公路現(xiàn)澆箱梁滿堂支架設(shè)計(jì)與計(jì)算

1、<p>　　公路現(xiàn)澆箱梁滿堂支架設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　【摘要】滿堂支架支設(shè)是現(xiàn)澆箱梁施工中最重要、最復(fù)雜的工作之一，其質(zhì)量直接影響著箱梁的質(zhì)量，所以支架支模方案須經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算?；诖?，本文對(duì)公路現(xiàn)澆箱梁滿堂支架設(shè)計(jì)與計(jì)算進(jìn)行了研究。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】公路現(xiàn)澆箱梁滿堂支架設(shè)計(jì) 計(jì)算 </p><p>　　中圖分類號(hào)：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)

2、碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　在連續(xù)箱形結(jié)構(gòu)梁橋，尤其是城市跨越既有道路橋梁及高速公路互通匝道橋梁施工中，滿堂支架現(xiàn)澆工藝由于具有較好的經(jīng)濟(jì)性與通用性，成為應(yīng)用最為成熟的施工方法之一。 </p><p><b>　　一、工程概況 </b></p><p>　　跨省道的某高速公路高架橋設(shè)計(jì)全長(zhǎng)863.1m，為分離式互通雙幅八車道主線橋

3、梁。鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，重力式承臺(tái)，花瓶狀墩柱，預(yù)應(yīng)力砼蓋梁。上部結(jié)構(gòu)主要為25、30 m 裝配式箱梁，跨越既有道路區(qū)段設(shè)計(jì)為左幅(47+2×60+44)m、右幅(49+2×65+49)m 連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋主梁左右幅兩聯(lián)均為直腹橋變高度連續(xù)箱梁，梁高為2.0～3.8 m，采用單箱三室斷面；腹板變厚范圍，中跨為60～65 cm，邊跨為44～ 49 cm；標(biāo)準(zhǔn)頂板厚

4、25 cm，標(biāo)準(zhǔn)底板厚25 cm。橋梁設(shè)計(jì)縱坡為一0.336%，橫坡為2％。 </p><p>　　二、地基處理及箱梁施工工藝過程 </p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，上部構(gòu)造擬采用在經(jīng)處理的地基表面搭設(shè)滿堂支架整體現(xiàn)澆方法逐段施工連續(xù)箱梁，箱梁砼分2次澆筑成型，首次澆筑至頂板倒角下沿以下2 cm處，第二次澆筑至箱梁頂板頂面。 </p><p>　

5、　根據(jù)設(shè)計(jì)提供樁基地質(zhì)勘探報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)樁基鉆孔反映的地質(zhì)情況，支架搭設(shè)區(qū)域原地面為植被土，下部存在淤泥層，但深度較小，可經(jīng)換填后壓實(shí)處理。在橋梁樁基及承臺(tái)完成后，對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的軟弱土層進(jìn)行挖除換填，并采用20 t振動(dòng)壓路機(jī)分層壓實(shí)，保證現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)壓實(shí)度在90 以上。地基處理完畢后，采用N10輕型觸探儀對(duì)地基進(jìn)行觸探試驗(yàn)，計(jì)算地基承載力，實(shí)測(cè)結(jié)果必須滿足不小于200kPa的要求，對(duì)不滿足地基承載力要求的采取換填石渣及澆筑砼等措施進(jìn)行處理直至滿

6、足要求。為便于排水，換填后的地基頂面高于原地面不小于50cm，并在平臺(tái)外緣縱向設(shè)60 cm×50 cm矩形排水溝，斷面設(shè)2 橫坡，地表水由橫坡匯人縱向排水溝后排出場(chǎng)外。在經(jīng)處理后的地基表面澆筑10 cm厚C15砼墊層。 </p><p><b>　　滿堂支架設(shè)計(jì)計(jì)算 </b></p><p><b>　　1、滿堂支架設(shè)計(jì) </b><

7、;/p><p>　　滿堂支架材料采用普通扣件式鋼管腳手架。步距1.2 m；縱距，標(biāo)準(zhǔn)區(qū)段為0.6 m，縱斷面倒角區(qū)為0.4 m，翼板區(qū)均為0.6 m；橫距為(1.2+0.6+0.9+0.45×2+0.9×4+ 0.45×2+ 0.9× 4+0.45×2+0.9×4+0.45×2+0.9+0.6+1.2)m。橫斷面剪刀撐每6 m設(shè)一道，縱向剪刀撐沿支

8、架兩側(cè)布滿。換填壓實(shí)后的地基上澆筑10 cm 厚C15砼墊層，墊層表面鋪設(shè)5 cm厚枕木支墊，枕木以上構(gòu)件分別為鋼底座(底托)、鋼管支架、可調(diào)鋼頂托、槽鋼縱梁、10×1025 cm 木枋橫梁、18 mm 厚膠合模板。其斷面下圖所示。 </p><p><b>　　支架各部分驗(yàn)算 </b></p><p><b>　　（1）箱梁荷載 </b&g

9、t;</p><p>　　取腹板底位置橫橋向1 m 寬(實(shí)際0.8 m 寬)進(jìn)行驗(yàn)算，因其他部位(底板、翼板區(qū))雖作間距調(diào)整，但荷載相對(duì)大幅減小，可不作驗(yàn)算。模板、支架自重，膠合板=一0.1 kN／，方木=—7.5 kN／；箱梁砼高度h=3.8 m，新澆鋼筋砼重量=3.8×26=98．8 kN／；施工荷載=2.5 kN／；振搗砼產(chǎn)生的荷載=2.0 kN／；其他荷載=2.0 kN／。 </p>

10、<p>　?。?）底模強(qiáng)度計(jì)算 </p><p>　　箱梁底模采用高強(qiáng)度膠合板，板厚=18 mm，膠合板方木背肋間距為250 mm，驗(yàn)算模板強(qiáng)度采用寬b=250 mm 的平面膠合板。從模板下方木背肋布置可知，膠合板可看作多跨等跨連續(xù)梁，為計(jì)算簡(jiǎn)便，取三等跨均布荷載作用連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　?、倌０辶W(xué)性能。模板彈性模量E=9×。MPa，根據(jù)GB／T1

11、7656— 1999及模板樣品檢驗(yàn)報(bào)告，偏安全考慮，容許抗彎應(yīng)力[]取15 MPa，容許剪應(yīng)力[r]取1.7 MPa。截面慣性矩I=b／12=25×／12=12.15；截面抵抗矩W =b／6=25×／6=13.5 cm。；截面面積A=bh=25×1.8=45 cm。 </p><p>　?、谀０迨芰τ?jì)算。底模板均布荷載： </p><p>　　式中：Q為最大剪

12、力值。驗(yàn)算剛度時(shí)，只考慮模板、砼及其他荷載，不考 </p><p>　　慮施工及振動(dòng)荷載，則： </p><p><b>　　撓度 </b></p><p>　　綜上，模板彎拉應(yīng)力、抗剪強(qiáng)度和撓度均滿足要求，說明其強(qiáng)度滿足要求。 </p><p>　?。?）縱梁強(qiáng)度計(jì)算 </p><p>　　縱梁

13、采用[8槽鋼，跨徑為0.4 m，間距為0.45m。E8槽鋼設(shè)計(jì)參數(shù)：=25.3 cm。，截面面積矩=15.1 c，=101 c，A=10.2 c。腹板厚度d=5 mm。縱梁槽鋼采用A3鋼，[]=145MPa，[]=85 MPa，E=2．1×1MPa。作用在縱梁上的均布荷載 </p><p>　　q=127.38×0.45+ 0.1×0.1×0.45×2×

14、0.75×1.2+0.08×1.2=57．5 kN／m </p><p><b>　　跨中最大彎矩 </b></p><p><b>　　縱梁彎拉應(yīng)力 </b></p><p><b>　　抗剪強(qiáng)度 </b></p><p><b>　　縱梁撓度

15、</b></p><p>　　綜上，縱梁彎拉應(yīng)力、抗剪強(qiáng)度和撓度均滿足要求，說明其強(qiáng)度滿足要求。 </p><p>　　（4）立桿的受力驗(yàn)算 </p><p>　　立桿的穩(wěn)定軸向力設(shè)計(jì)值 </p><p><b>　　N≤Af </b></p><p>　　式中： 為軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定

16、系數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄C表C一1取值，=0.578；為長(zhǎng)細(xì)比，==(120+2×20)／1.58=101.3；為立桿的計(jì)算長(zhǎng)度，；h為立桿的步距，h=1.2 m；a為立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度，a=20cm；i為截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58 cm；I為軸慣性矩，I=12.187；A為立桿的截面面積，A=4.89 c；f為鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205 N／m。 </p>&l

17、t;p>　　N=Af=0.578×489×205=57.942 kN，偏安全考慮，取單根立桿允許承載力=35 kN進(jìn)行驗(yàn)算。模板及楞木自重相對(duì)比例較小，驗(yàn)算時(shí)忽略。 </p><p>　　底板空腹部分。砼自重為(O．8+0．5)×26=33．8 kN／，施工荷載為1．0 kN／，振搗荷載為2 kN／，其他荷載為2 kN／，荷載計(jì)算值為(33．8+2)×1．2+(1+2

18、)×1．4=47．16 kN／，每根立桿最大承載面積為0．4×0．9=0．36 ，則每根立桿所受荷載 </p><p>　　N=0．36×47．16=17 kN< = 35 kN </p><p>　　(2)翼板部分。砼自重為(0.5+0.18)／2×26=8.8 kN／，施工荷載為1 kN／，振搗荷載為2kN／，其他荷載為2 kN／，荷載計(jì)算

19、值為(8．8+2)×1．2+(1+2)×1．4=17．2 kN／，每根立桿承載面積為0．6×1．2=0．72 ，則每根立桿所受荷載 </p><p>　　N=0．72×17．2=12．4 kN< = 35 kN </p><p>　　(3)最不利段腹板部分。砼自重為3．8×26=98．8 kN／，施工荷載為1 kN／，振搗荷載為kN／

20、，其他荷載為2 kN／，荷載計(jì)算值為(98．8+2)×1．2+(1+2)×1．4=125．16 kN／，每根立桿承載面積為0．6×0．45=0．27 ，則每根立桿所受荷載 </p><p>　　N=0．27× 125．16=33．793 kN< =35 kN </p><p>　　綜上，立桿的受力滿足要求。 </p><p&

21、gt;　　（5）支架的壓縮變形驗(yàn)算 </p><p>　　因最不利段腹板部分支架受力最大，故取該部位支架進(jìn)行驗(yàn)算。N=33．793 kN，L=10 m，E=2．1×10 MPa，A=489 m，則支架的壓縮變形 </p><p>　　支架的壓縮變形滿足要求。 </p><p>　　地基承載力及應(yīng)力驗(yàn)算 </p><p>　　立桿地基

22、設(shè)計(jì)見下圖。 </p><p>　　支架最大壓力出現(xiàn)在腹板底，N=33．793 kN，單根立桿承壓面積A=0．4×0．45=0．18 ，則地基承載力 </p><p>　　= N／A=33．793／0．18=187．74 kPa </p><p>　　偏安全考慮，要求現(xiàn)場(chǎng)地基承載力大于200kPa，不滿足要求的地方需作處理。 </p><

23、;p><b>　　總結(jié) </b></p><p>　　對(duì)每一座具有不同結(jié)構(gòu)類型和環(huán)境條件的預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁的滿堂支架進(jìn)行符合客觀實(shí)際情況的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算，可以合理使用周轉(zhuǎn)材料，節(jié)約資金，提高效益，避免按經(jīng)驗(yàn)施工帶來的盲目性，杜絕安全質(zhì)量事故的發(fā)生。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1

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