現(xiàn)澆箱梁支架設(shè)計(jì)計(jì)算書

精心整理精心整理精心整理現(xiàn)澆箱梁支架設(shè)計(jì)計(jì)算書第一章編制依據(jù)1、編制依據(jù)1.1施工合同文件及其他相關(guān)文件。1.2工地現(xiàn)場(chǎng)考察所獲取的資料。1.3《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/TF50-2011。1.4《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTGF80-2004。1.5《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范》JTJ076-95。1.6《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》JTGE30-2005。1.7《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》JGJ162-20081.8《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-20111.9《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》JGJ80-911.10《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001（2006年版）第二章工程概況本工程為新建橋梁，起點(diǎn)樁號(hào)K3+799.97，終點(diǎn)樁號(hào)K3+866.03，橋長(zhǎng)66.06m。橋跨布置為一聯(lián)，具體分跨為：（16+27+16）m。主橋箱梁采用C50混凝土。橋梁支架位于地勢(shì)較低的水田之中，在進(jìn)行支架搭設(shè)前應(yīng)進(jìn)行地基處理。1上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼變截面連續(xù)箱梁，橋梁與道路成75°夾角，分為上下行兩座獨(dú)立的橋梁。橋梁平面位于R=1200mm的圓弧上，縱斷面位于0.54%的上坡上。2橋梁左、右幅不等寬，左幅橋梁寬度為25.25m，右幅橋梁寬度為22.5m，兩幅橋梁之間設(shè)置1.0m的中央分隔帶。左幅橋具體布置為：6m（人行道、非機(jī)動(dòng)車道）+1.5m（機(jī)非分隔帶）+17.25m（機(jī)動(dòng)車道）+0.50m（防撞欄）=25.25m；右幅橋具體布置為：6m（人行道、非機(jī)動(dòng)車道）+1.5m（機(jī)非分隔帶）+14.5m（機(jī)動(dòng)車道）+0.50m（防撞欄）=22.5m。上部結(jié)構(gòu)為（16+27+16）m變截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁。橋墩處梁高1.7m，橋臺(tái)和中跨跨中梁高為1.1m，采用二次拋物線過(guò)渡，過(guò)渡段的方程式為Y=0.004167X2+1.1。左幅橋箱梁頂板寬25.25m，底板寬20.25m，懸臂寬2.5m，為單箱五室結(jié)構(gòu)；右幅橋箱梁頂板寬22.5m，底板寬17.5m，懸臂寬2.5m，為單箱五室結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)段跨中頂板厚度25cm，底板厚度22cm，腹板厚50cm。支座附近頂板厚度50cm，底板厚度47cm，腹板厚65cm。支點(diǎn)處設(shè)橫隔梁，中橫隔梁寬2.0m，端橫隔梁寬1.2m。3橋臺(tái)采用座板式橋臺(tái)，基礎(chǔ)采用沖擊鉆鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋臺(tái)樁基直徑為1.5m，按嵌巖樁設(shè)計(jì)，要求嵌入中風(fēng)化石飛巖深度不小于1.0D（D為樁基直徑）。臺(tái)背回填透水性較好的砂礫石，回填尺寸按施工規(guī)范要求確定，回填時(shí)要求分層壓實(shí)，壓實(shí)度不小于96%。橋墩采用柱式橋墩，墩柱間設(shè)系梁。橋面橫坡：采用2.0%雙向橫坡，坡向外側(cè)，橋面橫坡通過(guò)箱梁斜置形成，箱梁頂、底板始終保持平行。4橋面鋪裝：4cm厚改性瀝青砼（AC-13C）+5cm厚中粒式瀝青砼（AC-20C）防水層，鋪裝總厚9cm。橋面排水：橋面設(shè)置泄水管，直接將橋面雨水導(dǎo)入道路排水系統(tǒng)。5伸縮縫：為了保證梁能自由變形，在0#、3#橋臺(tái)處設(shè)置GQF-Z60型伸縮縫。支座采用GPZ（2009）橋梁盆式橡膠支座。6人行道欄桿：為了保證安全，在人行道外側(cè)設(shè)置欄桿，共兩道。防撞欄：在橋梁中線側(cè)設(shè)置兩道SS級(jí)加強(qiáng)型防撞欄，并在防撞欄外則設(shè)置外掛式花盆。第三章現(xiàn)澆箱梁支架地基處理、支架搭設(shè)本工程連續(xù)梁均采用扣件式滿堂支架，施工工藝流程如下：地基處理→擺底托→立鋼管→放置頂托→搭設(shè)方木→支底?！A(yù)壓→綁底腹板鋼筋→支內(nèi)模→澆底腹板→綁頂板鋼筋→澆筑底板砼→張拉→灌漿→拆架等工序?？奂綕M堂支架基礎(chǔ)需進(jìn)行處理，支架強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性需進(jìn)行驗(yàn)算，支架搭設(shè)完畢后進(jìn)行支架預(yù)壓，預(yù)壓荷載為澆注重量的1.2倍以上，通過(guò)預(yù)壓消除支架非彈性變形及找出支架彈性變形規(guī)律。箱梁砼澆筑采用二次澆筑法，第一次澆筑至腹板與翼緣板連接處，橫梁澆筑到中部；第二次澆筑橫梁上部及頂板。一、地基處理支架在同一跨地面盡量保持在一個(gè)水平面上，若地勢(shì)高低不平，則先挖成臺(tái)階狀，進(jìn)行地基處理后再搭設(shè)。支架基礎(chǔ)先清除表面雜草、雜物，將松散、含水量大的淤泥進(jìn)行清運(yùn)，用透水性良好的土進(jìn)行換填，松鋪厚度按30cm一層。施工前先對(duì)搭設(shè)支架范圍進(jìn)行放樣，根據(jù)放樣范圍確定基礎(chǔ)處理范圍，支架基礎(chǔ)持力層選擇在粉質(zhì)粘土層，需清除軟土厚約1.5m，然后回填1.0m厚的風(fēng)化石，用大型振動(dòng)壓路機(jī)分層碾壓密實(shí)，其上回填20cm厚級(jí)配碎石，表面用25cm厚C30砼硬化。在處理過(guò)的地基兩側(cè)挖設(shè)50×50cm的磚砌排水溝，并與旁邊的自然排水溝連通，將雨水引進(jìn)排水溝，防止雨水浸泡地基，避免支架產(chǎn)生不均勻沉降。二、支架的搭設(shè)橋梁支架順橋向長(zhǎng)度為59m，橫橋向?qū)挾葹?5.25m，左右兩側(cè)各設(shè)置1.0m寬的獨(dú)立人行道及操作平臺(tái)。右幅橫橋向?qū)挾葹?2.45m，左右兩側(cè)各設(shè)置1.0m寬的獨(dú)立人行道及操作平臺(tái)。支架高度為1.5m～2.5m不等。箱梁的現(xiàn)澆支架采用扣件式滿堂支架，用Φ48×3.0架管搭設(shè)，使用與立桿配套可調(diào)底座、可調(diào)托撐。立桿頂托撐上設(shè)2道Φ48×3.0架管；架管上設(shè)5×10cm的橫向方木，間距為20cm；模板采用厚15mm的優(yōu)質(zhì)竹膠合板。根據(jù)計(jì)算并結(jié)合類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)，支架立桿順、橫橋向的間距布置為60cm×60cm，水平桿步距為90cm。肋板和中橫梁下面由于荷載集中，宜加密，肋板下順橋向間距為60cm，橫橋向間距為30cm；中橫梁順橋向間距為30cm，橫橋向間距為60cm，即在中間再增設(shè)一排立桿。端橫梁由于位于橋臺(tái)臺(tái)帽上，無(wú)需立桿。滿堂支架搭設(shè)方法及要求如下：1）支架的組裝：支架從一端向另一端延伸，自下而上逐步搭設(shè)。2）搭設(shè)順序：地基換填處理→鋪筑級(jí)配碎石→澆筑水泥砼→根據(jù)支架密度放樣→安裝堅(jiān)向、順、橫橋向鋼管→搭設(shè)工作通道→加密水平鋼管→安裝加固剪刀撐鋼管→安裝頂部欄桿。3）支架頂部標(biāo)高控制：標(biāo)高通過(guò)鋼管頂部的頂托控制，施工時(shí)測(cè)量隊(duì)在底板邊緣沿里程方向每隔5m提供控制點(diǎn)的標(biāo)高，其余各點(diǎn)由工人拉線控制。4）滿堂支架搭設(shè)的要求：A、鋼管立柱底部應(yīng)設(shè)墊木和底座，墊木采用厚度為50mm的高強(qiáng)度木板，底座采用150mm×150mm×15mm厚的鋼板底座。鋼管立柱頂部設(shè)可調(diào)支托，U型支托與楞梁兩側(cè)間如有間隙，必須楔緊，其螺桿伸出鋼管頂部不得大于200mm，螺桿外徑與立柱鋼管內(nèi)徑的間隙不得大于3mm，安裝時(shí)應(yīng)保證上下同心。B、在立桿距地面200mm高處，沿縱橫水平方向按縱下橫上的程序設(shè)掃地桿?？烧{(diào)支托底部的立柱頂端應(yīng)沿縱橫向設(shè)置一道水平拉桿。掃地桿與頂部水平拉桿之間的間距，在滿足模板設(shè)計(jì)所確定的水平拉桿步距要求條件下，進(jìn)行平均分配確定步距后，在每一步距處縱橫向應(yīng)各設(shè)一道水平拉桿。縱橫向連接鋼管均與墩柱相鎖接；支架端部與墩柱、臺(tái)帽頂緊頂牢。支架設(shè)剪刀撐以提高其整體穩(wěn)定性，每隔4m設(shè)一排。C、鋼管掃地桿、水平拉桿均采用對(duì)接連接。剪刀撐采用搭接，搭接長(zhǎng)度不小于500mm，并采用2個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件分別在離桿端不小于100mm處進(jìn)行固定。D、當(dāng)立柱底部不在同一高度時(shí)，高處的縱向掃地桿應(yīng)向低處延長(zhǎng)不少于2跨，高低差不得大于1m，立柱距邊坡上方邊緣不得小于0.5m。E、所有落地承重鋼板墊片是否全部墊實(shí)，且其軸線是否與支架在同一搭設(shè)軸線上；豎向鋼管的垂直度控制，要求其傾倒度不大于H/100；豎桿、水平加固桿、交叉拉桿剪刀撐等的配置是否符合要求；確定每一道剪刀撐前后、上下是否一致，搭接長(zhǎng)度是否滿足要求，避免剪刀撐在斷面內(nèi)出現(xiàn)空檔；檢查所有承重架鋼管是否與頂托座密貼，確保支架受力均勻。本橋支架不高，未超過(guò)一根架管的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度（6m），所以立桿無(wú)需接長(zhǎng)。F、在橋面模架兩側(cè)設(shè)置寬度為1.2m的獨(dú)立人行通道，并設(shè)置專用的上下安全通道，人行通道和上下安全通道外側(cè)設(shè)置護(hù)欄，護(hù)欄高度為1.2m，本工程采用二道水平橫桿加掛密目安全網(wǎng)作為臨邊安全護(hù)欄。所用的材料如架管、扣件、對(duì)接卡、楞方、模板按規(guī)定頻率取樣送檢，合格后方能使用。施工時(shí)梁底面標(biāo)高應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)高程+預(yù)留高度值準(zhǔn)確放出，調(diào)整底模使之符合設(shè)計(jì)的線型。底模不設(shè)弧形拱度，在鋪設(shè)時(shí)要與下方的木楞格柵墊實(shí)。第四章現(xiàn)澆箱梁支架設(shè)計(jì)計(jì)算現(xiàn)以左幅箱梁進(jìn)行滿堂支架的受力計(jì)算，具體參數(shù)如下：箱梁底寬20.25m，頂寬25.25m，梁長(zhǎng)59m，箱梁高度1.1m～1.7m，箱梁底面積為1195m2。翼板寬度2.5m，厚度：0.3m～0.45m。以左幅箱梁混凝土1068m3進(jìn)行計(jì)算，考慮底板和翼板的受力不均，為便于安全，取梁底板以內(nèi)支架進(jìn)行計(jì)算，減去翼板66.3m3，以1001.7m3進(jìn)行驗(yàn)算。（一）、根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在施工過(guò)程中將涉及到以下荷載形式，取值情況如下：A）模板、支架重量G1k：0.75KN/m2；B）新澆混凝土的重量G2k：（1001.69×24）/（20.25×59）=19.88KN/m2；C）鋼筋重量G3k：1.50×1001.7/1195=1.26KN/m2；D）施工荷載Q1k：施工人員、施工材料和機(jī)具荷載，按均布荷載計(jì)算，當(dāng)計(jì)算模板及其下次梁時(shí)取2.5KN/m2；當(dāng)計(jì)算次梁下的主梁時(shí)取1.5KN/m2；當(dāng)計(jì)算支架立柱及其他承載構(gòu)件時(shí)取1.0KN/m2。為安全起見，施工荷載統(tǒng)一取2.5KN/m2。E）振搗時(shí)的荷載Q2k：2.00KN/m2；F）風(fēng)荷載Q4k：0.35KN/m2；結(jié)構(gòu)荷載組合取值：（0.75+19.88+1.26+2.5+2.0+0.35）=26.74KN/m2。（二）、支架材料計(jì)算取值如下：1、架管鋼材（Q235鋼）：抗壓、抗拉和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f＝205N/mm2，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv＝120N/mm2。Φ48架管外徑48mm，壁厚3.0mm，抵抗矩W＝π（484-424）/（32×48）=4493mm3，彈性模量E＝2.06×105N/mm22、木材（杉木）彎拉容許應(yīng)力：【σ】＝11.0N/mm2，容許剪應(yīng)力【τ】＝1.4N/mm2。木材（杉木）彈性模量E＝9000N/mm2。3、竹膠板（五層）彎拉容許應(yīng)力：【σ】＝105.5N/mm2，容許剪應(yīng)力【τ】＝5.03N/mm2。竹膠板彈性模量E＝9898N/mm2。4、受壓構(gòu)件容許長(zhǎng)細(xì)比：【λ】＝1505、受壓構(gòu)件容許撓度：【f】＝3mm（三）、支架受力驗(yàn)算如下：1、立桿驗(yàn)算擬采用外徑Φ48mm、壁厚3.0mm的鋼管進(jìn)行滿堂支架立設(shè)，立桿頂部設(shè)頂托，保持立桿軸心受壓。通過(guò)上面計(jì)算，上部結(jié)構(gòu)荷載按26.74KN/m2計(jì)，鋼管水平間距0.6m×0.6m間隔布置，則每區(qū)格面積：A1＝0.6m×0.6m＝0.36m2每根立桿承受荷載Q＝0.36×26.74＝9.63KN回轉(zhuǎn)半徑r＝0.25×√482+422＝15.9mm豎向每隔h＝0.9m設(shè)橫向水平鋼管，則鋼管長(zhǎng)細(xì)比λ＝hμ/r＝900×1/15.9＝56.6＜【λ】＝150滿足要求。根據(jù)λ＝56.6查《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》附錄D得軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)φ=0.824Φ48mm、壁厚3.0mm的鋼管受力面積為A2＝π×（482-422）/4=424.1mm2則豎向鋼管立桿受力為：σ＝Q/φA2＝9.63×103/0.824×424.1＝27.6Mpa＜【σ】＝205Mpa應(yīng)變?yōu)椋害牛溅?E＝27.6×106/（206×109）＝1.34×10-4高度壓縮量△L＝εh＝1.34×10-4×2700＝0.36mm（架管最高2.7m）可將其做為預(yù)留量，提高模板標(biāo)高。通過(guò)上式計(jì)算，確定采用Φ48mm、壁厚3.0mm的鋼管做為滿堂支架，間隔0.6×0.6m，豎向每間隔0.9m設(shè)縱橫向鋼管完全可以滿足安全施工要求。為保證支架的整體穩(wěn)定性，在支架底部及頂部設(shè)剪刀撐，并在底部增設(shè)縱橫向的掃地?fù)?，整個(gè)支架與墩柱相鎖扣，可以保證滿堂支架的整體穩(wěn)定性。2、中橫梁下立桿驗(yàn)算每個(gè)橋墩處設(shè)中橫梁，橫梁處混凝土為全密實(shí)體，梁高為1.7m，此處支架為最大受力之處，立桿需要加密，橫梁下支架加密成間距60cm×30cm，即橫橋向間距60cm，順橋向間距30cm。中橫梁上部結(jié)構(gòu)荷載取值如下：A）模板、支架重量G1k：0.75KN/m2；B）新澆混凝土的重量G2k：1.7×24=40.8KN/m2；C）鋼筋重量G3k：1.50×1.7=2.55KN/m2；D）施工荷載Q1k：施工人員、施工材料和機(jī)具荷載，按均布荷載計(jì)算，當(dāng)計(jì)算模板及其下次梁時(shí)取2.5KN/m2；當(dāng)計(jì)算次梁下的主梁時(shí)取1.5KN/m2；當(dāng)計(jì)算支架立柱及其他承載構(gòu)件時(shí)取1.0KN/m2。為安全起見，施工荷載統(tǒng)一取2.5KN/m2。E）振搗時(shí)的荷載Q2k：2.00KN/m2；F）風(fēng)荷載Q4k：0.35KN/m2；中橫梁處荷載組合取值：（0.75+40.8+2.55+2.5+2.0+0.35）=48.95KN/m2。通過(guò)上面計(jì)算，上部結(jié)構(gòu)荷載按48.95KN/m2計(jì)，鋼管間距0.6m×0.3m間隔布置，則每區(qū)格面積：A1＝0.6m×0.3m＝0.18m2每根立桿承受荷載Q＝0.18×48.95＝8.81KN則豎向鋼管支柱受力為：σ＝Q/φA2＝8.81×103/0.824×424.1＝25.2Mpa＜【σ】＝205Mpa安全。3、竹膠模板驗(yàn)算竹膠模厚度為1.5cm，竹膠模板下墊5cm×10cm楞方作為次梁，間距為20cm。中橫梁下受力最為不利，取該處1m板寬進(jìn)行驗(yàn)算。中橫梁處荷載組合取值：（0.75+40.8+2.55+2.5+2.0+0.35）=48.95KN/m2。間距為20cm的每1m板寬受力Q=1.0×0.2×48.95=9.79KN按均布荷載計(jì)算，即20cm板長(zhǎng)承受的均布荷截q＝9.79/0.2=48.95KN/m彎矩M＝ql2/8=48.95×0.22/8=0.2448KNm，W=bh2/6應(yīng)力σ＝M/W=6×0.2448×106/（1000×152）＝6.53Mpa＜【σ】＝105.5Mpa，安全。剪力驗(yàn)算，剪力Q＝9.79/2=4.895KN，毛截面面積矩：Sm=bh2/8=1.0×0.0152/8=2.81×10-5m3毛截面慣性矩：Im=bh3/12=1.0×0.0153/12=2.81×10-7m4τ=QSm/Imb=4.895×103×2.81×10-5/1.0×2.81×10-7=489500N/m2=0.49Mpa＜【τ】＝5.03Mpa。安全。剛度驗(yàn)算，剛度f(wàn)＝5ql4/384EI，其中I＝bh3/12f＝5ql4/384EI＝12×5×48.95×103×0.24/（384×9898×106×1×0.0153）＝0.00037m=0.37mm＜【f】＝3mm，滿足要求。4、底模下次梁木方驗(yàn)算竹膠板底模下墊木方做為次梁，次梁采用5×10cm楞方，楞方間距按20cm布設(shè)。（1）、中橫梁下立桿間距為60cm×30cm，因此次跨徑為30cm。中橫梁處施工荷載：S＝0.75+1.7×24+2.55+2.5+2.0+0.35＝48.95KN/m2。每根次梁受力Q=0.3×0.2×48.95=2.937KN按均布荷載計(jì)算q=2.937/0.3=9.79KN/m按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，跨中彎距M=ql2/8=9.79×0.32/8=0.11KNm（2）、非橫梁下立桿間距為60cm×60cm，因此次梁跨徑為60cm。上部結(jié)構(gòu)荷載為：（0.75+19.88+1.26+2.5+2.0+0.35）=26.74KN/m2。每根次梁受力Q=0.6×0.2×26.74=3.2088KN按均布荷載計(jì)算q=3.2088/0.6=5.348KN/m按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，跨中彎距M=ql2/8=5.348×0.62/8=0.24KNm因此取非橫梁下次梁進(jìn)行驗(yàn)算：木材應(yīng)力：σ＝M/W，截面模量W=bh2/6因此σ＝M/W=6M/bh2=6×0.24×106/（100×502）=5.76Mpa木材容許應(yīng)力：【σ】＝11Mpa，受力滿足要求，安全。剪力驗(yàn)算，剪力Q＝3.2088/2=1.6044KN，毛截面面積矩：Sm=bh2/8=0.1×0.052/8=3.125×10-5m3毛截面慣性矩：Im=bh3/12=0.1×0.053/12=1.042×10-6m4τ=QSm/Imb=1.6044×103×3.125×10-5/0.1×1.042×10-6=481166N/m2=0.4812Mpa＜【τ】＝1.4Mpa。安全。剛度驗(yàn)算，剛度f(wàn)＝5ql4/384EI，其中I＝bh3/12f＝5ql4/384EI＝12×5×5.348×103×0.64/（384×9×109×0.1×0.053）＝0.96mm＜【f】＝3mm，滿足要求。5、頂托上承重架管（主梁）驗(yàn)算頂托上放置兩根Φ48×3.0架管作為承重梁，承重梁跨徑60cm，承受由次梁楞木方傳遞的三個(gè)集中荷載，每個(gè)集中荷截為0.6×0.2×26.74=3.2KN，如圖，在圖示狀態(tài)主梁鋼管受力最為不利。因?yàn)榉菣M梁下架管跨徑最大，因此取非橫梁下架管進(jìn)行驗(yàn)算為偏于安全，按簡(jiǎn)支梁計(jì)算：跨中彎矩最大，M＝（3.2×0.1×0.5/0.6）×（3/5）×2+3.2×0.6/4＝0.8KNm架管的抵抗矩W＝π（484-424）/（32×48）=4493mm3彎拉應(yīng)力σ＝M/W＝0.8×106/（2×4493）＝89.03Mpa，小于【σ】＝205Mpa，安全。頂托上承重架管剪力驗(yàn)算剪力Q＝3.2×3/2=4.8KN剪應(yīng)力τ＝Q/A=4800/424.1=11.32Mpa<【τ】＝120Mpa，安全。頂托上承重架管鋼度驗(yàn)算剛度f(wàn)＝5ql4/384EI，其中I＝π（484－424）/64=107831mm4q可以近似等于均布荷載，q=3.2×3/0.6=16KNmf＝5ql4/384EI＝5×16×10