高速公路立交桥跨省道现浇箱梁支架计算书.doc
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1、.二广高速公路怀集至三水段第十二合同段(YK44+820 YK46+844)五村立交桥现浇箱梁支架计算书中铁十四局集团有限公司二广高速公路怀集至三水段第十二合同段项目经理部二八年三月十八日目 录一、计算依据1二、工程概况1三、支架搭设方案13.1跨省道架空支架部分13.2满堂支架部分2四、满堂支架搭设方案及验算24.1荷载取值24.2立杆脚手架计算24.3纵横木楞计算64.3.1纵木楞计算64.3.1横木楞计算94.4模板计算114.5地基处理及承载力计算12五、临时通道简易结构计算135.1说明135.2 荷载计算145.3 纵梁计算145.4 横梁复核145.5立杆复核15五村立交桥现浇箱
2、梁支架计算书一、计算依据1、五村立交桥施工图设计;2、公路桥涵施工技术规范;3、公路工程质量检验评定标准;4、公路桥涵设计手册;5、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)6、上海市工程建设规范钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程(DG/TJ08-016-2004)二、工程概况二广高速公路第十二合同段内五村分离立交桥起讫里程为:YK46+237.47YK46+313.53(ZK46+248.97ZK46+325.03),桥梁全长76.06m米。本桥左线位于右偏R=2900m的圆曲线及-0.85%的纵坡上,右线位于右偏R=2550m圆曲线及-0.746%的纵坡上。本桥上构
3、为18+32+20m预应力混凝土连续箱梁,左右线各有2墩2台。除左线0#台为桩柱式桥台外,其中台均为承台分离式台,桥墩均为花瓶墩,墩台基础为桩基础。本桥1#墩、2#墩跨越S263省道,与省道交角为75。设计要求箱梁施工时须保证省道通车净空不小于4.5m,以确保S263省道畅通。三、支架搭设方案现浇箱梁采用支架法现浇施工,整个支架系统分为两部分,其一为跨S263省道预留过车门洞所采取的架空支架部分,其二为满堂脚手架部分。3.1跨省道架空支架部分五村立交桥第二跨跨越S263省道,采用预留门洞方案,左右幅各预留一个门洞,门洞净宽6.0m,净高不小于4.5米。施工时直接在S263省道上浇筑6道(左右幅
4、各三道)长22m、宽100cm、高50cm的C20砼基础,基础砼顶面预埋钢板,钢板规格为8080cm,在基础上设立6根直径60cm、厚度=8mm的钢管,底部与基础砼预埋钢板焊接牢固,钢管顶部开槽,I40a工字钢放置于钢管顶面槽口中,与钢管焊接固定,形成横梁,在两侧悬臂处采用二根16型槽钢作为牛腿。横梁上架设I40a工字钢纵梁,间距为60cm,在腹板处加密为50cm,在纵梁上铺设间距为30cm的10cm10cm的方木作为分配梁,最后在分配梁上直接铺设竹胶板作为底模。3.2满堂支架部分现浇箱梁施工支架除S263省道门架外全部采用扣式件钢管脚手架搭设满堂支架。扣件式钢管脚手架由可调底托、横杆、立杆、
5、可调顶托、扫地杆及剪刀撑组成。支架用扣件式钢管脚手架搭设,立杆间隔在1、2号墩两侧各1.5m 长度范围按照5030cm 布置立杆,在两侧各1.5m3m 长度范围内按照6030cm(纵向横向)布置立杆;0号台、3号台是现浇梁端部,台前各1m范围按5030cm(纵向横向)布置立杆,台前各12.2m范围按6030cm(纵向横向)布置立杆;其余范围按照6060cm 布置立杆。纵横向分配梁采用1010cm的方木,模板采用厚度t=1.2cm的竹胶板。四、满堂支架搭设方案及验算4.1荷载取值1、箱梁钢筋混凝土自重(钢筋砼自重按27KN/m3取值):(1)中墩横梁处(最不利位置):F1=10.51.81.62
6、7/(10.51.8) =43.2KN/m2;(2)距墩1.0m处(次不利位置):F1=(10.51.6-0.752.63)27/10.5=28.2 KN/m2;(3)跨中处(一般不利位置):F1”=(10.51.6-3.23)27/10.5=18.5 KN/m2;2、底模板及内模自重,取F2=8KN/m2;3、支架自重:钢管支架自重F3:按实际布置进行计算。4、施工人员及施工设备荷载:(1)计算模板及支撑模板楞木取值:2.5KN/m2,集中荷载2.5KN;(2)计算支撑楞木的结构构件时取值:2.5KN/m2;(3)计算支架立柱取值:2.0KN/m2;5、振捣混凝土产生荷载:F5=2.0KN/
7、m2;6、倾倒混凝土产生荷载取值:F6=2.0KN/m2;4.2立杆脚手架计算1、最不利荷载位置计算综合考虑该跨连续梁的结构形式,在中墩处的箱梁最重,为最不利荷载位置,对该位置进行支架检算(纵、横杆步距为0.60.9m):扣件式钢管支架自重F3(按6m高考虑)a、立杆自重(采用483.5mm 钢管单位重量为3.84kg/m)q1=0.0384KN/m6m=0.24KN/根;b、可调托座q2=0.045KN/m1 个=0.045KN/根;c、横杆自重q3=0.0384KN/m6(0.5+0.3)=0.19KN/根;d、扣件自重直角扣件: q4=0.0132KN/m(62+3)=0.2KN/根;对
8、接扣件: q5=0.0184KN/m1=0.0184KN/根;所以扣件式钢管支架自重: F3= q1+ q2+ q3+ q4+ q5=0.24+0.045+0.19+0.2+0.184=0.86KN/根则单根立杆承受的恒载为:NGK=(F1+F2)0.50.3+F3=(43.2+8) 0.50.3+0.86 =8.54 KN;活载为: NQK=(F4+F5+F6)0.50.3=0.9KN;单根立杆承受力:N=1.2 NGK+1.4NQK=1.28.54+1.40.9=11.5KN(1)立杆强度计算:立杆受压应力:=F/A=11500/318(取值同稳定性验算)=36.2 Mpa 164(取值同
9、稳定性验算)Mpa,满足要求。(2)稳定性验算:单根钢管截面面积(由于是旧管,按壁厚3mm计,另外乘以0.75折减系数):A=423.90.75=318mm2;回转半径:i=1.58cm由于=L0/i=(h+2a)/i=(120+240)/1.58=127查得=0.412N/(A)= 11500 /(0.412318)=87.8 MPa164Mpa(其中,Q235 钢管容许应力为205Mpa80=164 Mpa,80%为旧管疲劳折减系数)根据以上计算可知,钢管立杆的稳定性符合要求,安全系数164/87.8=1.87。(3)扣件受力分析对于底板及腹板位置钢管均采用搭接控制标高,主要依靠扣件进行受
10、力,现我部施工的搭接全部采用三扣件搭接,现对扣件抗滑力进行验算:从整体验算结果可知:单根钢管承载力为:11.5KN/根单个扣件受力为:11.5/3=3.83KN/个根据扣件式规范表5.1.7 中知:直角扣件、旋转扣件(抗滑)承载力设计值为8.0KN,所以扣件抗滑符合要求,安全系数为:8/3.83=2.1。2、次不利荷载位置计算综合考虑该跨连续梁的结构形式,在距墩中心0.9m处的为次不利荷载位置,对该位置进行支架检算(纵、横杆步距为0.60.3m):扣件式钢管支架自重F3(同最不利位置)为:0.86KN/根则单根立杆承受的恒载为:NGK=(F1+F2)0.60.3+F3=(28.2+8) 0.6
11、0.3+0.86 =7.4 KN;活载为: NQK=(F4+F5+F6)0.60.3=1.1KN;单根立杆承受力:N=1.2 NGK+1.4NQK=1.27.4+1.41.1=10.5KN(1)立杆受力验算:立杆受压应力:=F/A=10500/318(取值同稳定性验算)=33 Mpa 164(取值同稳定性验算)Mpa,满足要求。 (2)稳定性验算:单根钢管截面面积(由于是旧管,按壁厚3mm计,另外乘以0.75折减系数):A=423.90.75=318mm2;回转半径:i=1.58cm由于=L0/i=(h+2a)/i=(120+240)/1.58=127查得=0.412N/(A)= 10500
12、/(0.412318)=80.1 MPa164Mpa(其中,Q235 钢管容许应力为205Mpa80=164 Mpa,80%为旧管疲劳折减系数)根据以上计算可知,钢管立杆的稳定性符合要求,安全系数164/80.1=2.0。(3)扣件受力分析对于底板及腹板位置钢管均采用搭接控制标高,主要依靠扣件进行受力,现我部施工的搭接全部采用三扣件搭接,现对扣件抗滑力进行验算:从整体验算结果可知:单根钢管承载力为:10.5KN/根单个扣件受力为:10.5/3=3.5KN/个根据扣件式规范表5.1.7 中知:直角扣件、旋转扣件(抗滑)承载力设计值为8.0KN,所以扣件抗滑符合要求,安全系数为:8/3.5=2.2
13、8。3、一般不利荷载位置计算综合考虑该跨连续梁的结构形式,在跨中处的为一般不利荷载位置,对该位置进行支架检算(纵、横杆步距为0.60.6m):扣件式钢管支架自重F3(同最不利位置)为:0.86KN/根则单根立杆承受的恒载为:NGK=(F1”+F2)0.60.6+F3=(18.5+8)0.60.6+0.86 =10.4 KN;活载为: NQK=(F4+F5+F6)0.60.6=2.2KN;单根立杆承受力:N=1.2 NGK+1.4NQK=1.210.4+1.42.2=15.6KN(1)立杆强度算:立杆受压应力:=F/A=15600/318(取值同稳定性验算)=49.1 Mpa 164(取值同稳定
14、性验算)Mpa,满足要求。(2)稳定性验算:单根钢管截面面积(由于是旧管,按壁厚3mm计,另外乘以0.75折减系数):A=423.90.75=318mm2;回转半径:i=1.58cm由于=L0/i=(h+2a)/i=(120+240)/1.58=127查得=0.412N/(A)= 15600 /(0.412318)=119.1 MPa164Mpa(其中,Q235 钢管容许应力为205Mpa80=164 Mpa,80%为旧管疲劳折减系数)根据以上计算可知,钢管立杆的稳定性符合要求,安全系数164/119.1=1.4,其中未计算剪刀撑重量、风力的影响。(3)扣件受力分析对于底板及腹板位置钢管均采用
15、搭接控制标高,主要依靠扣件进行受力,现我部施工的搭接全部采用三扣件搭接,现对扣件抗滑力进行验算:从整体验算结果可知:单根钢管承载力为:15.6KN/根单个扣件受力为:15.6/3=5.2KN/个根据扣件式规范表5.1.7 中知:直角扣件、旋转扣件(抗滑)承载力设计值为8.0KN,所以扣件抗滑符合要求,安全系数为:8/3.5=2.28。4.3纵横木楞计算纵横向木楞采用1010cm方木,材质为松木,按较低强度等级TC13取值,抗弯允许应力fm=13(N/m), 顺纹抗剪fv=1.4(N/m),横纹局部承压fc90=2.9(N/m),弹性模量E=10000(N/m),露天折减系数为0.9,在生产性高
16、温影响下,木材表面温度达4050折减系数为0.8。A=100cm2,I=833cm4,Wa =167cm3 。4.3.1横木楞计算1、最不利荷载位置计算(1)荷载组合,由于钢管布置为50cm30cm,则F= (F1+F2)0.31.2+(F4+F5+F6) 0.31.4=(43.2+8)0.31.2+(2.5+2+2) 0.31.4=21.2 KN/m(2)弯应力计算木楞跨中弯矩Mmax=ql2/8=2.121040.32/8=238.5 Nm弯应力m=M/Wa=238.5/(167/1000000)=1.43106 (N/) 即m =1.43N/mfm=9.36N/m 满足要求 其中: fm
17、=130.90.8=9.36 安全系数为:9.36/1.43=6.5 (3)局部承压力荷载: q0.3/2=2.121040.3/2=3180N成压应力:3180/(100100)=0.32 N/mm2 fc90=2.088 N/mm2 满足要求其中:fc90=2.90.80.9=2.088 N/mm2 安全系数:2.088/0.32=6.5(4)刚度计算f=5ql4/384EI=521.23004/(38410000833104)=0.03mm500/400=1.25mm 满足要求(5)剪应力验算荷载:3180 N剪应力:33180/2(100100)=0.5 N/ mm2 fv=1.008
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