橋梁施工課程設(shè)計(jì)某大橋現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工設(shè)計(jì)計(jì)算

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1、 《橋梁施工》 課程設(shè)計(jì) (交通工程B方向用) 專 業(yè) 班級(jí)學(xué)號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 學(xué) 期2011~2012第二學(xué)期 大學(xué)交通學(xué)院道路工程系 二〇一二年二月 南京工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)用紙 - -第 頁(yè) 交通工程專業(yè)《橋梁施工》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目 某大橋現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工設(shè)計(jì)計(jì)算 二、

2、設(shè)計(jì)資料 1.建橋地點(diǎn)：泉河大橋 2.上部結(jié)構(gòu)型式：連續(xù)箱梁雙幅橋 3.荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路—I級(jí) 4.箱梁尺寸布置：泉河大橋現(xiàn)澆箱梁為單箱單室結(jié)構(gòu)，每邊跨現(xiàn)澆段長(zhǎng)15m，箱梁橫截面圖參見圖紙 5.箱梁混凝土等級(jí)：C30 6.鋼筋混凝土重力密度：26kN/m3 7.施工人員和施工材料、機(jī)具等行走運(yùn)輸和堆放的荷載：2.5kPa 8.振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載：2.0kPa 9.箱梁翼緣模板及外側(cè)模采用定制鋼模板，內(nèi)模采用組合鋼模板，底模采用大塊鋼模板或竹膠板，內(nèi)模支撐采用Φ483.5mm腳手管做排架，支架用東北松木支架。 三、設(shè)計(jì)時(shí)間 一周（2月27日～3月3日） 四、要求 1.

3、 每位學(xué)生應(yīng)認(rèn)真獨(dú)立地完成本次課程設(shè)計(jì)，圖面清潔整齊。設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書統(tǒng)一采用南京工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙手寫，要求內(nèi)容完整，結(jié)果正確，字跡端正，語(yǔ)句通順。設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書及圖紙上要求注明班級(jí)學(xué)號(hào)、姓名。 2. 計(jì)算任務(wù)按學(xué)號(hào)編排分組 學(xué)號(hào) 單號(hào) 雙號(hào) 設(shè)計(jì)任務(wù) 箱梁1的滿堂支架 設(shè)計(jì)施工計(jì)算 箱梁2的滿堂支架 設(shè)計(jì)施工計(jì)算 學(xué)生名單 學(xué)號(hào)單號(hào)學(xué)生 學(xué)號(hào)雙號(hào)學(xué)生 3. 設(shè)計(jì)中不考慮風(fēng)荷載的作用。 4．計(jì)算書主要內(nèi)容： 1）工程簡(jiǎn)介與滿堂腳手架施工流程說(shuō)明 2）支架縱橫向間距布置 3）模板支架檢算 4）立桿地基承載力計(jì)算 5．完成現(xiàn)澆箱梁滿

4、堂支架施工設(shè)計(jì)計(jì)算書一份，橫向支架布置圖一份，一并裝訂成冊(cè)，裝入檔案袋。 五、參考資料 橋梁施工 許克賓 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 材料力學(xué)或工程力學(xué) 李慶華 主編 西南交通大學(xué)出版社 2000.11 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 JGJ130-2001 公路橋涵地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004） 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000） 橋梁施工百問(wèn) 人民交通出版社 一．工程概況 泉州大橋位于福建省泉州市城區(qū)，是國(guó)道324線泉

5、州段上跨晉江干流的重要橋梁，是福州、泉州通往漳州、龍巖等地區(qū)及各縣的交通要道，同時(shí)又是泉州主區(qū)的城市橋梁。 泉州大橋梁高2.2m，箱梁頂板跨15m，底板寬6.7m，箱梁頂厚0.28m,底板厚均為0.62m ,腹板厚0.8m，箱梁為不完全對(duì)稱截面，該箱梁有一個(gè)1.5%的坡度。 二．施工工藝流程 1.流程圖 2．滿堂支架搭設(shè)及預(yù)壓 （1）地基處理 如果地基有未硬化完全處，可先用裝載機(jī)將表層松土推平并壓實(shí)，如果發(fā)現(xiàn)彈簧土須及時(shí)清除，并回填合格的砂類土或石料進(jìn)行整平壓實(shí)。原有地基整平壓實(shí)后，鋪設(shè)15cm厚碎石，采用人工鋪平，用蛙式夯土機(jī)進(jìn)行夯壓。在石子層上按照安裝滿堂支

6、架腳手鋼管立桿所對(duì)應(yīng)的位置鋪設(shè)支墊鋼板。 （2） 材料選用和質(zhì)量要求 鋼管規(guī)格為φ483.5mm，且有產(chǎn)品合格證。鋼管的端部切口應(yīng)平整，禁止使用有明顯變形、裂紋和嚴(yán)重繡蝕的鋼管。 （3） 支架布安裝 本支架采用“碗扣”式滿堂支架，其結(jié)構(gòu)形式如下：縱向立桿布置間距均為80cm橫向立桿的間距也均以80cm，其中在腹板兩側(cè)加上剪力撐以加強(qiáng)腹板處支架的承載能力；高度方向橫桿布置先在距離箱梁底下方120cm處先以間距為60cm布置三根橫桿，再往下以間距為120cm布置兩根，再往下再以間距為60cm布置三根，使所有立桿聯(lián)成整體，為確保支架的整體穩(wěn)定性在每三排橫向立桿和每三排縱向立桿各設(shè)置一道剪刀

7、撐（可詳見《邊跨現(xiàn)澆段碗扣式滿堂支架平面布置圖》）。在地基處理好后，按照施工圖紙進(jìn)行放線，縱橋向鋪設(shè)好支墊鋼板，便可進(jìn)行支架搭設(shè)。支架搭設(shè)好后，用可調(diào)頂托來(lái)調(diào)整支架高度或拆除模板用。 碗扣架安裝好后，對(duì)于箱梁底板部份，在可調(diào)頂托上橫向鋪設(shè)7801015cm的橫向墊木（15cm面豎放）共19根。然后在其上鋪設(shè)縱向15001010cm的墊木中心間距為30cm共25根。對(duì)于翼緣部份在翼緣底板坡面將設(shè)置10X10cm的橫向墊木。在頂托上安裝縱向15001010cm的墊木，鋼管架搭設(shè)到翼緣底部的橫向墊木上共12根.安裝模板前，要對(duì)支架進(jìn)行壓預(yù)。支架預(yù)壓的目的：1、檢查支架的安全性，確保施工安全。2、消

8、除地基非彈性變形和支架非彈性變形的影響，有利于橋面線形控制。 （4）滿堂支架預(yù)壓 本方案按分段預(yù)壓法進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓方法依據(jù)箱梁砼重量分布情況，在搭好的支架上的堆放與梁跨荷載等重的砂袋（或鋼材、水箱）(梁跨荷載統(tǒng)一考慮安全系1.2)。施工前，每袋砂石按標(biāo)準(zhǔn)重進(jìn)行分包準(zhǔn)備好，然后用汽車吊或簡(jiǎn)易扒桿進(jìn)行吊裝就位，并按箱梁結(jié)構(gòu)形式合理布置砂袋數(shù)量。 為了解支架沉降情況，在預(yù)壓之前測(cè)出各測(cè)量控制點(diǎn)標(biāo)高，測(cè)量控制點(diǎn)按順橋向每2米布置一排，每排4個(gè)點(diǎn)。在加載50%和100%后均要復(fù)測(cè)各控制點(diǎn)標(biāo)高，加載100%預(yù)壓荷載并持荷24小時(shí)后要再次復(fù)測(cè)各控制點(diǎn)標(biāo)高，如果加載100%后所測(cè)數(shù)據(jù)與持荷24小時(shí)后所測(cè)

9、數(shù)據(jù)變化很小時(shí)，表明地基及支架已基本沉降到位，可卸載，否則還須持荷進(jìn)行預(yù)壓，直到地基及支架沉降到位方可卸壓。支架日沉降量不得大于2.0毫米（不含測(cè)量誤差），一般梁跨預(yù)壓時(shí)間為三天。卸壓完成后，要再次復(fù)測(cè)各控制點(diǎn)標(biāo)高，以便得出支架和地基的彈性變形量（等于卸壓后標(biāo)高減去持荷后所測(cè)標(biāo)高），用總沉降量（即支架持荷后穩(wěn)定沉降量）減去彈性變形量為支架和地基的非彈性變形（即塑性變形）量。預(yù)壓完成后要根據(jù)預(yù)壓成果通過(guò)可調(diào)頂托調(diào)整支架的標(biāo)高。 三．支架受力驗(yàn)算 1、底模板下次梁（1010cm木枋）驗(yàn)算： 底模下腳手管立桿的縱向間距為0.8m，橫向間距根據(jù)箱梁對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)為0.8m，頂托橫梁按橫橋向布置

10、，間距0.8m；次梁按縱橋向布置，間距0.3m 。因此計(jì)算跨徑為0.8m。 （1）按簡(jiǎn)支梁受力考慮斜腹板對(duì)應(yīng)的間距為15cm的木枋受力驗(yàn)算 底模處砼箱梁荷載：P1 = 2.326= 59.8 kN /m2 （按2.3m砼厚度計(jì)算） 模板荷載：P2 = 200kg/m2= 2kN /m2 設(shè)備及人工荷載：P3 = 250kpa = 2.5kN /m2 砼澆注沖擊及振搗荷載：P4 = 2kpa= 2kN /m2 則有P = （P1 + P2 + P3 + P4）= 59.8+2+2.5+2=66.3kn/m2 W =bh2/6 = 10X102/6 =167 cm3 由梁

11、正應(yīng)力計(jì)算公式得： σ =qL2/ 8W = （66.30.15）10000.82 / 816710-6 =4.76 Mpa ＜ [σ] =10Mpa 強(qiáng)度滿足要求； 由矩形梁彎曲剪應(yīng)力計(jì)算公式得： τ = 3Q/2A = 3（66.30.15）103（0.8 /2）/ 2101010-4 = 0.5 Mpa＜ [τ] =2Mpa（參考一般木質(zhì)） 強(qiáng)度滿足要求； 由矩形簡(jiǎn)支梁撓度計(jì)算公式得： E = 0.1105 Mpa； I = bh3/12 = 10x103/12=833cm4 f max= 5qL4 / 384EI = 5（66

12、.30.15）1031030.84/ 38483310-811010 = 0.6367mm＜ [f] = 1.5mm（ [f] = L/400 ） 剛度滿足要求。 （2）底板下間距為30cm墊木受力驗(yàn)算 中間底板位置砼厚度0.62m，考慮內(nèi)模支撐和內(nèi)模模板自重，墊木間距0.3m，則有： 底模處砼箱梁荷載：P1 = 0.6226= 16.12 kN /m2 內(nèi)模支撐和模板荷載：P2 = 400kg/m2= 4kN /m2 設(shè)備及人工荷載：P3 = 250kpa = 2.5kN /m2 砼澆注沖擊及振搗荷載：P4 = 2kpa= 2kN /m2

13、 則有P = （P1 + P2 + P3 + P4）= 24.62 kN /m2 q=24.620.3=7.386KN/m＜66.30.15=9.945KN/m 表明底板下間距為0.3m的墊木受的力比斜腹板對(duì)應(yīng)的間距為0.15m的墊木所受的力要小，所以底板下間距為0.3m的墊木受力安全。 以上各數(shù)據(jù)均未考慮模板強(qiáng)度影響，若考慮模板剛度作用和3跨連續(xù)梁，則以上各個(gè)實(shí)際值應(yīng)小于此計(jì)算值。 ②、頂托橫梁（墊木10X15cm）驗(yàn)算： 腳手管立桿的縱向間距為0.8m，橫向間距為0.8m，頂托橫梁按橫橋向布置，間距0.8m。因此計(jì)算跨徑為0.8m，為簡(jiǎn)化計(jì)算，按簡(jiǎn)支梁受力進(jìn)行驗(yàn)算，實(shí)際為多

14、跨連續(xù)梁受力，計(jì)算結(jié)果偏于安全，僅驗(yàn)算底模下斜腹板對(duì)應(yīng)位置即可： 平均荷載大小為q1= 66.30.8=53.04kN/m 計(jì)算墊木10X15cm幾何性質(zhì)： W =bh2/6 = 10X152/6 =375 cm3；I = bh3/12 = 10x153/12=2812.5cm4 跨內(nèi)最大彎矩為： Mmax =53.040.80.8/8= 4.24kN.m 由梁正應(yīng)力計(jì)算公式得： σw =Mmax / W = 4.24103 / (375X10-6 X106) =11。3 Mpa ＜ [σw] =145Mpa 滿足要求； 撓度計(jì)算按簡(jiǎn)支梁考慮，得： E

15、 = 0.1105； f max= 5qL4 / 384EI= 553.0410000.84109 / (3840.11052812.5104) = 1.006mm＜ [f] = 2.25mm（ [f] = L/400 ）剛度滿足要求。 2、立桿強(qiáng)度驗(yàn)算： 采用WDJ碗扣式多功能鋼支架，對(duì)其剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性必須進(jìn)行檢算。鋼管的內(nèi)徑Ф41mm外徑Ф48mm。腳手管（φ483.5）立桿的縱向間距為0.8m，橫向間距為0.8m，因此單根立桿承受區(qū)域即為底板0.8m0.8m箱梁均布荷載，由墊木橫梁集中傳至桿頂。根據(jù)受力分析,不難發(fā)現(xiàn)斜腹板對(duì)應(yīng)的立桿受力

16、比其余位置的立桿受力大，故以斜腹板下立桿作為受力驗(yàn)算桿件。 則有P =59.8 kN /m2 對(duì)于腳手管(φ483.5)，據(jù)參考文獻(xiàn)2可知： i ——截面回轉(zhuǎn)半徑，按文獻(xiàn)2附錄B表B知i = 1.578 cm f ——鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按文獻(xiàn)2表5.1.6采用，f=205 MPa A ——立桿的截面面積，按文獻(xiàn)2附錄B表B采用，A=4.89cm2 由于大橫桿步距為1.2m，長(zhǎng)細(xì)比為λ=L/i = 1200 / 15.78 = 76 由長(zhǎng)細(xì)比查表（參考文獻(xiàn)2）可得軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)φ= 0.744 ，則有： [ N ] = φAf =0.74448

17、9205 = 74.582 kN 而Nmax = P計(jì)A =59.80.60.8 = 28.704 kN 可見[ N ] ＞ N，抗壓強(qiáng)度滿足要求。 另由壓桿彈性變形計(jì)算公式得：（按最大高度11m計(jì)算） △L = NL/EA =28.70410311103/2.11054.89102 =3.074mm 壓縮變形很小 單幅箱梁每跨混凝土182.98m3，自重約485.46噸，按上述間距布置底座，則每跨連續(xù)箱梁下共有324根立桿，可承受1091噸荷載（每根桿約可承受33kN），比值為1091/485.46 = 2.247 ，完全滿足施工要求。 經(jīng)計(jì)算，本支架

18、其余桿件受力均能滿足規(guī)范要求，本處計(jì)算過(guò)程從略。 四.地基容許承載力驗(yàn)算： 立桿地基承載力計(jì)算(按1.2米梁長(zhǎng)計(jì)算，鋼管按Φ48計(jì)算) 　　平均壓力P≤fg 　　P-立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力，P=N/A； 　　N-上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值； 　　A- 基礎(chǔ)底面面積； 　　fg-地基承載力設(shè)計(jì)值。 （1）鋼筋砼荷載：混凝土橫截面積=12.198m2 N1=15X26x12.198=4757.22(KN) （2）模板荷載N2=2x15x15=450(KN) （3）10x10方木荷載N3=15x370.127.5=41.625(KN) （4）1015方木荷載N4=187.8x0.10.157.5=15.795(KN) （5）鋼管腳手立桿N5=324x103.849.8/1000=121.93(KN) 橫桿N6=144x153.849.8/1000=81.285(KN) （6）施工人員及機(jī)具活載N7=2.5x15x15=562.5KN) 　　N=1.2(4757.2+450+41.625+15.795+121.93+81.285)+1.4562.5=7348.902(KN) 　　A=15x15=225m2 　　P=N/A=7348.902/225=32.66KPa≤fg=120 Kpa滿足施工要求 - -