盖梁钢棒法计算书.doc
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盖梁施工钢棒法计算书附表 1
一、施工总荷载
薄壁墩盖梁尺寸如图 1 所示。
图 1薄壁墩盖梁尺寸示意图
盖梁模板施工体系选用墩身预埋PVC 管并插入钢棒,其钢棒中心距边缘30cm。上置千斤顶, I45a 工字钢作纵梁,纵梁上放置[18a 槽钢支撑悬臂端模板的三角支架。具体布置如
图2所示。
盖梁
空心薄壁墩
角钢三角支撑槽钢横梁
工字钢纵梁
Ф钢棒
图 2盖梁结构示意图
施工荷载包括:平台及盖梁模板自重,钢筋混凝土重量,施工人员及设备重量,灌注砼时
振捣产生的冲击力等。
施工平台包括:墩身预埋PVC 管,采用φ95mm钢棒 4.6m*2 根,两边露出各 80cm;钢棒上安装牛腿,架设I45a 工字钢 2 根作为纵梁,每根12.6m,形成支撑纵梁以承受盖梁施工荷载,并通过调整横梁下的木楔调整盖梁横坡;支撑平台横梁拟采用 [18a 槽钢作为横梁,每根长 4.6m,在悬臂部分按照(4@50+30)cm 等间距布置,共需 12 根。
因空心薄壁墩墩顶实心段承担了大部分盖梁自身荷载,浇筑时只有悬臂部分荷载和混凝
土流动对悬臂部分倾斜模板产生的侧压力由支架承担,故盖梁悬臂部分加上挡块按照(均布
荷载 +集中力)计算 (取钢筋砼与模板共同容重取
3
γ=26kN/m,其中变截面段按照线性荷载计算,
安全系数恒载乘以系数 1.2,活载乘以 1.4):
变截面段: q1=26*1*3.2/2-26*2*3.2/2=(41.6-83.2)kN/m
悬臂等截面段:q2=26*2*3.2/2=83.2kN/m
墩顶前后悬出段(包括钢筋砼与侧模板,全部作用于纵梁跨中部位):
q3=0.1*2*25+ [11.1 *1+(11.1+6.5)*1/2]*130*9.8/1000/6=9.2kN/m 挡块集中力:F1=0.3*0.5* ( 3.2-0.03*2 ) *26/2=6.1kN
施工人员、运输工具、堆放材料荷载:
q4=2.5KN/m 2*3.2m/2=4kN/m
下料冲击、振捣时产生的荷载(主要指对悬臂端倾斜模板底模的冲击荷载的竖向分力):q5=2.0kPa*3.2m/2=3.2kN/m ;
横梁自重(一端,查结构计算手册:[18a 槽钢质量为20.17Kg/m )加悬臂端三角支撑荷
载( 一端,不考虑变形, L75*75*7 角钢质量 7.4kg/m) :
q6=( 7.4kg/m*45m*9.8/1000/2.1m+20.17*4*6*9.8/1000/2.1)/2=1.91kN/m
A3 钢容许弯曲应力=1.25*[σ ]=1.25*145MPa=181 MPa
容许剪切应力=1.25*[ τ]=1.25*85MPa=106 MPa
16Mn 钢容许弯曲应力=1.25*[σ ]=1.25*210 MPa=262.5 MPa
容许剪切应力=1.25*[ τ]=1.25*120 MPa=150 MPa
弹性模量 E=2.1*10 5Mpa
二、横梁计算
根据《路桥施工计算手册》P176 表 8-5 注,支架属于临时结构,其强度设计采用容许应力法,并不考虑荷载分项系数,且根据表8-9,其提高系数k=1.25 。
由于盖梁梁身荷载大部由薄壁墩墩身承担,故只在悬臂端布置横梁,按照从内而外间隔
(30+4@50 ) cm 每边布置 6 根,示意图如下
根据图 2 示,作用于悬臂端等截面段下的槽钢上荷载最大(纵梁方向作用范围
0.15+0.25=0.4m ),故其上部荷载简化成 3 个集中力作用在横梁上,如图3:
图 3横梁荷载简化图
Q1=[ ( 2.5*9.8 ) kN/m 3*3.2m*2m*0.4m+10.1kN/m*0.4m]/3=22.25kN 横梁悬臂端采用间距[18 槽钢,由 [18 槽钢搭接到纵梁上,则最不利点在两纵梁间跨中
处。
则横梁跨中最大弯矩:M 横 =20.03kN ?m
最大剪力:V 横=33.4kN
需要的截面模量W> M 横 /181MPa=110.7cm 3,根据现场材料并查表知可选用[18 槽钢,其截面模量为W=152.2 cm 3, I x=1272.7cm 4,A=25.69cm 2,满足要求。
则 EI x=2672.7kN.m 2,EA=539490kN, 结构计算求得跨中最大挠度为:
<[]=3.2/400=8mm
符合要求。
三、纵梁计算
纵梁采用I50a 工字钢搭设在钢棒上,其力学性能指标按《公路桥涵钢结构及木结构设
计规范》(JTJ025-86)中 A3 钢的容许轴向应力 [ σ]=140MPa,容许弯曲应力 [ σw]=145MPa,容许剪应力 [ τ]=85MPa。 I45a 工字钢力学参数如下:
Ix=32240cm 4
Wx=1430cm 3
2
A=103cm
m=80.4kg/m
Ix/Sx=38.6cm
d=1.15cm
荷载如图示
图 4纵梁受力简图
计算得最大弯矩和最大剪力都在钢棒支点处
图 5纵梁简化模型弯矩图
图 6纵梁简化模型剪力图
图 7纵梁简化模型挠度示意图
由结构力学求解器计算知,Mmax=213kN.m,Vmax=151.14kN,最大挠度在悬臂端,只需要计算支架端点挠度即可,即
ω1/4=8.76mm=2.6/400=2000*2.6/400=13mm(l为悬臂端计算跨度)
σ =Mmax/Wx=213kN.m / 1430*10 -6 m3=149 MPa<1.25*[σ ]=181MPa
F S S x139kN
τ=34 Mpa <1.25[τ]=106MPa
I x d38.6cm 1.15cm
故采用 I45a 工字钢满足纵梁要求。
四、悬臂端的侧压力计算分析
新浇筑混凝土对模板侧面的压力采用下式计算