h——立杆步距,在这里我们取h=0.6m
因此:ωk=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927kN/m2
W——脚手架截面系数,W=5.08×103mm3
则,由(3-3)得
MW=0.85?1.4MWK0.85′1.4wklah102=0.85创1.40.927创0.9100.62=0.0357
由(3-2)可得
NfA+MWW=30.784创103(0.793′489)22+0.03571065.08′103
=86.414kN/m<205kN/m
故该杆件稳定性满足要求。
3.3.3 Ⅲ-Ⅲ截面强度和稳定检算
在墩墩3.75m范围内,碗扣式钢管支架采用60×60×60cm的布置结构
21
石家庄铁道大学毕业设计
图3-8 脚手架纵向布置尺寸图(单位cm)
图3-9 脚手架纵向布置尺寸图(单位cm)
(1)立杆强度验算
根据立杆的设计容许荷载,当横杆步距为60cm时,立杆可承受的最大容许竖直荷载[N]=40kN(参见桥梁施工临时结构设计P78页表4-5碗扣式脚手架荷载)
立杆实际承受的荷载为:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85 1.4?NQK
式中,NG1K——支架结构标自重准值产生的轴向力;
NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力; ΣNQK——施工荷载标准值;
22
石家庄铁道大学毕业设计
于是,有: NG NG 则:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85 1.4?NQK
1K=0.6创0.6q=1=0.9创0.9q=1创0.6创0.90.60.9==45.6902.0 16.075kN2K 1?NQK=0.9?0(.q93+q4+)q6 0?.9(0.92.0)+2.0+3.5 =1.2?(16.448 4.62创0.851.)1+6.075=28.911kN>[N]=40kN
故杆件强度满足要求。 (2)立杆稳定性验算
根据《建筑施工施工计算手册》有关模板稳定性计算规定的计算公式:
NfA+MWW f
式中,N——计算立杆段的轴向力设计值按(3-1)计算,这里N=28.911kN;
υ——轴心受压杆件的稳定系数,可根据长细比查表得;当λ>250时,
υ=7320/λ2;
i——截面回转半径,i=15.8mm; λ——长细比,λ=l0/i;
l0——计算长度,l0=kμh,这里l0=1.155×1.5×0.6=1.040m; k——计算长度附加系数,其值取1.155;
μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,可查表得; 因此:λ=l0/i=1.040/0.0158=66,查表得υ=0.793; A——立杆的截面积,这里A=489mm2;
f——钢材的抗压强度设计值,这里f=205N/mm2;
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,可按下式公式计算: MW——风荷载标准值产生的弯矩,按(3-3)计算 MW=0.85×1.4×ωk×La×h2/10; ωk——风荷载标准值,按(3-4)计算;
μz——风压高度变化系数,可查表得μz=1.38; μs——脚手架风载体型系数,可查表得μs=1.2;
ω0——基本风压(kN/m2),按现行国家标准规定采用,这里我们取
ω0=0.8kN/m2;
23
石家庄铁道大学毕业设计
la——立杆纵距,在这里我们取la=0.6m; h——立杆步距,在这里我们取h=0.6m
因此:ωk=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927kN/m2
W——脚手架截面系数,W=5.08×103mm3
则,由(3-3)得
MW=0.85?1.4MWK0.85′1.4wklah102=0.85创1.40.927创0.6100.62=0.0238
由(3-2)可得
NfA+MWW=28.911创103(0.793′489)22+0.02381065.08′103
=79.241kN/m<205kN/m
故该杆件稳定性满足要求。
3.4 满堂支架立杆底座承载力计算
3.4.1 立杆底座承受荷载计算
Ⅰ-Ⅰ截面处:跨中18m范围内,间距为60×90cm布置立杆,每根立杆上的荷载为:
N=ab(q1+q2+q3+q4+q6)
=0.6创0.9(22.044+0.75+2.0+2.0+3.5)
=16.359kN
Ⅱ-Ⅱ截面处:跨中3.75m-8.75m范围内,间距为60×90cm布置立杆,每根立杆上的荷载为:
N=ab(q1+q2+q3+q4+q6)
创0.9 =0.6(=22.464kN33+.35+0.75+2.+0 .0)23.5
Ⅲ-Ⅲ截面处:跨中18m范围内,间距为60×90cm布置立杆,每根立杆上的荷载为:
N=ab(q1+q2+q3+q4+q6)
=0.6创0.6(45.690+0.75+2.0+2.0+3.5)
24
石家庄铁道大学毕业设计
=19.418kN
3.4.2 立杆底托验算
立杆底托验算:N<R4
通过前面承受荷载计算,每根立杆上承受荷载最大值为截面Ⅱ-Ⅱ横截面处间距为60×90cm布置的立杆,即:
N=ab(q1+q2+q3+q4+q6)
=0.6创0.9(33.35+0.75+2.0+2.0+3.5)
=22.464kN
底托承载力抗压设计值,一般取R4=40kN 得:22.464 kN<40 kN,立杆底托符合要求。
3.5 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10×15cm方木,方木横桥向跨度在跨中截面处按L=90cm进行受力计算,在桥墩顶横梁截面及横隔板梁处、桥墩顶及墩旁3.5m范围内按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简支结构(计算偏于安全),其中木材的容许应力和弹性模量参照杉木进行计算。查得[σW]=11MPa,[σT]=1.7MPa,E=9000MPa;
横截面 受力图示
图3-7 底模下横桥向方木受力简算
在这里我们只简算Ⅱ-Ⅱ截面和Ⅲ-Ⅲ截面因为此时方木最可能发生危险。
3.5.1 Ⅱ-Ⅱ截面强度和刚度检算
25
石家庄铁道大学毕业设计
在墩旁3.75m-8.75m范围内,碗扣式钢管支架采用90×60×60cm的布置结构,按方木桥向跨度为L=90cm进行验算。
(1)方木抗弯计算计算
q=(q1+q2+q3+q4)′B
=(33.35+0.75+2.0+2.0) 0.9
=34.29kN/m2M=1qL=1创34.2988
0.9=3.472kN m2
W=bh26=(0.1′0.152)6=3.75 10-4m3则:
s=MW
3.75′10-4 =3.472
=9.25867MPa<0.9[ss]
=9.9MPa
故可知符合要求。 (2)方木抗剪计算
Sm=0.1′0.1580.1′0.151232=2.8125 10-4m3
Im==2.8125 10-5m4则:
r=QSmImb=qlSm2Imb=34.29创0.92.8125 10-5-42创2.812510 0.1=1.500MPa<0.9?[r]0.9?1.71.53MPa
故符合要求。 (3)每根方木挠度计算 则方木的最大挠度可求得:
fmax=5qL4384EI=5创34.2960.94-5384创910创2.812510-3=1.157?10m<l4000.9400=2.25 10-3m 故挠度满足要求。
26