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文檔簡介

1、目 錄一、 工程概況1二、 900*900*1200mm 195結(jié)構(gòu)頂板支架與模板設(shè)計計算書2三、 1200*1200*1200mm(189)結(jié)構(gòu)平臺支架與模板設(shè)計計算書20四、 現(xiàn)澆橫梁支架立桿受力計算33五、 地梁基礎(chǔ)45六、 柱模45七、 樓板模板482#橋框架支架模板計算書1、 工程概況(1) 工程簡介2#框架橋起止里程樁號:K0+870-K1+760,地面以上結(jié)構(gòu)層數(shù)為2/11.5m,其中A1-A34軸因受排污干管影響,框架結(jié)構(gòu)層數(shù)設(shè)計為一層,地面標(biāo)高為185,樓面板為195平臺,其余均為二層結(jié)構(gòu)。墻柱混凝土強度等級為C30,樓面板混凝土強度等級:189樓板厚120mm強度等級C30

2、,195結(jié)構(gòu)頂板樓面板厚均為200mm,混凝土強度等級均為C40,后澆帶寬800mm,共26段,其中A1-A34軸現(xiàn)澆樓板跨排污干管,排污干管高、寬分別為2*2.6m。(2) 支架模板布置情況本工程支架搭設(shè)均采用外徑48mm,壁厚3.5mm的碗扣式滿堂支架,碗扣式鋼管必須滿足建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ166-2008)的要求。由于A1-A34軸橫跨排污干管采用搭設(shè)門洞支架的方式,門洞寬度設(shè)置為3.5m,因現(xiàn)澆樓板厚度為120mm、200mm,厚度較薄,采用鋼管支架搭設(shè)。現(xiàn)澆樓板厚120mm支架采用1200*1200*1200mm;現(xiàn)澆樓板厚200mm支架采用9000*9000

3、*1200mm??蚣艿啄H坎捎妹姘逡?guī)格1220×2440×12mm竹膠板,底模下方擱置50×100mm背肋方木,間距300mm。(3) 支架基礎(chǔ)下地質(zhì)情況經(jīng)地勘資料查得, 本場地及周邊巖層分布連續(xù),不存在斷層、構(gòu)造破碎帶,未見滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象,場地整體穩(wěn)定。(4) 地基要求壓實處理,澆注10cm厚C20混凝土。支架現(xiàn)澆地形起伏較大,需將邊坡設(shè)置成60×80cm、60×60cm的梯步臺階,立桿距離臺階邊緣距離宜大于50cm,臺階相鄰高差小于1米,用10cm厚C20混凝土澆筑。地基承載力要求詳見計算書。2、 900*900*1200mm

4、 195結(jié)構(gòu)頂板支架與模板設(shè)計計算書(1) 荷載計算1 荷載分析(1) 根據(jù)框架的結(jié)構(gòu)特點,在施工過程中將涉及到以下荷載形式: q1框架自重荷載,由于框架采用C40鋼筋砼結(jié)構(gòu),綜合考慮密度取2600kg/m3。q2框架內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐荷載,按均布荷載計算,取q2=1.0kPa。q3施工人員、施工材料和機具荷載,按均布荷載計算,當(dāng)計算模板及其下肋條時取2.5kPa;當(dāng)計算肋條下的梁時取1.5kPa;當(dāng)計算支架立柱及其他承載構(gòu)件時取1.0kPa。q4振搗砼產(chǎn)生的荷載,對底板取2.0kPa,對側(cè)板取4.0kPa。q5新澆砼對側(cè)模的壓力。q6傾倒砼時沖擊產(chǎn)生的水平荷載,取2.0kPa。q

5、7支架自重,經(jīng)計算支架在均高10m及不同布置形式下其自重如表所示:滿堂支架自重立桿橫橋向間距×立桿縱橋向間距×橫桿步距支架自重q7的計算值(kPa)900mm×900mm×1200mm2.52 模板、支架設(shè)計計算荷載組合模板結(jié)構(gòu)名稱荷載組合強度計算剛度驗算底模及支架系統(tǒng)計算側(cè)模計算 荷載分項系數(shù)計算模板及支架的荷載設(shè)計值,采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)荷載分項系數(shù):(1) 永久荷載的分項系數(shù),當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時,對由可變荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.2,對由永久荷載控制的組合,應(yīng)取1.35;當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時,取1.0,對結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移驗算取0.9。本工程取1

6、.2。(2) 可變荷載的分項系數(shù),取1.4。計算構(gòu)件變形(撓度)時的荷載設(shè)計值,各類荷載分項系數(shù),均取1.0。荷載分項系數(shù)序號荷載類別i1模板、拱架、支架、腳手架等自重1.22新澆鋼筋砼自重1.23施工人員及施工機具運輸或堆放的荷載1.44振搗砼時產(chǎn)生的荷載1.45傾倒砼時產(chǎn)生的水平荷載1.43 框架支架計算(1) 框架自重q1計算框架結(jié)構(gòu)特點均布荷載:q1=W/B=Rc*A/B=26KN/m3 *0.2=5.2KN/m2=5.2KPa(2) 新澆砼對側(cè)模的壓力q5計算因混凝土高度只有20cm,側(cè)壓力忽略不計。4 支架結(jié)構(gòu)驗算碗扣式鋼管腳手架與支撐和扣件式鋼管腳手架與支架一樣,同屬于桿式結(jié)構(gòu),

7、以立桿承受豎向荷載作用為主,但碗扣式由于立桿和橫桿間為軸心相接,且橫桿的“”型插頭被立桿的上、下碗扣緊固,對立桿受壓后的側(cè)向變形具有較強的約束能力,因而碗扣式鋼管腳手架穩(wěn)定承載能力顯著高于扣件式鋼管腳手架(一般高出20%以上)。本工程框架支架按48×3.5mm鋼管扣件架進行立桿內(nèi)力計算,計算結(jié)果同樣也適用于WDJ多功能碗扣式鋼管腳手架,且偏于安全。根據(jù)建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ 166-2008)表5.1.6、7(P15)查得外徑48mm,t=3.5mm碗扣式鋼管相關(guān)參數(shù):截面積A=489mm2,慣性矩I=121900mm4,截面模量W=5080mm3,回轉(zhuǎn)半徑i=

8、15.8mm。 框架結(jié)構(gòu)二層平臺斷面示意圖 A1-A34軸一層平臺斷面示意圖注:189平臺樓板厚120mm,頂板195平臺現(xiàn)澆樓板厚200mm 框架橫斷面圖5 頂板195平臺現(xiàn)澆樓板框架支架驗算碗扣式支架體系采用900×900×1200mm的布置結(jié)構(gòu),如圖:掃地桿 模板橫向布置示意圖掃地桿 模板縱向布置示意圖(1) 立桿軸向力驗算根據(jù)立桿的設(shè)計允許荷載,當(dāng)橫桿間距為60cm(1m),路橋施工計算手冊中表13-5(P438)鋼管支架容許荷載N=35.7kN。根據(jù)建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P17)立桿實際承受的荷載為:N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9

9、5;1.4NQk(組合風(fēng)荷載時); NG1k現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力(kN)。 根據(jù)框架橫梁和變截面交接處均布荷載q1max=44.2kPa。 NG2k模板、支架構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力(kN)。 NQk施工荷載產(chǎn)生的軸向力(kN)。于是,有:NG1k=1.2×0.9×q1=1.2×0.9×5.2=5.62kN, NG2k=1.2×0.9×(q2+q7)=1.2×0.9×(1.0+2.5)=3.8kN, NQk=1.2×0.9×(q3+q4)=1.08×(1.0+2.0

10、)=3.24kN;則:N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQk=1.2×(5.62+3.8)+0.9×1.4×3.24=15.4kN<N=35.7kN所以在框架現(xiàn)澆樓板范圍內(nèi),按最不利立桿單肢豎向承載力驗算滿足要求。(2) 立桿穩(wěn)定性驗算根據(jù)建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P17)有關(guān)模板支架立桿的穩(wěn)定性計算公式:Nw/A+0.9MW/Wf。Nw單支立桿軸向力(kN),鋼管所受垂直荷載,按N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQk(組合風(fēng)荷載時),同前計算所得。f鋼材抗壓強度設(shè)計值。建筑施工碗扣式鋼管腳手架

11、安全技術(shù)規(guī)范(P15)表5.1.6,Q235A級鋼材抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值f=205N/mm2=205MPa。A48mm×3.5鋼管截面積A=489mm2。軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長細(xì)比查表即可求得。i截面回轉(zhuǎn)半徑,查建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P15)表5.1.7 鋼管截面特性,i=15.8。l0立桿計算長度(m)。根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P17)5.3.3條規(guī)定:立桿計算長度l0=kh=1.155×1.7×1.2=2.36m=2360mm。k計算長度附加系數(shù),取值1.155。腳手架單桿計算長度系數(shù),取值1.7。h橫桿步距,取值

12、1.2m。長細(xì)比=l0/i=2360/15.8=149,參照建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P44)查附錄E得=0.312。MW計算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎距:MW=0.9×1.4×Wk×La×h2/10。Wk=0.7z×us×w0。查建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P13)公式4.3.1。z風(fēng)壓高度變化系數(shù),參考建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P42)附錄D表D.0.1,按照離地面高度11m,地面粗糙度類型為B類,得uz=1.00。us風(fēng)荷載體型系數(shù),查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(P17)表7.3.1,第36項,得:us

13、=1.2。w0基本風(fēng)壓,查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(P30)附表D.4 ,w0=0.4kN/m2(重現(xiàn)期按50年)。故:Wk=0.7uz×us×w0=0.7×1×1.2×0.4=0.336kN/m2。La立桿縱距0.6m。故:MW=0.9×1.4×Wk×La×h2/10=0.9×1.4×0.336×0.6×1.22/10=0.037kNm。W截面模量查表得W=5.08cm3。則,Nw/A+0.9MW/W=15.24×103/(0.312×489)+0.9

14、×0.037×106/(5.08×103)=106N/mm2f=205N/mm2。計算結(jié)果說明考慮風(fēng)荷載的作用,支架是安全穩(wěn)定的。(3) 滿堂支架整體抗傾覆穩(wěn)定驗算依據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(P22)第5.2.8要求支架在自重和風(fēng)荷載作用下時,抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.3。k0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=y×Ni/Mw按照結(jié)構(gòu)最不利位置驗算原則,選取框架跨中18m截面空心段120cm×120cm×120cm跨中支架驗算全橋支架抗傾覆能力:支架搭設(shè)寬度L=橋?qū)?作業(yè)平臺(兩邊)=16+1.0=17m,支架搭設(shè)高度按10m;支架縱向N橫=17m/

15、0.9m+120排;支架橫向N縱=36m/0.9m+141排;頂托TC60共需要20×41=820個;立桿需要20×41×10m=8200m;縱向橫桿需要20×10/1.2×36m=6000m;橫向橫桿需要41×10/1.2×17m=5808m;故:頂托TC60總重為:820個×8.31kg/個=6.81t;鋼管總重(8200+6000+5808)m×3.84kg/m=76.83t;故Ni=(6.81+76.83)t×9.8kN/t=820.5kN;穩(wěn)定力矩=y×Ni=18×

16、820.5=14769kNm;依據(jù)以上對風(fēng)荷載計算Wk=0.7uz×us×w0=0.7×1×1.2×0.4=0.336kN/m2;跨中18m共受力為:q=0.336×10×18=60.48kN;傾覆力矩=60.48×10/2=302.4kNm;k0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=14769/302.4=48.8>1.3。最不利處架體抗傾覆穩(wěn)定計算安全系數(shù)較大,完全滿足要求,故設(shè)計方案中全橋支架抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。(4) 立桿底座及地基承載力計算1 立桿承受荷載驗算間距為900×900mm布置立桿時,每根立桿

17、上荷載由前面計算為: N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQk=1.2×(5.6+3.8)+0.9×1.4×3.24=15.4kN<N=35.7kN2 立桿底托驗算立桿底托驗算公式:NRd。通過上述立桿承受荷載計算,N=15.4kN。底托承載力(抗壓)設(shè)計值,一般取Rd=40kN;得:15.4kN<40kN,立桿底托承載力滿足要求。3 立桿地基承載力驗算立桿地基承載力驗算:N/Adfg=kc·fgk式中: N腳手架立桿傳至基礎(chǔ)頂面軸心力設(shè)計值; Ad立桿底座面積,Ad=10cm×10cm=100cm2; kc

18、-地基承載力調(diào)整系數(shù);回填土、碎石土、砂土取0.4,粘土原狀土取0.5,巖石、砼取1.0。本工程取砼基礎(chǔ)系數(shù)為1.0。按照最不利荷載考慮,立桿底座下砼基礎(chǔ)承載力:N/Ad=15.4/0.01=1.540MPa<fcd=6.90MPa,底座下砼基礎(chǔ)承載力滿足要求。底托坐落在10cm厚C20砼層上,之間采用中砂找平、墊實;按照力傳遞面積計算:A為基礎(chǔ)地面面積m2,由立桿底座按各層結(jié)構(gòu)(砼、礫石砂、灰土)的擴散角傳至地基土面層的所包括的面積,砼擴散角按45°計算,其他材料按30°計算。A=(2×0.1×tg45°+0.1)2=0.09m2;按照

19、最不利荷載考慮,地基承載力必須滿足:N/Ad=15.4/0.09=171kPa。 支架搭設(shè)前先用挖掘機清理平整場地,壓實的地基基礎(chǔ)再澆筑一層10cm厚的C20混凝土以方便支架的搭設(shè)及穩(wěn)定。6 模板體系驗算(1) 框架底模下順橋向方木驗算本施工方案中框架底模底面橫橋向采用100×100mm方木,方木間距9000mm,順橋向50×100mm,方木順橋向跨度按L=300mm進行受力計算。將方木簡化為如下圖所示的簡支結(jié)構(gòu)。墩頂實心截面段 q1=5.2kPa, 100×100mm方木橫橋向跨度均為1200mm?,F(xiàn)場材料為松木,按木材種類A-3類計算,查路橋施工計算手冊(P8

20、05)順紋受壓及承壓應(yīng)力w=12MPa;彎曲剪應(yīng)力1.9MPa;彈性模量E9000 MPa;1 抗彎強度驗算:線荷載q=1.2×(q1+q2)+1.4×(q3+q4)l=1.2×(5.2+1.0)+1.4×(2.5+2)×0.3=4.11kN/m,Mmax=ql2/8=4.1×0.92/8=0.415kNm,50×100mm方木截面模量W=bh2/6=50×1002/6=83334mm3,=Mmax/W=0.415*106/83334=4.98MPa<w=12MPa;強度滿足要求。2 抗剪強度驗算:Vmax=

21、ql/2=4.1×0.9/2=1.85kN,=(3/2)Vmax/A=(3/2)×1.85×103/(100×100)=0.12MPa<=1.9MPa;抗剪強度滿足要求。3 剛度驗算:線荷載q=1.2×(5.2+1)×0.3=2.23kN/m,50×100mm方木,彈性模量E=9000MPa,慣性矩I=bh3/12=50×1003/12=4166667mm4;撓度f=5×ql4/(384EI)=5×2.23×9004/(384×9000×4166667)=0.

22、5mm<f=1200/400=3.0mm;剛度滿足要求。(2) 立桿頂托上橫橋向方木驗算方案中頂托上橫橋向全部采用100×100mm方木,橫橋向跨度l=900mm進行驗算。1 框架梁板范圍內(nèi)(順橋向方木跨度300mm,橫橋向方木跨度900mm)立桿頂托上橫橋向方木選取100×100mm規(guī)格,取荷載最不利布置進行計算:橫橋向計算示意圖P為順橋向50×100mm方木下傳的集中荷載:P=1.2×(5.2+1)+1.4×(1.5+2)×0.3×0.9+1.2×4×0.1×0.1×3.4k

23、N3.4kN0.9=3.4kN 抗彎強度驗算(見路橋施工計算手冊P741):Mmax=P/l(2c+b)a=3.4/0.9×(2×0.15+0.6)×0.3=1.02kNm,100×100mm方木截面模量W=bh2/6=100×1002/6=166667mm3;=Mmax/W=1.02×106/166667=6.1MPa<w=12MPa;強度滿足要求。1.02kNm1.02kNm抗剪強度驗算:Vmax=P/l×(2a+b)=3.4/0.9×(2×0.15+0.3)=3.4kN,=(3/2)Vmax/

24、A=(3/2)×3.4×103/(100×100)=0.5Mpa<=1.9MPa;抗剪強度滿足要求。剛度驗算:本方案中撓度按簡支梁跨中受集中力模型計算,如圖所示:P=1.2×(5.2+1)×0.3×1.2+1.2×5×0.1×0.1×1.2=2.75kN,fmax=3pl3/48EI =3×2.75×103 ×900×900×900/(48×9000×8333333) 1.67mm<900/400=2.25mm;剛

25、度滿足要求。通過以上截面最大荷載演算得知,橫橋向采用10cm×10cm能夠滿足施工要求。(3) 底模板驗算框架底模全部采用面板規(guī)格1220×2440×12mm竹膠板,底模下方擱置50×100mm背肋方木,中到中間距300mm,面板按三跨連續(xù)梁計算。現(xiàn)取各種布置情況下最不利荷載位置進行受力分析,即q1=5.2kPa最大進行計算,受力結(jié)構(gòu)簡化如下: 現(xiàn)選取1m寬底模進行計算??箯潖姸闰炈?N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQk=1.2×(7.5+1.58)+0.9×1.4×1.62=12.93kN查路橋

26、施工計算手冊(P763)附表2-9,得:Mmax=0.1ql2=0.1×12.93×0.32=0.11kNm,12mm竹膠板截面模量W=bh2/6=1000×122/6=24000mm3,查橋梁施工常用數(shù)據(jù)手冊P287竹膠板最小靜曲強度=50MPa=Mmax/W=111000/24000=4.8MPa<=50MPa,底模強度滿足要求。剛度驗算:線荷載q=1.2×(5.2+1)×1=8.9kN/m,竹膠板背楞50×100方木,面板凈跨徑為250mm,竹膠板彈性模量E=4000MPa,慣性矩I=bh3/12=1000×12

27、3/12=144000mm4,查路橋施工計算手冊(P762):最大撓度系數(shù)0.677;撓度f=0.677×ql4/(100EI)=0.677×8.9×2504/(100×4000×144000)=0.4mm<f=300/400=0.75mm;模板剛度滿足要求。(4) 排污干管通道設(shè)置框架A1-A30軸跨排污干管門洞支架采用碗扣支架,框架自重相對較輕。對支架進行設(shè)計,立桿橫桿間距30cm,縱向間距90cm,支架頂端設(shè)15×15cm方木分配橫梁,上方設(shè)置單根I20b工字鋼分配縱梁,橫梁上設(shè)I28b120cm的工字鋼作為橫向承重梁,I

28、25b型的工字鋼上縱向設(shè)置5*10cm方木作為分配梁、間距30cm,分配梁外滿鋪5cm厚木板作為安全防護。門洞跨度為3.4米,凈高3.5米?;A(chǔ)設(shè)置高0.3米,寬1.5米C20混凝土基礎(chǔ),長度按排污干管縱向長度加0.5m??蚣軘嗝婢己奢d:q1=W/B=Rc*A/B=26KN/m3 *0.2=5.2KN/m=5.2KPa 取1.2的安全系數(shù),則q15.2×1.26.24kPa 1 橫向單根工字鋼強度、撓度檢算單位長度上的荷載為:q(q1+ q2+ q3+ q4+ q7)×b(6.24+1.0+1.0+2+2.5)×0.9=11.5kN/m跨中最大彎距為: Max=

29、ql2/8=11.5*4.62/8=30.4kN/m 支點處最大剪力設(shè)計值:Vmax=ql/2=11.5*4.6/2=26.45KN初選截面:梁所需要的截面抵抗矩為:W=Max/=30.4/145*1000=209cm3 查橋涵計算手冊得 查橋涵計算手冊得I25b :截面抵抗矩W=422.5cm3,截面慣性矩I=5278cm4。截面積A=53.51cm2。Wx=534.4cm3=5.344×105mm3=23.95 cm=239.5mm =10.5mm(查表d得)I25b自重為0.42KN/m(查橋涵手冊)I25b自重產(chǎn)生彎距為M=ql2/8=0.42*4.62/8=1.11kN/m

30、總彎距Mx=30.4+1.11 =31.5KN·m 彎距正應(yīng)力為=Mx/WX=31.5/0.5351=59<1.3*145Mpa=188MPa(臨時結(jié)構(gòu),取1.3的容許應(yīng)力增加值)支點處剪力為:Qx=11.5+0.42×0.9=11.9KN 為腹板板厚度=10.5mmmax=Q.Sx/Ix.=11.9/0.2395*10.5=4.8Mpa<1.3×85 Mpa(1.3為容許應(yīng)力增大值) 橫向工字鋼跨中撓度驗算 I25b單位長度上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:q=11.5+0.42=12KN/mf=5ql4/384EIx=5*12*5.64/384*210000000

31、*0.00007481=0.01mm <5600/600=9mmI25b剛度滿足要求,所以采用I25b。2 縱向單根工字鋼強度、撓度檢算每根工字鋼均布荷載q=1.2*(5.2*6+1.0+1.0+2+2.5)*0.9/2=20.35KN/m跨中最大彎距為: Max=ql2/8=20.35*0.92/8=2.06kN/m 支點處最大剪力設(shè)計值:Vmax=ql/2=20.35*0.9/2=9.2KN初選截面:梁所需要的截面抵抗矩為:W=Max/=20.35/145*1000=140cm3I20b自重產(chǎn)生彎距為M=ql2/8=0.3305*0.92/8=0.04kN/m總彎距Mx=2.06+0

32、.04 =2.1KN·m 彎距正應(yīng)力為=Mx/WX=2.1/0.25=8.4<1.3*145Mpa=188MPa(臨時結(jié)構(gòu),取1.3的容許應(yīng)力增加值)支點處剪力為:Qx=20.35+0.3305×0.9=20.64KN 為腹板板厚度=9mmmax=Q.Sx/Ix.=20.64/0.1712*9=13.3Mpa<1.3×85 Mpa(1.3為容許應(yīng)力增大值) 縱向工字鋼跨中撓度驗算: I20b單位長度上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:q=20.35+0.3305=20.4KN/mf=5ql4/384EIx=5*20.7*0.94/384*210000000*0.0000

33、2502=0.0001mm <900/600=1.5mmI20b剛度滿足要求,所以采用I20b。3 立桿頂托橫橋向方木強度、撓度驗算頂托上橫橋向全部采用100×100mm方木,橫橋向跨度l=300mm進行驗算。跨中最大彎距為: Max=ql2/8=20.35*0.32/8=0.22kN/m 100×100mm方木截面模量W=bh2/6=100×1002/6=166667mm3;=Mmax/W=0.22×106/166667=1.2MPa<w=12MPa;強度滿足要求。按最不利荷載單跨受力計算q=5ql4/384EIx=5*20.4*3004/

34、384*9000*8333333=0.02mm<300/400=0.75mm4 支架受力計算立桿軸向力驗算根據(jù)立桿的設(shè)計允許荷載,當(dāng)橫桿間距為90cm(1m),路橋施工計算手冊中表13-5(P438)鋼管支架容許荷載N=35.7kN。根據(jù)建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P17)立桿實際承受的荷載為:N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQk(組合風(fēng)荷載時); NG1k現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力(kN)。 根據(jù)框架均布荷載q1x=11.5kPa。 最不利荷載按變化段最大斷面計算,框架荷載每0.9m 11.5*5.2m=59.8KPa NG2k模板、支架

35、構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力(kN)。NG2k=(q2+q7)*3=(1.0+0.92*2+0.4786*2)*3=11.4kN, NQk施工荷載產(chǎn)生的軸向力(kN)。 NQk=(q3+q4)=(1.0+2.0)*3=6kN;則:N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQk=1.2×(59.8+11.4)+0.9×1.4×6=93kN實際支架受力由雙排支架受力,按最不利計算按單排力桿計算,則單肢立桿93/8=11.7<N=35.7kN,單肢立桿排數(shù)、間距、豎向承載力滿足要求。 所以在框架現(xiàn)澆樓板范圍內(nèi),立桿單肢豎向承載力驗算滿足要求,支架

36、是安全穩(wěn)定的。5 立桿地基承載力計算 立桿地基承載力驗算立桿地基承載力驗算:N/Adfg=kc·fgk式中: N腳手架立桿傳至基礎(chǔ)頂面軸心力設(shè)計值; Ad立桿底座面積,Ad=10cm×10cm=100cm2; kc-地基承載力調(diào)整系數(shù);回填土、碎石土、砂土取0.4,粘土原狀土取0.5,巖石、砼取1.0。本工程取砼基礎(chǔ)系數(shù)為1.0。按照最不利荷載考慮,立桿底座下砼基礎(chǔ)承載力:N/Ad=11.7/0.01=1.17MPa<fcd=6.90MPa,底座下砼基礎(chǔ)承載力滿足要求。底托坐落在10cm厚C20砼層上,之間采用中砂找平、墊實;按照力傳遞面積計算:A為基礎(chǔ)地面面積m2,

37、由立桿底座按各層結(jié)構(gòu)(砼、礫石砂、灰土)的擴散角傳至地基土面層的所包括的面積,砼擴散角按45°計算,其他材料按30°計算。A=(2×0.1×tg45°+0.1)2=0.09m2;按照最不利荷載考慮,地基承載力必須滿足:N/Ad=11.7/0.09=130kPa.3、 1200*1200*1200mm(189)結(jié)構(gòu)平臺支架與模板設(shè)計計算書(1) 荷載計算1 荷載分析1) 根據(jù)框架的結(jié)構(gòu)特點,在施工過程中將涉及到以下荷載形式:2) q1框架自重荷載,由于框架采用C40鋼筋砼結(jié)構(gòu),綜合考慮密度取2600kg/m3。3) q2框架內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及

38、外模支撐荷載,按均布荷載計算,取q2=1.0kPa。4) q3施工人員、施工材料和機具荷載,按均布荷載計算,當(dāng)計算模板及其下肋條時取2.5kPa;當(dāng)計算肋條下的梁時取1.5kPa;當(dāng)計算支架立柱及其他承載構(gòu)件時取1.0kPa。5) q4振搗砼產(chǎn)生的荷載,對底板取2.0kPa,對側(cè)板取4.0kPa。6) q5新澆砼對側(cè)模的壓力。7) q6傾倒砼時沖擊產(chǎn)生的水平荷載,取2.0kPa。8) q7支架自重,經(jīng)計算支架在均高10m及不同布置形式下其自重如表所示:滿堂支架自重立桿橫橋向間距×立桿縱橋向間距×橫桿步距支架自重q7的計算值(kPa)1200mm×1200mm

39、15;1200mm2.12 荷載組合模板、支架設(shè)計計算荷載組合模板結(jié)構(gòu)名稱荷載組合強度計算剛度驗算底模及支架系統(tǒng)計算側(cè)模計算3 荷載分項系數(shù)計算模板及支架的荷載設(shè)計值,采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)荷載分項系數(shù):1 永久荷載的分項系數(shù),當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時,對由可變荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.2,對由永久荷載控制的組合,應(yīng)取1.35;當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時,取1.0,對結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移驗算取0.9。本工程取1.2。2 可變荷載的分項系數(shù),取1.4。計算構(gòu)件變形(撓度)時的荷載設(shè)計值,各類荷載分項系數(shù),均取1.0。荷載分項系數(shù)序號荷載類別i1模板、拱架、支架、腳手架等自重1.22新澆鋼筋砼自重1.23施工人

40、員及施工機具運輸或堆放的荷載1.44振搗砼時產(chǎn)生的荷載1.45傾倒砼時產(chǎn)生的水平荷載1.44 框架計算(1) 框架自重q1計算框架結(jié)構(gòu)特點均布荷載:q1=W/B=Rc*A/B=26KN/m3 *0.12=3.12KN/m=3.12KPa(2) 新澆砼對側(cè)模的壓力q5計算因混凝土高度只有12cm,側(cè)壓力忽略不計。5 支架結(jié)構(gòu)根據(jù)建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ 166-2008)表5.1.6、7(P15)查得外徑48mm,t=3.5mm碗扣式鋼管相關(guān)參數(shù):截面積A=489mm2,慣性矩I=121900mm4,截面模量W=5080mm3,回轉(zhuǎn)半徑i=15.8mm。注:189平臺樓板厚1

41、20mm 框架橫斷面圖6 現(xiàn)澆樓板框架支架驗算(1) 碗扣式支架體系采用1200×1200×1200mm的布置結(jié)構(gòu),如圖:掃地桿掃地桿 1 立桿軸向力驗算根據(jù)立桿的設(shè)計允許荷載,當(dāng)橫桿間距為60cm(1m),路橋施工計算手冊中表13-5(P438)鋼管支架容許荷載N=35.7kN。根據(jù)建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P17)立桿實際承受的荷載為:N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQk(組合風(fēng)荷載時); NG1k現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力(kN)。 NG2k模板、支架構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力(kN)。 NQk施工荷載產(chǎn)生的軸向力(

42、kN)。于是,有:NG1k=1.2×1.2×q1=1.2×1.2×3.12=4.5kN, NG2k=1.2×1.2×(q2+q7)=1.2×1.2×(1.0+2.1)=4.5kN, NQk=1.2×1.2×(q3+q4)=1.2×1.2*(1.0+2.0)=4.32kN;則:N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQk=1.2×(4.5+4.5)+0.9×1.4×4.32=16.3kN<N=35.7kN所以在框架現(xiàn)澆樓板范圍內(nèi),按

43、最不利立桿單肢豎向承載力驗算滿足要求。2 立桿穩(wěn)定性驗算根據(jù)建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P17)有關(guān)模板支架立桿的穩(wěn)定性計算公式:Nw/A+0.9MW/Wf。Nw單支立桿軸向力(kN),鋼管所受垂直荷載,按N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQk(組合風(fēng)荷載時),同前計算所得。f鋼材抗壓強度設(shè)計值。建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P15)表5.1.6,Q235A級鋼材抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值f=205N/mm2=205MPa。A48mm×3.5鋼管截面積A=489mm2。軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長細(xì)比查表即可求得。i截面回轉(zhuǎn)半徑,查建筑施工

44、碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P15)表5.1.7 鋼管截面特性,i=15.8。l0立桿計算長度(m)。根據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P17)5.3.3條規(guī)定:立桿計算長度l0=kh=1.155×1.7×1.2=2.36m=2360mm。k計算長度附加系數(shù),取值1.155。腳手架單桿計算長度系數(shù),取值1.7。h橫桿步距,取值1.2m。長細(xì)比=l0/i=2360/15.8=149,參照建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P44)查附錄E得=0.312。MW計算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎距:MW=0.9×1.4×Wk×La×

45、;h2/10。Wk=0.7z×us×w0。查建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P13)公式4.3.1。z風(fēng)壓高度變化系數(shù),參考建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(P42)附錄D表D.0.1,按照離地面高度11m,地面粗糙度類型為B類,得uz=1.00。us風(fēng)荷載體型系數(shù),查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(P17)表7.3.1,第36項,得:us=1.2。w0基本風(fēng)壓,查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(P30)附表D.4 ,w0=0.4kN/m2(重現(xiàn)期按50年)。故:Wk=0.7uz×us×w0=0.7×1×1.2×0.4=0.336kN/m2。

46、La立桿縱距0.6m。故:MW=0.9×1.4×Wk×La×h2/10=0.9×1.4×0.336×0.6×1.22/10=0.037kNm。W截面模量查表得W=5.08cm3。則Nw/A+0.9MW/W=16.9×103/(0.312×489)+0.9×0.037×106/(5.08×103)=117.3N/mm2f=205N/mm2。計算結(jié)果說明考慮風(fēng)荷載的作用,支架是安全穩(wěn)定的。(2) 滿堂支架整體抗傾覆穩(wěn)定驗算依據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(P22)第5.2.8要

47、求支架在自重和風(fēng)荷載作用下時,抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.3。k0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=y×Ni/Mw按照結(jié)構(gòu)最不利位置驗算原則,選取框架跨中18m截面空心段120cm×120cm×120cm跨中支架驗算全橋支架抗傾覆能力:支架搭設(shè)寬度L=橋?qū)?作業(yè)平臺(兩邊)=8.1+1.0=9.1m,支架搭設(shè)高度按10m;支架縱向N橫=9.1m/1.2m+19排;支架橫向N縱=36m/1.2m+114排;頂托TC60共需要9×14=126個;立桿需要9×41×4m=1476m;縱向橫桿需要9×4/1.2×36m=1080m;橫向

48、橫桿需要14×4/1.2×9.1m=424m;故:頂托TC60總重為:126個×8.31kg/個=1.05t;鋼管總重(1476+1080+424)m×3.84kg/m=11.43t;故Ni=(1.05+11.43)t×9.8kN/t=122.3kN;穩(wěn)定力矩=y×Ni=18×123.3=2201kNm;依據(jù)以上對風(fēng)荷載計算Wk=0.7uz×us×w0=0.7×1×1.2×0.4=0.336kN/m2;跨中18m共受力為:q=0.336×4×18=24.2

49、kN;傾覆力矩=24.2×4/2=48.4kNm;k0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=2201/48.4=45.47>1.3。最不利處架體抗傾覆穩(wěn)定計算安全系數(shù)較大,完全滿足要求,故設(shè)計方案中全橋支架抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。(3) 立桿底座及地基承載力計算1 立桿承受荷載驗算間距為1200×1200mm布置立桿時,每根立桿上荷載由前面計算為: N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQk=1.2×(4.5+4.5)+0.9×1.4×4.32=16.3kN<N=35.7kN2 立桿底托驗算立桿底托驗算公式:NRd。通過上述立桿

50、承受荷載計算,N=16.3kN。底托承載力(抗壓)設(shè)計值,一般取Rd=40kN;得:16.3kN<40kN,立桿底托承載力滿足要求。3 立桿地基承載力驗算立桿地基承載力驗算:N/Adfg=kc·fgk式中: N腳手架立桿傳至基礎(chǔ)頂面軸心力設(shè)計值; Ad立桿底座面積,Ad=10cm×10cm=100cm2; kc-地基承載力調(diào)整系數(shù);回填土、碎石土、砂土取0.4,粘土原狀土取0.5,巖石、砼取1.0。本工程取砼基礎(chǔ)系數(shù)為1.0。按照最不利荷載考慮,立桿底座下砼基礎(chǔ)承載力:N/Ad=16.3/0.01=1.63MPa<fcd=6.90MPa,底座下砼基礎(chǔ)承載力滿足要

51、求。底托按照力傳遞面積計算:A為基礎(chǔ)地面面積m2,由立桿底座按各層結(jié)構(gòu)(砼、礫石砂、灰土)的擴散角傳至地基土面層的所包括的面積,砼擴散角按45°計算,其他材料按30°計算。A=(2×0.1×tg45°+0.1)2=0.09m2;按照最不利荷載考慮,地基承載力必須滿足:N/Ad=16.3/0.09=181kPa。 支架搭設(shè)前先用挖掘機清理平整場地,壓實的地基基礎(chǔ)再澆筑一層10cm厚的C20混凝土以方便支架的搭設(shè)及穩(wěn)定。(2) 模板體系驗算1 框架底模下順橋向方木驗算本施工方案中框架底模底面橫橋向采用100×100mm方木,方木間距900

52、0mm,順橋向50×100mm,方木順橋向跨度按L=300mm進行受力計算。將方木簡化為如下圖所示的簡支結(jié)構(gòu)。墩頂實心截面段 q1=3.12kPa, 100×100mm方木橫橋向跨度均為1200mm?,F(xiàn)場材料為松木,按木材種類A-3類計算,查路橋施工計算手冊(P805)順紋受壓及承壓應(yīng)力w=12MPa;彎曲剪應(yīng)力1.9MPa;彈性模量E9000 MPa;(1) 抗彎強度驗算:線荷載q=1.2×(q1+q2)+1.4×(q3+q4)l=1.2×(3.12+1.0)+1.4×(2.1+2)×0.3=3.2kN/m,Mmax=ql

53、2/8=3.2×1.22/8=0.576kNm,50×100mm方木截面模量W=bh2/6=50×1002/6=83334mm3,=Mmax/W=0.576*106/83334=6.91MPa<w=12MPa;強度滿足要求。(2) 抗剪強度驗算:Vmax=ql/2=3.2×1.2/2=1.92kN,=(3/2)Vmax/A=(3/2)×1.92×103/(100×100)=0.3MPa<=1.9MPa;抗剪強度滿足要求。(3) 剛度驗算:線荷載q=1.2×(3.12+1)×0.3=1.5kN/

54、m,50×100mm方木,彈性模量E=9000MPa,慣性矩I=bh3/12=50×1003/12=4166667mm4;撓度f=5×ql4/(384EI)=5×1.5×12004/(384×9000×4166667)=1.1mm<f=1200/400=3.0mm;剛度滿足要求。2 立桿頂托上橫橋向方木驗算方案中頂托上橫橋向全部采用100×100mm方木,橫橋向跨度l=1200mm進行驗算??蚣芰喊宸秶鷥?nèi)(順橋向方木跨度300mm,橫橋向方木跨度1200mm)立桿頂托上橫橋向方木選取100×100m

55、m規(guī)格,取荷載最不利布置進行計算:橫橋向計算示意圖P為順橋向50×100mm方木下傳的集中荷載:P=1.2×(3.12+1)+1.4×(1.5+2)×0.4×1.2+1.2×7.5×0.1×0.1×4.83kN4.83kN1.2=4.83kN (1) 抗彎強度驗算(見路橋施工計算手冊P741):Mmax=P/l(2c+b)a=4.83/1.2×(2×0.2+0.8)×0.4=1.93kNm,100×100mm方木截面模量W=bh2/6=100×1002/6

56、=166667mm3;=Mmax/W=1.93×106/166667=11.5MPa<w=12MPa;強度滿足要求。1.93kNm1.93kNm(2) 抗剪強度驗算:Vmax=P/l×(2a+b)=4.83/1.2×(2×0.2+0.8)=4.03kN,=(3/2)Vmax/A=(3/2)×4.03×103/(100×100)=0.60Mpa<=1.9MPa;抗剪強度滿足要求。(3) 剛度驗算:本方案中撓度按簡支梁跨中受集中力模型計算,如圖所示:P=1.2×(3.12+1)×0.4×

57、1.2+1.2×7.5×0.1×0.1×1.2=2.5kN,fmax=3pl3/48EI =3×2.5×103 ×1200×1200×1200/(48×9000×8333333) 1.67mm<1200/400=3mm;剛度滿足要求。通過以上截面最大荷載演算得知,橫橋向采用10cm×10cm能夠滿足施工要求。3 底模板驗算框架底模全部采用面板規(guī)格1220×2440×12mm竹膠板,底模下方擱置50×100mm背肋方木,中到中間距400mm,

58、面板按三跨連續(xù)梁計算。現(xiàn)取各種布置情況下最不利荷載位置進行受力分析,即q1=3.12kPa最大進行計算,受力結(jié)構(gòu)簡化如下: 現(xiàn)選取1m寬底模進行計算。(1) 抗彎強度驗算:N=1.2(q1+q2)+1.4(q3+q4)=(1.2×(3.12+1.0)+1.4×4.5)*1=11.244kN查路橋施工計算手冊(P763)附表2-9,得:Mmax=0.1ql2=0.1×11.244×0.42=0.18kNm,12mm竹膠板截面模量W=bh2/6=1000×122/6=24000mm3,查橋梁施工常用數(shù)據(jù)手冊P287竹膠板最小靜曲強度=50MPa=M

59、max/W=111000/24000=4.8MPa<=50MPa,底模強度滿足要求。(2) 剛度驗算:線荷載q=1.2×(3.12+1)×1=4.95kN/m,竹膠板背楞50×100方木,面板凈跨徑為350mm,竹膠板彈性模量E=4000MPa,慣性矩I=bh3/12=1000×123/12=144000mm4,查路橋施工計算手冊(P762):最大撓度系數(shù)0.677;撓度f=0.677×ql4/(100EI)=0.677×4.95×3504/(100×4000×144000)=0.87mm<f=400/400=1mm;模板剛度滿足要求。 因189平臺頂板厚度比195平臺頂板厚度薄

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