箱涵-碗扣式腳手架滿堂支架設(shè)計(jì)計(jì)算(1)

1、碗扣式腳手架滿堂支架設(shè)計(jì)計(jì)算1 工程概況 總概況平興高速公路平遠(yuǎn)互通立交K1603+943.5通道涵位于平遠(yuǎn)立交主線與E匝道穿插處，場(chǎng)地地形較起伏，通道所在處為E匝道高填方路段。通道下穿主線，設(shè)計(jì)起點(diǎn)EK1+131.2，設(shè)計(jì)終點(diǎn)EK1+172.6，全長(zhǎng)41.4m，構(gòu)造為封閉矩形雙孔框架構(gòu)造，施工方案中確定對(duì)于通道構(gòu)造頂板考慮采用碗扣式腳手架搭設(shè)滿堂作為支架體系。 右半幅頂板考慮到施工縫的設(shè)置，現(xiàn)僅以通道涵右半幅頂板為例，頂板長(zhǎng)度為m，寬度為20.7m，,高3，鋼筋重量130.6t。2 支架初步設(shè)計(jì) 立桿及橫桿的初步設(shè)計(jì)根據(jù)經(jīng)歷及初略計(jì)算，來(lái)選定立桿間距。由于鋼筋混凝土配筋率2%，所以鋼筋混凝土

2、自重取26KN/m3，由頂板高度為1m，那么頂板重Q1=26KN/m2，單根立桿允許承載力保守取N=40KN。每平方米需要立桿根數(shù)：Q1/N=；取平安系數(shù)1.3，那么為。所以選定立桿縱橫向間距為：0.60.6=0.36m21/1.014= m2，滿足要求。由于通道涵構(gòu)造頂板構(gòu)造高僅為1m，立桿間距一般取1.2m。 底模、縱橫梁的初步確定底模采用竹膠板，選用cm厚的高強(qiáng)度竹膠板?？v橫梁均采用方木，寬度均為，高度均為0.1m，方木允許受彎強(qiáng)度為=12MPa，其中橫梁間距。2.3 碗扣式滿堂支架搭設(shè)布置圖3 支架檢算碗扣式腳手架滿堂支架豎向力傳遞過(guò)程：通道構(gòu)造頂板鋼筋混凝土和內(nèi)模系統(tǒng)的自重及施工臨時(shí)

3、荷(活載)通過(guò)底模傳遞到橫梁上，橫梁以集中荷載再傳遞給縱梁，縱梁以支座反力傳遞到每根立桿，立桿通過(guò)底托及方木傳遞至鋼筋混凝土通道構(gòu)造底板。下面以這種力的傳遞方式依次對(duì)支架的底模、橫梁、縱梁、立桿、通道構(gòu)造底板載力進(jìn)展檢算。3.1 荷載計(jì)算 豎向荷載計(jì)算本通道涵構(gòu)造頂板鋼筋混凝土配筋率2%，所以鋼筋混凝土自重取26KN/m3，以通道涵右幅頂板為例，構(gòu)造頂板混凝土體積為m3，按照最不利工況，將涵洞墻身頂局部的頂板混凝土重量也折算到地板上，混凝土的自重如下計(jì)算：F1=VV=26 KN/m3式中：V為整右幅構(gòu)造頂板混凝土體積； 為鋼筋混凝土的容重，取26KN/m3； V為除去涵洞墻身頂局部頂板的混凝土

4、體積。通道涵頂板構(gòu)造混凝土高度取h1=1m，故混凝土自重為：F1a=F1h1=kPa竹膠板厚度為cm,容重取KN/m3，那么模板自重為F2=11=kPa縱橫梁方木荷載：橫梁方木：g1=0.3m=0.25kPa縱梁方木：g2=m25kPa式中：按橡木、落葉松質(zhì)木材取KN/m3內(nèi)模及支撐荷載，取3kPa：F3=3kPa臨時(shí)荷載振搗荷載：G2=2.0 kPaPa 水平荷載計(jì)算混凝土振搗時(shí)對(duì)側(cè)模的荷載?。?kPa 新澆混凝土對(duì)側(cè)模的最大側(cè)壓力： -有效壓頭高度， -混凝土入模溫度，取15那么有：一般應(yīng)計(jì)算風(fēng)載，但是由于澆筑涵洞構(gòu)造頂板時(shí)，有構(gòu)造墻身的遮擋作用，故可以不考慮風(fēng)載。 底模驗(yàn)算A、竹膠板板的

5、力學(xué)性能取10cm寬度模板進(jìn)展計(jì)算彈性模量E=9103MPa截面慣性矩I=bh323/12=10-8m4截面抵抗矩W= bh222/6=10-6m3 B、模板受力計(jì)算底模下的橫梁間距30cm，可以把底模簡(jiǎn)化為三跨連續(xù)梁進(jìn)展計(jì)算。強(qiáng)度檢算荷載組合為：+；剛度檢算荷載組合為：+模強(qiáng)度檢算q=F1a1.2+F21.2+F31.2+G1.4=44.56 kPaq=q=44.560.1=6kN/mMmax=1/10ql214 kNm=Mmax/W=MPaW=12MPa ，滿足要求。本支架各部件除去立桿均為受彎構(gòu)件，僅需要檢算彎矩，下同不再贅述。模剛度驗(yàn)算q=F1a1.2+F21.2+F31.2=38.2

6、56 kPaq=q=0.1=256kN/m77ql4/100EI=0.35mmf= ，滿足要求。3.3 橫梁檢算彈性模量E=10103Mpa 截面慣性矩I=bh3/12=0.1310-6m4截面抵抗矩W= bh2210-3m3B、橫梁受力計(jì)算橫梁間距cm，可以把橫梁簡(jiǎn)化為三跨連續(xù)梁進(jìn)展計(jì)算。強(qiáng)度檢算荷載組合為：+；剛度檢算荷載組合為：+ 梁強(qiáng)度驗(yàn)算q=F1a1.2+F21.2+F31.2+G1.4=44.556 kPaq=q0.3m+g=1418KN/m式中g(shù)為方木自重，/m3KN/mMmax=1/10ql2=0.484 KNm=Mmax/W=2.9MPaW=12MPa ,滿足要求。最大支座反

7、力R=11ql/10=1114187KN梁剛度驗(yàn)算q=F1a1.2+F21.2+F31.2=38.256 kPaq=q0.30.25+0.075 =518kN/mKN/m3KN/m77ql4/100EI=0.12mmf=/400= ，滿足要求。3.4 縱梁驗(yàn)算彈性模量E=10103Mpa 截面慣性矩I=bh33/12=10-6m4截面抵抗矩W= bh22/6=10-3m3B、縱梁驗(yàn)算縱梁簡(jiǎn)化為三跨連續(xù)梁進(jìn)展驗(yàn)算，并且集中荷載對(duì)稱布置?？v梁受到7個(gè)橫梁集中荷載和自重均布荷載的作用，計(jì)算彎矩和撓度的時(shí)候，可以按照集中荷載和均布荷載兩種形式進(jìn)展疊加。集中荷載P=R=KN均布荷載q=KN/m30.1m

8、=KN/mMmax=0.1752=4 kNm =Mmax/W=93MPaW=12MPa,滿足要求。 f=1.146Pl377ql4/100EI=0.26mmf=0.6m/400=mm,滿足要求。 支座最大反力：R=6P+P+1.1ql=7KN3.5 立桿檢算立桿的檢算，很多資料采用單根立桿所承受的投影面積荷載這種簡(jiǎn)單的方法進(jìn)展計(jì)算，而在理論上應(yīng)該采用縱梁對(duì)立桿的支座反力進(jìn)展計(jì)算。下面按這兩種方式分別進(jìn)展計(jì)算。3.5.1 立桿計(jì)算模型立桿選用3.5鋼管，計(jì)算模型為兩端鉸支。彈性模量E=105Mpa 質(zhì)量截面積10-4m2面慣性矩I=12.1910-8m4面抵抗矩W= 5.0810-6m3慣性積9

9、10-2m柔度=ul/i=1910-2m=75.47 單根立桿承受的荷載單根立桿豎向荷載荷載組合為：F=+,圖式如上F= F1a1.2+F21.2+ (g1+g2)1.2+F31.2+G=4kPa每個(gè)立桿上荷載：F=F0.6m=40.6=1KN投影法所得單根立桿承受豎向荷載為1KN，小于支座反力法所得的7KN。所以以下檢算以支座反力法進(jìn)展計(jì)算。 立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定驗(yàn)算A、單根立桿強(qiáng)度計(jì)算=F/A=7KN /10-4m2=39.20MPa=175MPaK=Af/F=175/39.20=4.46，滿足要求。式中：平安系數(shù)；支架鋼管設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度；鋼管有效截面積10-4m2。B、立桿穩(wěn)定性檢算=75.94，查?鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GBJ 17-88得穩(wěn)定系數(shù)為 =F/A7/(10-40.76)=51.58 MPa =175MPa,滿足