双柱式盖梁施工计算书剪力销.doc

中山市古神公路二期工程北段I标盖梁施工方案中山市古神公路二期工程北段I标盖梁施工计算书 中铁七局集团郑州工程有限公司中山市古神公路二期工程北段I标项目经理部中铁七局集团郑州工程有限公司13 中山市古神公路二期工程北段I标盖梁施工方案目 录一、编制依据2二、分项工程概况2三、专项施工方案设计2四、支承平台及模板布置3五、计算参数5六、结构计算5（一）、荷载分布5（二）、底模（竹胶板）受力计算6（二）、龙骨受力计算6（三）、分布梁受力计算7（四）、主横梁受力计算8（五）、钢棒（剪力销）受力计算10（六）、预留孔受力计算10（七）、侧模受力计算11（九）、对拉杆计算13七、结论13一、编制依据1、钢结构设计规范（GB 50017-2003）2、建筑结构荷载规范（GB50009-2001）3、建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范（JGJ130-2001）4、路桥施工计算手册（人民交通出版社）5、国家及交通部颁发的有关设计、施工规范及验收标准6、中山市古神公路二期工程北段标施工图设计7、现场实际情况及调查资料二、工程概况中山市古神公路二期工程北段标中小桥共三座，但只有麒麟中桥有墩柱6条，盖梁8个，主道盖梁长13.039m,辅道盖梁9.375m，高1.3m,宽1.6m，砼设计强度为C30,主道盖梁为24.9m，辅道盖梁18.0m.三、专项施工方案设计麒麟中桥1#、2#桥墩处于河涌，为方便小鱼船通航，桩基施工时只半幅围堰。因此，不可能采取管架式支架，钢棒箍成本高，介于顾及到进度，经济效益施工方便，决定采用剪力销作为承重支撑，即在墩柱上预留孔穿钢棒搭设支承平台施工。本方案将对主道双柱式盖梁荷载、弯矩最大、最不利的工况下对其模板支撑体系进行分别设计和验算，辅道不以算之。主道双柱式盖梁最大尺寸为1303.9cm 160cm130cm，混凝土方量24.9m3。盖梁简图如下：四、支承平台及模板布置盖梁施工支承平台采用在每个墩柱上各穿一根250cm长120mm钢棒（A45钢），上面采用墩柱两侧各一根1400cm长I63a工字钢做横向主梁；主梁上面安放一排每根300cm长 的I20a工字钢，间距为60cm作为分布梁；分布梁上架300cm10cm10cm的方木作为龙骨，龙骨间距为30cm；龙骨上铺设2.0cm后的塑胶板作为盖梁底模。盖梁侧模采用2cm塑胶板,模厚度为20mm，在肋板外设3排长14m的214背带，间距50cm。在侧模外侧采用间距60cm的210槽钢作竖带，竖带高130cm；在竖带上间隔60cm设一条M20的螺栓作拉杆，在竖带外设48的钢管斜撑，支撑在横梁上。传力途径为：盖梁底模龙骨（3m0.1m0.1m方木）纵向分布梁（I20a工字钢）横向主梁（I63a工字钢）支点120mm钢棒（A45钢）。为了方便调整高度和拆模施工，采用三角木支撑横向主梁。如下图：五、计算参数序号材料名称规格单位重量弹性模量（103 ）Mpa截面积cm2抵抗矩W(cm3)惯性矩I(cm4)1塑胶板（底）2441222cm5.8 Kg/m292方木3001010cm4.5Kg/m9166.67833.333小横梁工字钢I20a27.91 Kg/m21035.55236.923694大横梁工字钢I63a121.36 Kg/m210154.592984.3940045钢棒120mm113.16背带槽钢14a14.53 Kg/m21018.5180.5563.77竖带槽钢1010Kg/m21012.7439.4198.38拉杆20mm9螺栓M201、钢材采用Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值=215Mpa；2、钢材抗剪强度设计值=125Mpa；3、振捣混凝土产生的荷载：2 KPa即2.0KN/m2；4、倾倒混凝土产生的荷载：6 KPa即6.0KN/m2；5、钢筋混凝土的容重：26 KN/m3；6、组合塑胶模板及连接件0.75 kN/m2。六、结构计算（一）、荷载分布1、盖梁总长L=13.039m,悬臂长a=2.911m，墩柱净距L1=7.21m， I63a工字钢总长14m。盖梁砼重量：q1=26KN/m324.9m3=647.4KN2、盖梁两侧各设置一根长148m的I63a工字钢作为横向主梁，则有：q2=121.3610142=33.98KN3、主梁上铺设长3m的I20a工字钢作为分布梁，每根间距60cm，按盖梁全长13.039m布置，共23根，则有：q3=27.9110423=25.68KN4、分布梁铺设龙骨（3m 0.1m0.1m方木，间距0.2m）共9排，需27m；龙骨上铺设厚度为2.0cm的塑胶板；侧面对拉厚度为20mm的木模板，设3排长14m的214靠背槽钢做背带；在侧模外侧采用间距0.6m的210靠背槽钢作竖带，竖带高130m，共23排。则有：（1）、底模荷载：qj=5.8(13.0391.6+1.751.62)10/1000=1.53KN（2）、龙骨荷载：ql=0.10.127112010/1000=0.59KN（3）、侧模及连接件荷载：qc=5.820.75=8.7KN（4）、背带及竖带荷载：qb=221414.533+21.323102/100010=36.37KNq4= qj + ql + qc + qb =47.21KN5、施工人员、机具重量荷载按2.5KN/m2，则有：q5=13.0391.62.5=52.16KN6、振捣砼产生的荷载按2 KN/m2，砼浇筑产生的冲击荷载按6 KN/m2，则有：q6=13.0391.68=166.9KN7、荷载分项系数：静荷载按1.2，活荷载按1.4。（二）、底模（塑胶板）受力计算1、按强度验算：底模上的均布荷载：qd=（1.2647.4+ 1.4219.06）/13.039=83.10KN/m按强度砼算要求模板厚度：h=L/4.650.2279=200/4.650.2279=9.8mm2、按刚度验算：验算荷载：qd=（1.2q1）/L=（1.2647.4）/13.039=59.58 KN/m要求模板厚度：h= L/6.7=300/6.70.2279=10.2mm采用模板厚度20mmmax9.8mm, 10.2mm底模满足施工要求。（二）、龙骨受力计算作用于每根方木上的均布荷载：qf=(q1+qj) 1.2+(q5+q6)1.4/L/8=(647.4+1.53)1.2+(52.16+166.90)1.4/13.039=10.41KN/m。按三等跨连续梁计算，其下分布梁间距为0.6m，则有1、弯曲强度：= qf L2/（10w）=10.410.62/（10166.6710-6）2.25MPa=9Mpa2、抗弯刚度：f= qf L4/（150EI）=10.410.64/(1509103106833.3310-8) =0.12mmf=L/400=600/400=1.5mm综上所述方木满足施工要求。（三）、分布梁受力计算 I20a工字钢分布梁直接承受底模以上的自重，分布在圆柱两侧的I63a工字钢上，两工字钢主梁紧贴圆柱，间距按圆柱直径100cm，故I20a工字钢分布梁计算跨径为100cm，盖梁底宽为160cm，分布梁两端各悬臂70cm，悬臂有利跨中受力，不计悬臂部分，按简支梁计算，实际偏安全，如下图分布梁布设间距0.6m，作用于每根分布梁上的荷载：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。计算跨径1.0m，按简支梁计算，则有跨中弯矩：M=qh L 2/8 =52.471.02/8=6.56KNm1、弯曲强度：=M/W=6.56103/（236.910-6）=27.69MPa=215Mpa 2、抗弯刚度：f= 5qh L4/（384EI）=552.471031.44/(384210103106236910-8) =0.14mmf=L/400=1.0/400=0.25mm综上所述I20a工字钢满足施工要求。（四）、主横梁受力计算I63a工字钢主梁承受由分布梁传下的荷载，按均布荷载考虑，两根工字钢各承受一半的力，工字钢搭在两圆柱预埋的钢棒上，故工字钢计算跨径为两圆柱中心的间距，取为7.217m，按两端外伸悬臂计算。如下图作用于每根I63a工字钢主梁上的荷载：qz=1/21.2(q1 +q3+q4)+1.4(q5+q6)/L=1/21.2(647.4+25.68+47.21)+1.4(52.16+166.9)/13.039=44.9KN/m1、跨中弯矩：M=qz lx(1-a/x)(1+2a/l)-x/l/2 =1/244.97.2176.52(1-2.911/6.52)(1+22.911/7.217)-6.52/7.217=102.09KNm=M/W=102.09103/(2984.310-6)=34.51MPa=215Mpa2、跨中挠度：f= qz l4(5-24a2/l2)/384EI=44.91037.2144(5-242.9112/7.2172)/(3842101031069400410-8)= 0.02040m=20.4mmf=l/400=7217/400=18.0mm3、悬臂端点挠度：f= qz al3(6a2/l2+3a3/l3-1)/24EI=44.91032.9117.2173(62.9112/7.2172+32.9113/7.2173-1)/(242101031069400410-8)=-0.004331m=-1.79mm即上翘1.79mmf=l/400=2911/400=7.28mm综上所述I63a工字钢满足施工要求。（五）、钢棒（剪力销）受力计算钢棒为悬臂结构，工字钢紧贴圆柱，故只考虑钢棒受剪，4个支点抗剪截面分担承受上面传来的重力。如下图每个盖梁按墩柱设两个钢棒支承上部荷载，采用120高强钢棒(A45)，端外露0.45米，作用于每个钢棒支点上的剪力：Qz=1/41.2(q1+q2+q3+q4)+1.4(q5+q6)=1/41.2(647.4+33.98+25.68+47.21)+1.4(52.16+166.9)=302.95KNt=Q/A=302.95103/（113.110-4）=26.79MPa=125Mpa所以本工程盖梁采用120高强钢棒(A45)能满足要求。（六）、预留孔受力计算1、钢棒对预留孔底的压力：P=2Q=2856.29=1712.58KN2、预留孔底部平均受压面积：S=Dd=1600120=192000 mm2（式中D为墩柱直径，d为圆钢直径）。3、平均压应力：= P/S=1712.58103/（19200010-6）=8.92 MPa因孔底平均压应力远小于墩柱混凝土设计强度C30，即30MPa ,故墩柱预留孔在盖梁支设模板、浇注混凝土时，其强度可以保证。（七）、侧模受力计算根据简明施工计算手册有关章节（P310）进行验算，模板侧压力取以下两式中的较小值：PmH， 取26KN/m2，H取2.7m，则F262.770.2KN/m2Pm4+（1500/T+30）- KxKwV1/3，T取30，Kx取1.15，Kw取1.2，V=1m/h，则Pm =4+（1500/30+30）-1.21.1511/2=27.62KN/m2故模板侧压力取Pm=27.62 KN/m2。1、 面板计算面板采用6mm钢板，每格面板尺寸为0.7 m0.4m， 查路桥施工计算手册（P773）附表2-17，按两边嵌固，两边简支计算（1）、最大的正应力max Ly/Lx=0.4/0.7=0.57，查P773，表2-17知，Kx0.0410，Ky0.0042，则 MxKxqLx20.041027.620.420.1812KN.mMyKyqLy20.004227.620.420.0186KN.m钢材的泊松系数取0.3，修正后Mx= Mx+U.My0.1868KN.mMy= My+U.My0.0242 KN.m则Mmax=Mx=186.8N.m=bh2/6=2.70.0062/6=16.210-6m3max=Mmax/=186.8/16.210-6=115.3MPa=215Mpa故板的拉应力满足要求。（2）、最大挠度计算maxkfPmL4/B0查路桥施工计算手册（P773）附表2-17，kf0.00257。L为面板的短边长，L0.4m，B0为构件的刚度。B0Eh3/12（12）20610363/12(1-0.32)=4.074106N.mmf max=0.0025727.6210-30.441012/4.074106=0.45mm f=L/500=400/500=0.8mm面板挠度满足要求。2、横愣计算横愣采用10的槽钢，水平跨度为0.7m，上下间距为0.4m，模板侧压力 F27.62KN/m2，横愣上的荷载为q27.62KN/m20.411.05KN/m按四跨等跨连续梁计算，查路桥施工计算手册（P765）附表2-10，跨中弯矩系数Kw0.077，跨中挠度系数K0.632，则MmaxKwqL20.07711.050.720.417KN.m（1）、强度计算查路桥施工计算手册（P797）附表3-32知，10槽钢截面抵抗矩39.4cm3，惯性矩I198.3cm4=0.417KN.m/39.4cm3=105.8 Mpa =215Mpa横愣强度满足要求。（2）、挠度计算f max =（0.077qL4/100EI）= 0.07711.050.741012/100210103198.