110kV要塞变原地增容改造工程高支模施工方案

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110kV要塞变原地增容改造工程高支模施工方案

NG1=0.1291×5.7800=0.746kN

(2)模板的自重(kN):

预应力混凝土T形结构连续梁桥施工组织设计方案NG2=0.30×0.900×0.950=0.2565kN

(3)钢筋混凝土自重(kN):

NG3=24.000×0.12×0.900×0.950=2.462kN

(4)钢筋自重(kN):

NG4=1.1×0.12×0.900×0.950=0.113kN

经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.587kN。

2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到,活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×0.900×0.950=2.565kN

3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=7.627kN

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中N——立杆的轴心压力设计值(kN)

  ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;

  i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.59

  A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24

  W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.49

  ——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);

  [f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;

  l0——计算长度(m);

k1——计算长度附加系数,按照表1取值为1.185;

u——计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.70

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.20m;

考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算

l0=k1k2(h+2a)(3)

k2——计算长度附加系数,按照表2取值为1.007;

公式(3)的计算结果:l0=k1k2(h+2a)=1.185×1.007×(1.5+2×0.2)=2.267m

l0/i=226.7cm/1.59cm=142.5,查表得到=0.334

=7627/(0.334*489)=53.9N/mm2,

立杆的稳定性计算<[f],满足要求!

第二部分14.16m标高300×1000mm梁的模板及支撑体系计算书

因本工程梁支架高度大于4米,根据有关文献建议,如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了《施工技术》2002(3):《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B(m):0.30;

梁截面高度D(m):0.9

混凝土板厚度(mm):0.12;

立杆纵距(沿梁跨度方向间距)La(m):0.90;

立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10;

脚手架步距(m):1.50;

梁支撑架搭设高度H(m):13.26;

梁两侧立柱间距(m):0.45;

承重架支设:木方支撑平行梁截面A;

立杆横向间距或排距Lb(m):1.00;

采用的钢管类型为Φ48×3.0;

扣件连接方式:双扣件,受力仅考虑单扣件,取扣件抗滑承载力折减系数:8.0KN;

模板自重(kN/m2):0.35;

钢筋自重(kN/m2):1.50;

施工均布荷载标准值(kN/m2):2.5;

新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):12.9;

倾倒混凝土侧压力(kN/m2):2.0;

振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0

木材弹性模量E(N/mm2):10000.0;

木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):17.0;

木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.7;

钢材弹性模量E(N/mm2):210000.0;

钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):205.0;

面板弹性模量E(N/mm2):9500.0;

面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0;

梁底模板支撑的间距(mm):450;

面板厚度(mm):18.0;

主楞间距(mm):600;

次楞间距(mm):300;

穿梁螺栓水平间距(mm):600;

穿梁螺栓竖向间距(mm):400;

穿梁螺栓直径(mm):M12;

次楞龙骨材料:木楞,,宽度80mm,高度80mm;主楞龙骨材料:钢管;

二、梁模板荷载标准值计算

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:

根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;

分别为12.933kN/m2、26.400kN/m2,取较小值12.933kN/m2作为本工程计算荷载。

三、梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。

按以下公式计算面板跨中弯矩:

新浇混凝土侧压力设计值:q1=1.2×0.60×12.93×0.90=8.38kN/m;

倾倒混凝土侧压力设计值:q2=1.4×0.60×2.00×0.90=1.51kN/m;

q=q1+q2=8.381+1.512=9.893kN/m;

计算跨度(内楞间距):l=300mm;

面板的最大弯距M=0.1×9.89×3002=0.89×105N.mm;

经计算得到,面板的受弯应力计算值:σ=0.89×105/3.24×104=2.75N/mm2;

面板的抗弯强度设计值:[f]=13.000N/mm2;

面板的受弯应力计算值σ=2.75N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2,满足要求!

面板的最大挠度计算值:ω=0.677×7.76×300.004/(100×9500.00×2.92×105)=0.20mm;

面板的最大容许挠度值:[ω]=l/250=300.000/250=1.20mm;

面板的最大挠度计算值ω=0.20mm小于面板的最大容许挠度值[ω]=1.20mm,满足要求!

四、梁侧模板内外楞的计算

内楞直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中,中间内楞为钢管,上、下龙骨采用木楞,以该不利情况计算,其中截面宽度80mm,截面高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=80×80×80/6=85.33cm3;

I=80×80×80×80/12=341.33cm4;

强度验算计算公式如下:

按以下公式计算内楞跨中弯矩:

其中,作用在内楞的荷载,q=(1.2×12.933×0.90+1.4×2.000×0.90)×0.400/1=6.60kN/m;

内楞计算跨度(外楞间距):l=600mm;

内楞的最大弯距:M=0.1×6.60×600.002=2.37×105N.mm;

经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值σ=2.37×105/8.53×104=2.782N/mm2;

内楞的抗弯强度设计值:[f]=17.000N/mm2;

内楞最大受弯应力计算值σ=2.782N/mm2内楞的抗弯强度设计值小于[f]=17.000N/mm2,满足要求!

(2).内楞的挠度验算

内楞的最大挠度计算值:ω=0.677×5.17×600.004/(100×10000.00×3.41×106)=0.133mm;

内楞的最大容许挠度值:[ω]=2.400mm;

内楞的最大挠度计算值ω=0.133mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=2.400mm,满足要求!

外楞承受内楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中,外龙骨采用钢管,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为(按壁厚3.0mm进行调整):

I=10.78cm4;

(1).外楞抗弯强度验算

最大弯矩M按下式计算:

其中,作用在外楞的荷载:P=(1.2×12.93×0.90+1.4×2.00×0.90)×0.60×0.40/1=3.96kN;

外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距):l=400mm;

外楞的最大弯距:M=0.175×3960×400.000=2.77×105N.mm

经计算得到,外楞的受弯应力计算值:σ=2.77×105/4.49×103=61.85N/mm2;

外楞的抗弯强度设计值:[f]=205.0N/mm2;

外楞的受弯应力计算值σ=61.85N/mm2远小于外楞的抗弯强度设计值[f]=205.0N/mm2,满足要求!

(2).外楞的挠度验算

I—外楞的截面惯性矩:I=10.78×106mm4;

外楞的最大挠度计算值:ω=1.146×3.10×103×400.003/(100×210000.00×10.78×106)=0.003mm;

外楞的最大容许挠度值:[ω]=1.600mm;

外楞的最大挠度计算值ω=0.003mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=1.600mm,满足要求!

穿梁螺栓的直径:12mm;

穿梁螺栓有效直径:9.85mm;

穿梁螺栓有效面积:A=76mm2;

穿梁螺栓所受的最大拉力:N=12.933×0.600×0.400×2=6.208kN。

穿梁螺栓最大容许拉力值:[N]=170.000×76/1000=12.920kN;

穿梁螺栓所受的最大拉力N=6.208kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.920kN,满足要求!

面板落在小楞上,间距很小(150㎜),可不验算。

七、梁底支撑木方的计算

(1)钢筋混凝土梁自重(kN):

q1=(24.000+1.500)×0.300×1.0×0.400=7.35kN;

(2)模板的自重荷载(kN):

q2=0.350×0.400×(2×1.0+0.300)=0.805kN/m;

(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN):

经计算得到,活荷载标准值P1=(2.500+2.000)×0.300×0.400=1.35kN/m;

2.木方的传递集中力验算:

静荷载设计值q=1.2×7.35+1.2×0.805=9.79kN/m;

活荷载设计值P=1.4×1.35=1.89kN/m;

Q=9.79+1.89=11.68kN/m。

本工程梁底支撑采用三根方木,按三根方木计算最不利情况,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=8.000×8.000×8.000/6=8.53×104cm3;

I=8.000×8.000×8.000×8.000/12=3.41×102cm4;

3.支撑方木抗弯强度验算:

最大弯矩考虑为三跨连续梁作用下的弯矩,

最大弯距值计算公式如下:

Mmax=QL2 11.68×0.452

每根方木弯矩值Mmax=0.24/3=0.08kN/m

方木最大应力计算值σ=80000/8.53×104=0.9N/mm2;

方木抗弯强度设计值[f]=17.000N/mm2;

方木最大应力计算值0.9N/mm2小于方木抗弯强度设计值[f]=17.000N/mm2,满足要求!

4.支撑方木抗剪验算:

最大剪力的计算公式如下:

截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力Q=4.67×1000/2=1.75kN;

木的截面面积矩S=0.785×50.00×50.00=1962.50N/mm2;

木受剪应力计算值T=1.75×1962.50/(3.41×106×50.00)=0.02N/mm2;

方木抗剪强度设计值[T]=1.700N/mm2;

方木受剪应力计算值0.02N/mm2小于方木抗剪强度设计值[T]=1.700N/mm2,满足要求!

5.支撑方木挠度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:

ω=58.24 11.68×0.452

集中荷载标准值qs=q1+q2=7.35+0.85=8.2kN

方木最大挠度ω=5×8.20×4504/(384×10000×3.41×106)=0.153㎜

方木的挠度设计值[ω]=0.500×1000/250=2.000mm;

方木的最大挠度ω=0.153mm小于方木的最大允许挠度[ω]=2.000mm,满足要求!

八、梁底支撑钢管的计算

作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等,通过方木和钢管的集中荷载传递。

1.支撑钢管的强度计算:

按照集中荷载作用下的简支梁计算

集中荷载P传递力,11.68×0.45=5.3kN

不考虑上部横杆作用,下部横杆计算简图如下:

钢管按照简支梁的计算公式

Mmax=PL5.3/2×0.5

支撑钢管的最大应力计算值σ=0.331×106/4490=73.72N/mm2;

支撑钢管的抗弯强度的其设计值[T]=205.0N/mm2;

支撑钢管的最大应力计算值73.72N/mm2小于支撑钢管的抗弯强度的设计值205.0N/mm2,满足要求!

纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。

十、扣件抗滑移的计算:

计算中R取最大支座反力,根据前面计算结果得到R=5.3/2=2.65kN

R<8.0kN,所以扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

模板立杆:9.97×0.9×0.95=8.52kN,

梁处立杆:[5.3+9.97(0.9+0.7)×0.45]/3=4.2kN

十一、立杆的稳定性计算:

立杆的最大支座反力:N1=9.97×0.9×0.95=8.52kN

脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×13.47=2.085kN;

N=8.52+2.085=10.61kN;

考虑到高支撑架的安全因素,由下式计算

lo=k1k2(h+2a)(2)

立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.167×1.017×(1.500+0.100×2)=2.018m;

Lo/i=2017.626/15.9=127.000;

由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.406;

钢管立杆受压应力计算值;σ=10610/(0.406×424.000)=61.6N/mm2;

钢管立杆稳定性计算σ=61.6N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205.00N/mm2,满足要求!

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件广场轻型井点降水专项施工方案,否则存在安全隐患。

以上表参照杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》

1.基地土层宜置于原土层上,不易置放于填土层或软弱地基上。

2.当遇到有松软土层时,应将松软土地基土去除0.3~0.5m深,采用砾砂或三合土填筑夯实夯平整作为地基土,若还不够可加宽改浇一条素混凝土地基。

3.若有条件,最好先施工地下沟道和地下的全部预埋管道后,按技术要求处理好挖填土后,再浇筑地坪混凝土垫层,并待达到一定强度后再开始支模。

4.待按地基土垫层符合要求后,立杆下均需设垫木,垫木宽250~300mm厚50~100mm。

5.同一方向的立杆垫木相互应垂直铺垫。严禁立杆均向同方向铺垫。

附图:a.沿满堂模板支架四边与中间每隔四排支架立杆设置一道竖向剪刀撑南京地铁新街口站中间桩施工组织设计,由底至顶连续设置;

b.沿满堂模板支架两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。

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