满堂支架设计(毕业设计)Word文档下载推荐.doc
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支架采用满布式碗扣支架。
为便于高度调节,每根立杆底部和顶部分别设置KTZ50型可调底座和KTC50型可调托撑,可调范围。
按照施工区处理后的地面高程与梁底高程之差,采用LG-300、LG-240、LG-180、LG-120、HG-60、HG-90、HG-120等规格的杆件进行组合安装。
立杆托撑上面纵向设置方木;
横向设置方木,间距。
考虑到支架的整体稳定性,用长杆设置剪刀撑,顺桥向每跨设置排,横桥向每跨设置排。
满堂支架设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座上皮不大于处的立杆上。
横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
水平剪刀撑视支架高度而定,支架高于,从顶层钢管开始向下每隔步设置三榀水平剪力撑,即柱两侧和中跨各一榀。
施工过程中根据施工情况可适当加密设置。
在检查脚手钢管无弯曲,无断裂现象后可实施拼装。
拼装时,立杆必须保证垂直。
箱梁端、中横梁基本落在在墩顶范围内(普通墩顶宽,长6米。
)不必设置钢管,可直接在墩顶设置纵、横向方木(横梁底板与墩顶距离为),纵、横向方木间距均为。
在墩柱前后各范围,立杆纵向间距,其余立杆纵向间距;
箱梁底板下横向间距,中腹板下横向间距cm,边腹板下横向间距cm翼板下横向间距,步距除地面以上、底板以下2层为,其余均为。
碗扣式满堂支架体系设计详见箱梁现浇支架纵、横向构架图。
1.2现浇箱梁支架验算
本计算以2×
17m等截面单箱三室预应力砼连续箱梁为例,对荷载进行计算及对支架体系进行验算。
碗扣式满堂支架体系采用钢管,查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B钢管截面特性表,钢管截面积,截面模量,自重,回转半径,查表5.1.6得钢材的抗压强度设计值。
1.2.1荷载计算
1.2.1.1荷载分析
根据本工程现浇箱梁的结构特点,在施工过程中将涉及到以下荷载形式:
(1)—箱梁自重荷载,新浇钢筋混凝土密度取;
(2)—箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载,取;
(3)—施工人员、施工材料及设备荷载,按均布荷载计算,计算模板及直接支承模板的小棱时取,计算直接支承小棱的梁时取,计算支架立柱时取;
(4)—振捣荷载,对水平面模板,对垂直面模板;
(5)—新浇混凝土对侧模的压力。
(6)—倾倒混凝土产生的水平荷载,取;
(7)—支架自重。
1.2.1.2荷载组合
模板、支架设计计算的荷载组合
模板结构名称
荷载组合
强度计算
刚度验算
底模及支架
(1)+
(2)+(3)+(4)+(7)
(1)+
(2)+(7)
侧模
(5)+(6)
(5)
1.2.2荷载计算
箱梁自重—计算
根据现浇箱梁结构特点,通过认真分析,选取具有代表性及最不利荷载的不同断面、不同部位进行箱梁自重计算,即现浇箱梁B-B断面(跨中),A-A断面、D-D断面(墩顶中、端横梁)三个断面分别按翼板、腹板、底板等不同部位进行自重计算。
①现浇箱梁B-B断面(跨中)处计算
根据横断面图,计算翼板、中腹板、边腹板、底板等不同部位箱梁自重。
翼板范围箱梁自重:
此范围支架宽2×
1.25mQ1=8.448KN/㎡
腹板范围箱梁自重:
单边中腹板截面积(截面阴影部分)计算得0.72㎡,
此范围支架宽3×
0.6mQ1=27.7KN/㎡
单边边腹板截面积(截面阴影部分)计算得1.53㎡,
此范围支架宽Q1=13.26KN/㎡
箱室下底板范围箱梁自重
顶板厚,底板厚
②现浇箱梁A-A、D-D断面(变截面最不利、墩顶端、中横梁处)处计算
A-A箱室范围箱梁自重:
截面阴影部分面积计算得9.705㎡,
此范围支架宽,该范围自重最大。
Q1=38.2KN/㎡
A-A箱室下底板范围箱梁自重:
顶板厚25cm,底板厚25cm。
Q1=26×
(0.25+0.25)=13KN/㎡
A-AD-D翼板范围箱梁自重:
翼板厚45cm
0.45=11.7KN/㎡
D-D箱室范围箱梁自重:
截面阴影部分面积计算得14.3025㎡,此范围支架宽,该范围自重最大。
Q1=56.34KN/㎡
D-D箱室下底板范围箱梁自重:
顶板厚25cm,底板厚40cm。
(0.25+0.40)=16.9KN/㎡
1.2.1.3新浇混凝土对侧模的压力----计算
因现浇箱梁采取水平分层浇筑,每层浇筑高度控制在以内,在竖向上浇筑速度控制在,混凝土初凝时间控制在,混凝土容重,掺加外加剂,取,混凝土坍落度,因此取,根据《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000)附录,所以
1.2.1.4支架自重—计算
计算每步脚手架自重:
式中:
——步距();
——立杆每米重量();
——纵向横杆单件重量();
——内外立杆间斜杆或十字撑重量()。
按最大值进行计算,步距取,纵、横向距离取,步数取5步,
1.2.2箱梁自重分析
根据以上箱梁自重荷载计算得
1.2.2.1现浇箱B-B断面:
翼板范围箱梁自重Q1=8.448KN/㎡;
中腹板范围箱梁自Q1=27.7KN/㎡;
边腹板范围箱梁自重Q1=13.26KN/㎡;
箱室下底板范围箱梁自重Q1=13.000KN/㎡;
1.2.2.2现浇箱梁A-A、D-D断面:
翼板范围箱梁自重Q1=26×
0.45=11.7KN/㎡(A-A、D-D断面);
箱室下底板范围箱梁自重Q1=26×
(0.25+0.25)=13.0KN/㎡(A-A截面)
Q1=26×
(0.25+0.40)=16.9KN/㎡(D-D截面)
箱室范围箱梁自重Q1=38.20KN/㎡(A-A截面)
Q1=56.34KN/㎡(D-D截面)
1.2.2.3分析
根据满堂支架纵、横向及步距的布置情况,即在墩柱前后各6.0m范围,立杆纵向间距60cm,其余立杆纵向间距90cm;
箱梁底板下横向间距90cm,腹板下横向间距60cm,翼板下横向间距120cm;
步距120cm。
综合以上箱梁不同断面、不同部位自重计算及支架布置得出如下结论:
现浇箱梁B-B断面翼板范围为箱梁翼板受力最差且最具代表性的部位,在此范围支架设置纵桥向间距×
横桥向间距×
横杆步距为90cm×
120cm×
120cm;
底板范围支架设置纵桥向间距×
90cm×
120cm。
因此箱梁F-F断面翼板、底板均需要进行结构验算。
现浇箱梁A-A、D-D断面此位置为箱梁端中、横梁,是箱梁自重最大的部位,但由于箱梁端、中横梁基本落在在墩顶范围内,不必设置钢管支架,只需直接在墩顶设置纵、横向15cm×
15cm方木(横梁底板与墩顶距离为30cm)结构验算
1.2.3箱梁底模验算
本施工方案除箱梁端、中横梁在墩顶设置横向15cm×
15cm方木,间距为30cm,其余范围横向均设置10cm×
10cm方木,间距30cm。
根据以上箱梁不同断面、不同部位自重计算及箱梁模板下横向方木布置情况,通过综合分析,可以得出现浇箱梁D-D断面箱室范围,为整跨箱梁不同断面、不同部位自重最大值、受力最差的位置,因此有必要进行底模板受力验算。
通过上面计算得:
现浇箱梁D-D断面箱室范围箱梁自重Q1=56.34KN/㎡。
本方案箱梁底模采用一类一等品规格为竹胶板,竹胶板下横向方木间距均为。
查《公路施工手册》(桥涵下册)表13-17竹编胶合板力学性能,得,弯曲强度,弹性模量。
1.2.3.1现浇箱梁D-D断面箱室范围底模板计算
由于模板的连续性,在均匀荷载的作用下,计算时按3跨不等跨连续梁计算,受力分析见箱室范围底模板计算简图。
查《路桥施工计算手册》附表2-10,得:
箱梁箱室范围模板跨度。
①模板弯曲强度计算:
Q=1.0×
(Q1+Q2+Q3+Q4)×
0.3
=1.0×
(56.34+1.5+2.5+2.0)×
=18.702KN
=-0.107×
18.702×
0.3²
=-0.18
模板计算宽度取,
经计算,箱室范围底模板弯曲强度满足要求。
②模板挠度计算
F=0.464×
10-3m=0.464mm<0.75mm
经计算,箱室范围底模板挠度满足要求。
通过以上对本桥A-A、D-D断面箱室范围箱梁自重最大的底模板进行弯曲强度和挠度分析计算,得出该满堂支架底模板设置满足要求。
1.2.4箱梁侧模板验算
本方案箱梁侧模采用一类一等品规格为的竹胶板,竹胶板下设置间距的方木。
计算时按3跨不等跨连续梁计算,查《路桥施工计算手册》附表2-10,得:
箱梁侧模板跨度。
①模板弯曲强度计算
模板计算宽度取,
经计算,侧模板弯曲强度满足要求。
经计算,侧模板挠度满足要求。
通过以上对本桥侧模板进行弯曲强度和挠度分析计算,得出该满堂支架侧模板设置满足要求。
1.2.5扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算
碗扣式钢管脚手架与支撑与扣件式钢管脚手架与支架一样,同属于杆式结构,以立杆承受竖向荷载作用为主,但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接,且横杆的“┣”型插头被立杆的上、下碗扣紧固,对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力,因而碗扣式钢管支架稳定承载能力显著高于扣件式钢管支架,一般都高出20%以上,甚至超过35%。
本工程现浇箱梁支架按钢管扣件式支架进行内力计算,计算结果同样适用与碗扣式支架,相对于扣件式支架安全系数相当于1.2倍以上。
1.2.5.1现浇箱梁A-A断面
1.2.5.1.1A-A断面翼板部位
在此范围支架设置纵桥向间距×
横杆步距为。
①立杆强度验算
根据《公路施工手册》桥涵下册表13-5碗扣式构件设计荷载,横杆步距为120cm时,每根立杆设计允许荷载。
立杆实际承受的荷载为:
(组合风荷载),式中:
——支架结构自重标准值产生的轴向力;
——构配件自重标准值产生的轴向力;
——施工荷载标准值产生的轴向力总和。
于是,有:
;
;
;
则,
,强度满足要求。
②立杆稳定性验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)有关模板支架立杆的稳定性计算公式:
—钢管所承受的垂直荷载,,计算得;
A为钢管的截面积,;
W为截面模量,,
为轴心受压杆件的稳定系数,根据长细比查表即可求得,
回转半径,L为立杆步距,,
参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得。
为计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩:
式中——风荷载标准值产生的弯矩;
——风荷载标准值;
——立杆纵距;
——立杆步距;
式中:
——风压高度变化系数,本工程邻近海面,地面粗糙度为A类,离地面高度不大于10m,查《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)表7.2.1风压高度变化系数得;
——风荷载体型系数,查《建筑结构荷载规范》表7.3.1风荷载体型系数第36项得;
——基本风压(),查《建筑结构荷载规范》表D.4雪压和风压表,得,
故:
,所以,
计算结果说明箱梁A-A断面翼板部位支架是安全稳定的。
1.2.5.1.2D-D断面箱室下底板部位
;
——钢管所承受的垂直荷载,,计算得;
计算结果说明箱梁D-D断面箱室下底板部位支架是安全稳定的。
综上所述,现浇箱梁D-D断面翼板、箱室下底板不同部位支架是安全稳定的。
1.2.5.1.3B-B断面中腹板下底板部位
③立杆强度验算
NG1K=0.6×
0.9×
Q1=0.6×
27.7=14.958;
NG2K=0.6×
Q2=0.6×
1.5=0.81
=1.2(14.958+0.81)+0.85×
1.4×
4.185
=23.90175<强度满足要求。
④立杆稳定性验算
计算结果说明箱梁B-B断面中腹板下底板部位支架是安全稳定的。
综上所述,现浇箱梁B-B断面中腹板下不同部位支架是安全稳定的。
1.2.6碗扣节点、立杆顶托、立杆底座承载力验算
根据以上箱梁自重荷载计算得,现浇箱梁B-B断面中腹板范围箱梁自重Q1=27.7KN/㎡,边腹板范围箱梁自重Q1=13.26KN/㎡。
现浇箱梁A-A断面翼板范围箱梁自重Q1=26×
0.45=11.7KN/㎡(A-A断面),箱室下底板范围箱梁自重Q1=13.0KN/㎡,箱室范围箱梁自重Q1=38.20KN/㎡.通过以上比较得,箱梁混凝土自重最大为D-D断面箱室范围箱梁自重,其值为Q1=56.34KN/㎡。
1.2.6.1碗扣节点承载力验算
碗扣节点承载力按下式验算:
——下碗扣抗剪强度设计值不小于60kN,取60kN。
=(56.34+1.5+2.5+2.0)×
0.6×
0.9
=33.6636KN,安全系数取1.0,
Nmax=33.6636≤Qb=60KN,满足碗扣抗剪强度要求。
1.2.6.2立杆顶托承载力验算
立杆顶托承载力按下式验算:
——顶托设计值不小于40kN,取40kN。
=(56.34+1.5+1.0+2.0)×
=32.8536KN,安全系数取1,
,满足顶托强度要求。
1.2.6.3立杆底座承载力验算
立杆底座承载力按下式验算:
——底座设计值不小于40kN,取40kN。
=(56.34+1.5+1.0+2.0+4.75)×
=35.4186KN,安全系数取1,
满足顶托强度要求。
1.3地基承载力验算
根据地基承载力处理方式以及由以上立杆底座承载力计算得,按照最不利荷载,Nmax=35.4186KN,立杆可调底座面积,立杆底座下混凝土基础承载力:
δ=Nmax/Ab=35.4186/0.0225=
所以,立杆底座下混凝土基础强度满足要求。
底座放置在混凝土上,按照力传递面积计算:
按照最不利荷载考虑:
通过计算该方案地基承载力满足施工要求。
1.4满堂支架整体抗倾覆分析计算
根据JTJ041—2000《公路桥涵施工技术规范》9.2.3条稳定性要求,支架在自重和风荷载等作用下的抗倾覆稳定时,倾覆稳定系数不得小于1.3。
采用本桥中跨25m验算支架抗倾覆能力:
桥梁宽2×
17m,长126m,支架宽20.60m,支架横桥向36排,纵桥向27排,高度取6m。
KTC50型可调托撑共需要36×
27×
2=1944个;
立杆需要36×
6=5832m;
纵桥向横杆需要27×
7(层数)×
25=4725m;
横桥向横杆需要36×
20.6=5191m;
故,钢管总重;
KTC50型可调托撑总重;
所以,;
稳定力矩,;
依据以上对风荷载计算
梁底部支架高与梁高取7.6m,25m跨迎风面积,
25m跨共受力;
倾覆力矩;
所以,
计算结果说明本方案的满堂支架整体满足抗倾覆要求。
1.5支架的预压
1.5.1预压的目的
为检查地基承载力及支架承受梁体荷载的能力,减少和消除支架产生的非弹性变形、碗扣件接头、碗扣件与方木、方木间的间隙、地基瞬时沉降等并获取支架预压沉降观测值用来做设置预拱值的参考数据。
1.5.2加载方法
支架搭设完毕、底板模板铺设完毕之后进行加载预压。
预压采用钢筋进行,用25t汽车吊吊装钢筋,按要求的位置和高度人工配合堆码,预压重量为设计重量的1.2倍。
预压分两级进行,第一级荷载控制在总荷载的2/3左右。
第一次加载后,荷载维持一天进行观测,第二天,进行最后一级荷载加载。
最后一级维持时间根据预压沉降观测值确定,连续3天,每天沉降观测平均值小于3mm后,即可卸载。
预压过程中对支架沉降进行连续观测。
以I匝道2#桥第二联为例,箱梁底部共加载约1332T,在翼缘板范围内每侧加载约406T。
1.5.3观测点设置及观测频率
1.5.3.1观测点设置
观测点纵向按照箱梁跨度的0.25L、0.5L、0.75L及距墩柱中心前后1.5m设置5个断面,每个断面横向设置7个点,具体布置详见支架断面观测点布置图。
1.5.3.2沉降观测频率
①每级荷载添加前观测一次;
②每级荷载添加完毕观测一次;
③每天至少观测一次;
④卸载前观测一次;
⑤卸载后观测一次。
1.5.3.3观测注意事项
a.观测频率和时间按上述规定外,可根据实际情况适当增加或延长。
b.箱梁浇注前在腹板位置与预压对应位置设置观测点,观测混凝土施工过程中的支架沉降。
c.每次观测得到的数据认真记录在沉降量观测专用表格内。
1.5.4数据整理分析及预拱度的设置
1.5.4.1数据整理分析
观测结束对测量数据进行处理,根据总沉降值和卸载后观测值计算弹性变形量。
1.5.4.2预拱度的设置
确定预拱度时考虑下列因素:
支架在荷载作用下的总变形量,支架在荷载作用下的弹性压缩,支架在荷载作用下的非弹性压缩;
箱梁设计反拱度,根据设计院提供。
根据梁的拱度值线形变化,其它各点的预拱度值,应以中间点为最高值,以梁的两端为零,按二次抛物线进行分配。
预拱度曲线方程:
取梁端点为坐标原点,跨长为L,主梁跨中反拱度值δ,反拱度向下设置。
本方案中充分考虑各种因素反拱度值δ按2.0cm考虑,各点预拱度设置根据上式计算。
根据箱梁砼浇注结束沉降观测量值、预应力施加完毕后一段时间观测所得的起拱度与预压观测量值的对比,进一步调整预拱值。
1.1支架施工安全措施
1.1.1支架搭设
1、对进入现场的脚手架构配件,使用前应对其质量进行复检。
构配件应按品种、规
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