站台梁体中马蹄范围1.0m,支架受荷载较大,由WDJ碗扣支架支撑。下面分析该范围支架受力。 (一)设计荷载
施工过程中,支架主要承受箱梁混凝土重量、内外模重量、施工人员、施工料具堆放、运输荷载,倾倒混凝土时产生的冲击荷载,振捣混凝土产生的荷载。
底模处砼箱梁荷载:P1 = 1.5m2×1m×26KN/m3/0.9 m2=43.3KN /m2 (梁内部不进行内力的分布和传递,任何荷载均垂直作用于下面的支架上)
模板自重(含内模、侧模及普管) 以砼自重的5%计,则: P2=43.3×5%=2.2KN/m2
施工人员、施工料具堆放、运输荷载: P3=2.0 KN/m2 倾倒混凝土时产生的冲击荷载: P4=2.0 KN/m 振捣混凝土产生的荷载: P5=2.5 KN/m2
P=1.2×(P1+P2)+1.4×(P3+P4+P5)=63.7KN/m2 (二) 底模板顺桥向方木(12cm×10cm验)算
底模下脚手管立杆顺桥向在1.2m范围内铺设@30cm,12cm×10cm方木,方木下横向方木间距按照60cm布置,对于顺桥向的验算,取计算跨径为0.3m,按简支梁受力考虑:
因为底板下顺桥向方木间距为30cm,则有:: q1=P×0.3= 63.7×0.30=19.1KN/m W = bh2/6 = 12×102/6 =200cm3 由梁正应力计算公式得:
σ = q1L2/ 8W =19.1×0.62 ×106/ (8×200×103) =4.3MPa <[σ]= 10.8MPa 强度满足要求。
由矩形梁弯曲剪应力计算公式得:(考虑实际跨径为0.6m)则: τ = 3Q/2A = 3×19.1×(0.6 /2) ×103/ (2×12×10×102) = 0.72N/mm2< [τ]= 1.8N/mm2 强度满足要求。
由矩形简支梁挠度计算公式得:
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E =9×10 MPa; I = bh/12 = 1000cm fmax = 5q1L4 / 384EI
= 5×19.1×0.64 ×1012 / (384×833×104×1×104)
= 0.39 mm< [f] = 1.5mm( [f] = L/400=600/400=1.5mm ) 刚度满足要求。
(三)顶托横梁横桥向12×10cm木枋验算
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底模下脚手管立杆横桥向在范围内铺设@60cm,12cm×10cm方木,立杆纵向间距按照60cm布置,对于横桥向的验算,取计算跨径为0.6m,按简支梁受力考虑则有:
q1=P×0.6= 63.7×0.60=38.2KN/m W = bh/6 = 12×10/6 =200cm 由梁正应力计算公式得:
σ = q1L2/ 8W =38.2×0.62 ×106/ (8×200×103) =8.6MPa <[σ]= 10.8MPa 强度满足要求。
由矩形梁弯曲剪应力计算公式得:(考虑实际跨径为0.6m)则: τ = 3Q/2A = 3×38.2×(0.6 /2) ×103/ (2×12×10×102) = 1.4N/mm2< [τ]= 1.8N/mm2 强度满足要求。
由矩形简支梁挠度计算公式得: E =9×103 MPa; I = bh3/12 =1000 cm4 fmax = 5q1L4 / 384EI
= 5×38.2×0.64 ×1012 / (384×1000×104×9×103)
= 0.72 mm< [f] = 1.5mm( [f] = L/400=600/400=1.5mm ) 刚度满足要求。 (四)立杆强度验算
每根钢管立柱所承受的竖向力按其所支撑面积内的荷载计算,图中所示为底板支架布置。脚手管(υ48×3.5)立杆的纵向间距为0.6m,横向间距为0.6m,因此单根立杆承受区域即为底板0.6m×0.6 m箱梁均布荷载,由横桥向木枋集中
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传至杆顶。以底板下的间距为0.6m×0.6m立杆作为受力验算杆件。 则有P = 63.7KN/m2而Nmax= P×A =63.7×0.6×0.6 = 22.9 KN
fmax = N×0.001/0.000489=47MPa<f=205 MPa(强度满足要求)。 又因为N =22.9KN<[ N ]=74.582KN,稳定性满足要求。(即安全系数3.3) (五)地基容许承载力验算 钢管底部最大受力:N=22.9KN
钢管支撑垫木面积:0.6×0.25=0.15m2(采用25cm×25cm的枕木) 基础承载力:22.9/0.15=153KPa
故要求基础处理后的承载力不得低于153MPa 三、2-2截面分析
A型站台梁580工作平台斜撑120636360120 横杆立杆9×60=540
2-2截面(单位m)
站台梁在跨中处最大荷载小于1-1截面处最大荷载,支架搭设按1-1截面方式进行,完全能满足要求。
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六、门洞的检算 ①站台梁下门洞设计:
在84#~85#、84#~85#中有车行通道,故支架搭设时需要设置左右幅两个“门洞”架空支架,设置为6×4.5×4.5m的“门洞”,其净空为4.5m,采用56a工字钢架空形成“门洞”,工字钢间距0.6、1.2米,长12米,一个“门洞”7根。“门洞”两侧采用间距为60×60cm的碗扣杆件搭设,门洞处设4 个混凝土防撞墩,施工支架及门洞搭设见详图(附后)。计算按均布荷载取值,作用于每根横梁上的均布荷载。 ②工字钢检算:
(1)钢筋砼断面积S=1m2折算成每米均布荷载
q1=1×26÷0.63=41.3(KN/m) (重量承受宽度=0.63m) (2)模板自重(含内模、侧模及普管) 以砼自重的5%计,则: P2=41.3×5%=2.1KN/m2 (3)人及机具活载N4=6.5(KN/m)
A型站台梁5801352025
q=1.2×(41.3+2.1)+1.4×6.5=61.2KN/m
Mmax=ql2/8=61.2×8.42/8=540KN·m (工字钢跨度按简支梁处理l=8.4m) W max=Mmax/[σ]=540/205=2634cm3 若采用56a工字钢,截面如图所示则其 惯性距I56=65585㎝4
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抗弯截面系数W56=2342cm3 W56/ W max=2342/2634=0.89
说明:0.89m的梁的抗弯截面系数为2342 cm3,即采用56a工字钢可顶长12米宽0.89m的梁。
本桥施工中工字钢马蹄下布置为为60cm、在翼板处按120cm布置。满足检算要求。
1、56a工字钢梁挠度检算
f=5qL4/384EI=5×61.2×103×8.44/384×206×109×0.65585×10-4=0.3mm 满足《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》中L/400=2.1mm〉0.3mm 3、工字钢下支墩检算
(1)钢筋砼荷载N1=1×8.4×26=218.4(KN)
(2)模板自重(含内模、侧模及普管) 以砼自重的5%计,则:
P2=218.4×5%=10.92KN
(3)工字钢荷载N5=7×12×106.2×10/1000=89(KN) (4)人及机具活载N6=100(KN) 则模板支架立杆的轴向力设计值
N=1.2×(218.4+10.92+89)+1.4×100=522(KN) 模板支架立杆的计算长度l0=步距1.2+2×0.5=2.2m
(在支架顶部有立杆的伸出段时,伸出段a按悬臂考虑(悬臂杆的μ = 2.0),取l0′= h+2a,既加大了l0的取值,以确保安全,也限制了立杆伸出长度的任意扩大。此式并无理论上的含义。) 长细比λ=l0/I=220/1.58=139.24
则轴心压件的稳定系数Φ=0.353,f为钢材的抗压强度设计值=205MPa; A≥N/(Φf)=522/(0.353×205)=72.1cm2
一根Φ48普通钢管的截面为:4.89 cm2;则上述荷载需钢管数=72.1/4.89 ≈15根,施工中采用60(纵)×60(横)的Φ48钢管脚手架,共计54根,安全系数3.8,满足上述检算要求。
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