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一、工程概况
本桥采用7.6m+8m+7.6m三跨钢筋混凝土板拱结构,拱圈厚度40cm,为陆上桥。为保证支架有足够的强度、刚度、稳定性,拱架采用满堂式钢管支架。
二、支架方案设计
1、支架形式
桥梁支架采用φ48×3mm扣件式满堂支架体系。支架立杆纵横向间距均为50cm,水平杆步距120cm。
全桥支架布置断面图
2、底模
现浇拱板底模纵桥向采用弧形钢管,间距50cm;横桥向也采用钢管,间距25cm。横钢管上按照拱板的底模尺寸铺244×122×1.6cm竹胶板,以保证砼表面平整光洁美观。板材用铁钉和铅丝固定。梁底模铺设按照设计抛物线状设置预拱度。
三、满堂支架安全稳定性验算1、荷载计算
(1)新浇钢筋混凝土自重:拱圈及镶面石:梁板C30砼共计165m3,因含筋量约为5%大于2%,钢筋砼容重取2.6t/m3。
G1=165×2.6=429t=4290KN,按安全考虑,取安全系数r=1.3,以全部重量作用于底板上计算单位面积压力:
G=G1×r/s=4290KN×1.3/(42.4m×7.0m)=18.79KN/m2
(2)施工人员和施工料具等行走运输或堆放的荷载:1.5KN/m2。
(3)振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2。
(4)其它风、雨水、养生等荷载:0.5KN/m2
计算强度荷载组合:(1)+(2)+(3)+(4)=22.79KN/m2
2、竹胶板底模受力验算
竹胶板力学性能:
弹性模量:E=0.1×105MPa
截面惯性矩:I=BH3/12=25×1.63/12=8.53cm4
截面抵抗矩:W=BH2/6=25×1.62/6=10.67cm3
●模板受力计算底模板均布荷载:
G=22.79 KN/m2(见上)
q =22.79×0.25=5.70 KN/m
●跨中最大弯矩:M=qL2/8=5.7×0.252/8=0.044KN.m
●弯拉应力:σ=M/W=0.044×103/10.67=4.12MPa<[σ]=11MPa
结论:竹胶板弯拉应力满足要求。
挠度:竹胶板可看作为多跨等跨连续梁,按四等跨均布荷载作用连续梁进行计算,计算公式为:f =0.632qL4/100EI
=(0.632×5.7×103×0.254×103)/(100×0.1×1011×8.53×10-8)
=0.165mm 结论:竹胶板挠度满足要求。
3、扣件受力验算
扣件承受纵向钢管传递来的所有荷载
总荷载:22.79×0.25=5.70KN<[N]=6KN(《路桥施工计算手册》表8-33)
结论:扣件受力满足要求。为保证安全,縱向弧形钢管与立杆连接扣件需采用双扣件。
4、横向钢管受力验算
φ48×3.0钢管力学性能:
弹性模量:E=2.1×105MPa
截面惯性矩:I=10.78cm4
截面抵抗矩:W=4.49cm3
横向钢管承受竹胶板传递来的荷载,q=5.70KN/m,见上
Mmax=ql2/8=5700×0.52/8=178.1N-m
σ= Mmax/W=178.1/4.49=39.7Mpa<[σ]=215Mpa,强度满足要求
f=5ql4/384EI=5×5700×0.54/(384×2.1×105×106×10.78×10-8)
=0.205mm 5、纵向钢管受力验算
纵向钢管承受横向钢管传递来的集中荷载p=ql=5.7×0.5=2.85KN
Mmax=pl/4=2.85×0.5/4=356N-m
σ= Mmax/W=356/4.49=79.3Mpa<[σ]=215Mpa,强度满足要求
f=pl3/48EI=2850×0.53/(48×2.1×105×106×10.78×10-8)
=0.328mm 6、立杆受力验算
立杆受力与扣件相等,N=5.70KN,查《路桥施工计算手册》表8-34,当横杆步距在125cm时搭接立杆的容许荷载[N]=11.6KN,故立杆受力满足要求。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
本桥采用7.6m+8m+7.6m三跨钢筋混凝土板拱结构,拱圈厚度40cm,为陆上桥。为保证支架有足够的强度、刚度、稳定性,拱架采用满堂式钢管支架。
二、支架方案设计
1、支架形式
桥梁支架采用φ48×3mm扣件式满堂支架体系。支架立杆纵横向间距均为50cm,水平杆步距120cm。
全桥支架布置断面图
2、底模
现浇拱板底模纵桥向采用弧形钢管,间距50cm;横桥向也采用钢管,间距25cm。横钢管上按照拱板的底模尺寸铺244×122×1.6cm竹胶板,以保证砼表面平整光洁美观。板材用铁钉和铅丝固定。梁底模铺设按照设计抛物线状设置预拱度。
三、满堂支架安全稳定性验算1、荷载计算
(1)新浇钢筋混凝土自重:拱圈及镶面石:梁板C30砼共计165m3,因含筋量约为5%大于2%,钢筋砼容重取2.6t/m3。
G1=165×2.6=429t=4290KN,按安全考虑,取安全系数r=1.3,以全部重量作用于底板上计算单位面积压力:
G=G1×r/s=4290KN×1.3/(42.4m×7.0m)=18.79KN/m2
(2)施工人员和施工料具等行走运输或堆放的荷载:1.5KN/m2。
(3)振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2。
(4)其它风、雨水、养生等荷载:0.5KN/m2
计算强度荷载组合:(1)+(2)+(3)+(4)=22.79KN/m2
2、竹胶板底模受力验算
竹胶板力学性能:
弹性模量:E=0.1×105MPa
截面惯性矩:I=BH3/12=25×1.63/12=8.53cm4
截面抵抗矩:W=BH2/6=25×1.62/6=10.67cm3
●模板受力计算底模板均布荷载:
G=22.79 KN/m2(见上)
q =22.79×0.25=5.70 KN/m
●跨中最大弯矩:M=qL2/8=5.7×0.252/8=0.044KN.m
●弯拉应力:σ=M/W=0.044×103/10.67=4.12MPa<[σ]=11MPa
结论:竹胶板弯拉应力满足要求。
挠度:竹胶板可看作为多跨等跨连续梁,按四等跨均布荷载作用连续梁进行计算,计算公式为:f =0.632qL4/100EI
=(0.632×5.7×103×0.254×103)/(100×0.1×1011×8.53×10-8)
=0.165mm
3、扣件受力验算
扣件承受纵向钢管传递来的所有荷载
总荷载:22.79×0.25=5.70KN<[N]=6KN(《路桥施工计算手册》表8-33)
结论:扣件受力满足要求。为保证安全,縱向弧形钢管与立杆连接扣件需采用双扣件。
4、横向钢管受力验算
φ48×3.0钢管力学性能:
弹性模量:E=2.1×105MPa
截面惯性矩:I=10.78cm4
截面抵抗矩:W=4.49cm3
横向钢管承受竹胶板传递来的荷载,q=5.70KN/m,见上
Mmax=ql2/8=5700×0.52/8=178.1N-m
σ= Mmax/W=178.1/4.49=39.7Mpa<[σ]=215Mpa,强度满足要求
f=5ql4/384EI=5×5700×0.54/(384×2.1×105×106×10.78×10-8)
=0.205mm
纵向钢管承受横向钢管传递来的集中荷载p=ql=5.7×0.5=2.85KN
Mmax=pl/4=2.85×0.5/4=356N-m
σ= Mmax/W=356/4.49=79.3Mpa<[σ]=215Mpa,强度满足要求
f=pl3/48EI=2850×0.53/(48×2.1×105×106×10.78×10-8)
=0.328mm
立杆受力与扣件相等,N=5.70KN,查《路桥施工计算手册》表8-34,当横杆步距在125cm时搭接立杆的容许荷载[N]=11.6KN,故立杆受力满足要求。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。