北京某桥梁加固工程施工组织设计

北京某桥梁加固工程施工组织设计

一、满堂支架布置情况
    满堂支架立杆、横杆、剪刀撑、横向水平杆均采用外径Ø48mm壁厚3.5mm长6m无缝钢管。立杆纵横向间距100cm，横杆步距200cm，立杆采用对接扣件连接，横杆采用直角扣件，立杆顶设钢管横杆。立杆底部设置150*150*8mm定型钢板底坐。顶层横杆面满铺3015型钢模，梁底模采用1.5m*1.7m组合钢模，侧模采用0.3*1.5m组合钢模板，内模采用竹胶板。
    二、门洞布置情况
     门洞采用20型槽钢作为立柱和纵横梁，纵梁、横梁均采用20型槽钢焊接成工字钢。两根纵梁用Ø20圆钢连接成整体间距1m/根，横梁用Ø20圆钢连接成整全间距1m/根（见附图1）。圆钢两端用螺帽固定。纵横梁均采用20型槽钢作斜撑。
    三、支架检算
    1、施工人员、机具、材料荷载
    单位荷载：q1=2.5KN/m2
    重力荷载：Q1=2.5×149.4=373.5KN。
    2、梁钢筋混凝土荷载
    C50混凝土重：
    Q2= 82.2*2.6*103*10=2137.2KN
    3、振捣混凝土时产生的荷载
    单位荷载：q3=2.0KN/m2
    重力荷载：Q3= 2.0×149.4=298.8KN
     4、钢模板自重(3015型)
    单位荷载：q4=0.362KN/m2(材料部门提供)
    重力荷载：Q4= 0.362×199.2=72.1KN
    5、横杆荷载
    重力荷载：Q5=24*8*3.84*2*10=14.7KN
    f为钢材的抗压强度设计值=205Mpa；
    (一)横杆检算
    顶层横杆间距1m*1m双排布设，梁板混凝土、施工人员、机具、材料荷载、振捣混凝土时产生的荷载、钢模板自重，通过钢模以均部荷载的形式传递到横杆上，横杆检算根据现场分析，将其示为3跨连续梁进行检算，如附图2。
    则有横杆单位荷载：qh=( Q1+ Q2+ Q3 +Q4+Q5）/24.9/8=14.54KN/m
    最大弯矩：Mx=1.454KN.m；
    查规范得截面模量：W= Π*(D3-d3)/32=4.09cm3
    1、强度验算：
    钢管的抗压强度设计值=205Mpa；
    σ= Mx/W=1.454KN.m /(4.09*2)cm3=177.7MP<205Mpa(满足要求)
    2、挠度验算
    根据选定的截面尺寸核算其挠度,则有：
    I=12.19cm4;弹性模量E=2.06*105N/mm2
    最大挠度=5*14.54*14/(384*12.19*104*2.06*106)=0.76mm。
    挠度为:0.76mm<6.6mm=1/150(纵、横向水平杆允许挠度=1/150且不大 于10mm,l=1000mm满足要求)。
    (二)立杆检算
    1、稳定性验算
    模板支架立杆稳定性的计算长度应于横杆步距h有关,根据规范:
    l0=kuh
    l0:立杆稳定性的计算长度
    k:计算长度附加系数,k取值1.155
    u:考虑脚手架整体稳定因素的单干计算长度系数:根据有关规范u可取1.3。
    h:步距h=200cm
    l0=kuh=1.155*1.3*200=300cm
    钢管回转半径i=／4=15.78 mm。
    长细比：λ=ul0/i=1*200/1.578=190.1<[λ]=350
    则轴心受压件的稳定系数φ:φ=0.199（查脚手架设计规范）
    由附图2横梁剪力图可得最大支座反力Fmax=F2=F3=15.99KN
    既:由横梁传递到立杆的最大压力为15.99KN。
    立杆自重为：G=0.4KN
    故立杆承受最大压力N=0.4+15.99=16.4KN
    σ=N/(Aφ)=16.4/(4.89*0.199)=168.5 MP<205Mpa(满足要求)
    ε=σ/E
    立杠纵向线应变ε=σ/E=168.5MPa/206*103MPa=0.82*10-3
    立杆受压变形量Δl=l*ε=10000*0.82*10-3=8.2mm
      (三)扣件承压力:
    扣件摩擦阻力按10KN，钢管连接采用双扣件连接,
    故N=16.4KN<2*10KN=20KN （满足要求）
    (四)地基承载力检算
    立杆底部采用通长枕木配薄钢板(0.15m*0.15m*0.01m)将上部荷载传递到地基。
    枕木自重：Qz=720N
    由上部传至地基的压力为：
    P=3*N+Qz(1个枕木上最多支撑3根立杆)
    σ=（3N/A+Qz）/A=(3*16.4+0.72)/(0.24*2.5)=83.2kPa（A为枕木底面积）
    经试验确认地基承载力 [σ]=230kPa,故承载力满足要求。
    四、门洞检算
    （一）门洞横梁检算
    1、门洞横梁承受荷载如图3所示(钢管自身重0.4KN)
    P=15.99+0.4=16.4kN
    横梁跨中弯矩：Mmax =42.93KN.m
    横梁采用20型槽钢焊接成的工字钢(布置形式见附图3)所示:
    由型钢规格表可查的:
    Wx=2*191.4=382.8cm3=382.8*10-6 m3
    2、强度验算：
    横梁最大弯曲应力：σx=Mx/Wx=42.93/(382.8*10-6)=0.112*106KN/m2
     σx=112*103KN/m2<［σ］=205*103KN/m2（满足要求）
    3、挠度验算：
    跨中部分挠度：
    最大挠度=5*16.4KN/m*(4.5m)4/(384*8.5*106*1728*2)=3 mm
    挠度为:3mm<12.5mm=1/400(l=5000mm满足要求)。
    （二）门洞立杆检算
    门洞顶上的立杆布置为5排8列，通过横梁传递给门洞立杆，门洞有6根立杆（均采用20型槽钢背向焊接成工字钢），故每根立杆承受横梁传递的压力为：N=5*8*16.4/6=109.3kN
    1、稳定性验算
    根据规范:l0=kuh
    l0:立杆稳定性的计算长度
    k:计算长度附加系数,k取值1.155
    u:考虑脚手架整体稳定因素的单干计算长度系数:根据有关规范u可取1.3。
    h:步距h=470cm
    l0=kuh=1.155*1.3*470=705cm
    查型钢表可知：
    回转半径i=7.64cm
    截面面积A=32.83cm2
    长细比：λ=ul0/i=705/7.64=92.3<[λ]=350
    则轴心受压件的稳定系数φ:φ=0.648（查脚手架设计规范）
     故:σ=N/(Aφ)=109.3/2(32.83*0.648)=25.69MP<205Mpa(满足要求)
    五、检算结论
    根据以上检算可知:此加固方案满足施工和安全要求。