹性模量为:E=2.1*105N/ mm2
惯性矩为:I=1.078*10-7 m4
抵抗弯矩:W=4.49*10-6mm3
立挡线性荷载=44.65*0.6/2=13.395KN/m
最大弯矩:M= ql2/10=13.395*0.6*0.6/10=0.482KN.m
最大弯曲应力:σw=M/W=0.9/4.49*10-6 =21.47MPa<205MPa
强度满足要求。
刚度满足要求。
6、支架承载力计算
根据碗扣式支架的技术参数可知,支架钢管外径48mm,壁厚3.5mm,支架步距为1.2m时,单根立杆容许承载力为3.0t,因此支架立杆承载力按照安全系数法计算。
(1)翼沿板下部支架立杆计算
翼沿板下部支架立杆纵横间距为:0.9m×0.9m。
翼沿板下部单根纵向方木承受的均布荷载标准值为:
因此单根支架立柱承受的荷载为:
满足要求。
(2)腹板下部支架立杆计算
单侧腹板宽0.6米,下部支架立杆纵横向间距0.9mx0.3m,有3根纵向方木承受荷载。
腹板下部单根纵向方木承受的均布荷载标准值为:
因此单根支架立柱承受的荷载为:
满足要求。
(3)底板下部支架立杆计算
底板下部支架立杆纵横间距为:0.9m×0.6m。
底板下部单根纵向方木承受的均布荷载标准值为:
因此单根支架立柱承受的荷载为:
满足要求。
(4)横隔板下部支架立杆计算
横隔板宽4米,下部支架立杆纵向间距0.9m,有10根纵向方木承受荷载。
底板下部单根纵向方木承受的均布荷载标准值为:
因此单根支架立柱承受的荷载为:
满足要求。
7、地基承载力计算
支架立杆最大受力为:N2=23.76kN,立杆底托下垫5cmx10cm方木平放。
立杆对砼表面的压强为:,砼标号为C15,满足要求。
立杆通过砼层对三七灰土层的压强为:
砼容重取2.5t/m3,砼层对灰土层的压强为:
灰土层所受总压强为:
地基处理后要求其承载力不小于200kPa,满足要求。