满堂式碗扣支架支架设计计算书
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满堂式碗扣支架支架设计计算
一、 满堂式碗扣件支架方案介绍
满堂式碗扣支架体系由支架基础(厚50cm宕渣、10cm级配碎石面层)、Φ48×3mm碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调节顶托、10cm×15cm底垫木、10cm×15cm或10cm×10cm木方做横向分配梁、10cm×10cm木方纵向分配梁;模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。10cm×15cm木方分配梁沿横桥向布置,直接铺设在支架顶部的可调节顶托上,箱梁底模板采用定型大块竹胶模板,后背10cm×10cm木方,然后直接铺装在10cm×15cm、10cm×10cm 木方分配梁上进行连接固定;侧模、翼缘板模板为整体定型钢模板。(主线桥30m跨等高连续梁一孔满堂支架结构示意图见附图XL-1、2、3所示)
根据箱梁施工技术要求、荷载重量、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标,通过计算确定,每孔支架立杆布置:纵桥向为:3*60cm+30*90cm +2*60cm,共计36排。横桥向立杆间距为:120cm+3*90cm+3*60cm +6*90cm +3*60cm +3*90 cm+120cm,即腹板区为60cm,两侧翼缘板(外侧)为120cm,其余为90cm,共21排;支架立杆步距为120cm,在横梁和腹板部位的支架立杆步距加密为60cm,支架在桥纵向每360cm间距设置剪刀撑;支架两端的纵、横杆系通过垫木牢固支撑在桥墩上;立杆顶部安装可调节顶托,立杆底部支立在底托上,底托安置在支架基础上的10cm×15cm木垫板上。以确保地基均衡受力。
二、 支架计算与基础验算
(一) 资料
(1)WJ碗扣为Φ48×3.5 mm钢管;
(2)立杆、横杆承载性能:
立杆横杆
步距(m)允许载荷(KN)横杆长度(m)允许集中荷载
(KN))
允许均布荷载
(KN)
0.6 40 0.9 4.5 12
1.2 30 1.2 3.5 7
1.8 25 1.5
2.5 4.5
2.4 20 1.8 2.0
3.0
(3)根据《工程地质勘察报告》,本桥位处地基容许承载力在80Kpa以上。
(二) 荷载分析计算
(1)箱梁实体荷载:
a、纵桥向根据箱梁断面变化,按分段均布荷载考虑,其布置情况如下:
纵桥向荷载分布图
b、桥向各断面荷载分布如下:
横桥向荷载分布图
(2)模板荷载q2:
a、内模(包括支撑架):取q2-1=1.2KN/m2;
b、外模(包括侧模支撑架):取q2-2=1.2KN/m2;
c、底模(包括背木):取q2-3=0.8KN/ m2;
..
(3)施工荷载:
因施工时面积分布广,需要人员及机械设备不多,取q3=2.0KN/m2(施工中要严格控制其荷载量)。
(4)碗扣脚手架及分配梁荷载:
按支架搭设高度≤10米计算:q
4
=1.5(钢管)+0.85(分配梁)=2.35KN/m2。
(5)水平模板的砼振捣荷载,取q5=2 KN/m2。
(三)、碗扣立杆受力计算
(1) 在跨中断面腹板位置,最大分布荷载:
q=q1-6+q2-1+q2-3+q3+q4+q5
=41.3+1.2+0.8+2+2.35+2=49.65KN/m2
碗扣立杆分布60cm×90cm,横杆层距(即立杆步距)60cm,则
单根立杆受力为:N=0.6×0.9×49.65=26.8KN<[N]=40 KN
(2)在跨中断面底板位置,最大分布荷载
q=q1-3+q2-1+q2-3+q3+q4+q5
=19.7+1.2+0.8+2+2.35+2=28.05 KN/m2
碗扣立杆分布90cm×90cm,横杆层距(即立杆步距)120cm,则
单根立杆受力为:N=0.9×0.9×28.05=22.7KN<[N]=30 KN
(3)跨中翼缘板位置立杆计算:
q=q1-1+q2-2+q3+q4+q5
=9.12+1.2+2+2.35+2=16.67 KN/m2
碗扣立杆分布为外侧 90cm×120 cm,其它为90 cm×90 cm,横杆层距(即立杆步距)120 cm,单根立杆最大受力为:
N=0.9×(1.2/2+0.9/2)×16.67=15.8KN<[N]=30 KN
(4)边支点翼缘板位置立杆计算:
q=q1-10+q2-2+q3+q4+q5
=20.3+1.2+2+2.35+2=27.85 KN/m2
碗扣立杆分布为外侧60cm×120cm,其它为60 cm×90cm,横杆层距(即立杆步距)120 cm,由单根立杆最大受力为:N=0.6×(1.2/2+0.9/2)×27.85=17.6KN<[N]=30 KN
(5)在横梁底板位置:
q=q1-8+q2-3+q3+q4+q5
=47.2+0.8+2+2.35+2=54.35KN/m2
碗扣立杆分布为0.6 cm×0.9cm,横杆层距(即立杆步距)60cm,则
单根立杆受力为:0.6×0.9×54.35=29.4 KN/m2<[N]=40 KN
经以上计算,立杆均满足受力要求。由于我部采用碗扣式满堂支架,经试验证明,碗扣式满堂支架是扣件式满堂支架稳定性的1.15倍(<<砼模板与支架技术>>)。
(四) 、地基受力计算
由工程地质勘察报告,设计提供的地质勘探资料表明,地表土质为压粘土、亚砂土、砂土,地基的承载力最小为80kpa,无软弱下卧层。各部位地基受力如下表:
箱梁部位 荷载(KN) 受力面积(m) 地基受力(Kpa)
跨中腹板 26.8 0.6*0.9 49.63
跨中底板 22.7 0.9*0.9 28.1
跨中翼缘板 15.8 0.9*(1.2/2+0.9/2) 15
边支点翼缘板 17.6 0.6*(1.2/2+0.9/2) 11.1
边支点底板 29.4 0.6*0.9 54.5
(五) 、支架立杆稳定性验算
碗扣式满堂支架是组装构件,一般单根碗扣在承载允许范围内就不会失稳,为此以轴心受压的单根立杆进行验算:
公式:N≤[N]= ΦA[ó]
碗扣件采用外径48mm,壁厚3 .5mm,A=489mm2,A3钢,I=10.78*104mm4则,回转半径λ=(I/A)1/2=1..58cm, 跨中底板位置:h=120cm,横梁底板位置步距h=60cm。跨中底板处长细比λ=L/λ=120/1.58=75.9<[λ]=150取λ=76;
横梁底板处长细比λ=L/λ=60/1.58=37.9<[λ]=150取λ=38;
此类钢管为b类,轴心受压杆件,查表
Φ=0.744(跨中底板处),Φ=0.893(横梁底板处)
[ó]=205MPa
跨中底板处:[N]=0.744×489×205=74582.28N=74.6KN
横梁底板处:[N]=0.893×489×205=89518N=89.6KN
支架立杆步距120cm中受最大荷载的立杆位于跨中底板处,其N=22.7KN;立杆步距