最大支反力Rmax=R2=R3=7.1kN。
4)、横肋计算
横肋采用2[14a工字钢,拉杆间距150cm。
荷载计算
将竖肋槽钢支反力作为集中荷载计算,P=7.1kN。
材料力学性能参数及指标
I=2×5.63×106=1.12×107mm4
W=2×8.05×104=1.61×105mm3
Α=bh=2×1851=3702mm2
EI=2.1×1011×1.12×107×10_12=2.35×106Nm2EA=2.1×1011×3.702×103×10_6=7.77×108N
结构计算
采用清华大学SMSolver进行结构分析。
Mmax=6.4kNmQmax=18.5kN
强度计算
Mmax6.4
10
6
40MPa
145MPa
w
1.61
105
,合格。
Q
18.510
3
5MPa
85MPa
A
3702
,合格。
刚度计算
f0.3mml4003.75mm,合格。
最大支反力:
R=37kN。
5)、拉杆计算
拉杆采用φ20圆钢,按最大拉力计算。
37103
118MPa145MPa
314,合格。
(七)、桥墩施工方案及模板计算
桥墩采用柱式桥墩,桥墩采用矩形台状形式,横桥向布置3个桥
墩,中墩根部横向宽8.8m,纵桥向长3.5m.顶部横向宽6m,纵桥向
长2.5m;两侧边墩根部横向宽65m,纵桥向长3.5m.顶部横向宽3.7m,纵桥向长2.5m。
1、测量放线:
在承台顶面准确放出墩柱中线并标注十字和钢模板外边线,以利于钢模板吊装就位;经驻地监理检查合格后并约请总监办进行验收,合格后方可进行钢模板安装。
2、凿毛处理:
墩柱、肋板钢筋绑扎前要将墩柱范围内的承台进行凿毛处理,以利于承台砼与墩柱砼的良好结合。
3、钢筋:
当钢筋进场时,向监理工程师提供钢筋的出厂质量证书,并分批取样进行试验,每60吨作为一批进行取样,一次进料不够也作为一批取样,所用钢筋直径大于Φ12mm时应作机械性能和可焊性试验。
经试验符合规定的钢筋,必须按品种、规格、牌号分别设置标志牌,
垫好方木、码放整齐,上盖苫布。
钢筋使用前进行调直、除锈、去污。
焊接接头同规格、同品种、同一厂家的钢筋每300个接头取样1
组(3根)进行力学性能检测或每加工批进行抽样检测。
直螺纹接头
每加工批或500个接头进行抽样检测,取样数量不少于75个接头,
检测其外观和拧紧力矩,并取3根接头进行抗拉强度检验。
直螺纹接头检验:
套筒进场检验有保护端盖、套筒内无杂物;套
筒外观螺纹牙型饱满,表面无裂纹,表面及内螺纹不得有严重锈蚀及
其他肉眼可见的缺陷。
4、钢模板:
绑扎完钢筋笼后即可吊装墩柱钢模板。
采用16T吊车吊装对位。
吊车必须设专人指挥,并特别注意安全。
对位时,下口先对准测量标
注的钢模板外线,用木楔子和定位钢筋固定钢模板下口;在钢模板上
十字方向拉出四根带导链的钢丝绳和地锚连接,然后调整导链长度用
全站仪校正钢模板上口,确保钢模板上口中心与墩柱在承台上的投影
中心(即测量放线的墩柱中心)吻合;吻合后固定导链以保证钢模板
的稳定性、位置准确,然后用全站仪或经纬仪检测钢模板的竖直度。
5、混凝土浇筑:
混凝土采用商品砼,坍落度为10-14厘米,进场后严格检查坍落
度、和易性,不合格产品严禁使用。
浇筑前应将钢模板内杂物、已浇
承台上的泥土清理干净。
钢模板、钢筋自检和现场监理验收合格后,
方可进行混凝土的浇筑。
混凝土浇筑采用泵车进行,分层浇筑混凝土,
每层浇筑厚度不大于30cm,采用插入式50型振捣棒分层振捣,振捣
间距为40cm,插入下层砼5cm,振捣至混凝土表面泛浆、平坦无明显
下降、无气泡溢出时为止。
砼浇注过程中随时监控墩柱的竖直度,发
现偏差较大的情况后,及时用导链进行调整纠正。
6、养生:
在墩柱外围包裹两层土工布,进行洒水养生。
7、基坑回填:
回填要分层进行,每层厚度为15厘米,可设置立杆划线标注;回
填压实可采用小型震动夯,但要注意保护墩柱成品,墩柱周围的回填
采用人工木夯夯实。
8、施工过程中应急处理措施
(1)、施工时遇断电时,迅速启动备用发电机保证墩柱施工顺利
进行。
(2)、施工中,注意对易发生的质量问题采取有针对性的事前、
事中、事后控制措施,避免发生质量问题和事故。
9、桥墩模板计算
(1)、水平荷载统计:
根据路桥混凝土的施工条件计算混凝土侧压力如下:
1)、新混凝土对模板的水平侧压力标准值
按照《建筑工程大模板技术规程》(JGJ74-2003)附录B,模板荷载及荷载效应组合B.0.2规定,可按下列二式计算,并取其最小值:
F0.22ct012V1/2
FcH
式中F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(KN/m2)。
γc------混凝土的重力密度(kN/m3)取25kN/m3。
t0------新浇混凝土的初凝时间(h),可按实测确定,现
场提供初凝时间要求为6小时,当缺乏实验资料时,可采用
t=200/(T+15)计算。
T------混凝土的温度(25°C)。
V------混凝土的浇灌速度(m/h);现场提供的浇筑速度不大于
为2m/h。
H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m);
取8.0m。
Β1------外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.0;掺缓凝外
加剂取1.2,该工程取1.2。
Β2------混凝土坍落度影响系数,当坍落度小于100mm时,取
1.10不小于100mm,取1.15。
本计算方案以混凝土坍落度高度为180mm,
取1.15。
F0.22ct012V1/2
=0.22x25x6x1.2x1.15x21/2
=64.4kN/m2
FcH
=25x18=450kN/m2
混凝土对模板的水平侧压力取二者中的较小值,F=64.4kN/m2作
为模板水平侧压力的标准值。
2)、倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值
考虑倾倒混凝土产生的水平活载荷标准值取值4kN/m2(泵送混凝
土)
3)、振捣混凝土时产生的水平荷载标准值
振捣混凝土时产生的水平荷载标准值取值4kN/m2(作用范围在
新浇筑的混凝土侧压力的有效压头高度之内)
(2)、水平侧压力的荷载组合
荷载分项系数:
新浇混凝土时对模板侧面的压力r1=1.2;
活荷载分项系数r=1.4
1)、总体水平侧压力的设计值为
F设=64.4*1.2=78.28kN/m2
模板受力分析采用总体水平侧压力设计值
2)、模板的变形分析采用新浇混凝土对模板水平侧压力的标准值
算刚度时荷载的分项系数取1.0
F标=64.4*1.0=64.4kN/m2
(3)、模板的计算
已知:
墩身的最大截面为8800*3500及结构形式,两端圆弧最大半
径R950;现选取3700*2000的平模板,面板为6mm,竖边框为
2000*120*14的钢板,横边框为3700*120*14的钢板,竖筋为[12#槽
钢,间距360mm,横筋为8*120的钢板间距400mm,背楞竖向间距为
1000mm;圆弧模板:
面板为6mm,连接法兰为14*120的钢板,竖边框为
14*120的钢板,环筋12*120的钢板(通长)间距400mm,竖筋为[12#
槽钢;模板连接螺栓为M20*65;
1)、平模面板强度的计算
面板首先把砼侧压力传给通长的竖筋,次筋是断开,竖筋间距
360mm,横筋间距400mm,背楞水平间距1000mm,所以面板支撑空间最
大距离为360mm*400mm。
式中F=77.28kN/m2
所以面板所承受的侧压力
为77.28kN/m2*(0.36m*0.4m)=11.128KN
最大应力:
74.2Mpa<220.6Mpa
最大位移:
0.4813mm
以上面板强度,刚度均能满足施工要求。
2)、模板竖筋校核:
模板竖筋用料为[12#槽钢,间距360mm*400mm,材料长度2000mm,
间隔400mm与横筋相连。
式中F=77.28kN/m2
所以竖筋所承受的侧压力为
77.28kN/m2*(0.36m*0.4m)=11.128KN
最大应力:
87.5Mpa<220.6Mpa
最大位移:
0.2186mm
以上竖筋强度和刚度均满足施工要求
3)、模板背楞校核:
模板背楞用料为双[14#a槽钢,拉杆水平间距间距1300mm,竖向背楞间距1000mm。
式中F=64.4kN/m2
所以背楞所承受的侧压力为64.4kN/m2*(1.3m*1m)=83.72KN
最大应力:
203Mpa<220.6Mpa
最大位移:
0.2078mm
以上背楞强度和刚度均满足施工要求
4)、对拉杆的受力计算
模板对拉栓(φ25精轧螺纹钢):
已知新浇筑混凝土对模板的最大侧压力77.28KN/m2,拉杆竖向最大间距1000mm,横向最大间距1300mm,所用拉杆为PSB785,φ25精轧螺纹钢,有效截面面积为490.868平方毫米
拉杆所承受的轴向荷载为:
77.28KN/m2*(1m*1.3m)=100.464KNPSB785,φ25精轧螺纹钢抗拉强度是980N/平方毫米。
所以拉杆的承载力就是:
980x490.868=481050N.
100464N<481050N
通过以上数据显示能满足施工要求
3、支架施工
(8)、模板及支架受力计算
1)、受力计算说明
根据现场考察及相关要求,本工程主体桥梁结构现浇支架采用
WDJ碗扣式多功能脚手架组拼整个支架的方案。
具体方案说明如下:
碗扣式满堂支架用由立杆可调底座(KTZ-60)、立杆(LG-180)或
(LG-120)、立杆可调托座(KTC-60)、横杆(HG-90或HG-60)等WDJ碗
扣式构件组合而成满堂支架。
在纵向立竿间距90cm等间距布置,在
横向按90cm布置,节点处按加密至60cm布置。
在混凝土顶板下方,
立杆可调托座(KTC-60)上方横向按立杆间距布置150×150mm方木,
在横向方木上方纵向按照间距不超过25cm铺设100×80mm方木,方
木上方为竹胶板底模。
底模纵横向坡度可通过立杆可调托座(KTC-60)
调整至要求标高。
2)支架荷载计算
砼结构换算砼厚1m,荷载计算:
根据JGJ166-2008工程施工碗扣式脚手架安全技术规范查得:
钢筋砼容重γ=25KN/m3。
每平米砼自重Q2=6.25KN/m2(每米平
均重量);
模板及支架自重荷Q1=1.5KN/m2;
振捣荷载2.0KN/m2;
施工人员和设备荷载脚手架施工荷载1.0KN/m2。
Q3=2.0+1.0=3.0KN/m2;
故总的面荷载:
q=Q1+Q2+Q3=1.5+6.25+2+1=10.75KN/m2。
最不利组合荷载:
q=1.2×(Q1+Q2)+1.4×Q3=1.2×(1.5+6.25)+1.4×3
=13.45KN/m2
3)、模板竹胶板验算
模板竹胶板厚16mm,底模板截面特性:
惯性矩(200mm宽度)I=bh3/12=200×163/12=68266mm4
截面边缘至主轴的距离,ymax=h/2=16/2=8mm
l=200mm(纵向方木间距)
①、强度条件
模板计算时候按照最大荷载进行计算。
顺桥向截面线荷载:
q线=q面*l=13.45*0.20=2.69KN/m
f=M/W=My/I=(ql2/8)×ymax/I=(2.69×2502/8)×8/68266=2.5Mpa<fm=11MPa竹胶板强度满足要求(fm=11MPa根据木结构
设计规范查得)
②、刚度条件:
模板所受弯矩按多跨连续梁考虑(本方案按三等跨连续梁进行计算),最大挠度计算:
:
v<[v]=L/400
v=0.677×ql4/100EI=0.677×2.69×2504/(100×1×104×
68266)=0.14mm<[v]=L/400=0.5mm
根据上述计算,底模板在横梁的位置满足设计要求。
4)、纵向方木分配梁检算
本施工方案中支模架底面纵向分配梁采用10cm×8cm方木,长度
不小于3m,按间距0.25m布置。
方木采用东北落叶松,布置方式为
短边水平,长边竖直,具体示意图如附图。
则每根方木承受荷载转化
为匀布线荷载为:
q=13.45×0.25=3.4KN/m
根据受力情况,其受力模型简化为受匀布荷载的简支梁。
计算按
照最大荷载计算,则:
截面抵抗矩I=bh3/12=10×83/12=426.7cm4
截面惯性矩W=bh2/6=10×82/6=106.7cm3
跨中最大弯矩Mmax=ql2/8=3.4×0.62/8=0.138KN.m
跨中最大剪力Vmax=ql/2=3.4×0.6/2=1.25KN.m
①、抗弯承载能力检算
δ=Mmax/W=0.138×103/106.7=1.9MPa<fm=15MPa(东北落叶
松fm=15MPa根据木结构设计规范查得)②、抗剪承载能力检算
τ=3Vmax/2A=3×1.25×103/(100×80)/2=0.322MPa<
fv=1.3MPa(东北落叶松fv=1.3MPa根据木结构设计规范查得)
③、挠度检算
f=5ql4/(384EI)=5×3.4×0.64×108/(384×10000×426.7
=0.2mm<[f]=L/400=1.5mm
通过以上较大荷载演算得知,纵向分配梁采用10cm×8cm方木能够满足施工及设计要求。
5)、横向方木分配梁检算
本施工方案中在横向采用15cm×15cm方木横梁,按照间距0.9m
布置,每根支架立杆上布置一根横木。
布置方式为短边水平,长边竖
直,具体示意图如附图。
每根方木承受荷载转化为匀布线荷载为:
q=13.45×0.6=8.1KN/m
截面抵抗矩I=bh3/12=15×153/12=4219cm4
截面惯性矩W=bh2/6=15×152/6=562.5cm3
本施工方案将结构受力模型简化为受均布荷载的简支梁,则:
跨中最大弯矩Mmax=ql2/8=8.1×0.92/8=1.02KN.m
最大剪力Vmax=ql/2=8.1×0.9/2=4.1KN.m
①、抗弯承载能力检算
δ=Mmax/W=1.0×103/562.5=2.1MPa<fm=15MPa(东北落叶松
fm=15MPa根据木结构设计规范查得)
②、抗剪承载能力检算
τ=3Vmax/2A=3×4.1×103/(150×150)/2=0.35MPa<
fv=1.3MPa(东北落叶松fv=1.3MPa根据木结构设计规范查得)
③、挠度检算
f=5ql4/(384EI)=5×8.10×0.94×108/(384×10000×4219
=0.22mm<[f]=L/400=2.25mm
6)、碗扣式钢管支架检算
本施工方案采用ф48×3.5Q235碗扣式钢管脚手架。
立杆横向除采用间距0.9m,纵向横梁处间距为0.9m,横杆步距为1.2m。
则根据碗扣式脚手架的受力特性,结合纵向方木受力分析图,现
对碗扣式脚手架的主力杆进行受压承载能力检算。
立杆检算承载分别
取顶底板部位荷载和最不利荷载组合。
总的面荷载:
q=Q1+Q2+Q3=1.5+6.25+2+1=24.5KN/m2。
最不利组合荷载:
q=1.2×(Q1+Q2)+1.4×Q3=1.2×(1.5+6.25)+1.4×3
=13.45KN/m2
每根立杆受正向压力为:
N=13.45×0.9×0.9=11.5