北环路立交工程满堂支架施工方案计算书

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北环路立交工程满堂支架施工方案计算书

式中:Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距(m);

V——Lx、Ly段内的混凝土体积(m3);

Q1——支撑架模板自重标准值;

Q2——新浇砼及钢筋自重标准值;

GB50616-2010 铜冶炼厂工艺设计规范Q3——施工人员及设备荷载标准值;

Q4——振捣砼产生的荷载。

式中:A——立杆横截面积;

f——钢材强度设计值205N/mm2;

λ——轴心受压杆件稳定系数,按长细比查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》附录E所示。

2.0m高箱梁每延米重量:G=26.60×26=691.6kN/m(该段箱梁底板宽度28.208m)

2.0m高箱梁预压砂袋平均高度:H=1.1×691.6/(16×28.208)=1.686m

1.6m高箱梁箱梁每延米重量:G=5.45×26=141.7kN/m(该段箱梁底板宽度4m)

1.6m高箱梁预压砂袋平均高度:H=1.1×141.7/(16×4)=2.435m

N=[1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4)]×Lx×Ly

其中N——最大荷载,KN;

Q1——支撑架模板自重标准值,Q1=0.75KN/m2;

Q2——新浇砼及钢筋自重标准值,Q2=h·γ=h·26KN/m2;

Q3——施工人员及设备荷载标准值,Q3=1KN/m2;

Q4——振捣砼产生的荷载,Q3=2KN/m2。

2.0m高现浇连续梁满堂支架单肢立杆轴力计算

1.6m高现浇连续梁满堂支架单肢立杆轴力计算

通过以上计算可知,单肢立杆受力最不利位置为腹板,所承受承受最大荷载取为

Nmax=36.45kN。

三水平风荷载作用的计算

式中:Wk——风荷载标准值(KN/m2);

μz——风压高度变化系数,按《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录D采用,本桥为B类地形,高度在10~15m取为1.14;

μs——风荷载体型系数,按悬挂密目式安全立网支撑架体型系数μs=1.3ψ0计算,ψ0为密目式安全立网挡风系数,去0.8,故支撑架体型系数μs=1.3×0.8=1.04;

Wo——基本风压(kN/m2),按照邯郸地区取值Wo=0.35kN/m2;

风荷载的计算如下所示。

根据图纸可知,支架搭设高度在1015m时,风荷载如下所示。

Wk=0.7×μz×μs×Wo=0.7×1.14×1.04×0.35=0.29kN/m2

Wv=1.2×0.3132/0.9=0.4176KN

式中:QC——扣件抗滑强度,取8KN。

通过以上计算可知,斜杆两端连接扣件抗滑强度满足施工使用的要求。

按单向压弯杆件验算,产生的偏斜弯矩,其计算过程如下所示。

式中:WW——单肢立杆弯矩(kN·m);

α——立杆纵距(m);

l0——立杆计算长度(m);

Wk——风荷载标准值(kN/m2)。

WW=1.4×α×l02×Wk/10=1.4×0.6×1.22×0.29/10=0.03508kN·m

M=M1+Mw=0.18225+0.03508=0.21733kN·m

可知,立杆压弯应力计算如下。

通过以上计算可知,其应力σ=117.321N/mm2<[σ]=205N/mm2,根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6查Q235A级钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值[f]=205MPa,则只要立杆120cm步距范围内偏斜控制在0.5cm以内,强度满足施工使用的要求。

式中:——欧拉临界力(kN);

E——弹性模量(N/mm2);

A——截面面积(mm2);

式中:——所计算构件段范围内的轴心压力;

——欧拉临界力(kN);

——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数;

——所计算构件段范围内的最大弯矩;

——在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量;

——等效弯矩系数,取1.0;

——截面塑性发展系数,取1.15。

通过以上计算,N=36.45KN<[N]=74.566KN,并且欧拉应力σ=145.953N/mm2<[σ]=205N/mm2,只要立杆120cm步距范围内偏斜控制在0.5cm以内,立杆稳定性可以得到保证。

立杆为φ48mm,δ=3.5mm,Q235热轧圆钢管。按照《钢结构设计规范》5.4.5相关规定可知,对于圆管截面本身局部稳定必须满足下列要求。

D/t≤100×235/fy=114.63

式中:fy——立杆设计强度205N/mm2。

碗扣式脚手架立杆D/t=48/3.5=13.7<114.63,可见立杆杆件截面本身是满足这一规范要求。

当然对于圆管其局部稳定受管壁初始变形影响较大,实际的局部临界应力较理论值低的多,理论临界局部屈服应力值如下所示。

σcr=1.21E·t/D=1.21×2.06×105×3.5/48=18175N/mm2

理论临界局部屈服应力值σcr=18175N/mm2远远大于前述整体稳定验算中σ=142.953N/mm2。通过计算结果可见,只要在立杆搭设操作过程中对杆件外观变形进行检查,对于管壁内陷,杆件弯曲的碗扣杆件一律弃用,则局部稳定是完全有保证的。

底座和顶托均采用φ38mm(Q235A)可调螺杆,其最大抗压能力计算如下所示:

通过以上计算结果可知Nmax=232.493kN>36.45kN,其中36.45kN为立杆所受的最大荷载。通过计算结果表明底座和顶托强度满足施工使用的要求。

支架布置按120×90×90来进行整体抗倾覆计算,按不同位置分别进行验算。

单跨箱梁投影面积最小为25m×30m,则碗扣支架布置为29列×35行,按最高墩布置为10层,则整体抗倾覆验算如下。

=543.678KN·m

横桥向风荷载倾覆力矩:

M2=n1·Wv·h=10×0.4176×12=50.112KN·m

横桥向抗倾覆稳定系数K0=M1/M2=543.678/50.112=10.85﹥1.3,其中1.3为《公路桥涵施工技术规范5.2.8条文规定值)

按上述方法计算,顺桥向抗倾覆稳定系数为15.90。

单跨箱梁投影面积最小为9m×20m,则碗扣支架布置为11列×23行,按最高墩布置为10层,则整体抗倾覆验算如下。

=73.651KN·m

横桥向风荷载倾覆力矩:

M2=n1·Wv·h=10×0.4176×12=50.112KN·m

横桥向抗倾覆稳定系数K0=M1/M2=73.651/50.112=1.47﹥1.3,其中1.3为《公路桥涵施工技术规范5.2.8条文规定值)

按上述方法计算,顺桥向抗倾覆稳定系数为6.76。

单跨箱梁投影面积最小为13m×30m,则碗扣支架布置为15列×35行,按最高墩布置为10层,则整体抗倾覆验算如下。

=140.606KN·m

横桥向风荷载倾覆力矩:

M2=n1·Wv·h=10×0.4176×12=50.112KN·m

横桥向抗倾覆稳定系数K0=M1/M2=140.606/50.112=2.81﹥1.3,其中1.3为《公路桥涵施工技术规范5.2.8条文规定值)

按上述方法计算,顺桥向抗倾覆稳定系数为15.90。

式中:N——支架传递基础顶面的轴心力;

A——硬化地基受力面面积。

底座为140×140mm,直接支承在混凝土垫层上,则混凝土局部受压面积为0.14×0.14=0.0196m2。

G=LG×n1+HG×n2=7.41×10+(2.82+3.97)×11=148.79kg

混凝土局部承压应力计算如下。

σ压=(Pmax+G)/A=(36.45+1.4879)/(0.14×0.14)=1.936Mpa﹤9.6Mpa

C20混凝土轴心抗压强度设计值fc=9.6N/mm2。则混凝土局部承压满足受力要求。

σ=[36.45+1.4879+(0.14+2h)2×h×24]/(0.14+2h)2≤150kPa

从上式得出h≥0.2m,C20混凝土垫层厚度确定为20cm。

建议地基处理方案:清除表土至坚实地基土后整平压实,压实度不小于95%;摊铺两层3:7灰土整平碾压密实,每层厚度20cm,压实度不小于95%;浇筑20cm厚C20素混凝土垫层。

地基承载力验算如下所示。

C20混凝土垫层底对灰土的压力

fn1=[36.45+1.4879+24×(0.14+2×0.2)2×0.2]/(0.14+2×0.2)2

=134.9kPa﹤150kPa

则灰土承载力可满足要求。

fn1=(36.45+1.4879+24×0.2×0.9652+16×0.4×0.9652)/0.9652=51.94kPa

取安全系数为1.5,则支架地基持力层承载力特征值不得小于80kPa。

自砼垫层底开始计算,每20cm为一层,按3:7灰土计算(σ1为自重应力,σ2为附加应力)。

σ2=134.9kPa

σ1+σ2=0+134.9=134.9kPa;

σ1=16×0.2=3.2kPa

σ2=134.9×0.542/[0.54+2×0.2×tan(28°)]2=69.43kPa

σ1+σ2=3.2+69.34=72.63kPa;

σ1=16×0.4=6.4kPa

σ2=134.9×0.542/[0.54+2×0.4×tan(28°)]2=42.21kPa

σ1+σ2=6.4+42.21=48.61kPa;

σ1=16×0.6=9.6kPa

σ2=134.9×0.542/[0.54+2×0.6×tan(28°)]2=28.34kPa

σ1+σ2=6.4+42.21=37.94kPa;

σ1=16×0.8=12.8kPa

σ2=134.9×0.542/[0.54+2×0.8×tan(28°)]2=20.34kPa

σ1+σ2=6.4+42.21=33.14kPa;

σ1=16×1.0=16.0kPa

σ2=134.9×0.542/[0.54+2×1.0×tan(28°)]2=15.30kPa

σ1+σ2=6.4+42.21=31.30kPa;

σ1=16×1.2=19.2kPa

道路施工组织设计-道路硬化施工方案σ2=134.9×0.542/[0.54+2×1.2×tan(28°)]2=11.93kPa

σ1+σ2=6.4+42.21=31.13kPa;

σ1=16×1.4=22.4kPa

σ2=134.9×0.542/[0.54+2×1.4×tan(28°)]2=9.56kPa

σ1+σ2=6.4+42.21=31.96kPa;

DB3212T 2047-2018 城市港湾建设与服务规范.pdfσ1=16×1.6=25.6kPa

σ2=134.9×0.542/[0.54+2×1.6×tan(28°)]2=7.83kPa

σ1+σ2=6.4+42.21=33.43kPa;

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