贝雷架专项施工方案

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贝雷架专项施工方案

(3)10cm×10cm方木纵向分配梁自重荷载q3=750×0.1×0.1×12.5/(0.3×100)=3.125KN/m。

(4)翼缘部分钢管支架自重(包括2个翼缘)q4=1.5×0.8×2=2.56KN/m。

(5)横向分配梁I20工字钢自重q5=27.19×12.5/0.6/100=5.66KN/m。

报业大厦施工组织设计(6)施工人员、机具、材料及其它临时荷载(活载)q6=2.5×12.5=31.25KN/m。

荷载组合:q=1.2x(q1+q2+q3+q4+q5)+1.4xq6=308.164KN/m。

假设按十一个双排单层贝雷计算(将三排单层先看做双排单层),计算合适后单独考虑三排单层

此荷载q由11组双排单层贝雷架平摊,每组贝雷架承受的荷载为28KN/m。

M=ql2/8=28×15×15/8=787.5KN﹡m<[M]=1576KN﹡m,满足要求。

Q=ql/2=28×15/2=210KN<[Q]=490.5KN

fmax=5ql4/384EI=5×28×1000×154/384/2.06×1011/0.011548688=0.0122m<1/400=0.075m,满足要求。

对三排单层,纵向平均所受荷载为:

箱梁腹板砼自重荷载q1=26×1.8×0.6+26×0.4×0.3=31.2KN/m,加上其他荷载估算为40KN/m,小于平均荷载,可以断定腹板处贝雷架是安全的。

M=ql2/8=40×30×30/8=4500KN﹡m<[M]=4809.4KN﹡m,满足要求。

Q=ql/2=40×30/2=600KN<[Q]=698.9KN

fmax=5ql4/384EI=5×40×1000×304/384/2.06×1011/0.011548688=0.0197m<1/400=0.075m,满足要求。

贝雷架之上横向分配梁计算(I20工字钢)

贝雷架之上横向分配梁计算I20工字钢的弯矩分配法,工字钢上承受的荷载分布图如下:

查相关手册,I20a工字钢的截面特性和容许荷载如下:

回转半径:i=8.16cm、惯性矩:I=2369cm4、截面抵抗弯矩:W=236.9cm3E=2.1×105Mpa

取一半用弯矩分配法进行近视计算得

固端MBA=19.45KN*m

MBc=McB=0.45KN*m

MDc=McD=6.62KN*m

MDE=0.12KN*m

UBA=3/7UBC=4/7

UCB=BCD=0.5

UDC=UDE=0.5

进行弯矩传递得最大弯矩为15kN*m

σ=M/W=62.7MPa<[σ]=140Mpa

τ=3V/(2A)=3*15/2/0.003*1000=15Mpa

主应力σ1=sqrt(σ2+4τ2)=71Mpa<[σ]=140Mpa满足规范要求

由于其中模板支撑架高为大约1.6米,为确保施工安全。设计范围包括:翼缘板取半跨考虑,长×宽=15m×2.5m,厚取平均值0.25m。

据研究,碗扣式模板支架在有上碗扣的情况下,其承载力可比扣件式提高15%左右,在计算中暂不做调整,但在搭设过程中要注意检查,支模架的上碗扣不能缺失。

根据本工程实际情况,结合施工现场现有施工条件,经过综合技术经济比较,选择碗扣式钢管脚手架作为模板支架的搭设材料,进行相应的设计计算。

模板支架高H为1.6m,立杆步距h(上下水平杆轴线间的距离)取1.2m,立杆纵距la取0.9m,横距lb取0.9m。立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的自由长度a取0.1m。整个支架的简图如下所示。

模板底部的方木,截面宽100mm,高100mm,布设间距0.25m。

模板支架承受的荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重,以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。

荷载首先作用在板底模板上,按照"底模→底模纵向方木→横向水平方木→可调托座→立杆→可调底托→基础(工字钢)"的传力顺序,分别进行强度、刚度和稳定性验算。其中,取与底模方木平行的方向为纵向。

(一)板底模板的强度和刚度验算

模板按三跨连续梁计算,如图所示:

(1)荷载计算,按单位宽度折算为线荷载。此时,

模板的截面抵抗矩为:w=1000×152/6=3.75×104mm3;

模板自重标准值:x1=0.3×1=0.3kN/m;

新浇混凝土自重标准值:x2=0.25×26×1=6.5kN/m;

板中钢筋自重标准值:x3=0.25×1.1×1=0.275kN/m;

施工人员及设备活荷载标准值:x4=3×1=3kN/m;

振捣混凝土时产生的荷载标准值:x5=4×1=4kN/m。

以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.35,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:

g1=(x1+x2+x3)×1.35=(0.3+6.5+0.275)×1.35=9.551kN/m;

q1=(x4+x5)×1.4=(3+4)×1.4=9.8kN/m;

对荷载分布进行最不利布置,最大弯矩取跨中弯矩和支座弯矩的较大值。

跨中最大弯矩计算公式如下:

M1max=0.08g1lc2+0.1q1lc2=0.08×9.551×0.252+0.1×9.8×0.252=0.109kN·m

支座最大弯矩计算公式如下:

经比较可知,荷载按照图2进行组合,产生的支座弯矩最大。Mmax=0.131kN·m;

(2)底模抗弯强度验算

取Max(M1max,M2max)进行底模抗弯验算,即

σ=0.131×106/(3.75×104)=3.503N/mm2

底模面板的受弯强度计算值σ=3.503N/mm2小于抗弯强度设计值fm=60N/mm2,满足要求。

(3)底模抗剪强度计算。

荷载对模板产生的剪力为Q=0.6g1lc+0.617q1lc=0.6×9.551×0.25+0.617×9.8×0.25=2.944kN;

按照下面的公式对底模进行抗剪强度验算:

τ=3×2944.338/(2×1000×15)=0.294N/mm2;

所以,底模的抗剪强度τ=0.294N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.4N/mm2满足要求。

模板弹性模量E=6000N/mm2;

模板惯性矩I=1000×153/12=2.812×105mm4;

根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,底模的总的变形按照下面的公式计算:

底模面板的挠度计算值ν=0.271mm小于挠度设计值[v]=Min(250/150,10)mm,满足要求。

模板自重标准值:x1=0.3×0.25=0.075kN/m;

新浇混凝土自重标准值:x2=0.25×26×0.25=1.625kN/m;

板中钢筋自重标准值:x3=0.25×1.1×0.25=0.069kN/m;

施工人员及设备活荷载标准值:x4=3×0.25=0.75kN/m;

振捣混凝土时产生的荷载标准值:x5=4×0.25=1kN/m;

以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.35,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:

g2=(x1+x2+x3)×1.35=(0.075+1.625+0.069)×1.35=2.388kN/m;

q2=(x4+x5)×1.4=(0.75+1)×1.4=2.45kN/m;

支座最大弯矩计算公式如下:

(2)方木抗弯强度验算

方木截面抵抗矩W=bh2/6=100×1002/6=16.667×104mm3;

σ=0.426×106/(16.667×104)=2.554N/mm2;

底模方木的受弯强度计算值σ=2.554N/mm2小于抗弯强度设计值fm=13N/mm2,满足要求。

(3)底模方木抗剪强度计算

荷载对方木产生的剪力为Q=0.6g2la+0.617q2la=0.6×2.388×0.9+0.617×2.45×0.9=2.65kN;

按照下面的公式对底模方木进行抗剪强度验算:

τ=0.397N/mm2;

所以,底模方木的抗剪强度τ=0.397N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.3N/mm2满足要求。

(4)底模方木挠度验算

方木弹性模量E=9000N/mm2;

方木惯性矩I=100×1003/12=8.333×106mm4;

根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,方木的总的变形按照下面的公式计算:

ν=0.521×(x1+x2+x3)×la4/(100×E×I)+0.192×(x4+x5)×la4/(100×E×I)=0.11mm;

底模方木的挠度计算值ν=0.11mm小于挠度设计值[v]=Min(900/150,10)mm,满足要求。

根据JGJ130-2001,板底托梁按二跨连续梁验算,承受本身自重及上部方木小楞传来的双重荷载,如图所示。

材料自重:0.0384kN/m;(材料自重,近似取方木的自重,此时,偏于保守)

方木所传集中荷载:取(二)中方木内力计算的中间支座反力值,即

p=1.1g2la+1.2q2la=1.1×2.388×0.9+1.2×2.45×0.9=5.01kN;

按叠加原理简化计算,方木的内力和挠度为上述两荷载分别作用之和。

托梁计算简图、内力图、变形图如下:

托梁采用:木方:100×100mm;

W=166.667×103mm3;

I=833.333×104mm4;

支撑方木计算弯矩图(kN·m)

支撑方木计算变形图(mm)

支撑方木计算剪力图(kN)

中间支座的最大支座力Rmax=19.918kN;

方木的最大应力计算值σ=1.644×106/166.667×103=9.864N/mm2;

方木的最大挠度νmax=1.202mm;

支撑方木的抗弯强度设计值fm=13N/mm2;

支撑方木的最大应力计算值σ=9.864N/mm2小于钢管抗弯强度设计值fm=13N/mm2,满足要求!

支撑方木的最大挠度计算值ν=1.202小于最大允许挠度[v]=min(900/150,10)mm,满足要求!

1、不组合风荷载时,立杆稳定性计算

(1)立杆荷载。根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值N应按下式计算:

N=1.35∑NGK+1.4∑NQK

其中NGK为模板及支架自重,显然,最底部立杆所受的轴压力最大。将其分成模板(通过顶托)传来的荷载和下部钢管自重两部分,分别计算后相加而得。模板所传荷载就是顶部可调托座传力,根据3.1.4节,此值为F1=19.918kN。

除此之外,根据《规程》条文说明4.2.1条,支架自重按模板支架高度乘以0.15kN/m取值。故支架自重部分荷载可取为

F2=0.15×1.6=0.24kN;

立杆受压荷载总设计值为:

Nut=F1+F2×1.35=19.918+0.24×1.35=20.242kN;

其中1.35为下部钢管自重荷载的分项系数,F1因为已经是设计值,不再乘分项系数。

(2)立杆稳定性验算。按下式验算

计算长度l0按下式计算的结果取大值:

l0=h+2a=1.2+2×0.1=1.4m;

l0=kμh=1.185×1.664×1.2=2.366m;

故l0取2.366m;

λ=l0/i=2.366×103/15.8=150;

查《规程》附录C得φ=0.308;

σ=1.05×N/(φAKH)=1.05×20.242×103/(0.308×4.89×102×1)=141.117N/mm2;

立杆的受压强度计算值σ=141.117N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2,满足要求。

2、组合风荷载时,立杆稳定性计算

(1)立杆荷载。根据《规程》HJ 1094-2020标准下载,支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合风荷载时立杆受压荷载总设计值计算。由前面的计算可知:

Nut=20.242kN;

风荷载标准值按下式计算:

Wk=0.7μzμsWo=0.7×0.74×0.273×0.45=0.064kN/m2;

Mw=0.85×1.4×Mwk=0.85×1.4×Wk×la×h2/10=0.85×1.4×0.064×0.9×1.22/10=0.01kN·m;

跨渠公路桥下部结构施工方案σ=1.05×N/(φAKH)+Mw/W=1.05×20.242×103/(0.308×4.89×102×1)+0.01×106/(5.08×103)=143.049N/mm2;

立杆的受压强度计算值σ=143.049N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2,满足要求。

由于其中模板支撑架高3—4米,本方案计算范围包括:底板取一半计算分析,长×宽=15m×7.5m,厚取底板与顶板和0.5m。

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