1、 编制依据 ( 1 )国家及地方政府、相关部委的法律法规、规章制度,建设单位的相关规定和要求; ( 2 )项目施工承包合同; ( 3 )本项目采用的标准、规范、规程等相关技术要求; ( 4 )我部对项目策划和与本项目相关的管理规定; ( 5 )我部对该项目的施工调查情况;
1、 编制依据
( 1 )国家及地方政府、相关部委的法律法规、规章制度,建设单位的相关规定和要求;
( 2 )项目施工承包合同;
( 3 )本项目采用的标准、规范、规程等相关技术要求;
( 4 )我部对项目策划和与本项目相关的管理规定;
( 5 )我部对该项目的施工调查情况;
( 6 )我公司现有或可协调、组织、解决的施工装备和技术工艺。
2、 工程概况
**天桥,设计汽车荷载为公路 - II 级。上部结构为 17+34+17 米预应力砼连续梁,桥面净宽 7 米,箱梁顶宽 8 米,底宽 4.45 米,梁高 1.5 米,采用满堂支架施工;下构桥台均为柱式台,钻孔桩基础;桥墩为实体方墩,钻孔桩基础。
3、 现浇箱梁满堂支架布置及搭设要求
采用 WDJ 碗扣式多功能脚手杆搭设,使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。立杆顶设二层方木,立杆顶托上纵向设 10 × 15cm 方木;纵向方木上设 10 × 10cm 的横向方木,其中在墩顶端横梁和跨中横隔梁下间距不大于 0.25m (净间距 0.15m )、在跨中其他部位间距不大于 0.3m (净间距 0.2m )。模板宜用厚 15mm 的优质竹胶合板,横板边角宜用 4cm 厚木板进行加强,防止转角漏浆或出现波浪形,影响外观。
底板腹板位置处采用立杆横桥向间距 ×纵桥向间距×横杆步距为 60cm × 60cm × 90cm 支架结构体系;翼缘板位置处采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为 60cm × 60cm × 90cm 支架结构体系。支架纵横均设置剪刀撑,其中横桥向斜撑每 1.8m 设一道,纵桥向斜撑沿横桥每 1.8m 设一道。
门洞采用 C30 基础,基础形式为 50cm × 50cm × 950cm ,基础顶预埋 1cm 厚钢板与钢管连接;基础用 426 × 8mm 钢管作为立柱,钢管间距为 1.5 米,钢管柱顶焊接 1cm 后 50cm × 50cm 钢板,钢板上焊接双拼 I40b 工字钢作为横梁;横梁上采用 I40b 工字钢作为纵梁,纵梁间距为 60cm 。
4、 现浇箱梁支架验算
本计算书分别以 跨中和跨端 处为例,对荷载进行计算 ,并 对其支架 和门洞 体系进行检算。
4.1 荷载计算
4.1.1 荷载分析
根据本桥现浇箱梁的结构特点,在施工过程中将涉及到以下荷载形式:
⑴ q 1 —— 箱梁自重荷载,新浇混凝土密度取 2600kg/m 3 。
⑵ q 2 —— 箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载,按均布荷载计算,经计算取 q 2 = 1.0kPa (偏于安全)。
⑶ q 3 —— 施工人员、施工材料和机具荷载,按均布荷载计算,当计算模板及其下肋条时取 2.5kPa ;当计算肋条下的梁时取 1.5kPa ;当计算支架立柱及替他承载构件时取 1.0kPa 。
⑷ q 4 —— 振捣混凝土产生的荷载,对底板取 2.0kPa ,对侧板取 4.0kPa 。
⑸ q 5 —— 新浇混凝土对侧模的压力。
⑹ q 6 —— 倾倒混凝土产生的水平荷载,取 2.0kPa 。
⑺ q 7 —— 支架自重,经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示:
满堂钢管支架自重
立杆横桥向间距 × 立杆纵桥向间距 × 横杆步距 |
支架自重 q 7 的计算值 (kPa) |
60cm×60cm×90cm |
3.38 |
4.1.2 荷载组合
模板、支架设计计算荷载组合
模板结构名称 |
荷载组合 |
|
强度计算 |
刚度检算 |
|
底模及支架系统计算 |
⑴+⑵+⑶+⑷+⑺ |
⑴+⑵+⑺ |
侧模计算 |
⑸+⑹ |
⑸ |
4.1.3 荷载计算
⑴ 箱梁自重 ——q 1 计算
根据 设计图纸取跨中和跨端 两个代表截面进行箱梁自重计算,并对两个代表截面下的支架体系进行检算,首先分别进行自重计算。
① 跨中截面 处 q 1 计算
根据横断面图,用 CAD 算得该处梁体截面积 A= 4.299 m 2 则:
取 1.2 的安全系数,则 q 1 = 25.12 ×1.2 = 30.14 kPa
注: B—— 箱梁底宽,取 4.45 m ,将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。
② 跨端截面 处 q 1 计算
根据横断面图,用 CAD 算得梁体截面积 A= 8.098 m 2 则:
取 1.2 的安全系数,则 q 1 = 4 7.31 ×1.2 = 56.77 kPa
注: B—— 箱梁底宽,取 4.45 m ,将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。
4.2 结构检算
4.2.1 扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算
碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样,同属于杆式结构,以立杆承受竖向荷载作用为主,但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接,且横杆的 “├” 型插头被立杆的上、下碗扣紧固,对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力,因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架(一般都高出 20% 以上,甚至超过 35% )。
本工程现浇箱梁支架按 φ48×3.5mm 钢管扣件架进行立杆内力计算,计算结果同样也使用于 WDJ 多功能碗扣架(偏于安全)。
⑴ 梁底 截面处
在中支点横隔板,钢管扣件式支架体系采用 60×60×90 cm 的布置结构,如图:
因为跨中处荷载小于跨端处,因此只需对跨端处进行验算。
①、立杆强度验算
根据立杆的设计允许荷载,当横杆步距为 90cm ,立杆可承受的最大允许竖直荷载为[ N ] =35kN (参见公路桥涵施工手册中表 13 - 5 碗口式构件设计荷载[ N ] =35kN 、路桥施工计算手册中表 13 - 5 钢管支架容许荷载[ N ] =35.7kN )。
立杆实际承受的荷载为: N=1.2 ( N G1K +N G2K ) +0.85×1.4ΣN QK (组合风荷载时)
N G1K — 支架结构自重标准值产生的轴向力;
N G2K — 构配件自重标准值产生的轴向力
ΣN QK — 施工荷载标准值;
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》有关模板支架立杆的稳定性计算公式: N/ ΦA+M W /W≤f
N— 钢管所受的垂直荷载, N=1.2 ( N G1K +N G2K ) +0.85×1.4ΣN QK (组合风荷载时), 同前计算所得;
f— 钢材的抗压强度设计值, f = 205N/mm 2 参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表 5.1.6 得。
A—φ48mm×3.5 ㎜钢管的截面积 A = 489mm 2 。
Φ— 轴心受压杆件的稳定系数,根据长细比 λ 查表即可求得 Φ 。
i— 截面的回转半径,查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录 B 得 i = 15.8 ㎜。
长细比 λ = L/i 。
L— 水平步距, L = 0.9m 。
于是, λ = L/i = 57 ,参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录 C 得 Φ = 0.829 。
M W — 计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距;
M W =0.85×1.4×W K ×La×h 2 /10
W K =0.7u z ×u s ×w 0
u z — 风压高度变化系数,参考《建筑结构荷载规范》表 7.2.1 得 u z =1.38
u s — 风荷载脚手架体型系数,查《建筑结构荷载规范》表 6.3.1 第 36 项得: u s =1.2
w 0 — 基本风压,查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表 D.4 w 0 =0.8KN/m 2
故: W K =0.7u z ×u s ×w 0 =0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN
La— 立杆纵距 0.6m ;
h— 立杆步距 0.9m ,
故: M W =0.85×1.4×W K ×La×h 2 /10=0.0536KN
W— 截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表 B 得:
W=5.08×10 3 mm 3
4.2. 2 箱梁底模下横桥向方木验算
本施工方案中箱梁底模底面横桥向采用 10×10cm 方木,方木横桥向 跨端 截面处按 L = 60cm 进行受力计算 , 实际布置跨距均不超过上述两值。如下图将方木简化为如图的简支结构(偏于安全),木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算,实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。
按 跨端处 3米范围内 进行受力分析,按方木横桥向跨度 L = 60cm 进行验算。
① 方木间距计算
q = ( q 1 + q 2 + q 3 + q 4 ) = ( 47.31 +1.0+2.5+2 ) × 3 = 158.43 kN/m
M = (1/8) qL 2 =(1/8)× 158.43 ×0.6 2 = 7.1 kN·m
W=(bh 2 )/6=(0.1×0.1 2 )/6=0.000167m 3
则: n= M/( W× [ δw ] )= 7.1 /(0.000167×11000×0.9)= 4.3 ( 取整数 n = 5 根 ) d = B/(n-1)= 3 / 4 = 0.75 m
注: 0.9 为方木的不均匀折减系数。
经计算,方木间距小于 0.75 m 均可满足要求,实际施工中为满足底模板受力要求,方木间距 d 取 0.3m ,则 n = 3/0.3 = 10 。