连续箱梁碗扣支架计算书1、工程概况xx干道上跨xxR区1#路桥为中环快速干道(xx段)在xx处上跨xxR区x#路桥。
跨线桥桥面总体宽度为:5.0m(人行道)+12.0m(行车道)+2.0m(中分带)+16.5m(行车道) +4.0m(人行道)=39.50m,双向6车道,横向分成左右两幅桥,主梁分别采用C50单箱四室和单箱三室现浇混凝土简支箱梁。
2、计算依据《xx快速干道上跨xxR区x#路桥》施工设计图《结构力学》、《材料力学》、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)《路桥施工计算手册》3、支架分析3.1、支架方案(1)支架设计支架采用碗扣支架搭设,碗扣立杆外径为φ48钢管,壁厚3.5mm,支架横向间距均为0.9米;纵向间距均为0.9米,在距两桥台3.0米的位置纵向间距为0.6米,纵横杆排距1.2米。
支架顶口及底口分别设顶托与底托来调整高度(顶托和底托外露高度需满足相关规范要求),水平和高度方向分别采用钢管加设水平连接杆和坚向剪刀撑。
横桥向剪刀撑为间距4.0米搭设,纵桥向间距也为4.0米,必要时根据现场施工情况,对全桥剪刀撑进行加密。
箱梁底模采用δ=15mm的竹编胶合模板,底模小楞采用间距0.3米的100×100mm方木,大楞采用150×150mm方木,具体布置见”箱梁支架构造图”。
由于该桥跨线,需要预一行车道,设置单车道门通,门通净高4.5米,净宽4米,门式通道采用钢管桩加Ⅰ40b工字钢搭设。
钢管桩横桥向布置见图。
横桥向采用Ⅰ40工字钢,在工字钢上面再横铺Ⅰ40b号工字钢,间距90cm,其上满铺木板,防高空坠物。
箱梁底模采用δ=15 mm的竹编胶合模板,底模小楞采用间距0.3米的100×100mm方木,大楞采用150×150mm方木,具体布置见”碗扣支架正面示意图”。
4、支架计算4.1荷载分析①扣件式钢管支架自重,包括立柱、纵向水平杆、横向水平杆、支承杆件、扣件等,可按表1查取。
表1 扣件式钢管截面特性②新浇砼容重按26kN/m3计算,箱底:22.0KPa,翼板:7.50 KPa。
③模板自重(含内模、侧模及支架)以砼自重的5%计,则:箱底:1.10KPa, 翼板:0.375 KPa。
④施工人员、施工料具堆放、运输荷载: 2.0kPa⑤倾倒混凝土时产生的冲击荷载: 2.0kPa⑥振捣混凝土产生的荷载: 2.5kPa荷载组合计算强度:q=1.3×(②+③)+1.4×(④+⑤+⑥)计算刚度:q=1.3×(②+③)4.2箱梁支架检算:中环快速干道上跨同兴B区1#路桥箱梁全桥砼786.86 m3。
单幅梁长30.00米,底板宽15.40和12.40米,顶板宽20.40和17.40米,梁高1.6米,腹板高1.15米,厚0.50~0.8米,底板厚0.20~0.40米。
(一)底模检算底模采用δ=15 mm的竹编胶合模板,直接搁置于间距L=0.3米的方木小楞上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。
1、荷载组合箱底: q=1.3×(22.0+1.1)+1.4×(2.0+2.0+2.5)=39.13kN/m 翼板: q=1.3×(7.50+0.375)+1.4×(2.0+2.0+2.5)=14.46kN/m2、截面参数及材料力学性能指标W=bh2/6=1000×152/6=3.75×104mm3I=bh3/12=1000×153/12=2.81×105mm3竹胶板容许应力[σ]=80MPa,E=6×103MPa。
3、承载力检算(1)梁底a强度M max=ql2/10=39.13×0.3×0.3/10=0.352KN×mσmax=M max /W=0.352×106/2.4×104=14.67MPa≤[σ0] 合格 b刚度荷载: q=1.3×(22.0+1.10)=30.03kN/mf=ql4/(150EI)=30.03×3004/(150×6×103×2.81×105)=0.72mm≤[f0]=300/400=0.75mm 合格(2)翼板(a)强度M max=ql2/10=14.46×0.3×0.3/10=0.13KN×mσmax=M max /W=0.13×106/3.75×104=3.46MPa≤[σ0] 合格b刚度荷载: q=1.3×(7.50+0.375)=10.24kN/mf=ql4/(150EI)=10.24×3004/(150×6×103×2.81×103)=0.33mm≤[f0]=300/400=0.75mm 合格(二)方木小楞检算方木搁置于间距0.9米的方木大楞上,小楞方木规格为100×100mm,小楞亦按连续梁考虑.1、荷载组合箱底:q1=(1.3×(22.0+1.1)+1.4×(2.0+2.0+2.5))×0.3+6×0.1×0.1=11.80kN/m翼板:q2=(1.3×(7.50+0.375)+1.4×(2.0+2.0+2.5))×0.3 +6×0.1×0.1=4.30kN/m2、截面参数及材料力学性能指标W=a3/6=1003/6=1.67×105mm3I=a4/12=1004/12=8.33×106mm3方木的力学性能指标按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值,则:[σ]=12×0.9=10.8MPa,E=9×103×0.9=8.1×103MPa。
3、承载力计算(1)梁底a强度M max=q1l2/10=11.80×0.92/10=0.955KN.mσmax=M max /W=0.955×106/1.67×105=5.72MPa≤[σ0] 合格b刚度荷载: q=11.80-1.4×(2.0+2.0+2.5))×0.3= 9.07kN/mf=ql4/(150EI)=9.07×9004/(150×8.1×103×8.33×106)=0.59mm≤[f0]=900/400=2.25mm 合格(2)翼板(a)强度M max=q2l2/10=4.30×0.92/10=0.35KN×mσmax=M max /W=0.35×106/1.67×105=2.10MPa≤[σ0] 合格b刚度荷载: q=4.30-1.4×(2.0+2.0+2.5))×0.3=1.57kN/mf=ql4/(150EI)=1.57×9004/(150×8.1×103×8.33×106)=0.1mm≤[f0]=900/400=2.25mm 合格(三)方木大楞检算大楞规格为150×150mm的方木,考虑箱梁腹板部位的重量较集中,而为了方便计算,箱梁自重是按整体均布考虑,这必将导致腹板处的实际荷载要大于计算荷载,而其它部位的计算荷载比实际荷载偏大,故腹板及底板部位支架横向间距取0.9米,翼板处立柱间距取1.2米,大楞按简支梁考虑。
1、荷载组合小楞所传递给大楞的集中力为:箱底: P1=11.80×0.9=10.62kN翼板: P2=4.2×1.2=5.04kN大楞方木自重:g=6×0.15×0.15=0.14 kN/m2、截面参数及材料力学性能指标W=a3/6=1500/6=5.63×105mm3I=a4/12=1504/12=4.22×107mm3方木的力学性能指标按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值,则:[σ]=12×0.9=10.8MPa,E=9×103×0.9=8.1×103MPa。
3、承载力计算(1)梁底力学模式:a强度按最大正应力布载模式计算:支座反力 R=(10.62×3+0.06×0.9)/2=15.95KN最大跨中弯距 M max=15.95×0.45- 0.06×0.452/2-10.62×0.3=3.97KN.mσmax=M max /W=3.97×106/5.63×105=7.05MPa≤[σ0] 合格b刚度按最大支座反力布载模式计算:集中荷载: P=11.80×4×0.9-1.4×(2.0+2.0+2.5))×0.9= 34.29kN/mf=Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)=34.29×1000×9003/(48×8.1×103×4.22×107)+5×0.14×9004/(384×8.1×103×4.22×107)=1.53mm≤[f0]=900/400=2.25mm 合格(1)翼板力学模式:a强度支座反力 R=(5.04×4+0.14×0.9)/2=10.71KN最大跨中弯距 M max=10.71×0.45-0.14×0.452/2-7.02×0.9=4.23KN.mσmax=M max /W=4.23×106/5.63×105=7.51MPa≤[σ0] 合格b刚度集中荷载: P=4.20×4×0.9-1.4×(2.0+2.0+2.5))×0.9= 6.93kN/mf=Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)=6.93×1000×12003/(48×8.1×103×4.22×107)+5×0.14×12004/(384×8.1×103×4.22×107)=0.733mm≤[f0]=1200/400=30mm 合格(四)满堂支架计算每根立柱所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算,忽略方木小楞自重不计,则大楞传递的集中力:箱底(均以跨度0.9米计算):P1=(1.3×(22.0+1.1)+1.4×(2.0+2.0+2.5))×0.9×0.9 +0.14×0.9=31.82kN翼板:P2=(1.3×(7.50+0.375)+1.4×(2.0+2.0+2.5))×0.9×0.9+0.14×0.9=15.79Kn满堂式碗扣支架按10米高计,其自重为:g=10×0.235=2.35 Kn单根立杆所承受的最大竖向力为:N=31.82+2.35=34.17 kN(1).立杆稳定性:横杆步距为1.2m,故立杆计算长度为1.2m。