盖梁排架支撑设计方案

Axx公路（浦西段）工程盖梁钢管排架支撑设计方案xx目录TOC\o"1-3"\u1、已知条件12、荷载分类12.1永久荷载12.2可变荷载12.3“安全荷载”与“支撑安装偏差荷载”23、钢管排架支撑搭设方案23.1盖梁构造概况23.2排架支撑设计需要解决的问题23.3排架柱网布置23.4节点构造33.5排架地基处理34.荷载计算44.1永久荷载标准值44.2.可变荷载标准值44.3.荷载效应组合计算表54.4支撑系统整体稳定承载力计算55、用诱发荷载法进行整体稳定计算55.1盖梁支架计算简图综述65.2.计算假定65.3整体结构分析75.4强度计算75.5.抗倾覆计算8超高、重荷钢管排架支撑设计已知条件Axx公路某墩号盖梁标准横断面如右图所示。盖梁底标高12.525，承台顶面标高2.80，地面标高4.1，地面工况条件——横跨现有陪昆路。盖梁全长43.27m，跨中4.29m范围无板梁搁置点。盖梁端向内5m为1800*1800立柱，立面图如下：2、荷载分类2.1永久荷载（1）模板及支撑自重的标准值：应按模板和支撑设计图纸确定。（2）现浇钢筋砼构件自重的标准值：普通砼取24KN/m3,本盖梁钢筋和预应力束总重（25805.9+1937.7=27743.6kg），盖梁砼体积V=379m3，，取钢筋砼自重25KN/m3。2.2可变荷载（1）施工人员及设备荷载标准值，按市政规程取2.5KPa；（2）振捣砼产生的荷载，对水平模板为2.0KPa，对垂直的模板为4.0KPa；（3）支撑安装偏差荷载的标准值取1%垂直永久荷载标准值，作用在支撑上端水平方向。（4）安全荷载标准值：考虑施工中的振动和冲击不均匀荷载等不可预见因素产生的水平荷载，取2.5%的垂直永久荷载标准值，作用在支撑上端水平方向。（5）风荷载标准值按下式计算Wk=0.7μZ*μSTW*W0式中W0——基本风压，上海地区支架高度20m以内时，取W0=0.55KN/m2μ2——风压高度变化系数，查建筑结构荷载规范表7.2.1，μ2=0.62μstw——脚手架风荷载体型系数，按《建筑结构荷载规范》表7.3.1第32项和第36项计算，整体排架体型系数μstw=μST（1-η10）/（1-η）并按排架体型系数μst=φ*μS式中μs——钢管体型系数μ=0.6φ——抗风系数按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》，步距1.2m，纵距0.5m时，取φ=0.115μst=φ*μs=0.115*0.6=0.069多榀排架时，η=0.9775，本排架横向按10榀排架时，μstw=μST（1-η10）/（1-η）=0.069*（1-0.977510）/（1-0.9775）=0.624代入Wk=0.7*μ2*μstw*W0=0.7*0.62*0.624*0.55=0.149KN/m22.3“安全荷载”与“支撑安装偏差荷载”本排架支撑与一般模板支撑不同，考虑到超高、重荷钢管排架支撑受水平荷载作用的敏感性，及结构本身的超高、重荷风险性，应该增加安全度数是必要的。3、钢管排架支撑搭设方案3.1盖梁构造概况现浇预应力砼简支盖梁全长43.27m，截面呈倒T形，高3.9m，下端宽2.7m，上端宽1.4m。盖梁为双柱墩预应力砼结构，柱墩外悬臂净跨4.1m，柱墩内净跨度31.47m，盖梁跨中4.29m范围呈矩形，高3.90m。3.2排架支撑设计需要解决的问题（1）排架立杆的柱网布置方案，及其单杆设计承载力的确定，包括排架上部与盖梁模板系统的荷载传递方式、构造、立杆的扣接方式及接头构造。（2）因桥墩本身不能提供纵向(顺桥向)水平支撑，必须通过构造措施，提高排架在侧向荷载作用时的整体自身稳定性。（3）排架地基的加固处理，以及正确估算并控制地基沉降，减少盖梁在砼凝固阶段的变形，不使砼产生有害裂缝。3.3排架柱网布置排架由立杆、大小横杆、垂直剪刀撑，水平剪刀撑等杆件搭设而形成，均以φ48*3.5mm钢管。排架从地面直接至盖梁底部，平面投影为45m*6m，高宽比为8.43：6=1.40：1立杆:横向间距（顺桥向）0.4m，纵向间距（横桥向）0.5m。大、小横杆：按步距1.2m设置，大横杆用直角扣件与立杆连接。纵、横垂直剪刀撑：纵向（横桥向）垂直剪刀撑在排架两边各设一排，中央按间距5m均匀设置，横向（顺桥向）共设三排，两边各一排，中央一排。水平剪刀撑及附墩柱结构，每3个步距（3.6m）设置一道，在墩身处另设拉结杆与墩身箍紧。详见排架三视图。3.4节点构造（1）立杆上部与盖梁模板底部构造排架顶部横杆上稀铺3’×6’木方（纵向布置）格栅，然后其上平铺2’×4’板方，最后铺设10m竹胶板作为底板模。（2）立杆接头及搭设构造为确保每一步距高度内立杆的受压稳定性，要求立杆与大横杆必须用直角扣件扣牢，以增强横杆对立杆的嵌固作用，每根立杆的接长用对接扣件，要求相邻立杆的接头不设在同一步距内，并且采用立杆与横杆“夹花”扣件，以增强横杆对立杆的约束效果，提高承载力。（3）排架抗侧向稳定的构造措施由于本排架无大面积侧向附着，为此在设计中采取了不同于一般排架的构造措施，设置水平剪刀撑加强层，同时用井字形钢管与墩柱身箍紧。要求水平剪刀撑（2φ48*3.5mm）和垂直剪刀撑钢管均与水平杆扣接，形同桁架式加强层布置，并与立杆扣接，使排架形成水平刚度较大，侧向变形相对较小的稳定体系。(4)承重排架立杆根部必须设置垫木，以保证地基均匀受力。3.5排架地基处理本祘例盖梁位于陪昆路范围，地基承载力比较大，但大部分盖梁位于农田或住宅和工厂拆迁基地，因此地基处理必须分别处理，最终加固层地基基承载力达160KN/m2，才能保证排架整体稳定，使排架无不均匀沉降现象发生。地基加固处理方法如下：A公路地基——绿化分隔带部位挖除地表松软土层，换填好土压实，摊铺20cm道碴压实整平后浇筑15cmC20素砼，与周围路面找平。B农田地基——清除表层种植土，挖机履带往返碾压数遍，直至无轮迹，摊铺20㎝道碴压实平整后浇筑15㎝C20砼。C浜塘地基——抽干积水，清除淤泥，分层填筑拆除建筑三合土，挖机履带反复碾压直至地表下80㎝.以上用20㎝好土，10㎝碎石分层回填压实，要求碾压10遍以上，直至要求的标高，排架下10㎝碎石垫层20㎝C20素砼作为排架承力面层。D民宅或厂房拆迁基地——池塘或绿化园地处理方法同公路地基。4.荷载计算4.1永久荷载载标准值（1）钢筋砼盖梁自自重q1=3.99*25==97.55KN/㎡（2）底模及支撑重重排架架柱网500**400㎜，立柱柱横向间距距400㎜，纵向向间距500㎜，水平平杆的竖向向间距1200㎜，排架架高度H=12mm，取平面面单元500**400，纵横向向水平杆11层。立杆杆重338.4NN/m*112m=00.46KKN水平平杆重38..4N/mm*（0.5++0.4）*11==0.3880KN扣件件重114.5NN/只*11**2=0..319KKN三维维撑刀撑重重量略，排排架重(0.446+0..380++0.3119)/00.5*00.4=55.80KKN/㎡底模重1.2KN/㎡（估）底模模及排架支支撑重q2=5.880+1..2=7..0KNN/㎡（3）盖梁侧钢模及及支撑重P11=9.00KN/mm4.2.可变荷荷载标准值（1）施工人员及施施工设备自自重2.5KN/㎡振捣捣砼对水平平模板冲击击力2.0KN/㎡合计计施工荷载载q3=2.55+2.00=4.55KN//㎡(2))支撑安装装偏差荷载载按11%竖向永久久荷载计F1=（q1+q2）*1%**0.5**12=66.27KKN（3）安全荷载，按按2.5%竖向永久久荷载计S==（q1+q2）*2.55%*0..5*122=15..68KNN（4）风荷载经计计算得作用用于支架上上的最大风风力Fm1==0.1449*0..5*122=0.889KN作用于盖梁侧模模上的最大大风力Fm2==0.555*3.99*0.55=1.007KN4.3.荷载效效应组合计计算表计算项目荷载效应组合组合计算结果支撑系统整体稳稳定1+2+3+44+61+2+0.99（3+4++5+7）S=1.2(44.43++97.55)+1..4(2..5+2..0+2..55)==132..19KKN/㎡S=1.2(44.43++97.55)+0..9*1..4(2..5+2..0+1..02+00.1499)=1229.466KN//㎡支撑立杆的稳定定扣件和其他连接接件的承载载力1+2+3+441+2+3+44+7S=1.2(44.43++97.55)+1..4(2..5+2..0)=1128.662KNN/㎡S=1.2(44.43++97.55)+1..4(2..5+2..0+.00149))=1288.82KN/㎡支撑系统地基承承载力，支支撑立杆的的竖向变形形1+2+3+44S=1.2(44.43++97.55)+1..4(2..5+2..0)=1128.662KNN/㎡4.4支撑系系统整体稳稳定承载力力计算排架支支撑采用φ48*33.5㎜钢管作作支架，可可调顶托螺螺杆高度≤300㎜钢管几几何特性：：截面积A=4889㎜2截面回转转半径r=155.8㎜旧材折折祘，Q235钢抗压强强度f=2005N/㎡*0.885=1774.255N/㎡支撑立立杆的横杆杆步距1200㎜时，立立杆长细比比λ=（h+2a）/r=11200++2*3000/155.8=1114查表得得ψ=0.4489支撑立杆稳定承承载力Nd=ψ*A*ff=0.4489*4489*1174.225=411.7KNN立杆实际承受轴轴向力=1322.19**0.4**0.5==26.444KN＜41.77KN（满足）5、用诱发荷载法进进行整体稳稳定计算5.1盖梁支架架计算简图图综述VV——垂直总荷荷载FF——支撑系统统受到的水水平力HH——支撑计算算高度通通过V求出P1.PP2.P33……（各支支撑力）当当支撑系统统受到一水水平力F时，在其基础处有有另一个大大小相等，方方向相反的的反力与之之平衡，这这组力组成一力力偶。若整个个支撑体系系不发生转转动，在支支撑的各立立杆中心应应存在着一一个竖向荷荷载与之平平衡，该竖竖向荷载就就是诱发荷荷载。5.2.计算假假定本排架支撑系统统的平面布布置为矩形形，支撑系系统在使用用过程中最最不利状态态，是在浇浇筑盖梁砼砼期间，此此时支撑系系统受荷小小，受风荷荷时稳定性性差。待砼砼浇筑完成成后，随盖盖梁自重增增加稳定性性增强，如如果支撑承承载力能满足设设计要求，此此时支撑系系统处于稳稳定状态。为简化计算，取取宽度为一一根立杆间间距0.5m为计算单单元，按盖盖梁砼浇筑筑阶段的荷荷载为计算算一依据，用用诱发荷载载法进行支支撑系统整整体稳定计计算分析。5.3整体结构构分析竖向荷载通过梁梁底模板作作用与排架架支撑的计计算简图如如图所示。按连续梁计算用用表计算可可得，在竖竖向荷载设设计值作用用下各排架架内力为R1=22.16KKN，R2=00.69KKN,R33=10..92KNN,R4==25.662KN,,R5=221.122KN………经计算得Rmaax=255.62KKN当支撑系统受到到水平力F时在其基础处产产生竖向诱诱发荷载Pi=rriM/Σri2诱发荷载产生的的转动力偶偶M=F**H0按诱发荷载法，各各种荷载标标准值作用用时产生的的诱发荷载载，如下表表所示:各种荷载标准值值作用时产产生的诱发发荷载荷载水平力(KN))力矩M（KN.m）诱发荷载P(KKN)风荷载Fm0.89+1..0723.5P1=3.966,P2==2.644,P3==2.111P4=1.588,P5==1.066,P6==0.533安装偏差Fc6.2775P1=12.664,P22=8.443,P33=6.774P4=5.066,P5==3.377,P6==1.699安全荷载S15.68188P1=31.669,P22=21..12,PP3=166.90P4=12.667,P55=8.445,P66=4.2225.4强度计算算按荷载组合计算算得Smaxx=1322.19KKN/㎡本盖梁底宽27700㎜，排架架宽度6m，两侧各1650㎜为操作作面，如简简图所示，假假定外侧三三根立杆不不参与承担担盖梁砼自自重，只承承担诱发荷荷载和支撑撑自重和施施工荷载。当荷载组合：竖竖向永久荷荷载+竖向施工工荷载+风荷载+安装偏差差荷载此时时立杆内力力最大值N1=22.16++3.966+12..64=118.766KNNN2=0..69+22.64++8.433=11..76KNNNN3=100.92++2.111+6.774=199.77KKNNN4=255.62++1.588+5.006=322.26KKNNN5=211.12++1.066+3.337=255.55KKNNN6=211.12++0.533+1.669=233.34KKN得Nmax=N44=32..26KNN简化按轴心受压压杆作强度度计算φ48*3.5㎜㎜钢管几何何特性:截面积A=4889㎜2截面回回转半径r=155.8㎜旧材