一、工程概况
K135+199.445分离立交桥位于郓城互通区内,横跨338省道,交角为90°,跨径为22-28-22m,全长72m。该桥基础形式为钻孔灌注桩,共30颗,桥台钻孔桩直径1.2m,长38m,桥墩钻孔桩直径1.5m,右幅钻孔桩桩长47m,左幅钻孔桩桩长48m。桥墩、桥台桩顶皆设有承台,桥台为肋式台,桥墩为立柱,立柱直径1.3m。上部构造为现浇连续箱梁,左幅箱梁宽13.5m,为三室结构,右幅箱梁宽17.0m,为4室结构。箱梁高1.4m,梁室高0.98m,底板厚0.2m,顶板厚0.22m,腹板宽0.45m。箱梁采用C50混凝土,共1381.56m3。
二、现浇箱梁施工方案
现浇箱梁支架采用满堂式碗扣支架,搭设满堂支架时,封闭338省道交通,从3#台路基进行改道,确保满堂支架施工的安全。碗扣支架上搭设纵横方木,箱梁底模板及侧模板采用厚1.5cm的高强度竹胶板,箱室内模采用木模板。箱梁砼浇筑采用二次浇筑法,第一次浇筑至腹板与翼缘板连接处,第二次浇筑顶板,待箱梁砼强度达到100%时进行预应力张拉。
Ⅰ、地基处理
1、地基处理
1、338省道两侧排水沟回填处理
将排水沟内松散浮土和淤泥挖除干净,然后按照50cm一层分层回填山皮石,回填高度略低于省道路面高度,用压路机分层碾压至无沉降为止。然后填筑40cm厚6%灰土,分两层回填,压实度达到93%以上,回填土顶面与省道路面齐平,并做出2%—4%的横坡,以利于排水。
2、桥梁范围内路基地表处理
用平地机及推土机清除地表,并将地表整平。然后用铧犁翻松30cm厚表面土层,掺入10%生石灰粉,用旋耕犁拌和均匀,待含水量合适实,压路机碾压密实,压实度达到90%以上。然后再填筑30cm厚10%灰土,并做出2%—4%横坡,压实度达到93%以上,以高出地面不受雨水浸泡影响。
3、排水沟挖设
在10%灰土处理过的地基范围四周挖设50×50cm的排水沟,排水沟与路线右侧的省道两侧的自然排水沟连通,将雨水引进排水沟,防止雨水浸泡地基,避免碗扣支架产生不均匀沉降。
Ⅱ、支架搭设
K135+199.445分离立交桥现浇箱梁为单幅3跨整体施工,支撑方式采用满堂式碗扣支架。碗扣支架采用WDJ式支架,架杆外径4.8cm,壁厚0.35cm,内径4.1cm。支架顺桥向纵向间距0.9m,横隔板处纵向间距0.6m,横桥向横向间距梁底为0.9m,翼缘板底为1.2m,纵横水平杆竖向间距1.2m。考虑支架的整体稳定性,在纵横向布置斜向钢管剪力撑。
1、测量放样
测量人员用全站仪放样出箱梁在地基上的竖向投影线,并用白灰撒上标志线,现场技术员根据投影线定出单幅箱梁的中心线,同样用白灰线做上标记。根据中心线向两侧对称布设碗扣支架。
2、布设立杆垫块
根据立杆位置布设立杆垫板,垫板采用5cm木板,使立杆处于垫板中心,垫板放置平整、牢固,底部无悬空现象。
3、碗扣支架安装
根据立杆及横杆的设计组合,从底部向顶部依次安装立杆、横杆。安装时应保证立杆处于垫块中心,一般先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆,再逐层往上安装,同时安装所有横杆。立杆和横杆安装完毕后,安装斜撑杆,保证支架的稳定性。斜撑通过扣件与碗扣支架连接,安装时尽量布置在框架结点上。
4、顶托安装
为便于在支架上高空作业,安全省时,可在地面上大致调好顶托伸出量,再运至支架顶安装。根据梁底高程变化决定横桥向控制断面间距,顺桥向设左、中、右三个控制点,精确调出顶托标高。然后用明显的标记标明顶托伸出量,以便校验。最后再用拉线内插方法,依次调出每个顶托的标高,顶托伸出量一般控制在30cm以内为宜。
Ⅲ、纵横梁安装
顶托标高调整完毕后,在其上安放10×15cm的方木纵梁,在纵梁上间距30 cm安放10×10cm的方木横梁,横梁长度随桥梁宽度而定,比顶板一边各宽出至少50cm,以支撑外模支架及检查人员行走。安装纵横方木时,应注意横向方木的接头位置与纵向方木的接头错开,且在任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上。
Ⅳ、支架预压
为减少支架变形及地基沉降对现浇箱梁线形的影响,在纵横梁安装完毕后进行支架预压施工。预压采用砂袋,预压范围为箱梁底部,重量不小于箱梁总重的1.2倍。因悬臂板本身重量较轻,可根据实测的预压结果,对悬臂板模板的预拱度作相应调整。
1、加载顺序:分三级加载,第一、二次分别加载总重的30%,第三次加载总重的40%。
2、预压观测:观测位置设在每跨的L/2,L/4处及墩部处,每组分左、中、右三个点。在点位处固定观测杆,以便于沉降观测。
采用水准仪进行沉降观测,布设好观测杆后,加载前测定出其杆顶标高。沉降观测过程中,每一次观测均找测量监理工程师抽检,并将观测结果报监理工程师认可同意。第一次加载后,每2个小时观测一次,连续两次观测沉降量不超过3mm,且沉降量为零时,进行第二次加载,按此步骤,直至第三次加载完毕。第三次加载沉降稳定后,经监理工程师同意,可进行卸载。
3、卸载:人工配合吊车吊运砂袋均匀卸载,卸载的同时继续观测。卸载完成后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。根据观测记录,整理出预压沉降结果,调整碗扣支架顶托的标高来控制箱梁底板及悬臂的预拱高度。
Ⅴ、模板安装
1、底模板
底模板采用1.5cm厚高强度竹胶板,模板在安装之前进行全面的涂刷脱模剂。底板横坡按设计图纸规定的2%横坡,横向宽度要大于梁底宽度,梁底两侧模板要各超出梁底边线不小于5cm,以利于在底模上支立侧模。模板之间连接部位采用海绵胶条以防漏浆,模板之间的错台不超过1mm。模板拼接缝要纵横成线,避免出现错缝现象。
底模板铺设完毕后,进行平面放样 ,全面测量底板纵横向标高,纵横向间隔5m检测一点,根据测量结果将底模板调整到设计标高。底板标高调整完毕后,再次检测标高,若标高不符合要求进行二次调整。
2、侧模板和翼缘板模板
侧模板和翼缘板模板采用1.5cm厚高强度竹胶板,根据测量放样定出箱梁底板边缘线,在底模板上弹上墨线,然后安装侧模板。侧模板与底模板接缝处粘贴海绵胶条防止漏浆。在侧模板外侧背设纵横方木背肋,用钢管及扣件与支架连接,用以支撑固定侧模板。
翼缘板底模板安装与箱梁底板模板安装相同,外侧挡板安装与侧模板安装相同。挡板模板安装完毕后,全面检测标高和线型,确保翼缘板线型美观。
3、箱室模板
由于箱梁混凝土分两次浇筑,箱室模板分两次安装。第一次用钢模板做内模板,用方木做横撑,同时用定位筋进行定位固定,并拉通线校正钢模板的位置和整体线型。当第一次混凝土达到一定强度后拆除内模,再用方木搭设小排架,在排架上铺设2cm厚的木板,然后在木板上铺一层油毛毡,油毛毡接头相互搭接5cm,用一排铁钉钉牢,防止漏浆。在浇筑砼过程中派专人检查内模的位置变化情况。为方便内模的拆除,在每孔的设计位置布设人孔。
Ⅵ、钢筋加工安装
1、钢筋安装顺序
(1)安装绑扎箱梁底板下层钢筋网;
(2)安装腹板钢筋骨架和钢筋;
(3)安装横隔板钢筋骨架和钢筋;
(4)安装和绑扎箱梁底板上层钢筋网及侧角钢筋;
(5)第一次浇筑混凝土,待强度上拉以后,安装和绑扎顶板上下层钢筋网、侧角钢筋和护栏、伸缩缝等预埋件。
2、钢筋加工及安装
钢筋加工时,应按照设计要求尺寸进行下料、成型,钢筋安装时控制好间距、位置及数量。要求绑扎的要绑扎牢固,要求焊接的钢筋,可事先焊接的应提前成批次焊接,以提高工效。焊缝长度、饱满度等方面应满足规范要求。
钢筋加工及安装应注意以下事项:
(1)钢筋在场内必须按不同钢种、等级、规格、牌号及生产厂家分别挂牌堆放。钢筋存放采用下垫上盖的方式避免钢筋受潮生锈。
(2)钢筋在加工场内集中制作,运至现场安装。
(3)钢筋保护层采用提前预制与主梁等标号的砼垫块,砼保护层的厚度要符合设计要求。
(4)在钢筋安装过程中,及时对设计的预留孔道及预埋件进行设置,设置位置要正确、固定牢固。
(5)钢筋骨架焊接采用分层调焊法,即从骨架中心向两端对称、错开焊接,先焊骨架下部,后焊骨架上部。钢筋焊接要调整好电焊机的电流量,防止电流量过大或操作不当造成咬筋现象。钢筋焊接优先采用双面焊,当双面焊不具备施工条件时,采用单面焊接。钢筋焊接完毕后,将焊渣全部敲除掉。钢筋焊接完成后自检合格后,报请监理工程师检验合格后,方可进行下道工序施工。
(6)钢筋安装位置与预应力管道或锚件位置发生冲突时,应适当调整钢筋位置,确保预应力构件位置符合设计要求。焊接钢筋时应避免钢绞线和金属波纹管道被电焊烧伤,防止造成张拉断裂和管道被混凝土堵塞而无法进行压浆。
钢筋加工安装完毕,经自检合格报请监理工程师抽检合格后,方可进行下道工序施工。
Ⅶ、混凝土浇筑
混凝土采用2座混凝土拌和站拌和,分别为本合同段K137+600处混凝土拌合站,距离施工现场2.5公里,十二合同段K124+100处混凝土拌合站,距离施工现场11公里。混凝土运输采用5台罐车运送,本合同段采用2台罐车运送,十二合同段采用3台罐车运送。现场采用1台泵车浇注混凝土,再联系1台泵车以备用。
箱梁混凝土分两次浇筑,第一次浇筑底板和腹板,浇注至肋板顶部,第二次浇筑顶板和翼板,两次浇筑接缝按施工缝处理。混凝土浇筑从一端向另一端呈梯状分层连续浇筑,上层与下层前后浇筑距离保持2m左右,在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土。混凝土浇筑应注意以下事项:
1、混凝土浇筑前,用人工及吹风机将模板内杂物清除干净,对支架、模板、钢筋和预埋件进行全面检查,同时对吊车、拌合站、罐车、发电机和振捣棒等机械设备进行检查,确保万无一失。
2、混凝土浇筑应对称纵向中心线,先中心,后两侧对称浇筑。混凝土分层厚度为30cm,浇注过程中,随时检查混凝土的坍落度。
3、混凝土振捣采用插入式振动棒,移动间距不应超过振动棒作用半径的1.5倍,作用半径约为振动棒半径的8~9倍。
4、振动棒振捣时与侧模保持5~10cm的距离,避免振捣棒接触模板和预应力管道等。振捣上层混凝土时,振捣棒要插入下层混凝土10cm左右。对每一振动部位振捣至混凝土停止下沉,不再冒气泡,表面平坦、泛浆为止,避免漏振或过振,每一处振完后应徐徐提出振动棒。
5、在混凝土浇筑过程中安排专人跟踪检查支架和模板的情况,模板若出现漏浆现象,要用海绵条进行填塞。在浇筑混凝土前,在L/2,L/4截面位置的底模板下挂垂线,每截面分左边、左中、中线、右中、右边设五道垂线。垂线下系钢筋棍,在地面对应位置埋设钢筋棍,在两根钢筋棍交错位置划上标记线,以此来观测混凝土浇筑过程中底板沉降情况,若发生异常情况,立即停止浇筑混凝土,查明原因后再继续施工。
6、第一次浇筑混凝土,浇注至腹板顶部时,做好施工缝。混凝土高度略高出设计腹板顶部1cm左右,将顶面的水泥浆和松散砼凿除掉,露出坚硬的混凝土粗糙面,用水冲洗干净。
7、第二次浇筑箱梁顶板混凝土时,在L/2,L/4墩顶等断面处,从内侧向外侧间距5m布设钢筋棍,将钢筋棍焊在顶层钢筋上,使顶端标高为顶板标高,以此办法来控制顶板砼浇筑标高及横坡度。混凝土经振实整平后进行真空吸水。真空吸水时间(min)为板厚(cm)的1~1.5倍,为10~15min,以剩余水灰比来检验真空吸水效果。真空吸水机开机后真空度逐渐增加,当达到要求的真空度(500~600mm汞柱)开始正常出水后,真空度要保持均匀。结束吸水工作前,真空度逐渐减弱,防止在混凝土内部留下出水通路,影响混凝土的密实度。
真空吸水完毕后,用提浆棍滚压,使其表面出浆,便于抹面。提浆棍滚压后,紧跟着人工抹面,抹面时要架设木板,不得踩砼面,以免影响平整度。待抹面后约半小时左右,采用抹光机再次进行抹面整平,最后再人工进行收浆抹面。
混凝土收浆抹面后进行人工拉毛,采用钢丝刷横桥向拉毛,深度控制在1~2mm。要掌握好拉毛时间,早了带浆严重,影响平整度,晚了则拉毛深度不够,一般凭经验掌握,在砼表面用手指压时有轻微硬感时拉毛为宜。分两次进行抹面。第一次抹面对混凝土进行找平,在混凝土接近终凝、表面无泌水时,进行二次抹面收光。然后横桥向进行拉毛处理。
8、在浇筑箱梁顶板预留孔混凝土前,应清除箱内杂物,避免堵塞底板排水孔。主梁顶面预留孔四壁凿毛,填筑预留孔混凝土要振捣密实。
9、混凝土养生采用土工布覆盖洒水养生,保证混凝土表面始终处于湿润状态,养生时间不少于7天。用于控制张拉、落架的混凝土强度试块放置在箱梁室内,同条件进行养生。养生期内,桥面严禁堆放材料。
Ⅷ、预应力工程
预应力工程作为现浇箱梁的重中之重,从预留孔道的布设、锚垫板的安装、锚下砼的振捣以及张拉和压浆操作均不容忽视。一旦某一环节出现问题,就会造成质量问题。
预应力工程分孔道成型、下料编束、穿索、张拉和压浆五个步骤:
1、孔道成型
预应力管道成型采用金属波纹管,金属波纹管在使用前要逐根检查,不得使用有锈包裹及沾有油污,泥土或有撞击、压痕,裂口的波纹管。金属波纹管在安放时,根据管道座标值,安设计图纸要求设置定位筋,并用绑丝绑扎牢固,曲线部分采用U型定位环与定位筋绑扎,卡牢波纹管。在波纹管接头部位及其与锚垫板喇叭接头处,用宽胶带粘绕紧密,保证其密封,不漏浆。
锚头安装时,应使锚头入槽,不得随意放置。限位板安装过程中注意钢绞线与孔洞一一对应,防止错位,造成张拉过程中钢绞线断丝,限位板槽的深浅合适,防止过浅钢绞线刻痕厉害,过深造成夹片外露较长或错位。
2、下料编束
首先检查钢绞线质量是否符合设计要求,保证钢绞线表面无裂纹毛刺,机械损伤,氧化铁皮或油迹。钢绞线下料长度经计算确定,L=(两锚头间的设计长度)+2(锚具厚度+限位板厚度+千斤顶长度+预留长度)。钢绞线切割用砂轮机切割后编成束,编束时保持每根钢绞线之间平行,不缠绕,每隔1—1.5m绑扎一道铅丝,铅丝扣向里,绑好的钢绞线束编号挂牌堆放,离开地面,以保持干燥,并遮盖防止雨淋。
3、穿束
箱梁钢绞线采用钢套牵引法,穿束时钢绞线头缠胶带,防止钢绞线头被挂住。
4、张拉
① 张拉设备的选型:
张拉设备为2台350吨千斤顶和两台ZB4-500油泵,为了保证张拉工作安全可靠和准确性,所选用设备的额定张拉力要大于所张拉预应力筋的张拉力。预应力筋的张拉力计算如下:
Ny=N×δk×Ag×1/1000
式中:Ny——预应力筋的张拉力;
N——同时张拉的预应力筋的根数;
δk——预应力筋的张拉控制应力;
Ag——单根钢绞线的截面积。
本施工段预应力张拉需用最大张拉力为:
Ny=15×1370×182×1/1000=374(t)
现场采用2台400吨千斤顶进行同步张拉,通过上式计算可知,能够满足现场生产的需要。
根据规范及张拉应力的要求,采用油压表的量程为0~100Mpa,精度为1.5级,其读数盘的直径要求大于150mm。
② 设备的校验:
油压千斤顶的作用力一般用油压表来测定和控制,为了正确控制张拉力,因此需对油压表和千斤顶进行标定。首先在计量局对油压表进行检验,测试合格后,方可用于施工中。然后选用大吨位的砝码加载万能试验机进行加载试验,对千斤顶和油泵组成的系统进行标定,标定合格后方可用于施工中。
③ 张拉施工人员安排:
组成张拉班,技术负责人2人,司泵2人,记录2人,千斤顶操作2人,各负其责,张拉前对张拉班进行技术培训,使明白设备性能、操作规程和安全要领等方面的知识。
④ 预应力筋张拉
预应力筋按技术规范和设计图纸进行张拉,张拉程序为0→初应力→δk (持荷2min 锚固)。张拉时,边张拉边测量伸长值,采用应力、应变双控制,实际伸长值与理论伸长值相比误差控制在±6%以内,如发现伸长值异常则暂停张拉并通知监理工程师,张拉现场记录及时整理,并报监理工程师,并按监理工程师批示的措施进行处理。各批钢束张拉时为对称张拉。
张拉过程中统一指挥,两端张拉速度尽可一致。出现的响动或异常现象立即停止施工,进行检查,查明原因后再行张拉。
钢绞线理论伸长值△L计算
△ L=PpL/(ApEp)
式中:Pp——张拉力(N);
L——预应力筋的长度(mm);
Ap——预应力筋的截面面积(mm2);
Ep——预应力筋的弹性模量(N/ mm2)。
预应力筋张拉的实际伸长值△L,按照下式计算:
△ L=△L1+△L2
△ L1——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值;
△L2——初应力以下的推算伸长值,可采用相邻级的伸长值。
由于千斤顶等设备未到位,无法计算L值,待设备就位后再计算△L值。
5、孔道压浆
压浆前为使孔道压浆流畅,并使浆液与孔壁结合良好,压浆前用高压水冲冼孔道,然后用无油脂压缩空气吹干。采用真空灌浆工艺及时灌浆,压浆时采用边拌和边压浆的方式连续进行,直至出口冒出新鲜水泥浆,其稠度与压注的浆注相同时即可停止。压浆施工完毕后,立即进行封锚混凝土施工。
Ⅸ、卸架
预应力工程施工完毕后,开始进行卸架,卸架时应按先跨中后两边的顺序均匀拆除,严禁野蛮施工,卸架后的支架应堆放整齐,以方便以后的施工。
三、质量保证措施
1、质量目标:严格执行交通部现行《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-20xx)及招标文件投标书中有关规定并满足设计要求,争创优质工程。
2、开工前,首先对测量放样数据作好纪录。
3、对于关键的预应力工程实行专人负责,专人管理。
4、施工前,施工技术负责人组织技术人员和施工管理人员仔细阅读设计文件,了解设计意图,明确施工技术重点、难点,进行技术交底。
5、施工过程中严格执行自检、互检、专职检的三检制度,且内部监理行使否决权。
6、实行工序交接制度,关键工序班组检查合格,经内部监理工程师检查,确认符合要求后,填写好检查记录,然后请监理工程师复核鉴定,才能进行下道工序施工。
四、进度保证措施
1、确保施工质量,只有质量有保证,施工进度才能有保证;
2、成立现浇箱梁生产项目领导责任区,由项目经理负责,加强对箱梁施工的宏观管理。
3、各负其责,责任到人,建立施工质量、进度奖罚制度;
4、钢筋、砂石料和水泥等原材料备料充足,避免出现等料误工情况的发生;
5、对拌合站、吊车及发电机等机械设备及时检查,保证机械设备始终处于良好工作状态;
6、加强对施工人员培训工作,使之能快速、熟练掌握操作要领,保证工序衔接紧密。
五、安全、文明施工保证措施
1、严格执行项目经理部安全保证体系的有关规定。
2、箱梁梁施工前,安保部对现场工作人员进行安全技术交底。
3、封闭338省道时,满堂支架两侧10m处堆放砂袋,并安排专人指挥交通。
4、钢绞线张拉时,两端设警戒标志,专人看护,闲杂人员不得靠近,确保张拉安全。
5、施工人员必须配戴安全帽和安全带,支架上方搭设栏杆和安全网。
6、机械操作必须遵守规程安全操作,不得违章作业。
7、施工现场要整齐规范,各种警示牌和施工铭牌树立齐全。
箱梁支架受力计算书
K135+199.445分离立交桥箱梁支架受力计算取右幅箱梁支架进行受力计算。
一、荷载计算
1、箱梁荷载:箱梁钢筋砼自重:G=777m3×26KN/m3=20202KN
偏安全考虑,取安全系数r=1.2,以全部重量作用于底板上计算单位面积压力:
F1=G×r÷S=20202KN×1.2÷(12.4m×72m)=27.153KN/m2
2、施工荷载:取F2=2.5KN/m2
3、振捣混凝土产生荷载:取F3=2.0KN/m2
4、箱梁芯模:取F4=1.5KN/m2
5、竹胶板:取F5=0.1KN/m2
6、方木:取F6=7.5KN/m3
二、底模强度计算
箱梁底模采用高强度竹胶板,板厚t=15mm,竹胶板方木背肋间距为300mm,所以验算模板强度采用宽b=300mm平面竹胶板。
1、模板力学性能
(1)弹性模量E=0.1×105MPa。
(2)截面惯性矩:I=bh3/12=30×1.53/12=8.44cm4
(3)截面抵抗矩:W= bh2/6=30×1.52/6=11.25cm3
(4)截面积:A=bh=30×1.5=45cm2
2、模板受力计算
(1)底模板均布荷载:F= F1+F2+F3+F4=27.153+2.5+2.0+1.5=33.153KN/m2
q=F×b=33.153×0.3=9.946KN/m
(2)跨中最大弯矩:M=qL2/8=9.946×0.32/8=0.112 KN·m
(3)弯拉应力:σ=M/W=0.112×103/11.25×10-6=9.9MPa<[σ]=11MPa
竹胶板板弯拉应力满足要求。
(4)挠度:从竹胶板下方木背肋布置可知,竹胶板可看作为多跨等跨连续梁,按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算,计算公式为:
f=0.677qL4/100EI
=(0.677×9.946×0.34)/(100×0.1×108×8.44×10-8)
=0.65mm<L/400=0.75mm
竹胶板挠度满足要求。
综上,竹胶板受力满足要求。
三、横梁强度计算
横梁为10×10cm方木,跨径为0.9m,中对中间距为0.4m。
截面抵抗矩:W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3
截面惯性矩:I= bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4
作用在横梁上的均布荷载为:
q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.4=(33.153+0.1)×0.4=13.3KN/m
跨中最大弯矩:M=qL2/8=13.3×0.92/8=1.35KN·m
落叶松容许抗弯应力[σ]=14.5MPa,弹性模量E=11×103MPa
1、横梁弯拉应力:σ=M/W=1.35×103/1.67×10-4=8.08MPa<[σ]=14.5MPa
横梁弯拉应力满足要求。
2、横梁挠度:f=5qL4/384EI
=(5 ×13.3×0.94)/(384×11×106×8.33×10-6)
=1.24mm<L/400=2.25mm
横梁弯拉应力满足要求。
综上,横梁强度满足要求。
四、纵梁强度计算
纵梁为10×15cm方木,跨径为0.9m,间距为0.9m。
截面抵抗矩:W=bh2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4m3
截面惯性矩:I=bh3/12=0.1×0.153/12=2.81×10-5m4
0.9m长纵梁上承担3根横梁重量为:0.1×0.1×0.6×7.5×3=0.135KN
横梁施加在纵梁上的均布荷载为:0.135÷0.9=0.15KN/m
作用在纵梁上的均布荷载为:
q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.9+0.15=33.253×0.9+0.15=30.078KN/m
跨中最大弯矩:M=qL2/8=30.078×0.92/8=3.045KN·m
落叶松容许抗弯应力[σ]=14.5MPa,弹性模量E=11×103MPa
1、纵梁弯拉应力:σ=M/W=3.045×103/3.75×10-4=8.12MPa<[σ]=14.5MPa
纵梁弯拉应力满足要求。
2、纵梁挠度:f=5qL4/384EI
=(5×30.078×0.94)/(384×11×106×2.81×10-5)
=0.83mm<L/400=2.25mm
纵梁弯拉应力满足要求。
综上,纵梁强度满足要求。
五、支架受力计算
1、立杆承重计算
碗扣支架立杆设计承重为:30KN/根。
(1)每根立杆承受钢筋砼和模板重量:N1=0.9×0.9×29.13=23.59KN
(2)横梁施加在每根立杆重量:N2=0.9×3×0.1×0.1×7.5=0.20KN
(3)纵梁施加在每根立杆重量:N3=0.9×0.1×0.15×7.5=0.10KN
(4)支架自重:立杆单位重:0.06KN/m,横杆单位重:0.04KN/m
N4=[5×5.77+5×(0.9+0.9)×5.12]/100=0.75KN
每根立杆总承重:
N=N1+N2+N3+N4=23.59+0.20+0.10+0.75=24.64KN<30KN
立杆承重满足要求。
2、支架稳定性验算
立杆长细比λ=L/i=1200/[0.35×(48+41)÷2]=77
由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.732
立杆截面积Am=π(242-20.52)=489mm2
由钢材容许应力表查得弯向容许应力[σ]=145MPa
所以,立杆轴向荷载[N]=Am×φ×[σ]=489×0.732×145
=51.9KN>N=24.64KN
支架稳定性满足要求。
综上,碗扣支架受力满足要求。
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