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南友路K85+175斜腿刚构支架设计,毕业设计论文
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南友路 K85+175斜腿刚构支架设计 【摘 要】文章介绍了南友路 K85+175 斜腿刚构支架设计以及支架搭设的构造处理。 【关键词】支架；强度；刚度；斜腿刚构 一、概况 南友路 K85+175 斜腿刚构中跨 25 米，边跨 12 米，桥面净宽 4.5 米，设计荷载：汽车 10 级。该斜腿刚构属有台斜腿刚构。斜腿与主梁连结设计为刚节点。刚节点各杆按其刚度大小参与节点弯矩分配，承受弯矩。斜腿断面形式为矩形变截面。主梁截面形式为空心梁悬臂板。两空心园直径为 0.68 米。斜腿、主梁现浇砼量为 158.1m3。因施 工条件限制，斜腿刚构所在位置无施工便道。施工来往车辆必须从主线通行。在支架设计时要考虑施工过车门洞设置。 二、支架设计 （一）支架设计的有关资料和材料要求 1.支架搭设使用的材料：采用 Q235A（ 3 号）钢焊接钢管，外径 48 毫米，壁厚 3 毫米。其化学成份与机械性能符合国家标准普通碳素钢技术条件（ GB 700 88）中的 3 号镇静钢的要求。 钢管扣件主要采用直角扣件，作两垂直相交的钢管连接用；旋转扣件，用于 2 根任意相交钢管连接；对接扣件，供对接钢管用。扣件应符合可锻铸铁分类及技术条件（ GB978 67）的规定。机械性能不低于 KT33 8 的锻铸铁制造要求。扣件附件： T 形螺栓、螺母、垫圈所采用的材料应符合普通碳素结构钢技术条件（ GB700 79）中 A3 的规定；螺纹要符合普通螺纹（ GB196 81）的规定；垫圈要符合垫圈（ GB96 76）的规定；单个可调支托设计荷载为 30KN。 2.斜腿刚构采用 C50 砼现浇。 3.底模采用 1.51.8m 大片刚模和 1.50.3m 组合钢模，内模采用竹笼制成。 4.支架主杆纵横间距拟为 700700 毫米，竖向步距 1200 毫米，视计算结果再行调 整。 5.中跨跨中预拱度 3.5cm，其余点预拱度值按 y=4f 拱 （ L X） /L2 进行计算。边跨不设预拱值。 6.地面处理：主线地面铺装水稳层，设计强度为 2.5MPa；斜坡部分 7.5 号砂浆砌片石台阶 45cm 厚。 7.斜腿、主梁构造（见图 1、图 2、图 3）： 图 1 立面 nts 图 2 A A 图 3 B B （二）支架杆件受力计算 1荷载计算 : （ 1）组合钢模板： G1=0.50KN/m2 （ 2）竹笼内模 (实测 0.10KN/m)： G2=20.11/2.5=0.08KN/m2 （ 3）现浇砼空心梁重： (2.50.9 3.140.3422)125=38.00KN G3=38/(12.5)=15.20KN/m2 （ 4）施工人员及机具荷载： G4=1.50KN/m2 （ 5）振动砼产生的荷载： G6=2.00KN/m2 （ 6）钢管支架重（ 33.3N/m）： G6=（ 51.4+5） 33.3/(0.70.7)=815.51N/m21.00KN/m2 安全系数 K=1.2 G=1.2Gi=1.2(0.5+0.08+15.2+1.5+2.0+1.0)=24.34KN/m2 2大横杆计算： （ 1）荷载计算 (按均布线荷载考虑 )： q=0.7G=0.724.34=17.04KN/m （ 2）计算简图（按三跨连续梁考虑。见图 4） 图 4 计算简图 （ 3）计算 弯曲强度： max .1qL2 .117.040.7210（ .49310） 185.84MPA 215.00MPa 弯曲刚度： qL4 150EI 17.047004（ 1502.11051.078105） nts 1.21mm L 250 700/250 2.80mm 满足要求。 3小横杆计算： （ 1）荷载计算（大横杆传给小横杆为集中力）： P q.L 17.040.7 11.93KN （ 2）计算简图（按二跨连续梁最不利荷载考虑。见图 5）： 图 5 计算简图 （ 3）计算： 弯曲强度： 1 max 0.18811.930.710 (4.49310) 349.43Mpa 215.00Mpa 一根钢管不满足要求，改用两根钢管。得： 2 max 349.43/2 174.72Mpa 215Mpa 弯曲刚度（查表）： 表中系数 PL3 100EI 0.91111.930.73106 (1002.11051.078105) 1.65mm 700/250 2.8mm 满足要求。 4立杆计算 （ 1）计算简图按两端铰接受压构件计算。 （ 2）每根立杆承受的力： N 24.340.70.7 11.93KN/根 立杆承受小横杆传来的荷载，其竖向步距为 1200 毫米。 L i 1200/15.95 75，查表得 0.682 0.682424215 62.17KN N满足要求。 nts （ 3）立杆地基承载力验算： N/Ab 11.93103/(3.142423) 2.20Mpa 2.50Mpa(地面为水稳层 ) (三 )过车门洞处理 1.构造处理（见图 6）： 图 6 2.计算简图（见图 7）： 图 7 3.杆件内力计算结果，详见计算结果图 8。 图 8 说明：因为结构、荷载对称，所以内力也对称。故只标注一半杆件内力；正号为受拉杆，负号为受压杆；计算过程略。 4.杆件强度验算 Nmax 30.31KN L 0.99m， 990/15.95 44， 查表得： 0.76 nts 0.76424215 69.28KN Nmax 满足要求。 （四）过斜腿处 横向支架处理 1.构造处理（见图 9）： 图 9 2.计算简图（见图 10）： 图 10 3.杆件内力计算结果，详见计算结果图 11。 图 11 说明：因为结构、荷载对称，所以内力也对称。故只标注一半杆件内力；正号为受拉杆，负号为受压杆；计算过程略。 4.杆件强度验算 Nmax 17.62KN L 0.7m， 700/15.95 62， 查表得： 0.867 1 0.867424215 79.04KN Nmax 1 满足要求。 另外斜杆： N 17.62KN(压 ) L 0.99 m， 990/15.95 62， 查表得： 0.76 nts 2 0.867424215 79.04KN N 2 满足要求。 （五）确定支架立杆纵、横间距和横杆竖向步距 根据以上计算结果支架立杆纵、横间距和横杆竖向步距可不调整。 （六）支架构造处理 1.斜腿支撑构造处理（图 12）。 图 12 2.横向剪刀撑（图 13）。 图 13 （下转第 17） （上接第 9 页） 3.纵向剪刀撑（图 14）。在支架外侧、主梁边各设一道纵向剪刀撑。 4.小横杆与可调支托的连接（图 15）。 5.在过车门洞顶设一道水平剪刀撑。 6.纵、横立杆均设扫地杆。 nts 7.过车门洞沿桥方向设扫地杆，并在其上填土 100 毫米厚，减少砼浇筑凝结过程行车对支架的振动。 三、结论 支架在 使用过程中，末发现异常情况；拆卸后，工程实体量测符合设计和施工规范要求，实践证明该支架强度、刚度和稳定性均满足施工使用要求。 【参考文献】 1周永兴，何兆益，邹毅松路桥施工计算手册 S人民交通出版社 一、概况 南友路 K85+175 斜腿刚构中跨 25 米，边跨 12 米，桥面净宽 4.5 米，设计荷载：汽车 10 级。该斜腿刚构属有台斜腿刚构。斜腿与主梁连结设计为刚节点。刚节点各杆按其刚度大小参与节点弯矩分配，承受弯矩。斜腿断面形式为矩形变截面。主梁截面形式为空心梁悬臂板。两空心园直径为 0.68 米。斜腿、主梁现浇砼量为 158.1m3。因施工条件限制，斜腿刚构所在位置无施工便道。施工来往车辆必须从主线通行。在支架设计时要考虑施工过车门洞设置。 二、支架设计 （一）支架设计的有关资料和材料要求 1.支架搭设使用的材料：采用 Q235A（ 3 号）钢焊接钢管，外径 48 毫米，壁厚 3 毫米。其化学成份与机械性能符合国家标 准普通碳素钢技术条件（ GB 700 88）中的 3 号镇静钢的要求。 钢管扣件主要采用直角扣件，作两垂直相交的钢管连接用；旋转扣件，用于 2 根任意相交钢管连接；对接扣件，供对接钢管用。扣件应符合可锻铸铁分类及技术条件（ GB978 67）的规定。机械性能不低于 KT33 8 的锻铸铁制造要求。扣件附件： T 形螺栓、螺母、垫圈所采用的材料应符合普通碳素结构钢技术条件（ GB700 79）中 A3 的规定；螺纹要符合普通螺纹（ GB196 81）的规定；垫圈要符合垫圈（ GB96 76）的规定；单个可调支托设计 荷载为 30KN。 2.斜腿刚构采用 C50 砼现浇。 3.底模采用 1.51.8m 大片刚模和 1.50.3m 组合钢模，内模采用竹笼制成。 4.支架主杆纵横间距拟为 700700 毫米，竖向步距 1200 毫米，视计算结果再行调整。 5.中跨跨中预拱度 3.5cm，其余点预拱度值按 y=4f 拱 （ L X） /L2 进行计算。边跨不设预拱值。 6.地面处理：主线地面铺装水稳层，设计强度为 2.5MPa；斜坡部分 7.5 号砂浆砌片石台阶 45cm 厚。 7.斜腿、主梁构造（见图 1、图 2、图 3）： nts 图 1 立面 图 2 A A 图 3 B B （二）支架杆件受力计算 1荷载计算 : （ 1）组合钢模板： G1=0.50KN/m2 （ 2）竹笼内模 (实测 0.10KN/m)： G2=20.11/2.5=0.08KN/m2 （ 3）现浇砼空心梁重： (2.50.9 3.140.3422)125=38.00KN G3=38/(12.5)=15.20KN/m2 （ 4）施工人员及机具荷载： G4=1.50KN/m2 （ 5）振 动砼产生的荷载： G6=2.00KN/m2 （ 6）钢管支架重（ 33.3N/m）： G6=（ 51.4+5） 33.3/(0.70.7)=815.51N/m21.00KN/m2 安全系数 K=1.2 G=1.2Gi=1.2(0.5+0.08+15.2+1.5+2.0+1.0)=24.34KN/m2 2大横杆计算： （ 1）荷载计算 (按均布线荷载考虑 )： q=0.7G=0.724.34=17.04KN/m （ 2）计算简图（按三跨连续梁考虑。见图 4） 图 4 计算简图 （ 3）计算 弯曲强度： max .1qL2 .117.040.7210（ .49310） nts 185.84MPA 215.00MPa 弯曲刚度： qL4 150EI 17.047004（ 1502.11051.078105） 1.21mm L 250 700/250 2.80mm 满足要求。 3小横杆计算： （ 1）荷载计算（大横杆传给小横杆为集中力）： P q.L 17.040.7 11.93KN （ 2）计算简图（按二跨连续梁最不利荷载考虑。见图 5）： 图 5 计算简图 （ 3）计算： 弯曲强度： 1 max 0.18811.930.710 (4.49310) 349.43Mpa 215.00Mpa 一根钢管不满足要求，改用两根钢管。得： 2 max 349.43/2 174.72Mpa 215Mpa 弯曲刚度（查表）： 表中系数 PL3 100EI 0.91111.930.73106 (1002.11051.078105) 1.65mm 700/250 2.8mm 满足要求。 4立杆计算 （ 1）计算简图按两端铰接受压构件计算。 （ 2）每根立杆承受的力： N 24.340.70.7 11.93KN/根 立杆承受小横杆传来的荷载，其竖向步距为 1200 毫米。 nts L i 1200/15.95 75，查表得 0.682 0.682424215 62.17KN N满足要求。 （ 3）立杆地基承 载力验算： N/Ab 11.93103/(3.142423) 2.20Mpa 2.50Mpa(地面为水稳层 ) (三 )过车门洞处理 1.构造处理（见图 6）： 图 6 2.计算简图（见图 7）： 图 7 3.杆件内力计算结果，详见计算结果图 8。 图 8 说明：因为结构、荷载对称，所以内力也对称。故只标注一半杆件内力；正号为受拉杆，负号为受压杆；计算过程略。 nts 4.杆件强度验算 Nmax 30.31KN L 0.99m， 990/15.95 44， 查表得： 0.76 0.76424215 69.28KN Nmax 满足要求。 （四）过斜腿处横向支架处理 1.构造处理（见图 9）： 图 9 2.计算简图（见图 10）： 图 10 3.杆件内力计算结果，详见计算结果图 11。 图 11 说明：因为结构、荷载对称，所以内力也对称。故只标注一半杆件内力；正号为 受拉杆，负号为受压杆；计算过程略。 4.杆件强度验算 Nmax 17.62KN L 0.7m， 700/15.95 62， 查表得： 0.867 1 0.867424215 79.04KN Nmax 1 满足要求。 nts 另外斜杆： N 17.62KN(压 ) L 0.99 m， 990/15.95 62， 查表得： 0.76 2 0.867424215 79.04KN N 2 满足要求。 （五）确定支架立杆纵、横间距和横杆竖向步距 根据以上计算结果支架立杆纵、横间距和横杆竖向步距可不调整。 （六）支架构造处理 1.斜腿支撑构造处理（图 12）。 图 12
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