现浇箱梁支架设计毕业设计.docx
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现浇箱梁支架设计毕业设计
箱梁支架计算书-1-
1.1编制依据-1-
1.2工程概况-1-
1.3现浇箱梁支架设计-1-
1.3.1支架地基处理-1-
1.3.2现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求-2-
1.4现浇箱梁支架验算-2-
1.4.1荷载计算-3-
1.4.2荷载计算-3-
1.4.3箱梁自重分析-6-
1.5结构验算-7-
1.5.1箱梁底模验算-7-
1.5.2箱梁侧模板验算-9-
1.5.3箱梁底模下横向方木验算-10-
1.5.4扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算-20-
1.5.5碗扣节点、立杆顶托、立杆底座承载力验算-25-
1.6地基承载力验算-26-
1.7满堂支架整体抗倾覆分析计算-26-
1.8支架的预压-27-
1.8.1预压的目的-27-
1.8.2加载方法-27-
1.8.3观测点设置及观测频率-28-
1.8.4数据整理分析及预拱度的设置-28-
1.9支架施工安全措施-29-
1.9.1支架搭设-29-
现浇箱梁支架设计
支架地基处理
在支架施工前,首先用挖掘机将地基整平,然后用压路机碾压。
局部地段采取换填处理,具体为挖出腐质土等软弱土层,换填碎石土,进行分层碾压。
泥浆池及基坑采取先清除淤泥及杂物,抽水排干后,同样用碎石土进行分层回填碾压密实。
地基承载力应大于200KPa。
处理范围应宽出搭设支架范围0.5米。
支架地基碾压处理完毕后,在碾压密实的地基上浇筑厚20㎝的C15砼进行硬化。
现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求
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。
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。
荷载计算
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。
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
Q1=26×0.45=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。
Q1=26×(0.25+0.40)=16.9KN/㎡
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
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,
箱梁自重分析
根据以上箱梁自重荷载计算得
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/㎡;
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)
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×横桥向间距×横杆步距为90cm×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
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。
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)×0.3
=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。
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。
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。
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。
2模板挠度计算
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。
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。
现浇箱梁A-A断面
A-A断面翼板部位
在此范围支架设置纵桥向间距×横桥向间距×横杆步距为。
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。
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