框架涵支架计算

桥涵支架检算中国中铁编制：审核：批准：中铁七局集团有限公司宁西二线NX5标项目部一分部2013年06月一、工程概况1、本框架桥位于宁西二线 K445+354,为1-14.5 X 6.2m框架。与线路斜交90度。立面如下图165020附注：1、图中尺寸均以厘米计。2、各部结构尺寸:部位单位结构尺寸备注框架顶板cm85 （厚）框架底板倒角cm40（宽）X 40 （高）框架顶板倒角cm150 （宽）X 50 （高）侧墙cm100二、支架模板方案1、基础施工：基础模板采用钢模板，采用方木和钢管加固。2、框架施工：框架先施工底板，再施工边墙和顶板。框架侧墙采用钢模板, 用钢管及对拉筋加固，顶板用竹胶板、方木。侧墙第一层分配梁立放采用双钢 管 48壁厚t=3.5mm间距60cm模板接缝为5X 10cm方木，第二层分配梁采 用双钢管 48壁厚t=3.5mm间距60cm拉筋为16螺纹钢，外加双山形扣、 双螺帽。顶板第一层分配梁为横桥向，为 5X 10cm方木，间距20cm第二层受 力梁顺桥方向，为10x15cm方木，间距60cm3、脚手架：框架内脚手架为满堂脚手架，脚手架立杆纵间距为90cm横向间距60cm步距90cm顶部倒角处加两排立杆。脚手架下设扫地杆，离地30cm 上设锁口杆，离顶30cm底部设底托，顶部设顶托，底托、顶托伸出长度不超 过20cm底托、顶托总长度为40cm直径为40mm剪刀撑每3米一道，剪刀 撑斜杆相接时，均采用搭接，搭接长度不小于im设置2个以上旋转扣件，扣 件端头伸出杆长度为10cm三、混凝土最大侧压力的计算外侧墙面采用大块钢模板，尺寸1500x1200mm采用塌落度为180mm的普通 混凝土，混凝土的重力密度丫 c=25KN/m,浇注速度v=1.5m/h，入模速度T=3dG1、浇筑墙高为H=5.3m1）混凝土最大侧压力的计算：F=0.22 y ct 0 p 1 B 2V1/2（1）F=y cH（2）式中F 新浇注混凝土对模板的最大测出压力（KN/m）;丫 c混凝土的重力密度（KN/m）;t新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。当缺乏试验资料时，可采用t=200/（T+15）计算；T-混凝土的温度（C）;v-混凝土的浇注速度（m/h）;H-混凝土侧压力计算位置至新浇注混凝土顶面的总高度（m）;（31-外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0 ;掺具有缓凝作用 的外加剂时取1.2 ;B 2-混凝土塌落度影响修正系数，当塌落度小于30mm寸，取0.85 ; 50-90mmfl寸，取 1.15 ;由（1）式 B 1=1.2 , B 2=1.15F=0.22x25x200/ （ 30+15）x1.2x1.15x V 1.5=41.3KN/m2由（2）式 F=y cH=25x5.3=132.5KN/m按取最小值，故最大侧压力为F=41.3KN/m作为模板侧压力的标准值，考虑到 倾倒混凝土产生的水平荷载标准值 AkN/X，分别取荷载分项系数1.2和1.4 , 作用模板的总荷载设计值为：F =41.3*1.2+1.4*4=55.16kN/m 22）对拉螺栓的选择竖肋间距600mm布置10列，对拉螺栓间距600mn布置9行，对拉螺栓 90根，a=600mm b=600mm采用M16对拉螺栓，A=144mm容许拉力为24500NP=FA(3)式中-P-模板拉杆承受的拉力（N);F-混凝土的侧压力（N/m）；A-模板拉杆分担的受荷；a-模板拉杆的横向距离（m ；b-模板拉杆的纵向距离（m);由（3）式得 P二FA=41.3x10x0.6x0.6=14.87x10 3N查表求 P=14400N P =PF /F= （ 14.4x103x55.16x103） /40x103=19.86x103N查表选用M16螺栓，其容许拉力为24500N 19860N可以。四、侧墙模板计算1、侧墙内外楞检算模板承受的水平荷载：混凝土侧压力 F=41.3KN/mqi=41.3 xl.2+4.0 x1.4=55.1KN/m荷载标准值：外侧模板内楞的间距为(1)侧墙钢内楞计算600,按三跨连续梁计算：采用双 48 x 3.5钢管作为 竖肋，1=2x12.19x10 4mm ; W=2x5.08x 1032mrm,f=215N/mm2 ,E=2.1x10 5N/mrn1) 强度要求M=0.1qil 2 =0.1 x 55.1 x 6002 =1.98 x 106 v f W=215 600mm2) 按刚度要求w二q|4/150EI=(55.1x 600)/(150 x 2.1x105 x2x12.19x104 )=0.93mm v w =l/400=600/400=1.5mmLgq42.8 x3 24. 3810455.1702 3mm 600mm按以上计算，内钢楞跨度取600m(间距为600mm,外钢楞采用内钢楞同 一规格，间距为600mm侧模使用组合式钢模板，其强度和刚度符合设计要求， 可不进行检算。五、顶模板检算1、15mm厚竹胶板检算顶板厚度值0.42m进行检算2砼 qi=26X 0.42心 x 1)=10.92KN/m2模板 q2=8x0.015/(1 x 1)=0.12KN/m施工人员活载q3=2.5KN/mf倾倒砼活载q4=4.0KN/m2振捣砼活载q5=2.0KN/m2组合活载 q= 1.2q i +1.2q 2 +1.4q 3 +1.4q 4 +1.4q 5=25.148Kpa模板材料为竹胶板，其静弯曲强度为12MPa，弹性模量为：3E 9.0 10 MPa 模板厚度 d=0.015m,考虑模板本身的连续性，取1.0m宽的模板，其中L为相邻两小横杆之间的距离，即模板计算跨径，L=20cm1)强度检算q 腹=Gx 1m=25.148KN/m=25.148N/mm模板净截面抵抗弯矩W=1/6bhi=1/6 x 1000X 152= 3.75 x 104m弯曲强度：(T 二qL710W=25.148x 2007 (10*3.75 x104) =2.68MPaW=12 MPa故强度满足要求 w-木胶板容许抗2MPa2)刚度检算按连续梁计算竹胶板 E=5.0x 103MPaI = bh3/12=1000 x 153/12=2.81 x 105mrmf=qL4/150EI=25.148 x 2007(150 x 9.0 x 103x 2.81 x105)=0.106mm L/400=200/400=0.5mm 故刚度满足要求2、5 x10cm方木检算所有荷载均由10X 5cm方木传给大横梁，方木间距为0.2m, 10X 15cm大横梁间距在底板部位为0.9m,按三跨连续梁计算。1) 应力检算q=0.2 x G=0.2X25.148=5.02KN/m=5.02N/mm模板净截面抵抗弯矩W=1/6bh=1/6 x 50 x 1002 = 8.33 x 104mrii按近似公式计算(T =qL2/10W=5.02X 9002/(10 x 8.33 x 104)=4.88MPa w=12 MPa故强度满足要求。 w-方木容许抗弯曲应力12MPa2) 刚度检算方木 E=9X 103MPaI = bh3/12=50 x 1003/12=4.167 x 106mrmf=qL4/150EI=8.02 x 9004/(150 x 9x 103x 4.167 x 106)=0.94mm L/400=900/400=2.25mm故刚度满足要求。3、10x 15cm方木检算所有荷载均由10x15cm方木传给支架，方木间距为0.6m,方木在支架的 跨度为0.9m,按三跨连续梁计算。1)应力检算q=0.9 x G=0.9x40.124=36.11KN/m=36.11N/mm方木净截面抵抗弯矩W=1/6bh=1/6 x 100x 1502 = 3.75 x 105mm按近似公式计算 =qL2/10W=36.11x 9007(10 x 3.75 x 105) w-方木容许抗弯曲应力12MPa2)刚度检算方木 E=9X 10 MPaI = bh3/12=100 x 1503/12=2.81 x 107mrmf二qL4/150EI=36.11 x 900,(150 x 9x 103x 2.81 x 107)=0.62mm L/400=900/400=2.25mm故刚度满足要求。六、支架检算根据(桥梁施工常用数据手册P699)提供的数据，当碗扣式支架的横杆步距 为0.9m时，立杆的承载力不小于30KN混凝土容重取2.6t/m 3,底腹板部分的 支架检算如下：荷载计算：根据铁路混凝土工程施工技术指南钢筋混凝土荷载为26 KN/m3梁支架及模板重量取2.5 KN/m2取施工人员、施工料具运输、堆放荷载：g4= 3.8KN/m2取倾倒砼产生荷载：g5=4KN/rn,振捣砼产生荷载：g6=2KN/m由于上述倾倒砼和振捣砼两项不同时发生，故计算时只取一项荷载。梁荷载最大处立杆、模板、方木检算检算均按照最大荷载计算。按容许应 力法进行计算。涵洞顶板厚度为90cm,故顶板下每米荷载为：G=(26x 0.42 ) x 1.2+ (2.5+3.8+4 ) x 1.4=27.52KN/m21、立杆检算1)强度检算立杆实际间距为0.9mx 0.9m,每个立杆承受力为：N1二Gx 0.9 x 0.6=27.52x 0.9 x 0.9=22.29KN30KN2）刚度检算碗扣式支架立杆钢管规格为中 48 x 3.5mm。钢管回转半径:i= J4841二15.8mm;4横杆步距h = 1.2m，故与二卩h=1.0 x 1.2=1.2m （偏于安全考虑按两端铰支， 取卩=1.0）。长细比:入=10 1200/15.8= 75.95入=150，立杆的刚度满足要求。i3）稳定性检算由上面的计算知长细比入=75.95，查表可得稳定系数：=0.793，立杆截面积：A=489mm,故 N1 =22.29*10 3/（0.793*489）=57.48MPa = 215MPa书A立杆强度满足要求。由上面的计算可知，杆件在强度、刚度及稳定性上均满足要求。五、质量要求1、架空支架施工前必须先将施工区域圈护起来，以保证施工安全。2、检查脚手架有无弯曲、接头开焊、断裂等现象，无误后可实施拼装。3、拼装时，脚手架必须保证垂直度。尤其重要的是必须在第一层所有立杆与横杆均拼装调整完成无误后方可继续向上拼装，否则会引起以后各层的拼装 困难。竖杆与横杆之间必须垂直，以增强结构整体稳定性。4、拼装到顶层立杆后，装上顶层可调顶托，并依设计高度将各顶托顶面调 至设计标高位置。5、 铺设顶层纵向方木，在铺设时注意使其两纵向方木接头处位于U型可调 支撑处。6、铺设横向方木，铺设间距以20cm进行，使用水准仪检查标高，使用木楔 调整标高，无误后可拼装底模。六、安全保证措施1、脚手架搭设人员必须是经过接国家标准考核合格的专业架子工，上岗人 员应定期体检，合格者方可持证上岗，才能进行脚手架的搭设和拆除工作。2、搭设脚手架必须按规范进行，即：横平竖直、连接牢固，底脚着实，层 层拉结，支撑挺直，通畅平坦，设施齐全、牢固。3、架子工必须严格按专项施工方案及操作规程的要求搭设，在搭设中要正确佩戴和使用劳动保护用品（戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋等），严禁酒后上岗，以及在工地上嬉笑打闹。4、脚手架不得钢、竹混搭，主要受力杆件，如立杆、大横杆、小横杆和剪 刀撑等，在同一建筑立面必须使用同一材质的材料。5、搭设用钢管和扣件必须符合国家标准，禁止使用有严重锈蚀、弯曲变形 或有裂纹的钢管，脆裂、变形、滑丝的扣件也 禁止使用。6、 脚手架上人行斜道应有独立的支撑系统，转角休息平台应不小于2平方 米，斜道坡度不得大于1:3，防滑条的间距不得大于30厘米。7、不得将模板支架、缆风绳及泵送砼的输送管等固定在脚手架上，严禁悬 挂起重设备。8在脚手架使用期间严禁拆除主节点处的纵、横向水平杆及纵、横向扫地 杆。9、脚手架与各类输电线路的距离必须符合规定的安全距离，否则必须采取 必要的安全防护措施。搭设和拆除架体时，必须注意安全，谨防杆件碰及高压 线后伤人。在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看守。10、搭拆脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，以防脚手架 上坠物伤人。11、钢管脚手架立杆的底脚应垂直稳放在砼垫块或砼硬化地基上，并设纵、横向扫地杆。12、脚手架两端、转角处以及外侧的剪刀撑必须接续到位，拉结点构造和数量符合要求。附图一附图二对拉筋、双钢管双扣件及双螺母10X 15cm方 木5X 10cm方 木45 p0.5580 冷 90r9090 | 90 j 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 9080一一55 501458 88 8 8 垒065A0南京模板及支架加固垂直侧墙断面亠！ + . +丄丄十 i5亠！ 丁-+-+丄丄 I-I- ij!i-.miiI-illr-r.ru Z T-i-4.4 二二 |-十-|-亠 a tn It J-Jr ! - A.-9090一9卞- -TH一 二二二 J I a I Jn 1 - J!. 日 - 二二二 丁十4,丄丄，丄Ji!1 !i|ii1LLL -i -iil-i-i 丄丄丄 _ i 二14501650二框架底部倒角加固图