中铁二十二局集团有限公司海沧货运通道(疏港通道-海翔大道段)Ⅱ标 满堂支架检算书
1、海沧货运通道(疏港通道-海翔大道段)工程桥梁工程设计图; 2、本工程各桥梁下部结构设计图纸 ;
3、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011); 4、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004);
5、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008); 6、《路桥施工计算手册》; 7、《公路施工手册》
8、《钢结构设计规范》(GB50017—2003); 9、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002); 10、钢筋混凝土重度rc=26KN/m3; 11、恒载系数1.2,活载系数1.4。
12、施工人员及机械活载按1KN/m2。(参考【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》取值)。
13、模板重量q=2.5KN/m2。 竹胶板模板、木框架,参考【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》取值。 四、荷载计算
1、 箱梁横断面参数
被支撑梁段横截面面积:A=16.998m2;梁高H=2.2m,箱梁顶面宽度B=25.8m(如下图如示,单位:cm)。
2、 支架设计荷载
25.8m箱梁标准断面图5
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①、箱梁结构荷载: q1=26KN/m3;
②、箱梁模板荷载:q2=2.5KN/m2; ③、振捣、倾倒混凝土荷载:q3=4 KN/m2;
④、施工人、机活载:q4=1.0KN/m
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五、 结构设计内力及检算
由满堂支架布置图可知,腹板、中隔板及横梁位置立杆的横向*纵向间距为60*60cm,底板位置立杆的横向*纵向间距为90*60cm,其中腹板、中隔板及横梁位置梁高(混凝土净高)为2.2m,底板位置混凝土高度为0.5m。腹板、中隔板及横梁处的荷载处于最不利荷载位置,因此验算此位置的荷载即可。 1、横向分配梁荷载验算
横向分配梁采用10*10cm方木,作为支架横分配梁与底模板背楞,根据《木结构设计规范》 :普通松木的抗弯强度设计值fm=13 MPa,抗剪强度fv=1.5 MPa,弹性模量为E=9.5*103 MPa,挠度极限值L/400。Wx=166.7cm3,Ix=833 cm4,Sx=125 cm3。
横向分配梁的间距按30cm布置,跨距为60cm。腹板及中隔板处混凝土的自重荷载q1-1=2.2*26=57.2KN/m2
计算荷载为1.2*(q1-1+q2)+1.4*(q3+q4)= 78.64 KN/m2
其线荷载q=0.3*78.64=23.6 KN/m,按2跨连续梁布置,其受力简图如下:
可求得Mmax=1.062KN.m,Vmax=8.85KN,Fmax=17.7KN
1) 弯拉应力σ=Mmax/ Wx=6.37 MPa< fm = 13 MPa,满足要求。 2) 剪应力τ=(Vmax*Sx)/(Ix*b)=1.32 MPa< fv = 1.5 MPa,满足要求。 3) 扰度ω=5ql4/384EI=0.5mm< l/400=1.5mm, 满足要求。
2、纵梁荷载验算
q=23.6KN/m6
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纵梁采用工10工字钢,查《路桥施工计算手册》附表3-31热轧普通工字钢截面特性表,得工10型钢的截面特性:截面惯性矩Ix=245cm4,Wx=49cm3,A=14.33 cm2;Sx=28.2cm3,d=4.5mm。钢材的力学性能:弹性模量E=2.1×105 MPa,容许弯曲应力σw=215 MPa,容许剪应力τ=125 MPa。
纵梁跨距为60cm,腹板及中隔板处混凝土的自重荷载q1-1=2.2*26=57.2KN/m2
计算荷载为1.2*(q1-1+q2)+1.4*(q3+q4)= 78.64 KN/m2
其线荷载q=0.6*78.64=47.2 KN/m,按2跨连续梁布置,其受力简图如下:
可求得Mmax=2.12KN.m,Vmax=17.7KN,Fmax=35.4KN
1)弯拉应力σ=Mmax/ Wx=43.2 MPa < σw = 215MPa ,满足要求。 2)剪应力τ=(Vmax*Sx)/(Ix*d)=45.3 MPa < τ = 125MPa,满足要求。
3)扰度ω=5ql4/384EI=0.15mm < l/400=1.5mm, 满足要求。 3、支架立杆荷载验算
支架立杆采用φ48×3.5mm钢管(鉴于市场上反复周转使用的钢管构件规格难以达标,在计算中采用φ48×3.0mm钢管进行计算),其在腹板中隔板及横梁处的纵横向布置为0.6*0.6m,步距为1.2m。钢管的力学参数如下:
φ48×3.0mm钢管相关设计参数 外径d(mm) 48 抵抗矩W(mm3) 4.493×103 壁厚t(mm) 3.0 回旋半径(mm) 15.95 截面积A(mm2) 4.24×102 弹性模量 2.0×105
立杆、横杆承载性能
惯性矩I(mm4) 1.078×105 钢管容许应力 205MPa 7
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立杆 步距(m) 0.6 1.2 1.8 2.4 1)强度验算
允许荷载(KN) 横杆长度(m) 40 30 25 20 0.9 12 1.5 1.8 横杆 允许集中荷载(KN) 4.5 3.5 2.5 2.0 允许均布荷载(KN) 12 7 4.5 3 计算荷载=1.2*(q1-1+q2)+1.4*(q3+q4)=78.64KN/m2
单根立杆所受荷载N=78.64*0.6*0.6=28.3 KN < 30KN,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》(JGJ166-2008)有关模板支架立杆的稳定性计算公式:
N/?A?MW/W?[?](组合风荷载)
N―钢管所承受的最大垂直荷载,上式计算得N=13.41KN; 单根钢管截面面积(按壁厚3mm计,另外乘以0.75折减系数): A=424×0.75=318mm2
ф为轴心受压杆件的稳定系数,根据长细比λ查表即可求得ф, λ=L/i,回转半径i=15.78mm,L为立杆步距,L=120cm,
λ=L/i=120/1.578=76.04,查路桥施工计算手册附录三P790页,得ф=0.676 MW为计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩: MW=0.85×1.4MWK=(0.85×1.4ωK1ah2)/10
式中MWK―风荷载标准值产生的弯矩形;ωK―风荷载标准值; 1a―立杆纵距;h―立杆步距; ωK=0.7μzμsω0
μz―风压高度变化系数,本工程邻近海面,地面粗糙度为A类,离地面高度大于10m,查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(GBJBJ166-2008)表7.2.1风压高度变化系数得μz=1.38
μs―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μs=1.2;
ω0―基本风压(KN/㎡),查《建筑结构荷载规范》表D.4雪压和风压表,得ω0
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