公跨鐵橋梁體支架加固方案及檢算
2011-10-21 來源:筑龍網(wǎng)
一、滿堂支架布置情況

    滿堂支架立桿、橫桿、剪刀撐、橫向水平桿均采用外徑Ø48mm壁厚3.5mm長6m無縫鋼管。立桿縱橫向間距100cm,橫桿步距200cm,立桿采用對(duì)接扣件連接,橫桿采用直角扣件,立桿頂設(shè)鋼管橫桿。立桿底部設(shè)置150*150*8mm定型鋼板底坐。頂層橫桿面滿鋪3015型鋼模,梁底模采用1.5m*1.7m組合鋼模,側(cè)模采用0.3*1.5m組合鋼模板,內(nèi)模采用竹膠板。

    二、門洞布置情況

     門洞采用20型槽鋼作為立柱和縱橫梁,縱梁、橫梁均采用20型槽鋼焊接成工字鋼。兩根縱梁用Ø20圓鋼連接成整體間距1m/根,橫梁用Ø20圓鋼連接成整全間距1m/根(見附圖1)。圓鋼兩端用螺帽固定??v橫梁均采用20型槽鋼作斜撐。

    三、支架檢算

    1、施工人員、機(jī)具、材料荷載

    單位荷載:q1=2.5KN/m2

    重力荷載:Q1=2.5×149.4=373.5KN。

    2、梁鋼筋混凝土荷載

    C50混凝土重:

    Q2= 82.2*2.6*103*10=2137.2KN

    3、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載

    單位荷載:q3=2.0KN/m2 

    重力荷載:Q3= 2.0×149.4=298.8KN

    4、鋼模板自重(3015型)

    單位荷載:q4=0.362KN/m2(材料部門提供)

    重力荷載:Q4= 0.362×199.2=72.1KN

    5、橫桿荷載

    重力荷載:Q5=24*8*3.84*2*10=14.7KN

    f為鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=205Mpa;

    (一)橫桿檢算

    頂層橫桿間距1m*1m雙排布設(shè),梁板混凝土、施工人員、機(jī)具、材料荷載、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載、鋼模板自重,通過鋼模以均部荷載的形式傳遞到橫桿上,橫桿檢算根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分析,將其示為3跨連續(xù)梁進(jìn)行檢算,如附圖2。

    則有橫桿單位荷載:qh=( Q1+ Q2+ Q3 +Q4+Q5)/24.9/8=14.54KN/m

    最大彎矩:Mx=1.454KN.m;

    查規(guī)范得截面模量:W= Π*(D3-d3)/32=4.09cm3

    1、強(qiáng)度驗(yàn)算:

    鋼管的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=205Mpa;

    σ= Mx/W=1.454KN.m /(4.09*2)cm3=177.7MP<205Mpa(滿足要求)

    2、撓度驗(yàn)算

    根據(jù)選定的截面尺寸核算其撓度,則有:

    I=12.19cm4;彈性模量E=2.06*105N/mm2

    最大撓度=5*14.54*14/(384*12.19*104*2.06*106)=0.76mm。

    撓度為:0.76mm<6.6mm=1/150(縱、橫向水平桿允許撓度=1/150且不大于10mm,l=1000mm滿足要求)。

    (二)立桿檢算

    1、穩(wěn)定性驗(yàn)算

    模板支架立桿穩(wěn)定性的計(jì)算長度應(yīng)于橫桿步距h有關(guān),根據(jù)規(guī)范:

    l0=kuh

    l0:立桿穩(wěn)定性的計(jì)算長度

    k:計(jì)算長度附加系數(shù),k取值1.155

    u:考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單干計(jì)算長度系數(shù):根據(jù)有關(guān)規(guī)范u可取1.3。

    h:步距h=200cm

    l0=kuh=1.155*1.3*200=300cm

    鋼管回轉(zhuǎn)半徑i= /4=15.78 mm。

    長細(xì)比:λ=ul0/i=1*200/1.578=190.1<[λ]=350

    則軸心受壓件的穩(wěn)定系數(shù)φ:φ=0.199(查腳手架設(shè)計(jì)規(guī)范)

    由附圖2橫梁剪力圖可得最大支座反力Fmax=F2=F3=15.99KN

    既:由橫梁傳遞到立桿的最大壓力為15.99KN。

    立桿自重為:G=0.4KN

    故立桿承受最大壓力N=0.4+15.99=16.4KN

    σ=N/(Aφ)=16.4/(4.89*0.199)=168.5 MP<205Mpa(滿足要求)

    ε=σ/E

    立杠縱向線應(yīng)變ε=σ/E=168.5MPa/206*103MPa=0.82*10-3

    立桿受壓變形量Δl=l*ε=10000*0.82*10-3=8.2mm

    (三)扣件承壓力:

    扣件摩擦阻力按10KN,鋼管連接采用雙扣件連接,

    故N=16.4KN<2*10KN=20KN (滿足要求)

    (四)地基承載力檢算

    立桿底部采用通長枕木配薄鋼板(0.15m*0.15m*0.01m)將上部荷載傳遞到地基。

    枕木自重:Qz=720N

    由上部傳至地基的壓力為;

    P=3*N+Qz(1個(gè)枕木上最多支撐3根立桿)

    σ=(3N/A+Qz)/A=(3*16.4+0.72)/(0.24*2.5)=83.2kPa(A為枕木底面積)

    經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)地基承載力 [σ]=230kPa,故承載力滿足要求。

    四、門洞檢算

    (一)門洞橫梁檢算

    1、門洞橫梁承受荷載如圖3所示(鋼管自身重0.4KN)

    P=15.99+0.4=16.4kN

    橫梁跨中彎矩:Mmax =42.93KN.m

    橫梁采用20型槽鋼焊接成的工字鋼(布置形式見附圖3)所示:

    由型鋼規(guī)格表可查的:

    Wx=2*191.4=382.8cm3=382.8*10-6 m3

    2、強(qiáng)度驗(yàn)算:

    橫梁最大彎曲應(yīng)力:σx=Mx/Wx=42.93/(382.8*10-6)=0.112*106KN/m2

    σx=112*103KN/m2<[σ]=205*103KN/m2(滿足要求)

    3、撓度驗(yàn)算:

    跨中部分撓度:

    最大撓度=5*16.4KN/m*(4.5m)4/(384*8.5*106*1728*2)=3 mm

    撓度為:3mm<12.5mm=1/400(l=5000mm滿足要求)。

    (二)門洞立桿檢算

    門洞頂上的立桿布置為5排8列,通過橫梁傳遞給門洞立桿,門洞有6根立桿(均采用20型槽鋼背向焊接成工字鋼),故每根立桿承受橫梁傳遞的壓力為:N=5*8*16.4/6=109.3 kN

    1、穩(wěn)定性驗(yàn)算

    根據(jù)規(guī)范:l0=kuh

    l0:立桿穩(wěn)定性的計(jì)算長度

    k:計(jì)算長度附加系數(shù),k取值1.155

    u:考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單干計(jì)算長度系數(shù):根據(jù)有關(guān)規(guī)范u可取1.3。

    h:步距h=470cm

    l0=kuh=1.155*1.3*470=705cm

    查型鋼表可知:

    回轉(zhuǎn)半徑i=7.64cm

    截面面積A=32.83cm2

    長細(xì)比:λ=ul0/i=705/7.64=92.3<[λ]=350

    則軸心受壓件的穩(wěn)定系數(shù)φ:φ=0.648(查腳手架設(shè)計(jì)規(guī)范)

    故:σ=N/(Aφ)=109.3/2(32.83*0.648)=25.69MP<205Mpa(滿足要求)

    五、檢算結(jié)論

    根據(jù)以上檢算可知: 此加固方案滿足施工和安全要求。
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