满堂支架计算汇报材料.doc

. . . .新建武汉至咸宁城际铁路二标连续梁满堂支架临时结构检算资料中国铁建中铁十一局集团武咸城际铁路二标项目经理部二一一年十一月学习.参考. . . .目 录一、项目概况.1二、临时结构方案.3三、支架布置图.6四、支架计算书.9五、相片资料.23学习.参考. . . .一、项目概况1. 概况武咸城际铁路位于湖北省南部，北连九省通衢武汉，南接鄂南著名的生态城市咸宁，自武汉枢纽武昌站引出，途经东湖新技术开发区、庙山经济开发区，江夏区纸纺镇、于贺站进入咸宁市境内。全线运营长度90.12km，新建正线长度77km，其中武汉市境内长51.6km，咸宁市境内长25.4km。WXSG-2标段位于湖北省咸宁市境内，起点桩号为DK53+500，终点桩号为DK76+062，全长22.562公里。十六潭特大桥位于湖北省咸宁市甘鲁村以及咸安区经济开发区境内，在DK69+960-DK70+000处采用（40+64+40）m连续梁跨越横温路，银泉大道行车道为双向4车道，正宽约24m，与线路夹角144。图1 线路关系图连续箱梁全长145.2m，计算跨径40+64+40m，为单箱单室、变高度、变截面结构。中支点处梁高5.4m，跨中2m直线段及边跨7.6m直线段处梁高均为3.00m,梁底下缘按二次抛物线变化；箱梁顶宽12.2米，箱梁底宽为变截面，中支点处为6.91m，其余按5.54m6.150m线性变化；顶板厚度除梁端附近外均为37cm；底板厚度4472cm，按圆曲线线性变化；腹板厚度5070cm,按折线变化。全梁在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板，横隔板设有过人门洞，供检查人员通过。箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系。主桥箱梁共分7个节段，其中2A0#块长27m、2A1#块长17.5m、2A2#块长27.1m、中跨合拢段2m。图2 主梁立面图图3 主梁横断面图2. 方案选择支架现浇梁施工可采用多种支架法，如墩梁固结支架、满堂支架或组合支架等。本梁选择碗扣式满堂支架施工依据以下几点：2.1 搭设高度：整体搭设高度小于8m（依据公司文件，大于8m时不得采用满堂支架，宜采用墩梁固结形式）2.2 地质情况：旱地，表层为素填土，层厚在0.5-2.2m之间，其次为粉质粘土层，地基承载力为180kPa。挖除换填后即可满足满堂支架地基基础要求。2.3 梁体线型：梁体底部曲线为二次抛物线，利用满堂支架可调顶撑便于梁体线型控制。二、临时结构方案1. 概述十六潭特大桥跨横温路（40+64+40）m连续梁采用满堂支架现浇施工方法。墩身施工完成后,对支架搭设位置进行地基处理，然后搭设满堂支架。图1 支架立面布置图2. 地基处理地表层为素填土，在搭设支架前对其挖除换填（支架搭设宽度14.4m，地基处理范围超出每边1m，即需要换填处理的地基范围宽16.4m）。先测量现有地面高程，确定支架搭设高度及基础顶面高程，再下挖至粉质黏土层，而后回填AB组填料，用振动碾分层碾压密实，处理后测试地基承载力不得小于计算值 （计算地基承载力126.26kPa，考虑保险系数后本文计算取180kPa）。经检验合格后，在上面浇筑10-15cm厚C15混凝土封闭层。基础顶面设置人字形排水坡，基础四周设置梯形排水沟（砂浆抹面）。因地势起伏变化，所以在99#墩位置设置挡墙，形成台阶，通过台阶来调节两侧支架高低过渡。3. 支架搭设采用483.5型碗扣式满堂支架，按横向60cm、纵向60cm、步距60cm进行搭设，同时对腹板下部支架进行加密，调整横向立杆间距为30cm。顶托上横桥向铺设1015cm枕木，其上沿纵桥向分布610cm方木，梁体底板下间距为30cm，腹板下满铺；再在上面铺1.8cm厚竹胶板作为梁底模，宽度不等。3.1 扫地杆支架立杆底部通过可调底座支撑于硬化混凝土面上，并设置纵、横扫地杆，其高度距地面小于或等于35cm。支架顶部加顶撑可进行标高调整，可调顶撑伸出距离距最上层水平杆间距不得大于70cm。3.2 剪刀撑为了确保满堂支架的整体强度、刚度和稳定性，依据规范要求在支架纵、横方向由底至顶连续设置竖向剪刀撑，其间距应小于或等于4.5m；同时当支架高度大于4.8m时在支架顶部与底部设置水平剪刀撑，中间水平剪刀撑设置间距小于或等4.8m。3.3 支架搭设要求按施工方案弹线定位，放置可调底座后分别按先立杆后横杆再斜杆的搭设顺序进行。立杆要求每根竖直，立竖杆后及时加纵、横向平面钢管固定，各根钢管的纵横向间距应严格按设计要求布置，确保满堂支架具有足够的强度、刚度、稳定性。满堂支架搭设完毕后，测量放样，确定每根顶托的高度（每根顶托的标高按其位置处梁底标高减构造模板厚度和纵、横向方木厚度计算,取25cm），保证整个支架的高度一致并满足设计要求。为了施工方便和安全，在中墩的外侧搭设人行工作梯，工作梯采用碗扣式脚手架搭设而成。3.4支架验收与检查3.4.1进入现场的碗扣架构配件应具备以下证明资料：主要构配件应有产品标识及产品质量合格证；供应商应配套提供管材、零件、铸件、冲压件等材质、产品性能检验报告。3.4.2构配件进场质量检查的重点：钢管管壁厚度；焊接质量；外观质量；可调底座和可调托撑丝杆直径、与螺母配合间隙及材质。3.4.3 脚手架搭设质量应按阶段进行检验：首段以高度为6m进行第一阶段的检查与验收；架体应随施工进度定期进行检查；达到设计高度后进行全面的检查与验收；遇6级以上大风、大雨、大雪后特殊情况的检查；停工超过一个月恢复使用前。3.4.4对整体脚手架应重点检查以下内容：保证架体几何不变形的纵、横竖向剪刀撑及水平剪刀撑等设置是否完善；基础是否有不均匀沉降，立杆底座与基础面的接触有无松动或悬空情况；立杆上碗扣是否可靠锁紧；立杆连接销是否安装、斜杆扣接点是否符合要求、扣件拧紧程度；采用扭力扳手检查，不合格重新拧紧到合格为止。3.5 预拱度设置在支架上浇筑连续箱梁时，随着混凝土的增加，支架发现一定的下沉，而梁体在支架拆除后也会发生一定的下挠。为保证梁体在支架拆除后能达到设计要求的外形，在支架搭设时设置合适的预拱度（初设1.8cm），通过预压消除支架非弹性变形，获得弹性变形值后再通过调整底托重新设定标高。4. 支架预压4.1 预压荷载为了检查支架的承载力，减少和清除支架的非弹性变形及地基的沉降量。在铺设完箱梁底模方木后，对全桥支架进行预压，预压荷载按箱梁自重荷载的1.2倍考虑。4.2 预压方法：预压采用砂袋，用吊车吊装逐级加载，砂袋装好后任意挑选五袋对其承重，取其平均重量（按每袋1m3按1.5T计算）。预压重量按计算荷载的40%80%120%分三次逐级加载。即砂袋分层布设，先铺设第一层，全部完成后再铺第二层，最后是第三层。加载前检测沙含水量，加载后在做好防雨措施，遇雨天时应用防雨布覆盖。4.3 预压观测每6小时对观测点观测1次，若24小时的沉降量小于2mm，则可以确认为沉降稳定，并计算总沉降量。在预压前、后和预压过程中，用仪器随时观测跨中、1/4梁跨位置的变形，并检查支架各扣件的受力情况，验证、校核施工预拱度设置值的可靠性和确定支架预拱度设置的合理值。4.4 卸载当观测到24小时的沉降量小于2mm后，不再观测开始卸载。卸载也采用吊车逐个将砂袋卸下。卸载完成后，观测支架的弹性变形。4.5 支架调整及预拱度设置在支架预压完成后，重新标定桥梁中心轴线，对箱梁的底模板平面位置进行放样。预压后通过调承托或木楔精确调整底模板标高。4.6 调整底模板支架预压完成后，根据预压所得数据通过调整顶托来重新调整预拱度，对因预压造成底模变形、破损的需及时更换。5. 支架拆除张拉压浆结束后可拆除支架。支架拆除方向均应由跨中向支点平衡对称进行，尽量减少作用于支架的水平力。三、支架布置图（附后）学习.参考四、支架计算书1. 设计规范铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2-2005）铁路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）铁路桥涵地基与基础设计规范（TB10002.5-2005）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 166-2008）2. 材料2.1 钢材采用Q235-B钢材，并应符合碳素结构钢（GB/T700）的规定。2.2 Q235钢材允许应力 抗拉、抗压和抗弯=140MPa 抗剪=80MPa2.3 木材允许应力（红松） 抗拉、抗压和抗弯=12MPa 抗剪=1.9MPa2.4 钢材容重：78kN/m2.5 混凝土自重：26kN/m2.6 木材自重：9kN/m3. 计算荷载选取中心梁高为4.858处断面检算支架稳定，腹板厚度90cm，底板厚度73cm，顶板厚度37cm。腹板处断面尺寸为0.9m4.858m，面积4.37m2，长度按1m取，折算成每平米均布荷载：26KN/m4.371m/（0.9m1.0m）=126.24KN/m2；底板荷载为底板自重加上上部顶板自重，其断面面积为2.34+3.04=5.38m2，底板宽度取3.898m，长度按1m取，则每平米均布荷载为26KN/m5.381m/（3.898m1.0m）=35.89KN/m2；翼缘板荷载则为26KN/m1.221m/（3.25m1.0m）=9.76KN/m2。图5 梁体断面图图6 断面荷载分部图倾倒砼时产生的冲击荷载: 2.0KN/m2振捣砼时产生的荷载：2.0KN/m2竹胶板自重产生的荷载： 0.018m1m1m9KN/m/1m2=0.16KN/m2纵梁(610cm方木)自重9kN/m，则每米重为0.054kN/m，满铺时0.9kN/m2，间距0.6m时0.09kN/m2；间距0.3m时0.18kN/m2。横梁（1015cm方木）自重9kN/m，则每米重为0.135N/m按0.6m间距布置时0.225kN/支架自重产生的荷载：4KN/m2人及机具活载：1.0KN/m24. 底模板计算面板及方木计算参考路桥施工计算手册，立杆计算参考建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范底模与纵梁受均布荷载，计算可按多跨连续梁检算其强度和挠度，也可采用近似公式计算，本文采用以下近似公式计算。弯曲强度：=M/W=ql/10W抗弯刚度：f=ql4/150EIf横梁受力为集中荷载，查询路桥施工计算手册，按多跨连续梁计算。弯曲强度：=M/W=kPl/W抗弯刚度：f=kPl3/100EIfM最大弯矩值W抗弯截面系数（矩形截面W=bh2/6）I惯性矩（矩形截面I= bh3/12）E弹性模量杆件强度极限值f容许挠度值（f=l/400）b构件计算截面宽度h构件计算基面高度l构件计算跨度q构件均布荷载P构件集中荷载k集中力作用下的静力计算系数（查询静力计算用表）4.1 腹板底模板腹板底模板下满铺610cm方木，所以不对底板竹胶板进行检算。4.2 底板底模板底模采用双面镜面胶合板，板厚为1.8cm，胶合板尺寸为1222441.8cm底模支承在纵梁上，纵梁中心间距为30cm，纵梁尺寸6cm10cm。图7 底模布置图模板承受的组合荷载：q1.2(+) +1.4(+)1.22 =1.2(35.89+0.16) +1.4(2.0+2.0+1.0)1.22 =50.261.22 =61.32KN/m查询路桥施工计算手册表8-13，考虑模板的连续梁则：跨中弯矩为：M= ql2/10 =61.320.32/10 =0.55KN.m抗弯截面系数：W=bh2/6 =1.220.0182/6 =0.6610-4m3最大应力：M/W=8.36MPa12 Mpa弹性模量：E=9.0106KN/m2惯性矩：I= bh3/12 =1.220.0183/12 =0.5910-6m4 最大挠度值：f= ql4/128EI=0.66mmfL/400=0.75mm底模满足要求。5. 纵梁计算5.1 腹板纵梁纵梁为6cm10cm方木，长度3m,跨度为0.6m，间距为0.06m满铺布置，则：图8 模型图则沿纵梁方向承受的组合荷载：q1.2(+) +1.4（+）0.06 =1.2(126.24+0.16+0.9) +1.4（2.0+2.0+1.0）0.06 =159.760.06 =9.59KN/mM=ql/10 =9.590.60.6/10 =0.345kNm图9 弯矩图抗弯截面系数：W=bh2/6 =0.060.12/6 =110-4m3最大应力：=M/W =3.45MPa12 MPa弹性模量：E=9.0106KN/m2惯性矩：I= bh3/12=0.060.13/12=510-6m4图10 变形图最大挠度：f=ql4/150EI =0.18mmfL/400=1.5mm纵梁截面尺寸符合要求。5.2 底板纵梁底板采用1.8cm厚竹胶板，铺设于底610cm纵梁底上部。纵梁采用610cm方木，间距按0.3m布置，最大跨度0.6m，则：图11 模型图q1.2(+) +1.4(+)0.3 =1.2(35.89+0.16+0.9) +1.4(2.0+2.0+1.0)0.3 =51.340.30 =15.40KN/mM=ql/10 =15.400.60.6/10 =0.554kNm图12 弯矩图则最大弯矩为：M=0.554kNm抗弯截面系数：W=bh2/6 =0.060.12/6 =110-4m3最大应力：=M/W =5.54MPa12 MPa 弹性模量：E=9.0106KN/m2 惯性矩：I= bh3/12=0.060.13/12=510-6m4 图13 变形图最大挠度：f=ql4/150EI =0.29mmfL/400=1.5mm底模纵梁截面尺寸符合要求。6. 横梁计算横梁采用1015cm方木长度2.4m，铺设于支架立杆顶撑上，间距0.6m，跨度0.6m，所受荷载为上部纵梁传递的集中荷载，间距按0.3m布置，其荷载值大小为P=1.143ql=1.14315.460.6=10.60kN/m。计算按四跨连续梁计算。图14 模型图抗弯截面系数：W=bh2/6 =0.10.152/6 =3.7510-4m3弹性模量：E=9.0106KN/m2 惯性矩：I= bh3/12=0.10.153/12=28.1310-6m4 M=-0.286Pl =-0.28610.600.6 =-1.82kNm图15 弯矩图即最大应力为=M/W =4.85MPa12 MPa 图16 变形图最大挠度： f=1.764Pl3/100EI =0.16mmfL/400=1.5mm横梁截面尺寸符合要求。7. 立杆计算N - 立杆的轴心压力设计值(kN) ； - 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到； i - 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.58 cm； A - 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.89 cm2； W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3； - 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)； - 钢管立杆抗压强度设计值 ： =205.000 N/mm2； l0- 计算长度 (m)；7.1腹板下立杆计算腹板下立杆间距纵向0.6m，横向0.3m。每根立杆承受的轴心压力设计值：N=1.2(+)+1.4（+）0.30.6 =1.2(126.24+0.16+0.9+4)+1.4（2.0+2.0+1.0）0.30.6 =164.560.30.6 =29.62KN立杆步距为0.6m,碗扣脚手架立杆48mm,壁厚为3.5mm参照扣件式规范，按下式计算 l0= h+2a h - 步距，h=600mm； a - 立杆上端顶托伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.300 m；则立杆计算长度l0 = h+2a =600+600 =1200mm则立杆受压长细比：l0/i=1200/15.8 =75.95查扣件试规范附表得轴心受压立杆的稳定系数： =0.744则钢管立杆的最大应力计算值： =N/A =29.65/(0.7444.89102) =81.5N/mm2=205N/mm2立杆满足设计要求。7.2 底板下立杆计算底板下立杆间距纵向0.6m，横向0.6m。每根立杆承受的轴心压力设计值：N=1.2(+)+1.4（+）0.60.6 =1.2(35.89+0.16+0.9+4)+1.4（2.0+2.0+1.0）0.60.6 =56.140.60.6 =20.21KN立杆步距为0.6m,碗扣脚手架立杆48mm,壁厚为3.5mm参照扣件式规范，按下式计算 l0= h+2a h - 步距，h=600mm； a - 立杆上端顶托伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.300 m；计算立杆长度l0 = h+2a =600+600 =1200mm则立杆受压长细比为：l0/i=1200/15.8 =75.95查扣件式规范附表得轴心受压立杆的稳定系数： =0.744则钢管立杆的最大应力计算值： =N/A =20.27/(0.7444.89102) =55.71N/mm2=205N/mm2立杆满足设计要求。注：立杆计算也可直接依据立杆纵横间距ab范围内荷载小于不同步距下立杆的设计荷载来判断立杆是否满足。图18 计算图示腹板、底板下立杆轴向压力值为29.62kN、20.21kN均小于步距为0.6m是立杆设计荷载40kN，所以立杆满足要求！8. 地基承载力计算地基承载力检算：按最不利位置（梁高5.23m位置）截面，取单位长度1m进行检算。=N/A计算地基承载力A基础底面积N轴心压力值允许地基承载力（天然土以地质勘测报告为准，换填后以实际检测为准）混凝土截面面积为：20.5m ，梁底宽为5.54m，作用于底部5.54m范围基础上每平米荷载为：20.526/（5.541）=96.21kN/m。支架重4kN/m；单位长度混凝土地坪截面面积为：5.540.2=1.11m2，即每平米为0.855125/（5.541）=5kN/m荷载组合：G=1.2（单位面积钢筋混凝土重+支架重+混凝土地坪重）=1.2（96.21+4+5）=126.255kN/m=N/A =126.255/1 =126.255Kpa地基处理后保证承载力不小与126.25kpa；为保证安全处理后地基承载检测不小于180kpa即可。9. 抗倾覆计算计算取边墩位置支架最高处计算，支架高度为11.5m，梁体翼缘板至梁底高度为3m，总高度14.5m。依据建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范第4.3条规定：WK风荷载标准值（KN/m2）s风荷载体型系数；z风压高度变化系数W0基本风压力（K