匝道支架方案
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1、 北京東路匝道橋現(xiàn)澆箱梁模板及滿堂支架方案 計 算 書 貴州建工集團總公司 北京東路E標段項目經(jīng)理部 2010年4月4日 一、編制依據(jù) 1、貴陽市北京東路道路工程E標段橋梁工程施工圖設計文件及地勘報告,以及設計變更、補充、修改圖紙及文件資料。 2、國家有關的政策、法規(guī)、施工驗收規(guī)范和工程建設標準強制性條文(城市建設部分),以及現(xiàn)行有關施工技術規(guī)范、標準等。 3、參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ 130-2002)和《混凝土工程模板與支
2、架技術》、《公路橋涵施工手冊》、《建筑施工計算手冊》等進行計算,參考《建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范》(報批稿)有關要求。 二、工程概況 繞城調頭匝道橋位于北京東路K7+420處,其主要作用是連接北京東路左、右幅車道。橋梁的起點樁號為K0+197.19,終點樁號K0+297.19,全橋長100米(不包括橋臺的長度),為單幅匝道橋。橋寬8米。 鋼筋砼現(xiàn)澆箱梁主要材料數(shù)量表 表1-1 聯(lián)別 整 幅 跨徑組合(孔-米) 25+25+25+25 起訖樁號 K0+197.19-k0+297.19 斷面形式 等截面單箱單式 全長(米) 100 梁高(米) 1.50
3、 梁寬 8.0 支架體積(空間立方米) 10000 備注 現(xiàn)澆砼連續(xù)箱梁 三、支架設計要點 1、支架地基處理 根據(jù)地勘提供的資料,地質情況從上到下為亞粘土層、弱風化白云巖及強風化白云巖等。從地勘資料和現(xiàn)場實際反映,箱梁下部地基為亞粘土層,無軟基情況。因此地基整體不需處理,整平壓實即可。 滿堂支架范圍:梁寬的投影面左右各加寬1m。首先對支架布設范圍內(nèi)的表土、雜物及淤泥進行清除,并將橋下范圍內(nèi)泥漿池及基坑采取抽水排干后,用砂石將泥漿池及基坑回填密實,以防止局部松軟下陷。在橋的左右側距支架范圍2m外沿橋方向開挖一條60cm60cm的排水溝,用于雨季排洪和降低地下水位。 一般
4、地段地基處理:將原地面的浮土清除,有淤泥地段將淤泥清除,用石料回填并夯實。根據(jù)梁底的高度,對其地面進行整平(斜坡地段做成臺階),回填或換填部位每30cm厚采用重型壓路機碾壓密實(壓實度≥90%),達到要求后,采用標準貫入試驗,如粘質土N>7,則σ>190MPa;如砂類土(中、粗砂)N>15,則σ>250MPa,承載力可滿足要求。再填筑50cm的建筑棄渣或土石混碴,分層填筑,分層碾壓,使壓實度達到94%以上。 最后鋪筑15cm厚水泥穩(wěn)定碎石層,養(yǎng)生后再鋪筑20cmC25砼作為滿堂支架的基礎,其上搭設滿堂支架。 2、做好原地面排水,防止地基被水浸泡 橋下支架地基基礎表面設2%的人字型橫坡以利
5、于排水,并在支架基礎兩側設置排水溝,排水溝采用砂漿摸面,防止積水使地基軟化而引起支架不均勻下沉。 3、現(xiàn)澆箱梁滿堂支架布置及搭設要求 現(xiàn)澆箱梁滿堂支架采用扣件式鋼管支架搭設,立桿頂設二層方木,立桿上縱向設1515cm方木;縱向方木上設1010cm的橫向方木,其中在墩頂端橫梁和跨中橫隔梁下及跨中間距不大于0.1m(凈間距0.05m)。模板宜用厚1.2cm的優(yōu)質竹膠合板,橫板邊角用4cm厚木板加強,防止轉角漏漿或出現(xiàn)波浪形,影響外觀。支架縱橫均按圖示設置剪刀撐,其中橫橋向斜撐每2.7m設一道,縱橋向斜撐沿橫橋向共設4~5道,支架外表面必須滿布剪刀撐。 每根立桿底部立在混凝土基礎上,同時支架立
6、桿必須設置縱、橫向掃地桿。剪刀撐、斜撐搭設應隨立桿、縱向和橫向水平桿等同步搭設。 匝道橋立桿的縱、橫向間距及橫桿步距等搭設要求如下: ⑴采用立桿橫橋向間距縱橋向間距橫桿步距為60cm60cm100cm和60cm70cm100cm及60cm90cm100cm三種布置形式的支架結構體系,其中:墩旁兩側各2m范圍內(nèi)的支架采用60cm60cm100cm的布置形式;除墩旁兩側各2m之外的其余范圍內(nèi)的支架采用60cm70cm100cm的布置形式,翼緣板采用60cm90cm100cm,但縱橫隔板梁下2m范圍內(nèi)的支架立桿的間距應加密至60cm(即采用60cm60cm100cm支架布置形式)。 四、現(xiàn)澆箱
7、梁支架驗算 本計算書分別以跨徑25m等截面現(xiàn)澆混凝土箱形連續(xù)梁為例,對荷載進行計算及對其支架體系進行檢算。 ㈠、荷載計算 1、荷載分析 根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱梁的結構特點,在施工過程中將涉及到以下荷載形式: ⑴ q1—— 箱梁自重荷載,新澆混凝土密度取2600kg/m3。 鋼筋混凝土的重量由相對應的支架承擔,按照箱梁對應的面積,雖然是分為兩次澆筑,但荷載是全部壓在支架上的,所以將箱梁分為翼板、底板和頂板、腹板和頂板,梁端和橫隔板五部分進行支架計算。箱梁自重荷載, ①翼板:2.86噸/m,②底板和頂板:3.7噸/m,③腹板和頂板:4.68噸/m,④梁端:15.6噸/m ⑤橫隔板:15.6噸/
8、m。 ⑵ q2—— 箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐荷載,按均布荷載計算,經(jīng)計算取q2=1.0kPa(偏于安全)。內(nèi)模與外膜采用2.44*1.22*0.012竹膠板, ⑶ q3—— 施工人員、施工材料和機具荷載,按均布荷載計算,當計算模板及其下肋條時取2.5kPa;當計算肋條下的梁時取1.5kPa;當計算支架立柱及替他承載構件時取1.0kPa。 ⑷ q4—— 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載,對底板取2.0kPa,對側板取4.0kPa。 ⑸ q5—— 新澆混凝土對側模的壓力。因現(xiàn)澆箱梁采取水平分層以每層30cm高度澆筑,在豎向上以V=1.2m/h澆筑速度控制,砼入模溫度T=26℃控制,因此新澆
9、混凝土對側模的最大壓力 q5= K為外加劑修正稀數(shù),取摻緩凝外加劑K=1.2 當V/t=1.2/26=0.046>0.035 h=1.53+3.8V/t=0.23m q5=PM=Krh=1.2260.23=7.17KPa ⑹ q6—— 傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載,取2.0kPa。 ⑺ q7—— 支架自重,經(jīng)計算支架在不同布置形式時其自重如下所示: 鋼管支架:根據(jù)《K7+420匝道橋支架布置方案》(翼板支架高度按11.3米,底板按10米)計算:①翼板對應部分支架需用鋼管長度為101*5*11.3+10*2*101+90.5*5*10=12251.5米,重量為47.1噸;②腹板
10、的鋼管用量為164*2*10+0.6*164*10+98*2*10=6224米,重量為24噸;③底板對應的支架鋼管用量為127*6*10+3*127*10+6*88.9*10=16764米,重量為64.374噸;④梁端實心和橫隔板對應的鋼管長度為6*10*7+4*3*10+1.6*7*10=652米,重量為2.5噸。 ⑻ q8——底模下方楞木重量:采用立桿上縱向設1015cm方木;縱向方木上設1010cm的橫向方木,梁端實體、腹板、橫隔板、底板和翼板位置間距10㎝,查表得方楞木容重為0.9*103㎏/m3 ,那么腹板對應位置的每平方米1010cm方楞木的長度為10米,重量為10*0.1*0.
11、10* 9=0.9KN/M2 ; 1515cm方楞木長度為2米,重量為2*0.15*0.15* 9=0.41KN/M2,翼板對應的位置每平方米1515cm方楞木長度為4米, 重量為4*0.15*0.15* 9=0.81KN/M2,1010cm方楞木長度為5米,重量為5*0.1*0.1* 9=0.45 KN/M2, 梁端實心和橫隔板部分對應位置每平方米1515cm方楞木長度為2米, 重量為1.7*0.15*0.15* 9=0.34KN/M2,1010cm方楞木的長度為25米,重量為25*0.1*0.1* 9=2.25 KN/M2 . 底板對應的位置每平方米1515cm方楞木長度為2米, 重量為2
12、*0.15*0.15* 9=0.405KN/M2,1010cm方楞木長度為5米,重量為5*0.1*0.1* 9=0.45 KN/M2, 2、荷載組合 模板、支架設計計算荷載組合 模板結構名稱 荷載組合 強度計算 剛度檢算 底模及支架系統(tǒng)計算 ⑴+⑵+⑶+⑷+⑺+⑻ ⑴+⑵+⑺ 側模計算 ⑸+⑹ ⑸ 四、支架計算 支架采用∮483.5mm扣件式鋼管,除頂面部分(不超過3.0m范圍內(nèi))因鋼管的長度受到限制,采用搭接外,其余均采用對接形式。 1、鋼管支架的截面特性和容許荷載 查相關手冊,得到截面特性如下: 外徑 (mm) 壁厚 (mm) 截面積 A(mm2
13、) 慣性矩 (mm4) 抵抗矩 (mm3) 回轉半徑 (mm) 每延米自重 (kg) 48 3.5 4.89102 1.215105 5.078103 15.78 3.84 鋼管支架的容許荷載[N] 橫桿間距L(cm) ∮483.5mm扣件式鋼管 對接立桿(KN) 搭接立桿(KN) 100 35.7 13.9 鋼管的容許壓應力[σ]=215Mpa 單個扣件的容許抗滑力為[Rc]=8.5KN 2、箱梁對應得各部分支架立桿計算 1.梁端實心部分及橫隔板對應的支架計算(支架高度10m)扣件式鋼管支架體系采用6060100cm的布置結構,如下圖:
14、 混凝土重量G1=156*1.6=249.6KN 模板重量G2=1*1.6*4=6.4KN 模板下分配方楞木重量G3=2.59*1.6*4=16.576KN 施工荷載:臨時堆放材料及風荷載G4=(2+2.5+2+2)*1.6*4=54.4KN 鋼管支架荷載G5-1=25*310=7.5KN(支架頂面以下3米范圍內(nèi)) 鋼管支架荷載G5=25KN(支架頂面以下10米范圍內(nèi)) I、在支架頂面以下3米范圍內(nèi)(容許搭接部分),總荷載G3.0=G1+G2+G3+G4+G5-1=249.6+6.4+16.576+54.4+7.5=334.474KN II、在支架頂面以下10米范圍內(nèi),總荷
15、載G17=G1+G2+G3+G4+G5=249.6+6.4+16.574+54.4+25=351.974KN ②、梁端實心部分及橫隔板對應的立桿數(shù)量為n=42根,單根鋼管的受力情況為: I、在支架頂面以下3米范圍內(nèi)(容許搭接部分),考慮0.5系數(shù);N=1.5*G3.0/n=1.5*334.474KN/42=11.95KN N<[N]=13.9KN, 滿足強度要求 N>[Rc]=8.5KN, 扣件抗滑不能夠滿足要求,施工時使用2到3個扣件來滿足抗滑要求。 II、在支架頂面以下10米范圍內(nèi),考慮、5系數(shù):N=1.5*G17/n=1.5*351.974KN /42=12.571KN
16、 N<[N]=35.7KN,滿足強度要求 因采用對接扣件,不考慮扣件抗滑要求 立桿穩(wěn)定性驗算 根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》有關模板支架 立桿的穩(wěn)定性計算公式:N/ΦA+MW/W≤f N—鋼管所受的垂直荷載,N=12.246KN f—鋼材的抗壓強度設計值,f=205N/mm2參考《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》表5.1.6得。 A—支架立桿的截面積A=489mm2(取φ48mm3.5mm鋼管的截面積) Φ—軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長細比λ查表即可求得Φ。 i—截面的回轉半徑,查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》附錄B得i=15.78㎜。 長
17、細比λ=L/i。 L—水平步距,L=1m。 于是,λ=L/i=63.71,參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》查附錄C得Φ=0.752。 MW—計算立桿段有風荷載設計值產(chǎn)生的彎距; MW=0.851.4WKLah2/10 WK=0.7uzusw0 uz—風壓高度變化系數(shù),參考〈〈建筑結構荷載規(guī)范〉〉表7.2.1得uz=1.38 us—風荷載腳手架體型系數(shù),查〈〈建筑結構荷載規(guī)范〉〉表6.3.1第36項得:us=1.2 w0—基本風壓,查〈〈建筑結構荷載規(guī)范〉〉附表D.4 w0=0.8KN/m2 故:WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=
18、0.927KN/ m2 La—立桿縱距0.6m; h—立桿步距1Lah2/10=0.06 W— 截面模量查表〈〈建筑施工扣件式腳手架安全技術規(guī)范〉〉附表B得: W=5.08103mm3 則,N/ΦA+MW/W=12.246103/(0.829489)+0.06106/(5.08103)=42.02KN/mm2≤f=205KN/mm2 計算結果說明支架是安全穩(wěn)定的。 2、翼板部分的各種荷載計算(鋼管支架高度11.3m高計): 翼板支架布置圖如下: 鋼筋混凝土重量G1=28.6*90.5=2588.3KN 模板重量G2=1*90.5*4=362 KN 模板下分配方楞木重量
19、G3=1.26*90.5*4= 456.12KN 施工荷載;臨時堆放材料荷載、風荷載G4=(2+2.5+2+2)*4*90.5=3077KN 鋼管支架荷載G5-1=471*311.3=125.044KN(支架頂面以下3米范圍內(nèi)) 鋼管支架荷載G5=471KN(支架頂面以下11.3米范圍內(nèi)) I、在支架頂面以下3米范圍內(nèi)(容許搭接部分),總荷載G3.0=G1+G2+G3+G4+G5-1=2588.3+362+456.12+3077+125.044=6608.464KN II、在支架頂面以下11.3米范圍內(nèi),總荷載G22.5=G1+G2+G3+G4+G5=2588.3+362+456.1
20、2+3077+471=6954.42KN 翼板的立桿數(shù)量為n=1010根,單根鋼管的受力情況為: I、在支架頂面以下3米范圍內(nèi)(容許搭接部分),考慮0.5系數(shù)N=1.5*G3.0/n=1.5*6608.464KN/1010=9.81KN N<[N]=13.9KN,滿足強度要求 N>[Rc]=8.5KN,扣件抗滑不能夠滿足要求,施工時使用2到3個扣件來滿足抗滑要求。 II、在支架頂面以下11.3米范圍內(nèi))考慮0.5系數(shù),N=1、5*G22.5/n=1、5*6954.42KN/1010=10.32KN N<[N]=35.7KN,滿足強度要求 因采用對接扣件,不考慮扣件抗滑要求 立桿
21、穩(wěn)定性驗算 根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》有關模板支架 立桿的穩(wěn)定性計算公式:N/ΦA+MW/W≤f N—鋼管所受的垂直荷載,N=10.43KN f—鋼材的抗壓強度設計值,f=205N/mm2參考《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》表5.1.6得。 A—支架立桿的截面積A=489mm2(取φ48mm3.5mm鋼管的截面積) Φ—軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長細比λ查表即可求得Φ。 i—截面的回轉半徑,查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》附錄B得i=15.78㎜。 長細比λ=L/i。 L—水平步距,L=1m。 于是,λ=L/i=63.7
22、1,參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》查附錄C得Φ=0.752。 MW—計算立桿段有風荷載設計值產(chǎn)生的彎距; MW=0.851.4WKLah2/10 WK=0.7uzusw0 uz—風壓高度變化系數(shù),參考〈〈建筑結構荷載規(guī)范〉〉表7.2.1得uz=1.38 us—風荷載腳手架體型系數(shù),查〈〈建筑結構荷載規(guī)范〉〉表6.3.1第36項得:us=1.2 w0—基本風壓,查〈〈建筑結構荷載規(guī)范〉〉附表D.4 w0=0.8KN/m2 故:WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KN/ m2 La—立桿縱距0.9m; h—立桿步距1Lah2/10=0.0
23、9 W— 截面模量查表〈〈建筑施工扣件式腳手架安全技術規(guī)范〉〉附表B得: W=5.08103mm3 則,N/ΦA+MW/W=10.43103/(0.829489)+0.09106/(5.08103)=43.445KN/mm2≤f=205KN/mm2 計算結果說明支架是安全穩(wěn)定的 3.底板對應的支架計算(支架高度10m) 混凝土重量G1=37*88.9=3289.3KN 模板重量G2=266.7KN 模板下分配方楞木重量G3=228.02KN 施工荷載:臨時堆放材料及風荷載G4=(2+2.5+2+2)*88.9*3=2266.95KN 鋼管支架荷載G5-1=643.74
24、*310=193.122KN(支架頂面以下3米范圍內(nèi)) 鋼管支架荷載G5=643.74KN(支架頂面以下10米范圍內(nèi)) I、在支架頂面以下3米范圍內(nèi)(容許搭接部分),總荷載G3.0=G1+G2+G3+G4+G5-1=3289.3+266.7+228.02+2266.95+193.12=6244.09KN II、在支架頂面以下10米范圍內(nèi),總荷載G17=G1+G2+G3+G4+G5=3289.3+266.7+228.02+2266.95+643.74=6694.71KN 底板對應的立桿數(shù)量為n=762根,單根鋼管的受力情況為: I、在支架頂面以下3米范圍內(nèi)(容許搭接部分),考慮0.5系
25、數(shù),N=1.5*G3.0/n=1.5*6244.09KN/762=12.29KN N<[N]=13.9KN, 滿足強度要求 N>[Rc]=8.5KN, 扣件抗滑不能夠滿足要求,施工時使用2到3個扣件來滿足抗滑要求。 II、在支架頂面以下10米范圍內(nèi)考慮0.5系數(shù),N=1.5*G17/n=1.5*6694.71KN /762=13.17KN N<[N]=35.7KN,滿足強度要求 因采用對接扣件,不考慮扣件抗滑要求 立桿穩(wěn)定性驗算 根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》有關模板支架 立桿的穩(wěn)定性計算公式:N/ΦA+MW/W≤f N—鋼管所受的垂直荷載,N=13.63
26、KN f—鋼材的抗壓強度設計值,f=205N/mm2參考《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》表5.1.6得。 A—支架立桿的截面積A=489mm2(取φ48mm3.5mm鋼管的截面積) Φ—軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長細比λ查表即可求得Φ。 i—截面的回轉半徑,查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》附錄B得i=15.78㎜。 長細比λ=L/i。 L—水平步距,L=1m。 于是,λ=L/i=63.71,參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》查附錄C得Φ=0.752。 MW—計算立桿段有風荷載設計值產(chǎn)生的彎距; MW=0.851.4WKLah2/1
27、0 WK=0.7uzusw0 uz—風壓高度變化系數(shù),參考〈〈建筑結構荷載規(guī)范〉〉表7.2.1得uz=1.38 us—風荷載腳手架體型系數(shù),查〈〈建筑結構荷載規(guī)范〉〉表6.3.1第36項得:us=1.2 w0—基本風壓,查〈〈建筑結構荷載規(guī)范〉〉附表D.4 w0=0.8KN/m2 故:WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KN/ m2 La—立桿縱距0.7m; h—立桿步距1Lah2/10=0.07 W— 截面模量查表〈〈建筑施工扣件式腳手架安全技術規(guī)范〉〉附表B得: W=5.08103mm3 則,N/ΦA+MW/W=13.63103/(0.829
28、489)+0.07106/(5.08103)=47.402KN/mm2≤f=205KN/mm2 計算結果說明支架是安全穩(wěn)定的。 4.腹板對應的支架計算(支架高度10m) 腹板支架布置圖如下所示: 鋼筋混凝土重量G1=46.8*88.9=4160.52KN 模板重量G2=96.9KN 模板下分配方楞木重量G3=116.459KN 施工荷載:臨時堆放材料荷載及風荷載G4=(2+2.5+2+2)*1*68.9+(2+2.5+2+2)*1.4*20=823.65KN 鋼管支架荷載G5-1=240310=72KN(支架頂面以下3米范圍內(nèi)) 鋼管支架荷載G5=240KN(支架頂面以
29、下10米范圍內(nèi)) 腹板對應的立桿數(shù)量為n=664根,單根鋼管的受力情況為; I、在支架頂面以下3米范圍內(nèi)(容許搭接部分),總荷載G3.0=G1+G2+G3+G4+G5-1=4160.52+96.9+116.459+823.65+72=5269.529KN II、在支架頂面以下10米范圍內(nèi),總荷載G10=G1+G2+G3+G4+G5=4160.52+96.9+116.459+823.65+240=5437.529KN Ⅰ、在支架頂面以下3米范圍內(nèi)(容許搭接部分),考慮0.5系數(shù)N= 1、5*G3.0/n=11.91KN N<[N]=13.9KN, 滿足強度要求 N>[Rc]=8.
30、5KN, 扣件抗滑不能夠滿足要求,施工時使用2到3個扣件來滿足抗滑要求。 II、在支架頂面以下10米范圍內(nèi), 考慮0.5系數(shù)N= 1、5*G17/n= 12.28KN N<[N]=35.7KN, 滿足強度要求 因采用對接扣件,不考慮扣件抗滑要求 立桿穩(wěn)定性驗算 根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》有關模板支架 立桿的穩(wěn)定性計算公式:N/ΦA+MW/W≤f N—鋼管所受的垂直荷載,N=12.28KN f—鋼材的抗壓強度設計值,f=205N/mm2參考《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》表5.1.6得。 A—支架立桿的截面積A=489mm2(取φ48mm3.5
31、mm鋼管的截面積) Φ—軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長細比λ查表即可求得Φ。 i—截面的回轉半徑,查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》附錄B得i=15.78㎜。 長細比λ=L/i。 L—水平步距,L=1m。 于是,λ=L/i=63.71,參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》查附錄C得Φ=0.752。 MW—計算立桿段有風荷載設計值產(chǎn)生的彎距; MW=0.851.4WKLah2/10 WK=0.7uzusw0 uz—風壓高度變化系數(shù),參考〈〈建筑結構荷載規(guī)范〉〉表7.2.1得uz=1.38 us—風荷載腳手架體型系數(shù),查〈〈建筑結構荷載規(guī)范〉〉表
32、6.3.1第36項得:us=1.2 w0—基本風壓,查〈〈建筑結構荷載規(guī)范〉〉附表D.4 w0=0.8KN/m2 故:WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KN/ m2 La—立桿縱距0.6m; h—立桿步距1Lah2/10=0.06 W— 截面模量查表〈〈建筑施工扣件式腳手架安全技術規(guī)范〉〉附表B得: W=5.08103mm3 則,N/ΦA+MW/W=12.28103/(0.829489)+0.06106/(5.08103)=42.11KN/mm2≤f=205KN/mm2 計算結果說明支架是安全穩(wěn)定的。 2、滿堂支架整體抗傾覆驗算 依據(jù)《公路橋涵
33、技術施工技術規(guī)范實施手冊》第9.2.3要求支架在自重和風荷栽作用下時,傾覆穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.3。 K0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=yNi/ΣMw 采用第二跨25m驗算支架抗傾覆能力: 橋寬度8m,長25m采用6070120cm和6060120cm及609120cm跨中支架來驗算全橋: 支架橫向17排; 支架縱向底板區(qū)33排,腹板區(qū)38排;翼板區(qū)25排 高度10m; 立桿需要5170m; 縱向橫桿需要3825m; 橫向橫桿需要2770m; 故:鋼管總重(5170+3825+2770)3.84=45.17T; 故q=45.179.8=442.666KN; 穩(wěn)定力矩= yNi=1
34、6442.666=7082.656KN.m 依據(jù)以上對風荷載計算WK=0.7uzusw0=0.71.381.20.8=0.927KN/ m2 跨中25m共受力為:q=0.9271080=815KN; 傾覆力矩=q5=8155=4078.8KN.m K0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=7082.656/4078.8=1.736>1.3 計算結果說明本方案滿堂支架滿足抗傾覆要求。 5、箱梁底模下橫橋向方木驗算 本施工方案中箱梁底模底面橫橋向采用57cm方木,方木橫橋向跨度在橋墩處和橋跨中截面處按L=60cm進行受力計算,如下圖將方木簡化為如圖的簡支結構(偏于安全),木材的容許應力和彈性模量
35、的取值參照杉木進行計算,實際施工時如油松、廣東松等力學性能優(yōu)于杉木的木材均可使用。 墩頂及橫隔板梁處 按橋墩頂截面處1.0m范圍內(nèi)進行受力分析,按方木橫橋向跨度L=60cm進行驗算。 ① 方木間距計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(156+1.0+2.5+2)1=161.5kN 彎矩M=(1/8) qL2=(1/8)161.50.62=7.27kNm W=(bh2)/6=(0.050.072)/6=0.00004083m3 則: n= M/( W[δw])=7.27/(0.00004083110000.9)=17.98(取整數(shù)n=18根) d=B/(
36、n-1)=1/17=0.05m 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 經(jīng)計算,方木間距小于0.05m均可滿足要求,實際施工中為滿足底模板受力要求,方木間距d取0.04m,則n=1/0.04=25。 ② 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.050.073)/12=1.42910-6m4 則方木最大撓度: fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(161.50.64)/(2091061.42910-6)]=1.0610-3m<l/400=0.6/400=1.510-3m (撓度滿足要求) ③ 每根方木抗剪計算 毛截面慣距
37、 毛截面慣性距 剪切強度τ=QSm/nImb=qISm/20*2Imb=161.5*0.6*3.0625*10ˉ5/20*2*1.429*10ˉ6*0.05 =1.038MPa<0.9[τ]=0.91.7MPa=1.53MPa 符合要求。 ⑵腹板位置 按匝道橋腹板截面處2.0m范圍內(nèi)進行受力分析,按方木橫橋向跨度L=60cm進行驗算。 ① 方木間距計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(46.8+1.0+2.5+2)2=104.6kN 彎矩M=(1/8) qL2=(1/8)104.60.62=4.7kNm W=(bh2)/6=(0.050.072)/6=0.000
38、04083m3 則: n= M/( W[δw])=4.7/(0.00004083110000.9)=11.6(取整數(shù)n=12根) d=B/(n-1)=2/11=0.18m 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 經(jīng)計算,方木間距小于0.18m均可滿足要求,實際施工中為滿足底模板受力要求,方木間距d取0.1m,則n=2/0.1=20。 ② 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.050.073)/12=1.42910-6m4 則方木最大撓度: fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(104.60.64)/(2091
39、061.42910-6)]=0.6810-3m<l/400=0.6/400=1.510-3m (撓度滿足要求) ③ 每根方木抗剪計算 毛截面慣距 毛截面慣性距 剪切強度τ=QSm/nImb=qISm/20*2Imb=52.3*0.6*3.0625*10ˉ5/20*2*1.429*10ˉ6*0.05 =0.674MPa<0.9[τ]=0.91.7MPa=1.53MPa 符合要求。 ⑶翼板部處 截面處3m范圍內(nèi)進行受力分析,按方木橫橋向跨度L=60cm進行驗算。 ① 方木間距計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(28.6+1.0+2.5+2)3=102.3kN 彎矩M
40、=(1/8) qL2=(1/8)102.30.62=4.61kNm W=(bh2)/6=(0.050.072)/6=0.00004083m3 則: n= M/( W[δw])=4.61/(0.00004083110000.9)=10.41(取整數(shù)n=11根) d=B/(n-1)=3/10=0.3m 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 經(jīng)計算,方木間距小于0.3m均可滿足要求,實際施工中為滿足底模板受力要求,方木間距d取0.2m,則n=3/0.2=15。 ② 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.050.073)/12=1.42910-
41、6m4 則方木最大撓度: fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(102.30.64)/(2091061.42910-6)]=0.6610-3m<l/400=0.6/400=1.510-3m (撓度滿足要求) ③ 每根方木抗剪計算 毛截面慣距 毛截面慣性距 剪切強度τ=QSm/nImb=qISm/20*2Imb=102.3*0.6*3.0625*10ˉ5/20*2*1.429*10ˉ6*0.05 =0.645MPa<0.9[τ]=0.91.7MPa=1.53MPa 符合要求。 ⑷底板部處 截面處3m范圍內(nèi)進行受力分析,按方木橫橋向跨度L=60c
42、m進行驗算。 ① 方木間距計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(37+1.0+2.5+2)3=127.5kN 彎矩M=(1/8) qL2=(1/8)127.50.62=5.74kNm W=(bh2)/6=(0.050.072)/6=0.00004083m3 則: n= M/( W[δw])=5.74/(0.00004083110000.9)=14.21(取整數(shù)n=15根) d=B/(n-1)=3/15=0.2m 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 經(jīng)計算,方木間距小于0.2m均可滿足要求,實際施工中為滿足底模板受力要求,方木間距d取0.2m,
43、則n=3/0.2=15。 ② 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.050.073)/12=1.42910-6m4 則方木最大撓度: fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(127.50.64)/(2091061.42910-6)]=0.8210-3m<l/400=0.6/400=1.510-3m (撓度滿足要求) ③ 每根方木抗剪計算 毛截面慣距 毛截面慣性距 剪切強度τ=QSm/nImb=qISm/20*2Imb=102.3*0.6*3.0625*10ˉ5/20*2*1.429*10ˉ6*0.05 =0.803MPa<0.9[
44、τ]=0.91.7MPa=1.53MPa 符合要求。 4、扣式支架立桿上順橋向方木驗算 本施工方案中支架上順橋向采用1015cm一種規(guī)格的方木,順橋向方木的跨距,根據(jù)立桿布置間距,在箱梁翼板按L=90cm進行驗算,在墩旁和橫隔板部位按L=60cm進行驗算。在箱梁腹板按L=60cm進行驗算,在底板部位按L=70cm進行驗算。將方木簡化為如圖的簡支結構(偏于安全)。木材的容許應力和彈性模量的取值參照櫟木進行計算, ⑴墩頂及橫隔板梁處 墩頂橫梁(實心段)立桿上順橋向采用1515cm規(guī)格的方木,順橋向方木跨距60cm,根據(jù)前受力布置圖進行受力分析計算如下: ① 每根方木抗彎計
45、算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(156+1.0+2.5+2)0.6=96.9kN M=(1/8) qL2=(1/8)96.90.62=4.36kNm W=(bh2)/6=(0.150.152)/6=5.62510-4m3 則:δ= Mmax/ W=4.36/(5.62510-4)=7.752MPa<0.9[δw]=17.1MPa(符合要求) 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 ② 每根方木抗剪計算 Sm=0.15*0.152/8=4.22*10ˉ4m3 Im=0.15*0.153/12=4.22*10ˉ5m4 τ=QSm/nImb=qISm/2Imb=96.9*
46、0.6*4.22*10ˉ4/2*4.22*10ˉ5*0.1=2.907MPa<0.9[τ]=0.93.8MPa=3.42MPa 符合要求。 ③ 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.150.153)/12=4.2210-5m4 則方木最大撓度:fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(96.90.64)/( 91064.2210-5)]=1.1910-3m<l/400=0.6/400=1.510-3m 故,撓度滿足要求。 ⑵翼板部位 翼板范圍內(nèi)立桿上順橋向采用1515cm規(guī)格的方木,順橋向方木跨距90cm,根據(jù)前受力布置圖進
47、行方木受力分析計算如下: ① 每根方木抗彎計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(28.6+1.0+2.5+2)0.9=25.74kN M=(1/8) qL2=(1/8)20.460.92=2.61kNm W=(bh2)/6=(0.150.152)/6=5.62510-4m3 則:δ= Mmax/ W=2.61/(5.62510-4)=4.633MPa<0.9[δw]=17.1MPa(符合要求) 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 ② 每根方木抗剪計算 Sm=0.15*0.152/8=4.22*10ˉ4m3 Im=0.15*0.153/12=4.22*10ˉ5m4
48、τ=QSm/nImb=qISm/2Imb=25.74*0.6*4.22*10ˉ4/2*4.22*10ˉ5*0.1=0.772MPa<0.9[τ]=0.93.8MPa=3.42MPa 符合要求。 ③ 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.150.153)/12=4.2210-5m4 則方木最大撓度:fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(25.740.64)/( 91064.2210-5)]=0.3110-3m<l/400=0.6/400=1.510-3m 故,撓度滿足要求。 ⑶底板部位 底板范圍內(nèi)立桿上順橋向采用1515c
49、m規(guī)格的方木,順橋向方木跨距70cm,根據(jù)前受力布置圖進行方木受力分析計算如下: ① 每根方木抗彎計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(37+1.0+2.5+2)0.7=29.75kN M=(1/8) qL2=(1/8)29.750.72=1.822kNm W=(bh2)/6=(0.150.152)/6=5.62510-4m3 則:δ= Mmax/ W=1.822/(5.62510-4)=3.23MPa<0.9[δw]=17.1MPa(符合要求) 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 ② 每根方木抗剪計算 Sm=0.15*0.152/8=4.22*10ˉ4m3 Im=
50、0.15*0.153/12=4.22*10ˉ5m4 τ=QSm/nImb=qISm/2Imb=29.75*0.6*4.22*10ˉ4/2*4.22*10ˉ5*0.1=0.893MPa<0.9[τ]=0.93.8MPa=3.42MPa 符合要求。 ③ 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.150.153)/12=4.2210-5m4 則方木最大撓度:fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(29.750.64)/( 91064.2210-5)]=0.3610-3m<l/400=0.6/400=1.510-3m 故,撓度滿足要求。
51、⑷腹板部位 腹板范圍內(nèi)立桿上順橋向采用1015cm規(guī)格的方木,順橋向方木跨距60cm,根據(jù)前受力布置圖進行方木受力分析計算如下: ① 每根方木抗彎計算 q=(q1+ q2+ q3+ q4)B=(46.8+1.0+2.5+2)0.6=31.38kN M=(1/8) qL2=(1/8)31.380.62=1.41kNm W=(bh2)/6=(0.150.152)/6=5.62510-4m3 則:δ= Mmax/ W=1.41/(5.62510-4)=2.51MPa<0.9[δw]=17.1MPa(符合要求) 注:0.9為方木的不均勻折減系數(shù)。 ② 每根方木抗剪計算 Sm=0.15
52、*0.152/8=4.22*10ˉ4m3 Im=0.15*0.153/12=4.22*10ˉ5m4 τ=QSm/nImb=qISm/2Imb=31.38*0.6*4.22*10ˉ4/2*4.22*10ˉ5*0.1=0.941MPa<0.9[τ]=0.93.8MPa=3.42MPa 符合要求。 ③ 每根方木撓度計算 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(0.150.153)/12=4.2210-5m4 則方木最大撓度:fmax=(5/384)[(qL4)/(EI)]=(5/384)[(31.380.64)/( 91064.2210-5)]=0.37810-3m<l/400=0.6/
53、400=1.510-3m 故,撓度滿足要求。 5、箱梁底模板計算 箱梁底模采用優(yōu)質竹膠板,鋪設在橫橋向方木上。匝道橋底模板下(墩兩側及橫隔梁下)橫橋向方木按0.04m間距)布置。底板和翼板模板下橫橋向方木按0.2m間距布置。腹板模板下橫橋向方木按0.1m間距布置,取各種布置情況下最不利位置進行受力分析,并對受力結構進行簡化(偏于安全)如下圖: 取各種布置情況下最不利位置進行受力分析,并對受力結構進行簡化(偏于安全)如下圖: 竹膠板彈性模量E=5000MPa 方木的慣性矩I=(bh3)/12=(1.00.0123)/12=1.4410-7m 1)墩頂及橫隔板梁處底模板計算
54、 ① 模板q計算 q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(156+1.0+2.5+2)0.04=6.46kN/m 模板采用1220244012mm規(guī)格的竹膠板。 ② 模板剛度驗算 fmax=ql4/128EI=6.46*0.124/128*5*106*1.44*10ˉ7=0.75*10ˉ5m <0.90.12/400m=2.710-4m 故,撓度滿足要求 ⑵翼板梁處底模板計算 ① 模板q計算 q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(28.6+1.0+2.5+2)0.2=6.82kN/m 模板采用1220244012mm規(guī)格的竹膠板。 ② 模板剛度驗算 fma
55、x=ql4/128EI=6.82*0.124/128*5*106*1.44*10ˉ7=0.77*10ˉ5m <0.90.12/400m=2.710-4m 故,撓度滿足要求 ⑶腹板梁處底模板計算 ① 模板q計算 q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(46.8+1.0+2.5+2)0.1=5.23kN/m 模板采用1220244012mm規(guī)格的竹膠板。 ② 模板剛度驗算 fmax=ql4/128EI=5.23*0.124/128*5*106*1.44*10ˉ7=0.59*10ˉ5m <0.90.12/400m=2.710-4m 故,撓度滿足要求 ⑷底板梁處底模板計算
56、 ① 模板q計算 q=( q1+ q2+ q3+ q4)l=(37+1.0+2.5+2)0.2=8.5kN/m 模板采用1220244012mm規(guī)格的竹膠板。 ② 模板剛度驗算 fmax=ql4/128EI=8.5*0.124/128*5*106*1.44*10ˉ7=0.95*10ˉ5m <0.90.12/400m=2.710-4m 故,撓度滿足要求 6、側模驗算 根據(jù)前面計算,按1010cm方木以20cm的間距布置,以側模最不利荷載部位進行模板計算,則有: ⑴ 1010cm方木按間距最大的按20cm布置 ① 模板q計算 q=( q4+ q5)l=(4.0+7.
57、17)0.2=2.234kN/m 模板采用1220244012mm規(guī)格的竹膠板。 ② 模板剛度驗算 fmax= ql4/128EI=2.234*0.124/128*5*106*1.44*10ˉ7=5.21*10ˉ7<0.90.2/400m=4.510-4m 故,側模下1010cm方木背木布置間距按不大于20cm布置即可滿足要求。 7、地基承載力計算 ⑴ 立桿地基承載力驗算 根據(jù)設計圖紙地質柱狀圖得,地質情況表層為亞粘土.首先將地面整平(斜坡地段做成臺階)并采用重型壓路機碾壓密實(壓實度≥90%),達到要求后,再填筑50~80cm的建筑棄渣或土石混碴,并分層填筑,分層碾壓,使壓實
58、度達到94%以上后,地基承載力可達到 [fk]= 190~250Kpa參考《建筑施工計算手冊》。 立桿地基承載力驗算:≤Kk 式中: N——為腳手架立桿傳至基礎頂面軸心力設計值; Ad——為立桿底面積Ad=3.14*0.24cm2=0.181 cm2 按照最不利荷載考慮,立桿底拖下砼基礎承載力: ,底拖下砼基礎承載力滿足要求。 鋼管坐落在20cm砼層上,按照力傳遞面積計算: k為地基承載力標準值,見下表: 標準貫入試驗粘質土地基容許承載力(Kpa) 試驗錘擊數(shù)(擊/30)cm 3 5 7 9 11 13 15 17 19 k(Kpa) 105 1
59、45 190 235 280 325 370 435 515 標準貫入試驗砂類土地基容許承載力(Kpa) 試驗錘擊數(shù)(擊/30cm) 10 15 30 50 k(Kpa) 中、粗砂 180 250 340 500 粉、細砂 140 180 250 340 K調整系數(shù);混凝土基礎系數(shù)為1.0 按照最不利荷載考慮: =≤K[k]=1.0190KPa 經(jīng)過計算,基底整平壓實后采用標貫貫入試驗檢測地基承載力,要求貫入試驗垂擊數(shù)必須達到7下以上?;A處理時填土石混渣或建筑拆遷廢渣,并用壓路機壓實后,檢測壓實度指標.如壓實度達到94%以上,則同
60、理地基承載力滿足要求。如巨粒土以及含有磚頭、砼塊、塊石等的粘質土,不適應做標準貫入試驗或對檢測結果尚有疑問時,則應再做平板荷載試驗。確認地基承載力符合設計要求后,才能鋪筑厚15cm的水泥穩(wěn)定碎石基礎層。 將水穩(wěn)層作為剛性結構,在橋墩旁兩側各2m范圍及跨中縱、橫隔板梁2m范圍部位,按照間距6060cm布置,在1平方米面積上地基最大承載力F為: F=abq= ab(q1+q2+q3+q4+q7) = 1.01.0(156+1.0+1.0+2.0+3.38)=80.38kN 則,F(xiàn)=80.38kpa<[k]=1.0190Kpa 經(jīng)過地基處理后,可以滿足要求。 五、支架搭設施工要求及技術措
61、施 現(xiàn)澆箱梁支架采用扣式構件搭設滿堂支架。搭設時,先在混凝土基礎上下托(立桿底部可調底座),底座下用中粗砂找平。支架頂部設置頂托,頂托上安設順橋向方木,順橋向方木上布置橫橋向方木,橫橋向方木上鋪設箱梁底模板(竹膠板)。支架縱橫向設置剪刀撐,以增加其整體穩(wěn)定性,支架上端與墩身間用方木塞緊。剪刀撐、橫向斜撐與立桿、縱向和橫向水平桿等同步搭設,并且在砼澆注和張拉過程中,進行全過程監(jiān)測和專人檢查。 支架搭設后,按箱梁重量120%進行支架預壓,支架壓載采用砂袋與水袋并用的方法進行預壓。預壓前在底模和地基上布好沉降觀測點,對支架預壓及沉降觀測。 2、碗扣式鋼管滿堂支架的構造應符合下列要求 (1
62、) 嚴格按照設計尺寸搭設支架,并根據(jù)支撐高度選擇組配立桿、可調托撐及可調底座。立桿間距和橫桿步距不得大于設計要求,并設置縱、橫掃地桿。 (2) 支架拐角為直角時,宜采用橫桿直接組架;拐角為非直角時,可采用鋼管扣件組架。 (3)支架首層立桿應采用不同的長度交錯布置,并安設好接長用套管及連接銷孔,底部橫桿(掃地桿)嚴禁拆除,立桿配置可調底座(如下圖)。 可調底座 底部橫桿 LG-180 LG-240 LG-180 LG-240 (4)支架剪刀撐、斜撐等的斜桿,采用鋼管扣件,斜桿安裝時要符合下列規(guī)定:在支架四周拐角處設置專用斜桿或四面設置八字斜桿;斜桿應每步與立桿扣接,扣
63、接點距碗扣節(jié)點的距離宜 ≤150mm;當出現(xiàn)不能與立桿扣接的情況時亦可采取與橫桿扣接,扣接點應牢固;斜桿水平傾角宜在45o~60o之間;每個扣件的擰緊力矩都要控制在45-60N.m,鋼管不能選用已經(jīng)長期使用發(fā)生變形的。 (5)對進入現(xiàn)場的碗扣式鋼管構配件,使用前應對其質量進行復檢。 (6) 確保立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差滿足《建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范》的要求。 (7)支架架要排列整齊和順直,并要及時設好縱橫水平拉桿、剪刀撐等。必要時采取設置纜風繩等加固措施。 (8)為保證支架整體穩(wěn)定及安全,應按支架設計要點,在荷載集中處加密支架支撐。 3、支架搭設要求 (1) 按施工方
64、案彈線定位,放置可調底座后分別按先立桿后橫桿再斜桿的搭設順序逐層進行,每次上升高度不大于3m。底座和墊板應準確地放置在定位線上;墊板宜采用長度不少于2跨,厚度不小于50mm的木墊板;底座的軸心線應與地面垂直。底層水平框架的縱向直線度應≤L/200;橫桿間水平度應≤L/400。 (2) 模板支撐架搭設應與模板施工相配合,利用可調底座或可調托撐調整底模標高,但支架頂托和底座的絲桿外露長度不得大于20cm。 (3)支架的搭設應分階段進行,第一階段的撂底高度一般為6 m,搭設后必須經(jīng)檢查驗收后方可正式投入使用。 (4)支架拼裝時要求隨時檢查橫桿水平和立桿垂直度外,還應隨時注意水平框的直角度,不致
65、使支撐架偏扭。保證支架全高的垂直度應小于L/500;最大允許偏差應小于100mm。 (5)支架及腳手架內(nèi)外側加挑梁時,挑梁范圍內(nèi)只允許承受人行荷載,嚴禁堆放物料。 (6)采用鋼管扣件作加固件、斜撐時應符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》JGJ130-2002的有關規(guī)定。 (7)支架拼裝每3層檢查每根立桿底座下是否浮動,否則應旋緊可調座或用薄鐵片墊實,在支架拼裝頭3層,每層用經(jīng)緯儀、水平儀、線墜隨時檢查立桿的垂直度及每層橫桿的水平,隨時檢查隨時調整。 (8)支撐架搭設到頂時,應組織技術、安全、施工人員對整個架體結構進行全面的檢查和驗收,及時解決存在的結構缺陷。 (9)澆筑過程中,派人檢查支架和支承情況,發(fā)現(xiàn)下沉、松動和變形情況及時解決。 4、支架預壓及沉降觀測 支架搭設完后,為保證箱梁澆注混凝土后滿足設計的外形尺寸及拱度要求,采取對支架預壓的方法以消除變形,具體做法如下: ⑴、設置沉降觀測點 支架搭設、立模作業(yè)程序完成后,引橋每跨順橋向1/4跨、1/
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