葛洲坝一公司苏州中环快速路吴中区段西线1标工程箱梁支架专项施工方案

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葛洲坝一公司苏州中环快速路吴中区段西线1标工程箱梁支架专项施工方案

7.7.1箱室空心板、翼缘板纵向钢管验算

计算取箱室空心板位置。主楞采用3根φ48×3.0mm钢管,间距0.9m,跨径0.9m,横向方木间距为0.3m,因而两根立杆间只有两根方木落在纵向钢管主楞1/3点上,其余方木直接落在立杆上方,主楞不受力,此时主楞上的荷载为集中荷载。

P=6.65×0.9=5.99KN

DB37/T 3568.5-2019标准下载验算时按三跨连续梁计算:

Mmax=0.267×PL=0.267×5.99×0.9=1.44KN·m

Pmax=3.97×0.9=3.57KN

fmax=1.883×Pl3/100EIx

=0.65mm<900/400=2.25mm符合要求!

7.7.2腹板纵向钢管验算

主楞采用3根φ48×3.0mm钢管,间距0.6m,跨径0.9m,次楞方木间距为0.3m,主楞上的荷载为集中荷载,验算时按三跨连续梁计算。

P=19.47×0.6=11.68KN

Mmax=0.267×PL=0.267×11.68×0.9=2.81KN·m

Pmax=14.65×0.6=8.79KN

fmax=1.883×Pl3/100EIx

=1.6mm<900/400=2.25mm符合要求!

7.7.3横梁纵向钢管验算

当梁高≤2m时,主楞采用3根φ48×3.0mm钢管,间距0.6m,跨径0.6m,次楞间距为0.3m,因而两根立杆间有一根方木落在主楞中点,其余方木直接落在立杆上方,主楞不受力,此时主楞上的荷载为集中荷载。验算时按三跨连续梁计算,验算如下:

P=20.97×0.6=12.58KN

Mmax=0.175×PL=0.175×12.58×0.6=1.32KN·m

Pmax=15.9×0.6=9.54

fmax=1.146×Fl3/100EIx

=0.31mm<600/400=1.5mm符合要求!

当梁高>2m时,主楞采用3根φ48×3.0mm钢管,间距0.6m,跨径0.6m,次楞方木间距为0.2m,因而两根立杆间有两根方木落在主楞中点,其余方木直接落在立杆上方,主楞不受力,此时主楞上的荷载为集中荷载。验算时按三跨连续梁计算,验算如下:

P=20.22×0.6=12.13KN

Mmax=0.267×PL=0.267×12.13×0.6=1.94KN·m

Pmax=15.8×0.6=9.48

fmax=1.883×Fl3/100EIx

=0.51mm<600/400=1.5mm符合要求!

支架采用φ48×3.5mm钢管,计算时采用φ48×3.0mm参数,按φ48×3.0mm计算支架强度及稳定性。

7.8.1箱室空心板位置支架验算

箱室空心板位置支架布置间距为90×90cm,横向90cm,纵向90cm,横杆步距为1.2m,支架以φ48×3.0钢管计算。

①箱梁钢筋砼自重:每延米梁体最高厚度0.47m,q1=0.47×26=12.22KN/m2

②模板及附件重统一取q2=1.0KN/m2

③施工人员荷载取q3=2.5KN/m2

④倾倒砼时产生的冲击荷载和振捣荷载均按2KN/m2考虑,q4=2KN/m2

Q=1.2ΣNGK+1.4ΣNQK=1.2×(12.22+1.0)+1.4×(2.5+2)=22.164KN/m2

N=QA=22.164×0.9×0.9=17.95KN

N/A≤[fc],λ=l0/i

[fc]—钢管设计强度,[fc]=205N/mm2

N—立杆承受的竖向力,N=24.5KN

l0—计算长度,l0=h+2a,a为立杆伸出顶层水平杆长度,a=0.5m

i—钢管回转半径,i=/4=/4=15.9mm

λ=l0/i=(1200+1000)/15.9=138.4查表得:=0.355

按稳定性计算立杆的压应力:

fc=N/A=17.95×1000/(0.355×424.1)

=119.23N/mm2<[fc]=205N/mm2立杆稳定!

7.8.2腹板位置支架验算

立杆布置间距为60×90cm,步距为1.2m,支架以φ48×3.0钢管计算。计算取图示阴影部分支架钢管:

②模板及附件重统一取q2=1.0KN/m2

③施工人员荷载取q3=2.5KN/m2

④倾倒砼时产生的冲击荷载和振捣荷载均按2KN/m2考虑,q4=2KN/m2

Q=1.2ΣNGK+1.4ΣNQK=1.2×(32.5+1.0)+1.4×(2.5+2)=46.5KN/m2

N=QA=46.5×0.9×0.6=25.11KN

N/A≤[fc],λ=l0/i

[fc]—钢管设计强度,[fc]=205N/mm2

N—立杆承受的竖向力,N=24.6KN

l0—计算长度,l0=h+2a,a为立杆伸出顶层水平杆长度,a=0.5m

i—钢管回转半径,i=/4=/4=15.9mm

λ=l0/i=(1200+1000)/15.9=138.4查表得:=0.355

按稳定性计算立杆的压应力:

fc=N/A=25.11×1000/(0.355×424.1)

=166.78N/mm2<[fc]=205N/mm2立杆稳定!

7.8.3横梁位置支架验算

立杆布置间距为60×60cm,步距为1.2m(箱梁高度>2.0m时横杆位置步距为0.6m)。支架以φ48×3.0钢管计算,取最大梁高3.0m位置计算,横杆步距0.6m。

①箱梁砼自重:每延米梁体最大厚度3m,q1=3×26=78KN/m2

②模板及附件重统一取q2=1.0KN/m2

③施工人员荷载取q3=2.5KN/m2

④倾倒砼时产生的冲击荷载和振捣荷载均按2KN/m2考虑,q4=2KN/m2

Q=1.2ΣNGK+1.4ΣNQK=1.2×(78+1.0)+1.4×(2.5+2)=101.1KN/m2

N=QA=101.1×0.6×0.6=36.4KN

N/A≤[fc],λ=l0/i

[fc]—钢管设计强度,[fc]=205N/mm2

N—立杆承受的竖向力,N=36.4KN

l0—计算长度,l0=h+2a,a为立杆伸出顶层水平杆长度,a=0.5m

i—钢管回转半径,i=/4=/4=15.9mm

λ=l0/i=(600+1000)/15.9=100.6查表得:=0.580

按稳定性计算立杆的压应力:

fc=N/A=36.4×1000/(0.58×424.1)

=148N/mm2<[fc]=205N/mm2立杆稳定!

7.8.4翼缘板位置支架验算

翼缘板处立杆布置间距为120×90cm,步距为1.2m,支架以φ48×3.0钢管计算.

①箱梁砼自重:每延米梁体厚度0.6m,q1=0.6×26=15.6KN/m2

②模板及附件重统一取q2=1.0KN/m2

③施工人员荷载取q3=2.5KN/m2

④倾倒砼时产生的冲击荷载和振捣荷载均按2KN/m2考虑,q4=2KN/m2

Q=1.2ΣNGK+1.4ΣNQK=1.2×(15.6+1.0)+1.4×(2.5+2)=26.22KN/m2

N=QA=26.22×1.2×0.9=28.32KN

N/A≤[fc],λ=l0/i

[fc]—钢管设计强度,[fc]=205N/mm2

N—立杆承受的竖向力,N=28.32KN

l0—计算长度,l0=h+2a,a为立杆伸出顶层水平杆长度,a=0.5m

i—钢管回转半径,i=/4=/4=15.9mm

λ=l0/i=(1200+1000)/15.9=138.4查表得:=0.355

按稳定性计算立杆的压应力:

fc=N/A=28.32×1000/(0.355×424.1)

=188.1N/mm2<[fc]=205N/mm2立杆稳定!

按满堂支架的设计方案,要求支架地基承载力满足要求,因此必须对部分地基作特殊处理。

验算公式:k=N/Ad≤fkKb

Ad—立杆基础的计算面积,立杆下为混凝土:尺寸为0.6m×0.6m,混凝土与地基接触面积为按0.36m2

fk—地基承载力标准值,取150KPa

Kb—调整系数,取值1

k=N/Ad=36/0.36=100kPa<fkKb=150KPa符合要求!

本次以花苑路横向门洞进行验算,立柱钢管横桥向中心间距为3m,顺桥向中心间距为9m,横桥向托梁采用I50a工字钢,纵向梁采用I45a工字钢。

荷载取最大中腹板位置进行计算,中腹板宽度为0.65m,梁高2m,腹板下有三道工字钢梁。

②模板及附件重统一取q2=1.0KN/m2

③施工人员荷载取q3=2.5KN/m2

③倾倒砼时产生的冲击荷载和振捣荷载均按2KN/m2考虑,q4=2KN/m2

Q=1.2ΣNGK+1.4ΣNQK=1.2×(51.52+1)+1.4×(2.5+2)=69.32KN/m2

每道工字梁所受线荷载为:Q=69.32/3=23.11KN/m

腹板处布置3根工字钢,工字钢自重:80.38×10=803.8N/m

q=23.11+0.80=23.91KN/m

8.1.2纵向I45a工字钢受力计算

荷载按最不利情况设计,经分析,受力简图如下:

①I45a工字钢相关参数:

截面面积:A=102.4cm2弹性模量:E=2.1×105N/mm2

截面惯性矩:I=32241cm4截面抵抗矩:W=1432.9cm3

计算跨径L=8755mm

MB=ql2/8=23.91×8.7552/8=200.57KN·m

q=1×[(51.52+1)/3+0.80]=18.31KN/m

=20.69mm<[ω]=L/400=21.9mm符合要求!

8.1.3横向I50a工字钢受力计算

取最不利位置,计算取图示阴影部分I50a工字钢:

①I50a工字钢相关参数:

截面面积:A=119.25cm2弹性模量:E=2.1×105N/mm2

截面惯性矩:I=46472cm4截面抵抗矩:W=1858.9cm3

计算跨径L=3000mm

图示位置为受力最大跨工字钢托梁,按两跨连续梁计算,图示箱梁阴影面积为2.36m2。

q=2.36×9×26/2=276.12KN/m

Mmax=ql2/=276.12×32/8=310.635KN·m

=1.2mm<L/400=7.5mm符合要求!

8.1.4钢管立柱承载力验算

立柱承载力以最不利位置计算,计算取图示阴影部分钢管立柱:

图示阴影部分立柱为受力最不利立柱,腹板阴影部分面积为2.48m2。单根立柱所受荷载为:

P=2.48×9×26/2=290.16KN

立柱采用φ245mm钢管(壁厚为8mm),参数为:

截面面积A=59.56cm2i=83.84mmh=5.2m

λ=h/i=5200/83.84=62查表得:=0.818

f=N/A=290.16×103/(0.818×59.56×102)

=59.56N/mm2<[f]=205N/mm2符合要求!

纵向门洞净高为6m,顺桥向托梁采用I25a工字钢,横桥向梁采用I22a工字钢,I22a工字钢间距取0.9m,立柱钢管顺桥向中心间距为4.5m,横桥向中心间距为5.6m。

8.2.1横向I22a工字钢受力计算

横向I22a工字钢间距与支架间距相同,取0.9m计算:

固定荷载:q1=1.2×(0.6+0.2)/2×26×0.9=10.56KN/m2

施工荷载:q2=1.4×4×0.9=5.04KN/m。

总计算荷载:q=10.56+5.04=15.6KN/m。

按路桥施工计算手册P742表中第5种荷载形式近似计算,最大弯距出现在x=a+

(b2/2L)处,即距边支点3.33m处。受力简图如下:

Wx=Mmax/σ=55.47×106/215=258cm3

查表知I22a工字钢的Wx=309.6cm3>258cm3符合要求!

挠度验算以最大弯矩点X=3.33m代入AB段挠度计算公式:

取L=5355mm,查表知I22a工字钢的I=3406cm4

=0.6mm<5755/400=14.39mm符合要求!

8.2.2纵向I25a工字钢受力计算

立柱钢管顺桥向中心间距为4.5m,按两等跨连续梁并简化为均布荷载,计算如下:

固定荷载:q1=1.2×4×0.4×26=49.92KN/m

施工荷载:q2=1.4×4×4=22.4KN/m

总计算荷载:q=49.92+22.4=72.32KN/m

按内侧承担总荷载的2/3,则:q=72.32×(2/3)=48.2KN/m

所需梁的截面抵抗矩为:

Wx=Mmax/σ=68.32×106/215=317.77cm3

查表知I25a工字钢的Wx=401.4cm3>317.77cm3符合要求!

Fmax=0.521×(ql4/100EI)查表知I25a工字钢的I=5017cm4

Fmax=0.521×(48.2×45004/(100×2.1×105×5017×104)

=1.02976×1016/(1.05357×1015)=9.8mm<4500/400=11.25mm符合要求!

8.2.3钢管立柱承载力验算

立柱承载力以最不利位置计算,计算取图示阴影部分钢管立柱:

图示阴影部分立柱为受力最不利立柱,腹板阴影部分面积为1.54m2。单根立柱所受2/3荷载为:

P=1.54×6×26/2×2/3=80.08KN

立柱采用φ245mm钢管(壁厚为8mm)综合性超高层建筑内装饰工程施工组织设计,参数为:

截面面积A=59.56cm2i=83.84mmh=5.4m

λ=h/i=5400/83.84=64.4查表得:=0.818

钢管立柱容许承载力:f=N/A=80.08×103/(0.818×59.56×102)

钢筋电渣压力焊施工工艺技术交底及安全交底.doc=16.44N/mm2<[f]=205N/mm2符合要求!

总结:通过以上计算及验算,本支架设计方案满足本工程现浇箱梁施工要求。

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