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文档简介
1、 牛栏江特大桥 8、9号主墩墩身专项施工方案一、概况:1、工程概况:云南昭通至会泽高速公路改扩建工程牛栏江特大桥位于牛栏江两侧,地跨曲靖市会泽县和昭通市鲁甸县,桥梁上部结构为 730m先简支后连续 T梁+102m+190m+102m预应力砼连续刚构桥 +530m先简支后连续 T梁,全桥全长 760.08m,下部结构形式为圆柱墩、门式墩、变截面空心薄壁墩,基础为桩基础。主桥上部构造为 102190102m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁,箱梁根部梁高11.7m,跨中梁高 4.2m;顶板在 0号节段厚 50cm并于 1(1)号节段变化至28cm,其余梁段顶板厚均 28cm;底板厚从跨中至根部由 32c
2、m变化为 130cm,腹板从跨中至根部分五段采用90cm、70cm、50cm三种厚度,箱梁高度和底板厚度按 1.8次抛物线变化。箱梁顶板横向宽12.0m,箱底宽 6.5m,翼缘悬臂长 2.75m。箱梁 0号节段长 13m,每个悬浇“T”纵向对称划分为 22个节段,梁段数及梁段长从根部至跨中分别为 73.5m、94.0m、64.5m,节段悬浇总长 87.5m。悬浇节段最大控制质量 3000kN,边、中跨合拢段长均匀为 2m,边跨现浇段长 6.0m。箱梁根部设四道厚 0.8m的横隔板,中跨跨中设一道厚 0.4m的横隔板,边跨梁端设一道厚1.5m的横隔板。主梁纵桥向按预应力混凝土设计,横桥向按部分预
3、应力A类构件设计。主桥上部构造采用三向预应力,纵、横向、部分竖向预应力采用国家标准预应力混凝土用钢绞线(GB/T5224-2003)高强度低松弛钢绞线,其标准强度 fpk=1860MPa,Ep=1.95105MPa,松弛率小于 0.035,设计锚下张拉控制应力 fcon=0.751860=1395MPa,塑料波纹管管道偏差系数为 0.0015、摩阻系数为 0.17;金属波纹管管道偏差系数为 0.0015、摩阻系数为 0.25。箱梁纵向钢束每股直径 15.2mm,大吨位群锚体系;顶板横向钢束每股直径系;为提高竖向预应力的有效性,箱梁竖向预应力在梁高大于 7m的节段(0号至 12号梁段)采用 15
4、-3G钢绞线,其余梁段采用精轧螺纹钢筋且辅以采用千斤顶进行二次张拉、12.7mm,扁锚体扭力扳手进行锚固等措施。纵向、横向预应力束采用预埋塑料波纹管成孔,真空辅助压浆工艺,其余采用镀锌金属波纹管。牛栏江特大桥主要墩身施工结构物尺寸见下表所受 墩高墩位墩柱形式备注(米)6号墩变截面空心墩变截面空心墩变截面双肢 -空心墩变截面空心墩变截面空心墩变截面空心墩变截面空心墩3757130706865502边 100:1收坡2边 100:1收坡每肢 3边 80:1收坡2边 100:1收坡2边 100:1收坡2边 100:1收坡2边 100:1收坡7号墩8号墩、9号墩10号墩11号墩12号墩13号墩2、编制
5、依据2.1、牛栏江特大桥施工图。2.2、本合同段实施性施工组织设计。2.3、集团成熟的、可借鉴的施工经验。2.4、相关规范、标准国家现行交通部颁公路工程质量检验评定标准 (JTGF80/1-2004)。中华人民共和国交通部标准公路桥涵施工规范 (JTJ041-2000)。建筑结构荷载规范钢结构设计规范(GB 50009-2001)(GB 50017-2003)(GB 50010-2002)混凝土结构设计规范混凝土结构工程施工质量验收规范(GB 50204-2002)建筑施工计算手册钢结构工程施工质量验收规范二、施工计划江正荣编著(GB 50205-2001)1、进度计划:2013年 12月 1
6、日至 2014年 5月 30日2、主要机具设备计划每个主墩为一个单位配置的主要机具设备如下: 序号1设备名称挖掘机单位台辆辆台台台套套套盏m2m2台个台套数量12自卸汽车砼运输车砼振动棒电焊机23841020256三一重工 90输送泵模板748温度监控仪器循环冷却水系统碘钨灯49110111213141516308006006土工布彩条布水泵循环水池200KW发电机1500搅拌站2123、材料准备计划牛栏江特大桥 8、9号主墩为变截面薄壁空心墩, C50混凝土,混凝土量 13011.8立方,墩身中部位置设柱间系梁一道。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证墩身混凝
7、土顺利施工。材料总需求量见下表所示:序号名称设计用量5556t材料准备量5600t备注1水泥6114m39049m36500m310000m 32345砂碎石粉煤灰高效减水剂625t700t80t74.1t4、劳动力组织4.1、配置的现场管理人员如下:序号1管理人员岗位姓名备注项目经理曹国俊李华东张在静洪家友刘清华史永军白金科2项目总工程师党委书记34项目副经理技术科长56安环环科长试验主任7 8施工队长卫岚9技术主管技术员杨志杰刘有冲张小龙米俊星101112质检科长试验员4.2、每个墩身为一个单位配置的现场施工人员如下:班长1人、技术人员 1人、试验人员 1人、电工 2人、电焊工 8人、模板
8、工 8人、钢筋班 10人、起重工 2人、混凝土运输车司机 8人、模板巡守 2人、泵车司机 3人、混凝土工 25人、测量监控人员 4人、其他配合工人约 7人。三、施工工艺:1、爬模装置系统牛栏江大桥单墩双支外模液压自爬模装置系统表序名称样图规格单位数量备注号1、面板 21mm为进口板2、竖肋采用 H20木工字梁3、模板中包括吊钩、木梁连接爪等标准件。1墩身外模H=6.15mm 24264、项梁、横梁模板现场自备。5、脱模剂工地自备。此报价不包括平台横梁、跳板、护栏钢管、剪刀撑钢管、扣件、安全网及液压油等辅助材料。液压爬模下架体2液压自爬模榀20此报价不包括平台横梁、跳板、护栏钢管、剪刀撑钢管、扣
9、件、安全网及液压油等辅助材料。液压爬模上架体3三层桁架榀24D20埋件用于预埋件、一次性45D20件件860860板用于预埋件、一次性高强螺杆D20/3006爬锥M36/D20件125配卸具、用于爬架 78受力螺栓安装螺栓M36x90M36/50件件12543用于爬架用于爬锥安装主背楞连接器用于模板与支架安装9套150用于钢筋不能对拉处周转使用10111213锥形接头对拉螺杆直芯带D20/M24D20件米件件30090025部分周转使用,预埋钢筋现场自备M24短14 L=900周转使用周转使用200芯带销1415蝶形螺母垫片D20件件850750周转使用周转使用120X120/D26阳角斜拉座
10、12-16铸造斜拉1617件100周转使用现场自备座平台 ,梯子 ,护拦 ,扣件等 .2、液压自爬模工作原理:导轨依靠附在爬架上的液压油缸进行提升,导轨提升到位后与上部爬架悬挂件连接,爬架与模板体系则通过顶升液压油缸沿着导轨进行爬升。液压自动爬模系统爬升的工作原理如下:(1)起始浇注段中 ,按照设计位置埋设锚锥 ,并保证其位置准确。(2)砼达到强度要求后拆模 ,以起始段中预埋的锚锥为支点拼装系统。(3)调整模板位置 ,保证定位精度 ,进行浇注工作并埋设锚锥。(4)拆模,操作动力装置控制器爬升轨道 ,使其上部与挂在预埋锚锥上的悬挂件固接,固 定爬升轨道。(5)操作动力装置控制器爬升爬架 ,带动系
11、统爬升至下一工作节段。3、施工操作人员培训:墩身施工方案:牛栏江特大桥主桥矩形薄壁空心墩施工采用液压自爬模进行施工。筑 6m,模板配置为 4套。辅墩每次浇筑 6米,模版配置 2套。主墩墩身每肢每次浇为满足墩身施工需要,每个主墩配 80塔吊 1台,垂直电梯 1部,三一双电机 90砼输送泵 1台组织施工。钢筋等材料采用塔吊垂直运输,砼采用集中拌和,罐车运输到施工点,三一双电机 90输送泵垂直泵送到灌注点,利用串筒入模浇筑砼。预计每段施工周期7天。(一)、液压自爬模施工1、第一次提升安装好埋件系统,开始浇筑混凝土。2、第二次及以后的提升第二次及以后的提升只须在第一次提升的基础上将吊平台装到三脚架的下
12、部,搭设操作平台即可。步示意图说明骤第一次混凝土浇筑完后,拆除模板及支架;清理模板表面杂物;吊装爬架,按设计图纸将爬架挂在相应的埋件点上;第一次爬升通过可调斜撑调整模板的垂直度;通过后移拉杆装置将模板下 沿与上次浇筑完的混凝土结构表面顶紧,确保不漏浆,不错台。3、提升模板及支架,安装吊平台,第三次浇筑混凝土。步骤示意图说明第二次和第二次以上提升在第一次爬升的爬架下安装吊平台以便拆除可周转的埋件,清除模板表面杂物按设计图纸把爬架吊装就位,拆除前一次可周转的预埋件,以备用。4、重复第三次浇筑提升流程(如图) 图 8.31模板提升示意图5、预埋件工作流程(如图)6、应注意的问题a、同一单元块的两榀架
13、体之间应用 ? 48钢管连接紧固,平台搭设安全可靠。b、埋件系统预埋的位置要求准确,在浇筑混凝土前必须由专人再次复核其位置,确保固定牢固。c、每次拆模后都须将面板上附着的杂物清理干净,并在浇混凝土前刷脱模剂。d、拆模后如模板须落地,则其面板不可直接放在地面上,而应在地面上先垫木方,再 将模板放在木方上,以保证模板的周转次数。e、模板整个单元往上提升时,吊钩一定要吊于主背楞上部的吊具上,切记不得吊于模板的吊钩上。f、浇筑混凝土前,模板的下部应利用三脚架上的后移装置将模板调到紧紧地与已浇好的混凝土接触上,防止再次浇筑混凝土时漏浆及错台。g、模板支好后,各单元块间次背楞一定要用芯带及楔形销连好,保证
14、各单元之间连成一个整体,同时保证各单元连好后成一条直线。h、浇筑混凝土前,对拉螺杆一定要按图纸位置拉接,以保证混凝土质量。i、要定期检查模板单元上各个螺丝的松紧情况,如发现有松动应及时拧紧。J、爬模爬升时,墩身混凝土强度按不低于 20MPa进行控制。(二)、侧压力计算混凝土作用于模板的侧压力,根据测定,随混凝土的浇筑高度而增加,当浇筑高度达到某一临界时,侧压力就不再增加,此时的侧压力即位新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。通过理论和实践,可按下列二式计算,并取其最小值:F 0.22 ct 0V 1/ 221FHc2式中 F-新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(
15、 KN/m)33c-混凝土的重力密度( kN/m)取 25 kN/mt0-新浇混凝土的初凝时间( h),可按 5.714小时。当缺乏实验资料时,可采用 t=200/(T+15)计算;V-混凝土的浇灌速度( m/h);取 2m/hH-混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m);取 5.4m-外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取 1;12-混凝土塌落度影响系数,当塌落度小于 30mm时,取 0.85;50 90mm时,取 1;110 150mm时,取 1。 F 0.22 ct0V 1/ 221=0.22x25x5.714x1x1.15x21/22=50.3kN/mFHc=25x6=150k
16、N/ m22取二者中的较小值, F=50.3kN/ m作为模板侧压力的标准值,并考虑倾倒混凝土产生的2水平载荷标准值 4 kN/ m,分别取荷载分项系数 1.2和 1.4,则作用于模板的总荷载设计值为:Q=50.3x1.2+4x1.4=65.96kN/ m2有效压头高度: h=F/R =65.96/25=2.64mc作用于模板的总荷载为:q=65.96KN/ m2(三)、模板计算1、基本参数模板高度为 6.33m,浇筑高度为 6.0m,面板采用 21mm维萨板;竖向背楞采用木工字梁截面尺寸为 80x200,间距为 280mm;水平背楞采用双 12号槽钢背楞,最大间距为 1050mm;拉杆系统为
17、 D20拉杆,材质为 45#钢,拉杆水平间距为 900mm,竖向间距为 1050mm。其中: f -木材抗弯强度设计值,取 13 N/mm, f -木材抗剪强度设计值,取 1.5 N/mm22ctE-弹性模量,木材取 8.5x10 N/mm,钢材取 2.1x10 N/mm23252、面板验算面板为受弯结构 ,需要验算其抗弯强度和刚度。根据建筑施工手册,强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小 ,按支撑在竖楞上的三跨连续梁计算。所以将面板视为支撑在木工字梁上的三跨连续梁计算,面板长度取板长 2440mm,板宽
18、度 b=1000mm。 面板计算简图3、抗弯强度验算作用在面板上的线荷载为: q ql =65.96x1=65.96N/mm162面板最大弯矩: M max q1l 10=(65.96x300x300)/10=0.594x10 N?mm1面板的截面系数: W bh 6= x1000x21 =5.40x10 mm32426应力:M max W =0.594x10 /5.40x10 =10.9N/mm f =13 N/mm26 4 2c故满足要求4、抗剪强度验算计算公式如下: V 0.6q1l面板的最大剪力: V = 0.6 65.960.28 = 11.07KN;3V截面抗剪强度必须满足:f v
19、(安全系数取 1.5)2bhn2其中,-面板截面的最大受剪应力 (N/mm );V-面板计算最大剪力 (N):V = 10.4KN;b-构件的截面宽度 (mm):b = 1000mm;hn-面板厚度 (mm):hn = 18.0mm;22fv-面板抗剪强度设计值 (N/mm ):fv = 1.5 N/mm;32面板截面的最大受剪应力计算值 : T =3 11.0710 /(2100018)=0.92N/mm;2面板截面抗剪强度设计值 : fv=1.5N/mm;2面板截面的最大受剪应力计算值 T=0.92N/mm 小于面板截面抗剪强度设计值2T=1.5N/mm,满足要求!4.1挠度验算:根据建筑
20、施工计算手册,挠度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载的作用,则线荷载为:q =(F+R)1=(50.3+3.7)=54KN/m2 4面板挠度由式q l 150EI24=54x300 /(150x8.5x1000x48.6x104)=0.7mm=300/400=0.75mm故满足要求面板截面惯性矩: I=bh /12=1000X18 /12=48.6X10 mm43344.2木工字梁验算:木工字梁作为竖肋支承在横向背楞上,可作为支承在横向背楞上的连续梁计算,其跨距等于横向背楞的间距最大为 L=1200mm。木梁计算简图木工字梁上的线荷载为: q3 ql =65.96x0.3=19.788N/m
21、mF-混凝土的侧压力l -木工字梁之间的水平距离4.3抗弯强度验算1262最大弯矩 M maxq L =0.1x19.788 x1200 =2.84x10 N?mm310木工字梁截面系数:11WBH 3 B b h380 2003 80 30 1203 46.1 10 mm246H12006 4 2 2max/W=2.8410 /46.110 =6.16N/mm f =13N/mm满足要求m应力:=M木工字梁截面惯性矩:11 80 200312IBH 3 B b h380 30 h3 46.1 10 mm46124.4抗剪强度验算计算公式如下: V 0.6q3l 木梁的最大剪力: V = 0.
22、6 19.7881.2 = 14.25KN;V截面抗剪强度必须满足:f v(安全系数取 1)A2其中,-木梁截面的最大受剪应力 (N/mm );V-木梁计算最大剪力 (N):V = 14.25KN;22A-木梁截面面积 (mm ):A = 9640mm;22fv木材抗剪强度设计值 (N/mm ):fv = 1.5 N/mm;32最大受剪应力计算值 : T =114.25 10/(9640)=1.47N/mm;22最大受剪应力计算值 T=1.47N/mm小于木梁截面抗剪强度设计值 T=1.5N/mm,满足要求!4.5挠度验算:根据建筑施工计算手册,挠度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载的作用,
23、则线荷载为:q =(F+R)0.3=(50.3+3.7)0.3=16.244木梁挠度由式q l 150EI4=16.2x1200 /(150x8.5x10 x46.1x106)43=0.58mm=1200/400=3mm故满足要求4.6槽钢背楞验算:槽钢承受内楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。槽钢作为主背楞支承在对拉螺杆上,可作为支承在拉杆上的连续梁计算,其跨距等于对拉螺栓的间距最大为L =1200mm。1 槽钢背楞计算简图4.7抗弯强度验算木梁作用在槽钢上的集中荷载为: q =65.960.31.2=23.75536最大弯矩 M max 0.175q L =0.175x23.
24、75x10 x1200=4.99x10 N?mm513双 12槽钢截面系数: W=57.7x2=115.4x10 mm3M max W =4.99x10 /115.4x10 =43.24N/mm f =215N/mm2632应力:m故满足要求4双 12槽钢截面惯性矩: I=346x10 mm44.8抗剪强度验算计算公式如下: V 0.65q3背楞的最大剪力: V = 0.65 23.75 =15.44KN;2V截面抗剪强度必须满足:f v(安全系数取 2)A2其中,-木梁截面的最大受剪应力 (N/mm );V-木梁计算最大剪力 (N):V = 15.44KN;22A型钢截面面积 (mm ):A
25、 = 33072mm;22fv钢材抗剪强度设计值 (N/mm ):fv = 125 N/mm;32最大受剪应力计算值 : T =2 15.4410 /3072=100.51N/mm;22最大受剪应力计算值 T=110.51N/mm小于钢材抗剪强度设计值 T=125N/mm,满足要求!4.9挠度验算:根据建筑施工计算手册,挠度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载的作用,则木梁作用在槽钢上的集中荷载为:Q =(F+R)0.3=(50.3+3.7)0.31.2=19.446 3背楞挠度由式1.146q l 100EI6=1.146x19.44x10 x1200 /(100x2.1x10 x3.46x
26、106)335=0.55mm=1200/400=3mm故满足要求4.10面板、木梁、槽钢背楞的组合挠度为:w=0.7+0.58+0.55=1.83mm062332N故满足要求。(四)爬模下架体组成 :爬模下架体由预埋件、附墙装置、导轨、支架及液压动力装置组成。 (五)、计算参数:1、塔肢内外墙液压自爬模各操作平台的设计施工荷载为:2模板,浇筑,钢筋绑扎工作平台( 1)最大允许承载 3.0KN/m (爬升时为 1.5KN/m2)2模板安装工作平台( 2)最大允许承载模板后移及倾斜操作主平台( 3)最大允许承载爬升装置工作平台( 4)最大允许承载拆卸爬锥工作平台( 5)最大允许承载0.75KN/m
27、 (爬升时可不考虑 )1.5KN/m20.75KN/ m220.75KN/ m (爬升时可不考虑 )2、除与结构连接的关键部件外,其它钢结构剪力设计值为: F =125KN;拉力设计值为:VF=215KN;3、爬模的每件液压缸的推力为 133KN (即 13.3t)。4、自爬模爬升时,结构砼抗压强度不低于 15MPa。(六)、荷载计算:1、施工荷载1.1、参数说明施工活载施加到各平台的施工荷载; 平台长分配到单个机位的模板宽度;取决于方案布置,在此以平台宽平台板的长度;3米为例计算荷载分项系数荷载的放大系数;活载取 1.4荷载设计值强度计算中使用,其值等于荷载标准值乘以荷载分项系数;1.2、计
28、算表格2施工活载 (KN/m)平台长 (m)平台宽 (m)荷载分项系数荷载设计值 F(KN)总荷载 (KN)位置平台(1)平台(2)平台(3)平台(4)平台(5)1.500.001.500.750.003.003.003.003.003.001.201.202.802.401.607.560.0017.647.560.001.4032.76爬升时,施工荷载为 32.76KN。油缸顶升力判定2.1、模板自重模板的自重一般是 65Kg/m ,假定分配到单个机位的模板最大可以是 3.05.6m,则模板自重是 12.34KN;22.2、LG-100下架体总重:下架体自重由标准图计算而得,是个定值; 1
29、369.8-445.69(导轨) -129.26(附墙挂座) =794.853,这里取 27/m2;平台板自重平台板一般取 50mm厚的木板,木材的密度取 540/m平台梁单位重量可根据施工现场选取平台梁,自行计算它的单位重量,在此平台梁选取单槽钢 20#。下架体自重合计为 14.16KN;2.3、LG-100上架体总重:(以三层桁架为例) 上架体自重平台长平台板自重平台 (1)平台(2)平台(3)平台梁单位重量 平台梁上架体总重(kg/m 2)27(kg)(m)3.0(kg)(kg)(kg)(kg/m)19.8(kg)(kg)72597.297.2226.8356.41502上架体自重由标准
30、图计算而得,上架体是可变的,可根据实际情况自行进行计算;这里以三层桁架为例 ,且假设单个机位对应 1.5个上架体。上架体总重为 15.02KN.2.4、平台横梁主平台横梁根据架体是整体式还是上下分离式由方案布置决定,LG-100一般采用上下分离式,在此横梁采用 H20,50.5/m3.0m3=454.5,合计 4.545KN。2.5、连接钢管自重根据方案布置而定,这里设定架体总体布置 23根连接钢管,钢管采用 ?348单根钢管单位重量 布置数量钢管单位重量单机位分配(KN/m)0.06总重(KN)4.14(23(KN/m)1.38(m)3.00连接钢管的重量为 4.14KN。除了要计算以上项目
31、以外还需要考虑一些施工现场其它不可预见因素引起的荷载。2.6、架体总重爬升时架体总重为32.76+(12.34+14.16+15.02+4.545+4.14 )1.2=93.006KN,取摩擦系数 1.2,则 93.0061.2=111.6072KN133KN(单个油缸的顶升力)3、爬升状态下架体承重限定下架体所承受的竖向荷载包括模板自重 12.34KN,上架体自重 15.02KN,以及上架体上所施加的施工荷载 32.76KN,主平台横梁 4.545KN,合计 64.665KN。4、下架体承受水平荷载限定水平荷载在这里指的就是风荷载,假定最大工作风级数是10级,风速33 22V 0.836 B
32、0.917 1029m / s其中B-风级数 V 22921600风压Wp0.53KN / m 21600考虑到风荷载的不定性,在这里对其进行一定程度的放大,取1.4的放大系数,则风荷2载最大设计值为 0.74KN/m,受风面的高度计算到最高处挑架的护栏顶部,则其值为 7.93m(6.33+1.6=7.93)。2风级最大风速 (m/s)风压(KN/m )单机承担模板宽 (m)受风面高 (m)风载设计值 (KN)120.922.590.0010.0060.020.050.090.160.250.380.540.740.020.2034.760.6647.341.57510.2513.4816.9
33、820.7524.7629.003.063.007.9365.2978.41812.5517.8624.51910综上,假定最大的水平荷载为 24.51KN.5、上架体受力分析以及传力计算上、下架体是通过平台梁来传递荷载的,平台梁与上、下架体有三个节点传力,以三层桁架仰爬来举例进行传力计算: 5.1、各平台荷载2(KN/m )平台长(m)平台宽(m)平台横梁宽 (m)荷载分项系数荷载设计值 q(KN/m)位置施工活载平台(1)平台(2)平台(3)3.003.003.003.001.201.202.801.201.202.7012.603.156.530.751.501.405.2、模板自重这里
34、设定分配到单个上架体上的模板宽度为 3.0米,高度为 6.33米。单位面积模板质模板宽 (m)模板高 (m)模板自重 (KN)荷载分项系数荷载设计值 (KN)量(kg/m 2)3.006.3365.0012.341.2014.81仰爬时,模板自重通过横向背楞以集中荷载形式作用于主背楞上。14.81/6=2.468KN5.3、风荷载计算根据上述可知,最大风荷载为 0.74KN/m,作用在模板表面,则沿背楞高度方向风荷载2设计值如下表主背楞高荷载分项系风载设计值(KN/m)最大风载 (KN/m2)模板宽 (m)模板高 (m)(m)数0.743.006.335.601.403.515.4、用 SAP
35、2000对上架体进行受力分析 荷载施加说明:各个操作平台承受均布线荷载,大小分别为 12.6KN、3.15KN、3.15KN、6.53KN,方向为竖直向下;主背楞承受风荷载,由模板传来,以均布荷载的形式作用于主背楞上,大小为 3.51KN/m,方向为水平向右;主背楞承受模板自重,模板自重以集中荷载的形式通过横向背楞作用于主背楞上,大小为 2.468KN,方向为竖直向下;上架体自重以集中荷载的形式,通过与后移横梁的连接点传递,通过分析,上架体自重的重心向后倾斜,可得施加到 1节点处的荷载是自重的 0.25,2节点处为 0.75倍的自重,大小分别为 6.84KN、20.52KN;荷载图轴力图( K
36、N) 剪力图( KN)弯矩图( KNm)5.4.1、各杆件的轴力、弯矩、剪力见下表 :杆件号3轴力(KN)-36.02-111.1636.23剪力(KN)96.61-27.0427.519.08弯矩(KN.m)-14.628.92810131720216.02-13.39-69.15-56.93-52.09-8.010.42-0.900.000.000.000.00上述选择的是受力最不利的杆件,如果上述杆件符合要求,那么其它杆件一定满足要求。受拉杆件满足要求,只需要验算受压杆件的稳定性即可。5.4.2、受压杆件稳定验算:轴力 截面积计算长度回转半径长细比稳定系数应力抗压设计值容许长细杆件号A(
37、mm2)36020 31400(N/mm ) f(N/mm2)2N(N)l (mm)i x(mm)99.002.9332903301.0001.0000.9910.9810.9340.93711.478 111160 6980196.40110.4099.001.6815.931313390 370069150 3140164021501750171014.8621.7244.9843.953.6521522.451501720 56930 1382.321 52090 1382.338.9144.1040.2238.91稳定验算中,受压杆件的长细比小于容许长细比,应力小于抗压设计值,满足要求
38、。 5.4.3、支座反力: (节点编号按从左向右顺序 )反力图( KN)节点 9处,支座水平向反力为 -16.06KN(向左);竖向反力为 -70.82KN(向下);节点 8处,支座水平向反力为 27.04KN(向右);竖向反力为 111.16KN(向上);节点 7处,支座水平向反力为 -34.29N(向左);竖向反力为 39.82KN(向上);各个节点的力会传递到下架体的承重三角架横梁上,如下是作用于承重三角架横梁上的力:节点 9处,水平作用力力为 16.06KN(向右);竖向力为 70.82KN(向上);节点 8处,水平作用力为 -27.04KN(向左);竖向力为 -111.16KN(向下
39、);节点 7处,水平作用力为 34.29KN(向右);竖向力为 -39.82KN(向下);这样下架体在最大风荷载作用下最大水平力为 37.76+28.21-32.89=33.08KN(水平向右);竖向力为 84.28-117.54-39.65=-72.91KN(竖直向下);弯矩为-11.26-5.31-0.97=-11.54KNm(顺时针) .(七)、用 SAP2000对结构进行受力分析:将最不利荷载施加于斜爬下架体上,用对承重三角架进行计算: (可根据施工实际荷载 对模型进行修改计算)荷载施加说明:上架体作用与承重三角架横梁上的力是通过主平台梁传递的,大小及方向如上述;下架体自重是通过吊平台
40、两立杆施加到连接部位的,将下架体自重平均加到相应作用点处,力的大小为 8KN荷载图轴力图( KN)剪力图( KN)弯矩图( KN.m)1、各杆件的轴力、弯矩、剪力见下表 :杆件号轴力(KN)158.48173.23164.49-176.89剪力(KN)弯矩(KN.m)23.902567-76.0476.18-38.640.00-42.2278.680.00 上述选择的是受力最不利的杆件,如果上述杆件符合要求,那么其它杆件一定满足要求。受拉杆件远满足要求,只需要验算受压杆件的稳定性即可。2、受压杆件稳定验算:轴力截面积计算长度回转半径长细比稳定系数应力 抗压设计值容许长细杆件号A(mm2)(N/
41、mm) f(N/mm2)2l (mm) i (mm)N(N)0x7 176890 2434.7297054.28 54.72 0.90979.93215150稳定验算中,受压杆件的长细比小于容许长细比,应力小于抗压设计值,满足要求。3、支座反力:反力图( KN)节点 6处(承重插销处)水平反力大小为 134.83KN;竖向反力大小为 132.79KN节点 7处(附墙撑处)反力大小为 119.79KN,方向为西偏南 18度。节其它工况,如风荷载水平向左,或是只作用风荷载(向左,向右) ,经计算分析,虽然有些杆件由受拉变为了受压,但是内力值相对较小,符合受力要求;且各杆件的内力值大小都较上述小,所
42、以不作为不利组合考虑。架体进行俯爬时,整个架体重心集中于模板处,在风荷载作用下,架体会向上翘,这个力可以由附墙撑于导轨连接处来承受,而导轨有两个埋件于建筑物相连,因此不需要做架体的抗倾覆验算。另,承重三角架杆件 2、6为主要的受力杆件,需要对其进行强度验算: 杆件 2:抗弯验算: M max 23.9KN m,W 141 2 103 2.82 10 mm,截面塑性发展系数531.05x23.9 106W 1.05 2.82 105M max80.72N / mm2x3抗剪验算: V 76.04KN , A 25.7 2 102 5.14 10 mm2V 76.04 10314.79N / mm
43、2A5.14 103折算应力:22280.72 3 14.792 84.69N / mm23f 1.1 215 236.5N / mm21满足要求。杆件 6:抗弯验算:M max 78.68KN m,W 218 2 103 4.36 10 mm,截面塑性发展系数531.05x78.68 106W 1.05 4.36 105M max171.87N / mm2x3抗剪验算: V 38.64KN , A 31.8 2 102 6.36 10 mm2V 38.64 1036.08N / mm2A 6.36 103折算应力:222171.87 3 6.082 172.19N / mm23f 1.1 215 236.5N / mm21满足要求。 变形图承重三角架横梁杆端位移分别为 73.9mm和 79mm,跨中位移为 83.9mm,那么经分析杆件跨中的变形为 :73.9 79140040083.93.25mm3.5mm2满足要求。4、受力螺栓受力计算承重插销处水平向受力为 134.83KN,方向水平向右;竖向力大小为 132.79KN,方向为竖直向下。那么相对于挂座而言,它是倾斜了 0.6度,所以在
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