现浇箱梁支架方案计算书(贝雷片+顶托).pdf
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1、福清项目现浇箱梁支架方案计算书钢管桩 +贝雷梁 +顶托支架方案1、方案概况1.1 编制依据福清市外环路北江滨A段道路工程两阶段施工图 ;公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004) ;公路桥涵地基与基础设计规范 (JTG D63-2007) ;公路桥涵施工技术规范 (JTG/T F50-2011) ;建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 128-2000) ;公路桥涵抗风设计规范 (JTG/T D60-01-2004 ) ;公路桥涵钢结构和木结构设计规范 (JTJ 025-86 ) ;装备式公路钢桥使用手册 ;路桥施工计算手册 。建筑施工模板安全技术规范 (JGJ
2、 162-2008)建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 166-2008) ;钢结构设计规范 (GB50017-2003 )公路工程施工安全技术规程 (JTJ076-95)钢结构工程施工质量验收规范 (GB50205 2001)1.2 工程概况外环路(北江滨路 - 利桥至融宽环路段)道路工程范围西起于龙江路与利桥交叉口,向东穿甲飞客运站后,斜跨过龙江,而后沿玉塘湖布设,东止于融宽环路,线位基本呈现西北 - 东南走向,施工里程段为K0+000K1+800 。瑞亭大桥:中心桩号为K0+377.8,起终点桩号: K0+116.46K0+638.5。桥梁跨径组成为( 320)+3(335)+
3、(435)的形式,桥面宽度2-19.25米,全桥长 522.4 米。桥梁上部结构: 第一联采用 20m装配式预应力混凝土简支空心板,其余各联采用35m等截面连续箱梁。桥梁下部:采用肋板式桥台。柱式桥墩、桩基础。桥梁纵面位于i=2.5%上坡段接 i=0.3%上坡段再接 -2.1%下坡段,R=5000m 直线、凸曲线、直线、凸曲线、直线上;本桥平面位于直线接半径R=500m圆曲线接直线上,梁体按等角度70布置,墩台沿着分孔线径向布置。瑞亭大桥第二联至第五联上部现浇箱梁,标准段采用单箱三室横断面的预应力混凝土箱形连续梁,梁高2.2m,顶、底板厚 0.25m0.45m,箱梁顶、底板均与桥面同坡,桥面横
4、坡由箱梁顶、底板旋转形成。跨中截面顶板厚度25 、底板厚 22 。跨中腹板厚 0.5m,支点腹板厚 0.7m,渐变长度 2.5m;箱梁悬臂长 2。5m ,翼缘板端部厚 0.15m,根部厚 0.45m;箱梁在各支点处设置横梁,端横梁宽1.5m,中横梁宽 2m 。箱梁预应力钢束采用15-12、15-7。2、方案计算2.1 支架计算荷载的取用原则2.1.1 设计荷载根据公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011 第 5.2.6 条:计算模板、支架和拱架时,应考虑下列荷载并按表4.1.1 进行荷载组合。新浇筑混凝土、钢筋混凝土或其他圬工结构物的重力;模板、支架自重;施工人员和施工材料、施工设备等
5、荷载;振捣混凝土时产生的荷载;新浇筑混凝土对模板侧面的压力;混凝土入模时产生的水平方向的冲击荷载;设于水中的支架所承受的水流压力、波浪力、流冰压力、 船只及其他漂浮物的撞击力;其他可能产生的荷载,如风荷载、雪荷载、冬季保温设施荷载等。表 2.1.1 模板、支架设计计算的荷载组合模板结构名称荷载组合计算强度用验算刚度用梁、板的底模板以及支撑板、支架等(1)+(2)+(3)+(4)+(7)+(8) (1)+(2)+(7)+(8) 缘石、人行道、栏杆、柱、梁、板等的侧模板(4)+(5)(5)基础、墩台等厚大结构物的侧模板(5)+(6)(5)2.1.2 普通模板荷载计算见桥梁施工工程师手册7-1-1
6、、7-1-2 新浇筑混凝土和钢筋混凝土的容重:混凝土26kN/m3 。模板、支架和拱架的容重按设计图纸计算确定。施工人员和施工材料、机具行走运输或堆放荷载标准值:计算模板及直接支承模板的小棱时,均布荷载可取2.5kPa,另外以集中荷载 2.5kN 进行验算;计算直接支承小棱的梁时,均布荷载可取1.5kPa;计算支架立柱时,均布荷载可取1.0kPa;有实际资料时按实际取值。振捣混凝土时产生的荷载(作用范围在有效压头高度之内):对水平模板为 2.0kPa;对垂直面模板为4.0kPa。新浇筑混凝土对模板侧面的压力:采用内部振捣器,当混凝土的浇筑速度在6m/h 以下时,新浇筑的普通混凝土作用于模板的最
7、大侧压力可按式(21)和( 22)计算:Pmax=0.22 tok1k2 v 1/2 (21)Pmax= h (22) 式中: Pmax 新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kPa) h为有效压头高度( m ) V混凝土的浇筑速度( m/h) t0新浇筑混凝土的初凝时间(h) 。可按实测确定:混凝土的容重( kN/m3 ) k1外加剂影响正系数,不掺外加剂时取1.0 ,掺缓凝作用的外加剂时取 1.2 ; k2混凝土塌落度影响正系数,当塌落度小于30mm 时,取 0.85 ;50至 90mm 时,取 1.0 ;110 至 150mm 时取 1.15 。本设计检算按( 2-2)计算。倾倒混凝土时产生的
8、水平荷载:倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载表2-1-2采用。本计算取2.0kPa。表 2-1-2 倾倒混凝土时产生的水平荷载向模板中供料方法水平荷载(kPa)其他可能产生的荷载: 如雪荷载、冬季保温设施荷载等, 按实际情况考虑。( 本计算按荷载为 0 考虑) 。2.2 使用材料混凝土: 砼=26.0kN/m3。竹胶板 : 竹胶板=9.0kN/m3; w=11.45Mpa;E=6.0103Mpa (优质品);=0.015m;长宽 =2.441.22m。方 木: 木=5.0kN/m3; w=12.0Mpa;E=9.0103Mpa (马尾松)。 (路桥施工计算手册表 8-6)28 mm 顶托,
9、长 70cm(暂定),托盘大小100150mm; = 140.0Mpa ;E=2.1105Mpa ; A=6.2 10-4m2。顶托、槽钢、螺栓每个总质量为5 kg 。I16a :q=0.205kN/m; = 145.0Mpa;E=2.1105Mpa ;I=1.127 10-5m4;Wx=1.40910-4m3;A=2.61110-3m2。 (路桥施工计算手册附表 3-31)2.3 荷载分析计算2.3.1 横断面荷载分布如下:图 2.3.1 横断面荷载分布图用溜槽、串筒或导管输出2.0 用容量 0.2 及小于 0.2m3的运输器具倾倒2.0 用容量大于 0.2 至 0.8m3的运输器具倾倒4.
10、0 用容量大于 0.8m3的运输器具倾倒6.0 其中: S1=0.9094m2,L1=2.572m, q1-1=S1/L1砼=9.19kN/m; S2=1.6692m2,L2=1.375m, q1-2=S2/L2砼=31.56kN/m; S3=2.0132m2,L3=3.813m, q1-3=S3/L3砼=13.73kN/m; S4=1.1704m2,L4=0.532m, q1-4=S4/L4砼=57.2kN/m; S5=2.0788m2,L5=3.902m, q1-5=S5/L5砼=13.85kN/m; 2.4 模板计算箱梁梁端实体部位腹板位置处底模的受力最大,作为控制计算部位。2.4.1
11、荷载本计算书偏安全计算以一次浇筑荷载进行计算。根据设计图纸可查,混凝土容重取 r=26kN/m3, 支架设计荷载计算如下:按纵向每 1m宽度计:钢筋混凝土自重: q1-4=2.21.0 26.0=57.2kN/m。模板自重: q2=0.0151.09.0=0.135kN/m。施工荷载:均布荷载2.5kN/m2;集中荷载 2.5kN(验算荷载) q3=2.51.0=2.5kN/m;p=2.5kN(验算荷载)。振捣混凝土时产生的荷载:2.0kN/m2q4=2.01.0=2.0kN/m。荷载组合:组合: q=q1-4+q2+q3+q4=0.135+57.2+2.5+2.0=61.835kN/m P=
12、0 组合: q=q1-4+q2+q4=0.135+57.2+2.0=59.335kN/m P=2.5kN 组合: q=q1-4+q2=0.135+57.2=57.335kN/m 2.4.2 模板(底模)强度验算(1)计算模式: 由于竹胶板底模下布置木横梁(1010400cm),中对中间距 25cm,净间距 15cm 。本计算按五跨连续梁计算:图 2-4-2 受力简图(2)截面特性: A=bh=1.00.015=0.015m2 W=bh2/6=1.0 0.0152/6=3.75 10-5m3I=bh3/12=1.0 0.0153/12=2.8125 10-7m4(3)强度验算采用荷载组合,施工荷
13、载按均布荷载时:Mmax=0.105ql2+0.158pl( 路桥施工计算手册附表2-11) =0.10561.8350.152+0 =0.146kNm 则:max=Mmax/W =0.146/(3.7510-5) 10-3=3.89Mpa w=11.45Mpa 满足正截面承载力要求!采用荷载组合进行验算图 2-4-2 受力简图M=0.105ql2+0.158pl =0.10559.3350.152+0.1582.5 0.15=0.2kN m 则:=M/W =0.2/(3.7510-5) 10-3 =5.3Mpa w=11.45Mpa 满足要求!2.4.3 刚度验算采用荷载组合进行计算:q=q
14、1+q2=0.135+57.2=57.335kN/m F =(0.664ql4+1.097pl3)/100EI (路桥施工计算手册附表2-11) =(0.66457.3350.154+0)/(100 6.0 1062.812510-7) =0.12mmf= 0.15/400=0.0025m=0.375mm 满足要求!当验算模板及其支架的刚度时, 其最大变形不得超过下列允许值(路桥施工计算手册表 8-11) :(1) 、结构表面外露的模板,为模板构件计算跨度的1/400;(2) 、结构表面隐藏的模板,为模板构件计算跨度的1/250;(3) 、支架的压缩变形值或弹性挠度,为相应构件计算跨度的1/1
15、000。结论:竹胶板其正截面弯曲强度、刚度满足其容许承载力要求!2.5 10 10 木横梁计算墩顶梁下的横木受力最大 , 梁高 2.2m 的实体梁,该部分横木作为控制计算部位。 木横梁为 1010400cm的方木,方木横桥向布设,横木中对中间距为25cm 。2.5.1 荷载横木中对中间距25cm ,故每根承受0.25m 宽度范围荷载,按纵向每0.25m计算。模板、横木自重: q1=0.0150.25 9.0+0.1 0.1 5.0=0.084kN/m。混凝土自重: q2=2.20.25 26.0=14.3kN/m。施工荷载:均布荷载2.5kN/m2集中荷载 2.5kN(验算荷载) q3=2.5
16、0.25=0.63kN/m p=2.5kN(验算荷载)。振捣混凝土时产生的荷载:2.0kN/m2 q4=2.00.25=0.5kN/m。荷载组合:组合: q=q1+q2+q3+q4=0.084+14.3+0.63+0.5=15.514kN/m P=0kN 组合: q=q1+q2+q4=0.084+14.3+0.5=14.884kN/m P=2.5kN 组合 : q=q1+q2=0.084+14.3=14.384kN/m 2.5.2 强度验算计算模式:按两跨连续梁计算图 2-5-1 受力简图截面特性: A=bh=0.100.10=0.01m2 W=bh2/6=0.10 0.102/6=1.67
17、10-4m3I=bh3/12=0.10 0.103/12=8.33 10-6m4强度验算采用荷载组合进行强度验算时:Mmax=MB =0.125ql2+0.188pl (路桥施工计算手册附表2-8) =0.12515.5140.62 =0.7kNm 则:max=Mmax/W =0.7/(1.6710-4) 10-3 =4.2Mpa w=12.0Mpa 满足要求!采用荷载组合验算图 2-5-2 受力简图M=0.125ql2+0.188pl =0.12514.8840.62+0.1882.5 0.6=0.95kNm 则:=MB/W=0.95/(1.67 10-4) 10-3 =5.7Mpa w=1
18、2.0Mpa 满足要求!2.5.3 刚度验算采用荷载组合:q=q1+q2=0.084+14.3=14.384kN/m 刚度验算fmax=(0.521ql4+0.911pl3)/100EI (路桥施工计算手册附表2-8) =(0.52114.3840.64+0)103/(100 9.0 1098.33 10-6) =0.13mmf=0.6/400=1.5mm 。满足要求!方木横梁承载力验算结论:根据以上验算的结果,现浇梁底板处横向设置1010400cm的方木横梁,纵向中对中间距25cm ,跨径为 60、90cm 。其正截面弯曲强度、刚度满足其容许承载力要求!2.6 I10纵梁计算纵梁布设腹板部位
19、下其横向间距为45cm ,纵向顶托间距 90cm ;箱室部位和翼缘板部位横向间距为90cm ,纵向顶托间距90cm ;在梁端实体部分纵向顶托间距 60cm 。因此计算工况腹板横向间距为45cm ,纵向间距 90cm时纵梁受力和工况梁端实体部分横向间距为90cm ,纵向间距 60cm时纵梁受力。I10 :q=0.112kN/m; = 145.0Mpa ;E=2.1105Mpa ;I=0.245 10-5m4;Wx=0.4910-4m3;A=1.43310-3m2。 (路桥施工计算手册附表 3-31)2.6.1 工况腹板横向间距为45cm ,纵向间距 90cm时纵梁受力2.6.1.1荷载纵梁上木横
20、梁按纵向间距0.25m均匀排列。 拟定纵梁以上荷载在纵向0.25m范围内为集中荷载,则:模板、木横梁 :P1=0.0150.45 0.25 9+0.10.1 0.45 5=0.038kN 纵梁自重 :q1=0.112kN/m 混凝土自重 :P2=2.20.450.2526.0=6.435kN。施工荷载:均布荷载2.5kN/m2 集中荷载 2.5kN(验算荷载)q3=2.50.45=1.125kN/m p=2.5kN(验算荷载)振捣混凝土时产生的荷载:2.0kN/m2q4=2.00.45=0.9kN/m。2.6.1.2强度验算计算模式:按简支梁计算。图 2-6-1 受力简图荷载组合 I :q=q
21、1+q3+q4=0.112+1.125+0.9=2.14kN/m P横=P1+P2=0.038+6.435=6.47kN 荷载组合:q=q1+q4=0.112+0.9=1.012kN/m P横=P1+P2=0.038+6.435=6.47kN P中=2.5kN 荷载组合 : q=q1=0.112kN/m P横=P1+P2=0.038+6.435=6.47kN 强度验算:用荷载组合 I 进行验算:M=1/8ql2+2P横0.45-P横0.125- P横0.375 =1/82.14 0.92+6.47(20.45-0.125-0.375) =2.81kNm 则:=M/W=2.81/(0.49 10
22、-4) 10-3 =57.3Mpa w=145Mpa 满足要求!用荷载组合 II 进行验算:M=1/8ql2+(4横+P中)/2 0.45- P横0.125- P横0.375 =1/81.0120.92+(46.47+2.5)/20.45-6.47 (0.125+0.375) =3.25kNm 则:=M/W=3.25/(0.49 10-4) 10-3 =66.4Mpa w=145Mpa 满足要求!2.6.1.3刚度验算荷载组合q=q1=0.112kN/m P横=P1+P2=0.038+6.435=6.47kN 刚度验算EIalPaEIalPaEIqlf24)43(24)43(384522222
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