雙柱式蓋梁施工計(jì)算書(剪力銷)

1、 中山市古神公路二期工程北段I標(biāo)蓋梁施工方案中山市古神公路二期工程北段I標(biāo)蓋梁施工計(jì)算書 中鐵七局集團(tuán)鄭州工程有限公司中山市古神公路二期工程北段I標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部中鐵七局集團(tuán)鄭州工程有限公司13 中山市古神公路二期工程北段I標(biāo)蓋梁施工方案目 錄一、編制依據(jù)2二、分項(xiàng)工程概況2三、專項(xiàng)施工方案設(shè)計(jì)2四、支承平臺及模板布置3五、計(jì)算參數(shù)5六、結(jié)構(gòu)計(jì)算5（一）、荷載分布5（二）、底模（竹膠板）受力計(jì)算6（二）、龍骨受力計(jì)算6（三）、分布梁受力計(jì)算7（四）、主橫梁受力計(jì)算8（五）、鋼棒（剪力銷）受力計(jì)算10（六）、預(yù)留孔受力計(jì)算10（七）、側(cè)模受力計(jì)算11（九）、對拉桿計(jì)算13七、結(jié)論13一、編制依據(jù)1、

2、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50017-2003）2、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）3、建筑施工扣件式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2001）4、路橋施工計(jì)算手冊（人民交通出版社）5、國家及交通部頒發(fā)的有關(guān)設(shè)計(jì)、施工規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)6、中山市古神公路二期工程北段標(biāo)施工圖設(shè)計(jì)7、現(xiàn)場實(shí)際情況及調(diào)查資料二、工程概況中山市古神公路二期工程北段標(biāo)中小橋共三座，但只有麒麟中橋有墩柱6條，蓋梁8個(gè)，主道蓋梁長13.039m,輔道蓋梁9.375m，高1.3m,寬1.6m，砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30,主道蓋梁為24.9m，輔道蓋梁18.0m.三、專項(xiàng)施工方案設(shè)計(jì)麒麟中橋1#、2#橋墩處于河涌，為方便小魚船

3、通航，樁基施工時(shí)只半幅圍堰。因此，不可能采取管架式支架，鋼棒箍成本高，介于顧及到進(jìn)度，經(jīng)濟(jì)效益施工方便，決定采用剪力銷作為承重支撐，即在墩柱上預(yù)留孔穿鋼棒搭設(shè)支承平臺施工。本方案將對主道雙柱式蓋梁荷載、彎矩最大、最不利的工況下對其模板支撐體系進(jìn)行分別設(shè)計(jì)和驗(yàn)算，輔道不以算之。主道雙柱式蓋梁最大尺寸為1303.9cm ×160cm×130cm，混凝土方量24.9m3。蓋梁簡圖如下：四、支承平臺及模板布置蓋梁施工支承平臺采用在每個(gè)墩柱上各穿一根250cm長120mm鋼棒（A45鋼），上面采用墩柱兩側(cè)各一根1400cm長I63a工字鋼做橫向主梁；主梁上面安放一排每根300cm長

4、的I20a工字鋼，間距為60cm作為分布梁；分布梁上架300cm×10cm×10cm的方木作為龍骨，龍骨間距為30cm；龍骨上鋪設(shè)2.0cm后的塑膠板作為蓋梁底模。蓋梁側(cè)模采用2cm塑膠板,模厚度為20mm，在肋板外設(shè)3排長14m的214背帶，間距50cm。在側(cè)模外側(cè)采用間距60cm的210槽鋼作豎帶，豎帶高130cm；在豎帶上間隔60cm設(shè)一條M20的螺栓作拉桿，在豎帶外設(shè)48的鋼管斜撐，支撐在橫梁上。傳力途徑為：蓋梁底模龍骨（3m×0.1m×0.1m方木）縱向分布梁（I20a工字鋼）橫向主梁（I63a工字鋼）支點(diǎn)120mm鋼棒（A45鋼）。為了方便調(diào)

5、整高度和拆模施工，采用三角木支撐橫向主梁。如下圖：五、計(jì)算參數(shù)序號材料名稱規(guī)格單位重量彈性模量（×103 ）Mpa截面積cm2抵抗矩W(cm3)慣性矩I(cm4)1塑膠板（底）244×122×2cm5.8 Kg/m292方木300×10×10cm4.5Kg/m9166.67833.333小橫梁工字鋼I20a27.91 Kg/m21035.55236.923694大橫梁工字鋼I63a121.36 Kg/m210154.592984.3940045鋼棒120mm113.16背帶槽鋼14a14.53 Kg/m21018.5180.5563.77豎帶槽

6、鋼1010Kg/m21012.7439.4198.38拉桿20mm9螺栓M201、鋼材采用Q235鋼，抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=215Mpa；2、鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=125Mpa；3、振搗混凝土產(chǎn)生的荷載：2 KPa即2.0KN/m2；4、傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載：6 KPa即6.0KN/m2；5、鋼筋混凝土的容重：26 KN/m3；6、組合塑膠模板及連接件0.75 kN/m2。六、結(jié)構(gòu)計(jì)算（一）、荷載分布1、蓋梁總長L=13.039m,懸臂長a=2.911m，墩柱凈距L1=7.21m， I63a工字鋼總長14m。蓋梁砼重量：q1=26KN/m3×24.9m3=647.4KN2、蓋梁兩

7、側(cè)各設(shè)置一根長148m的I63a工字鋼作為橫向主梁，則有：q2=121.36×10×14×2=33.98KN3、主梁上鋪設(shè)長3m的I20a工字鋼作為分布梁，每根間距60cm，按蓋梁全長13.039m布置，共23根，則有：q3=27.91×10×4×23=25.68KN4、分布梁鋪設(shè)龍骨（3m× 0.1m×0.1m方木，間距0.2m）共9排，需27m；龍骨上鋪設(shè)厚度為2.0cm的塑膠板；側(cè)面對拉厚度為20mm的木模板，設(shè)3排長14m的214靠背槽鋼做背帶；在側(cè)模外側(cè)采用間距0.6m的210靠背槽鋼作豎帶，豎帶高130

8、m，共23排。則有：（1）、底模荷載：qj=5.8×(13.039×1.6+1.75×1.6×2)×10/1000=1.53KN（2）、龍骨荷載：ql=0.1×0.1×27×11×20×10/1000=0.59KN（3）、側(cè)模及連接件荷載：qc=5.8×2×0.75=8.7KN（4）、背帶及豎帶荷載：qb=2×2×14×14.53×3+2×1.3×23×10×2/1000×10=36.3

9、7KNq4= qj + ql + qc + qb =47.21KN5、施工人員、機(jī)具重量荷載按2.5KN/m2，則有：q5=13.039×1.6×2.5=52.16KN6、振搗砼產(chǎn)生的荷載按2 KN/m2，砼澆筑產(chǎn)生的沖擊荷載按6 KN/m2，則有：q6=13.039×1.6×8=166.9KN7、荷載分項(xiàng)系數(shù)：靜荷載按1.2，活荷載按1.4。（二）、底模（塑膠板）受力計(jì)算1、按強(qiáng)度驗(yàn)算：底模上的均布荷載：qd=（1.2×647.4+ 1.4×219.06）/13.039=83.10KN/m按強(qiáng)度砼算要求模板厚度：h=L/4.65&#

10、215;0.2279=200/4.65×0.2279=9.8mm2、按剛度驗(yàn)算：驗(yàn)算荷載：qd=（1.2×q1）/L=（1.2×647.4）/13.039=59.58 KN/m要求模板厚度：h= L/6.7×=300/6.7×0.2279=10.2mm采用模板厚度20mmmax9.8mm, 10.2mm底模滿足施工要求。（二）、龍骨受力計(jì)算作用于每根方木上的均布荷載：qf=(q1+qj) ×1.2+(q5+q6)×1.4/L/8=(647.4+1.53)×1.2+(52.16+166.90)×1.4/13

11、.039=10.41KN/m。按三等跨連續(xù)梁計(jì)算，其下分布梁間距為0.6m，則有1、彎曲強(qiáng)度：= qf ×L2/（10w）=10.41×0.62/（10×166.67×10-6）2.25MPa=9Mpa2、抗彎剛度：f= qf ×L4/（150EI）=10.41×0.64/(150×9×103×106×833.33×10-8) =0.12mmf=L/400=600/400=1.5mm綜上所述方木滿足施工要求。（三）、分布梁受力計(jì)算 I20a工字鋼分布梁直接承受底模以上的自重，分布在圓柱

12、兩側(cè)的I63a工字鋼上，兩工字鋼主梁緊貼圓柱，間距按圓柱直徑100cm，故I20a工字鋼分布梁計(jì)算跨徑為100cm，蓋梁底寬為160cm，分布梁兩端各懸臂70cm，懸臂有利跨中受力，不計(jì)懸臂部分，按簡支梁計(jì)算，實(shí)際偏安全，如下圖分布梁布設(shè)間距0.6m，作用于每根分布梁上的荷載：qh=0.6×(q1+q4)×1.2+(q5+q6)×1.4/L=0.6×(647.4+47.21)×1.2+(52.16+166.9)×1.4/13.039=52.47KN/m。計(jì)算跨徑1.0m，按簡支梁計(jì)算，則有跨中彎矩：M=qh ×L 2/8 =

13、52.47×1.02/8=6.56KNm1、彎曲強(qiáng)度：=M/W=6.56×103/（236.9×10-6）=27.69MPa=215Mpa 2、抗彎剛度：f= 5×qh ×L4/（384EI）=5×52.47×103×1.44/(384×210×103×106×2369×10-8) =0.14mmf=L/400=1.0/400=0.25mm綜上所述I20a工字鋼滿足施工要求。（四）、主橫梁受力計(jì)算I63a工字鋼主梁承受由分布梁傳下的荷載，按均布荷載考慮，兩根工字鋼各

14、承受一半的力，工字鋼搭在兩圓柱預(yù)埋的鋼棒上，故工字鋼計(jì)算跨徑為兩圓柱中心的間距，取為7.217m，按兩端外伸懸臂計(jì)算。如下圖作用于每根I63a工字鋼主梁上的荷載：qz=1/2×1.2×(q1 +q3+q4)+1.4×(q5+q6)/L=1/2×1.2×(647.4+25.68+47.21)+1.4×(52.16+166.9)/13.039=44.9KN/m1、跨中彎矩：M=qz lx(1-a/x)(1+2a/l)-x/l/2 =1/2×44.9×7.217×6.52×(1-2.911/6.52)

15、×(1+2×2.911/7.217)-6.52/7.217=102.09KNm=M/W=102.09×103/(2984.3×10-6)=34.51MPa=215Mpa2、跨中撓度：f= qz l4(5-24a2/l2)/384EI=44.9×103×7.2144×(5-24×2.9112/7.2172)/(384×210×103×106×94004×10-8)= 0.02040m=20.4mmf=l/400=7217/400=18.0mm3、懸臂端點(diǎn)撓度：f= q

16、z al3(6a2/l2+3a3/l3-1)/24EI=44.9×103×2.911×7.2173×(6×2.9112/7.2172+3×2.9113/7.2173-1)/(24×210×103×106×94004×10-8)=-0.004331m=-1.79mm即上翹1.79mmf=l/400=2911/400=7.28mm綜上所述I63a工字鋼滿足施工要求。（五）、鋼棒（剪力銷）受力計(jì)算鋼棒為懸臂結(jié)構(gòu)，工字鋼緊貼圓柱，故只考慮鋼棒受剪，4個(gè)支點(diǎn)抗剪截面分擔(dān)承受上面?zhèn)鱽淼闹亓?。如下圖

17、每個(gè)蓋梁按墩柱設(shè)兩個(gè)鋼棒支承上部荷載，采用120高強(qiáng)鋼棒(A45)，端外露0.45米，作用于每個(gè)鋼棒支點(diǎn)上的剪力：Qz=1/4×1.2×(q1+q2+q3+q4)+1.4×(q5+q6)=1/4×1.2×(647.4+33.98+25.68+47.21)+1.4×(52.16+166.9)=302.95KNt=Q/A=302.95×103/（113.1×10-4）=26.79MPa<=125Mpa所以本工程蓋梁采用120高強(qiáng)鋼棒(A45)能滿足要求。（六）、預(yù)留孔受力計(jì)算1、鋼棒對預(yù)留孔底的壓力：P=2Q=2

18、×856.29=1712.58KN2、預(yù)留孔底部平均受壓面積：S=D×d=1600×120=192000 mm2（式中D為墩柱直徑，d為圓鋼直徑）。3、平均壓應(yīng)力：= P/S=1712.58×103/（192000×10-6）=8.92 MPa因孔底平均壓應(yīng)力遠(yuǎn)小于墩柱混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30，即30MPa ,故墩柱預(yù)留孔在蓋梁支設(shè)模板、澆注混凝土?xí)r，其強(qiáng)度可以保證。（七）、側(cè)模受力計(jì)算根據(jù)簡明施工計(jì)算手冊有關(guān)章節(jié)（P310）進(jìn)行驗(yàn)算，模板側(cè)壓力取以下兩式中的較小值：PmH， 取26KN/m2，H取2.7m，則F26×2.770.2KN/

19、m2Pm4+（1500/T+30）- Kx×Kw×V1/3，T取30，Kx取1.15，Kw取1.2，V=1m/h，則Pm =4+（1500/30+30）-1.2×1.15×11/2=27.62KN/m2故模板側(cè)壓力取Pm=27.62 KN/m2。1、 面板計(jì)算面板采用6mm鋼板，每格面板尺寸為0.7 m×0.4m， 查路橋施工計(jì)算手冊（P773）附表2-17，按兩邊嵌固，兩邊簡支計(jì)算（1）、最大的正應(yīng)力max Ly/Lx=0.4/0.7=0.57，查P773，表2-17知，Kx0.0410，Ky0.0042，則 MxKxqLx20.0410&#

20、215;27.62×0.420.1812KN.mMyKyqLy20.0042×27.62×0.420.0186KN.m鋼材的泊松系數(shù)取0.3，修正后Mx= Mx+U.My0.1868KN.mMy= My+U.My0.0242 KN.m則Mmax=Mx=186.8N.m=bh2/6=2.7×0.0062/6=16.2×10-6m3max=Mmax/=186.8/16.2×10-6=115.3MPa=215Mpa故板的拉應(yīng)力滿足要求。（2）、最大撓度計(jì)算maxkfPmL4/B0查路橋施工計(jì)算手冊（P773）附表2-17，kf0.00257。L為面板的短邊長，L0.4m，B0為構(gòu)件的剛度。B0Eh3/12（12）206×103×63/12(1-0.32)=4.074×106N.mmf max=0.00257×27.62×10-3×0.44×1012/4.074×106=0.45mm< f=L/500=400/500=0.8mm面板撓度滿足要求。2、橫愣計(jì)算橫愣采用10的槽鋼，水平跨度為0.7m，上下間距為0.4m，模板側(cè)壓力 F27.62KN/m2，橫愣上