公跨鐵橋梁體支架加固方案及檢算
2011-10-21 來(lái)源：筑龍網(wǎng)
一、滿堂支架布置情況
滿堂支架立桿、橫桿、剪刀撐、橫向水平桿均采用外徑Ø48mm壁厚3.5mm長(zhǎng)6m無(wú)縫鋼管。立桿縱橫向間距100cm，橫桿步距200cm，立桿采用對(duì)接扣件連接，橫桿采用直角扣件，立桿頂設(shè)鋼管橫桿。立桿底部設(shè)置150*150*8mm定型鋼板底坐。頂層橫桿面滿鋪3015型鋼模，梁底模采用1.5m*1.7m組合鋼模，側(cè)模采用0.3*1.5m組合鋼模板，內(nèi)模采用竹膠板。
二、門(mén)洞布置情況
門(mén)洞采用20型槽鋼作為立柱和縱橫梁，縱梁、橫梁均采用20型槽鋼焊接成工字鋼。兩根縱梁用Ø20圓鋼連接成整體間距1m/根，橫梁用Ø20圓鋼連接成整全間距1m/根（見(jiàn)附圖1）。圓鋼兩端用螺帽固定?？v橫梁均采用20型槽鋼作斜撐。
三、支架檢算
1、施工人員、機(jī)具、材料荷載
單位荷載：q1=2.5KN/m2
重力荷載：Q1=2.5×149.4=373.5KN。
2、梁鋼筋混凝土荷載
C50混凝土重：
Q2= 82.2*2.6*103*10=2137.2KN
3、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載
單位荷載：q3=2.0KN/m2
重力荷載：Q3= 2.0×149.4=298.8KN
4、鋼模板自重（3015型）
單位荷載：q4=0.362KN/m2（材料部門(mén)提供）
重力荷載：Q4= 0.362×199.2=72.1KN
5、橫桿荷載
重力荷載：Q5=24*8*3.84*2*10=14.7KN
f為鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=205Mpa；
（一）橫桿檢算
頂層橫桿間距1m*1m雙排布設(shè)，梁板混凝土、施工人員、機(jī)具、材料荷載、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載、鋼模板自重，通過(guò)鋼模以均部荷載的形式傳遞到橫桿上，橫桿檢算根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分析，將其示為3跨連續(xù)梁進(jìn)行檢算，如附圖2。
則有橫桿單位荷載：qh=（ Q1+ Q2+ Q3 +Q4+Q5）/24.9/8=14.54KN/m
最大彎矩：Mx=1.454KN.m；
查規(guī)范得截面模量：W= Π*（D3-d3）/32=4.09cm3
1、強(qiáng)度驗(yàn)算：
鋼管的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=205Mpa；
σ= Mx/W=1.454KN.m /（4.09*2）cm3=177.7MP<205Mpa（滿足要求）
2、撓度驗(yàn)算
根據(jù)選定的截面尺寸核算其撓度,則有：
I=12.19cm4;彈性模量E=2.06*105N/mm2
最大撓度=5*14.54*14/（384*12.19*104*2.06*106）=0.76mm。
撓度為:0.76mm<6.6mm=1/150（縱、橫向水平桿允許撓度=1/150且不大于10mm,l=1000mm滿足要求）。
（二）立桿檢算
1、穩(wěn)定性驗(yàn)算
模板支架立桿穩(wěn)定性的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)于橫桿步距h有關(guān),根據(jù)規(guī)范:
l0=kuh
l0:立桿穩(wěn)定性的計(jì)算長(zhǎng)度
k:計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù),k取值1.155
u:考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單干計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù):根據(jù)有關(guān)規(guī)范u可取1.3。
h:步距h=200cm
l0=kuh=1.155*1.3*200=300cm
鋼管回轉(zhuǎn)半徑i= ／4=15.78 mm。
長(zhǎng)細(xì)比：λ=ul0/i=1*200/1.578=190.1<[λ]=350
則軸心受壓件的穩(wěn)定系數(shù)φ:φ=0.199（查腳手架設(shè)計(jì)規(guī)范）
由附圖2橫梁剪力圖可得最大支座反力Fmax=F2=F3=15.99KN
既:由橫梁傳遞到立桿的最大壓力為15.99KN。
立桿自重為：G=0.4KN
故立桿承受最大壓力N=0.4+15.99=16.4KN
σ=N/（Aφ）=16.4/（4.89*0.199）=168.5 MP<205Mpa（滿足要求）
ε=σ/E
立杠縱向線應(yīng)變ε=σ/E=168.5MPa/206*103MPa=0.82*10-3
立桿受壓變形量Δl=l*ε=10000*0.82*10-3=8.2mm
（三）扣件承壓力:
扣件摩擦阻力按10KN，鋼管連接采用雙扣件連接,
故N=16.4KN<2*10KN=20KN （滿足要求）
（四）地基承載力檢算
立桿底部采用通長(zhǎng)枕木配薄鋼板（0.15m*0.15m*0.01m）將上部荷載傳遞到地基。
枕木自重：Qz=720N
由上部傳至地基的壓力為;
P=3*N+Qz（1個(gè)枕木上最多支撐3根立桿）
σ=（3N/A+Qz）/A=（3*16.4+0.72）/（0.24*2.5）=83.2kPa（A為枕木底面積）
經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)地基承載力 [σ]=230kPa,故承載力滿足要求。
四、門(mén)洞檢算
（一）門(mén)洞橫梁檢算
1、門(mén)洞橫梁承受荷載如圖3所示（鋼管自身重0.4KN）
P=15.99+0.4=16.4kN
橫梁跨中彎矩：Mmax =42.93KN.m
橫梁采用20型槽鋼焊接成的工字鋼（布置形式見(jiàn)附圖3）所示:
由型鋼規(guī)格表可查的:
Wx=2*191.4=382.8cm3=382.8*10-6 m3
2、強(qiáng)度驗(yàn)算：
橫梁最大彎曲應(yīng)力：σx=Mx/Wx=42.93/（382.8*10-6）=0.112*106KN/m2
σx=112*103KN/m2<［σ］=205*103KN/m2（滿足要求）
3、撓度驗(yàn)算：
跨中部分撓度：
最大撓度=5*16.4KN/m*（4.5m）4/（384*8.5*106*1728*2）=3 mm
撓度為:3mm<12.5mm=1/400（l=5000mm滿足要求）。
（二）門(mén)洞立桿檢算
門(mén)洞頂上的立桿布置為5排8列，通過(guò)橫梁傳遞給門(mén)洞立桿，門(mén)洞有6根立桿（均采用20型槽鋼背向焊接成工字鋼），故每根立桿承受橫梁傳遞的壓力為：N=5*8*16.4/6=109.3 kN
1、穩(wěn)定性驗(yàn)算
根據(jù)規(guī)范:l0=kuh
l0:立桿穩(wěn)定性的計(jì)算長(zhǎng)度
k:計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù),k取值1.155
u:考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單干計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù):根據(jù)有關(guān)規(guī)范u可取1.3。
h:步距h=470cm
l0=kuh=1.155*1.3*470=705cm
查型鋼表可知：
回轉(zhuǎn)半徑i=7.64cm
截面面積A=32.83cm2
長(zhǎng)細(xì)比：λ=ul0/i=705/7.64=92.3<[λ]=350
則軸心受壓件的穩(wěn)定系數(shù)φ:φ=0.648（查腳手架設(shè)計(jì)規(guī)范）
故:σ=N/（Aφ）=109.3/2（32.83*0.648）=25.69MP<205Mpa（滿足要求）
五、檢算結(jié)論
根據(jù)以上檢算可知: 此加固方案滿足施工和安全要求。
