##市##立交桥盖梁施工专项方案
一、编制说明及依据 1.1编制说明
⑴为了指导盖梁施工,特制定此方案。
⑵凡是通用的各种措施,在《总施工组织设计》中有论述者,遵照执行,此不赘述。 1.2编制依据
⑴国家相关法律法规和地方相关规定; ⑵国家相关技术规范、规程; ⑶设计图纸,《总施工组织设计》; ⑷现场条件,以及紧前工序进度情况。 二、工程概况 2.1工程设计简介
⑴设计整体布置
本项目为##市##区##隧道至##大道和##的桥梁工程,共分A、B、D、Z线桥,其中A线预留接口,暂不实施。Z线跨越##大道至##河南岸后下地,B线桥从隧道出口右转弯进入##大道,D线桥为##右转跨##河进入##大道匝道。
Z线桥从隧道出口至##,桥面宽16.0米,全长226.68米,分为四联。第一联为20米钢筋混凝土简支梁,第二联为16米钢筋混凝土简支梁,第三联为33米+47米+35米钢箱梁,第四联为33.5米+37米预应力钢筋混凝土箱梁。
B线桥从隧道出口右转弯进入##大道,桥面宽7.0米,全长182米,分为两联。第一联为22米+35米+25米钢箱梁,第二联为4*25米钢箱梁。
⑵盖梁结构及相关参数
各盖梁部位、结构及相关参数以下表:
盖梁结构及相关参数表
部位 长 宽度 Z1-1/Z1-2 11.2m 2m Z1-3/B1 20.5m 2m Z2 12.9m 2m 盖梁构造如下图:
厚度 1.6m 1.6m 1.4m 跨度 单跨9.5m 3跨(6m、7m、5m) 2跨(5m) 底高 3.9 m 3.9 m 5.9 m 第1页,共57页
Z1-1~Z1-2盖梁立面图
Z1-3~B1盖梁立面图
Z2-1~Z2-3盖梁立面图
2.2工程施工条件及平面布置
##市##区##立交桥工程处于##闹市区。Z1~Z2、B1、B2作业区西南二面原有砌体围墙可以利用,东侧用彩钢护栏与居民小区隔断。作业区南面的##大道,作业区大门口右侧是公交站台。大量的公交车辆积聚,以及众多各式车辆拥挤而过;人行道行人及站台候车的人比较多。以上为工程施工带来极大不便。
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三、施工安排和施工准备 3.1施工进度计划
表3-1 盖梁施工进度计划表 部位 Z1-1/Z1-2,Z1-3/B1 Z2 3.2资源配置计划 ⑴劳动力计划
表3-2 劳动力投入计划表 项次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ⑵机械设备计划 工种 架子工 钢筋工 焊工 模板工 混凝土工 电工 机修工 吊车、搅拌车、混凝土泵车司机 起重 测量 安全 质检 技术 现场负责 合计 人员(人) 10 8 2 10 6 1 1 3 1 2 1 1 2 1 49 施工时间 2015年9月10日~2015年9月20日 2015年9月21日~2015年9月29日 持续时间(天) 12 12 表3-3 机械设备投入计划表 项次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 第3页,共57页
设备名 25t起重机 臂架式混凝土泵 9m3搅拌车 电焊机 钢筋调直机 型号 QY25B 三一SYM5165THB DD 25 三一SY309 C-8 ZX7(ARC)-315 GT14 钢筋切断机 钢筋弯曲机 交流电焊机 木工加工设备 插入式振捣器 全站仪 水准仪 GJ5-40 GW40-1 BX3-500 软轴Φ50,Φ80 SET230RK3 B20Ⅱ 数量 1辆 1辆 3辆 2台 1 1 1 2 1套 各2套 1套 1套
3.3施工安排
⑴模板方面,面板采用18厚胶合板,外钉5*8木方木。 ⑵模板支撑分三种:
Z1-1/Z1-2盖梁,跨度9.5m,采用钢管支架支承;Z1-3/B1盖梁,跨度7m,用Φ100钢棒无法承受,采用抱箍支承;Z2盖梁,跨度5m,用Φ100钢棒无法支承。
⑶钢筋,在地面上将弯起钢筋与主筋焊接成片,吊装到底模上手工绑扎成骨架。 ⑷混凝土浇筑,采用泵车入仓,插入式软轴振捣器振捣。 3.4技术准备
⑴对技术文件进行核对,对设计中存在的问题,及时提请设计单位解决;同时根据施工需要,作出补充施工详图。
⑵根据设计文件和现场环境条件,编写实施性施工方案,组织和指导施工。 ⑶作业工人进场,对作业班组做好技术交底、岗前期培训及安全教育。 ⑷设备及材料的准备。 ⑸测量放样。
测量人员将盖梁纵横轴线及高程点放到墩柱上后,施工人员按盖梁轴线和盖梁标高安装底模、钢筋、边模。钢筋、模板安装完成后,还进行测量检查,偏差超过规范要求应进行调整。
四、主要施工方法 4.1盖梁施工程序
⑴盖梁通用施工程序如下图:
安装侧模 第4页,共57页 墩柱凿毛、调整钢筋 支架地基处理 安装底模支撑结构 安装底模 绑扎钢筋
混凝土养护 拆模 浇筑混凝土 混凝土养护 图4-1盖梁施工程序图
⑵Z1-1~Z1-2盖梁底模采用钢管支架支承 钢管支架支承施工方法流程如下图:
安装底模 安装小横梁 安装型钢纵梁 钢管支架搭设 支架地基处理 图4-2 Z1-1~Z1-2钢管支架支承施工方法图
⑶Z1-3~B盖梁底模采用抱箍支承 抱箍支承施工方法流程如下图:
安装千斤顶 第5页,共57页
安装抱箍 安装下垫板
安装底模 安装纵向方木 安装型钢横梁 安装型钢纵梁 安装上垫板 图4-3 Z1-3~B抱箍支承施工方法图
⑷Z2-1~Z2-3盖梁底模采用钢棒支承 钢棒支承施工方法流程如下图:
安装底模 安装横梁方木 安装型钢纵梁 安装上垫板 安装千斤顶 安装下垫板 穿插安装钢棒 图4-4 Z2-1~Z2-3钢棒支承施工方法图
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4.2盖梁底模支撑施工 4.2.1 Z1-1~Z1-2盖梁支承 4.2.1.1模板支承体系
Z1-1~Z1-2盖梁支承采用盘扣支架采用φ60×3.2mm的钢管。
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Z1-1~Z1-2盖梁支架横立面图
支撑系统采用横桥向900及顺桥向1500mm的立杆布置方案。步距1000 mm、1200mm、1500mm。立杆在每步内以斜撑联结。
每步横向水平杆全部拉通,在距离地面20cm高处,沿纵下横上的程序设扫地杆,可调支托底部的立杆顶端沿纵横向设置一道水平拉杆。
上下设置天地托,天地托的可调高度控制在5~15cm之间,在第一层横杆搭设完成后,通过地托调节,使横杆处于同一水平上,然后再进行上一层搭设。
可调螺杆2个调位螺母之间必须保留120mm距离以防底模难以拆除。
盘扣架上放16#工字钢作为主龙骨,间距900mm,梁底模下方设置次龙骨50×70×2.75mm热镀锌矩形方钢管,间距150mm,模板采用15mm复膜模板。 4.3.1.2支架构造要求
⑴底座及垫板
每根立杆底板设置底座及垫板。垫板厚100mm,宽300mm,长二跨。 ⑵钢管及支架
立杆应采用连接套管连接,在同一水平高度内相邻立杆连接位置宜错开,错开高度不宜小于600mm;
每步横向水平杆全部拉通,在距离地面20cm高处,沿纵下横上的程序设扫地杆,可调支托底部的立杆顶端沿纵横向设置一道水平拉杆。
⑶可调支托
上下设置天地托,天地托的可调高度控制在5~15cm之间。安装时螺杆伸出不大于200mm,螺杆外径与立杆内径的间隙不大于30mm,并保证上下同心。在第一层横杆搭设完成后,通过地托调节,使横杆处于同一水平上,然后再进行上一层搭设。顶部U型支托与楞梁间隙必须楔紧。
模板支撑架立杆顶层水平杆顶至模板支撑点的高度不应大于700mm,可调托座插入立杆长度不应小于150mm,模板支撑架可调底座调节丝杆外露长度不宜大于250mm。
⑷扫地杆和水平拉杆
在距离地面20cm高处,沿纵下横上的程序设扫地杆;在顶部可调支托下纵横向设置一道水平拉杆。
⑸剪刀撑
延支架横、纵向设置剪刀撑,间距4.5m,与地面成45度角。水平方向与桥横向斜角为45度,每4.5m布设一道剪刀撑。
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支撑架的竖向剪刀撑和水平剪刀撑应与支撑架同步搭设,剪刀撑的搭接长度不应小于1m,且不应少于2个扣件连接,扣件盖板边缘至杆端不应小于100mm,扣件螺栓的拧紧力矩不应小于40N·m,且不应大于65N·m。
⑹周边拉结
在墩柱处采用建筑钢管搭设井字架箍抱墩柱,并用扣件与盘扣支架连成整体,以保证支架稳定性,井字架加高钢管采用对接接头,接头交错至少1m以上;连接处用木模支垫保护墩柱表面不受损坏。大样如下图所示:
图4-1 支架与墩柱加固示意图
4.3.1.3其搭设步骤
⑴脚手架施工前必须制定施工设计或专项方案,保证其技术可靠和使用安全。经技术审查批准后方可实施。
⑵脚手架搭设前工程技术负责人应按脚手架施工设计或专项方案的要求对搭设和使用人员进行技术交底。模板支撑架及脚手架立杆搭设位置应按安全专项施工方案放线确定,定位准确,不得任意搭设。
⑶对进入现场的脚手架构配件,使用前应对其质量进行复检。
⑷构配件应按品种、规格分类放置在堆料区内或码放在专用架上,清点好数量备用。脚手架堆放场地排水应畅通,不得有积水。
⑸脚手架搭设场地必须平整、坚实、排水措施得当。
⑹对支架立杆放样:先用全站仪放出盖梁中心线,用钢尺放出立杆十字线,标示清楚;然后,按标示的底座位置先安放底座,然后安装立杆。可调底座和垫板应准确地放置在定位线上,并保持水平。
⑺安装第一层水平杆:将水平杆接头插入立杆最下端盘扣内,调整水平杆位置,使第一层水平杆处在同一平面上,然后将上盘扣沿限位销扣下并顺时针旋转将其锁紧。
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⑻每搭完一步支撑架后,应及时校正步距、立杆的纵横距、立杆的垂直偏差与水平杆的水平偏差。控制立杆的垂直偏差不应大于H/500,且不得大于50mm;垂直方向应搭完一层以后再搭设上一层。
⑼水平杆与立杆上同一步距对应的套扣对准时,用小锤敲击水平杆,使水平杆端接头插入套扣内,并击紧端接头至就位孔与套扣就位孔对准,保证水平杆与立杆可靠连接。
⑽立杆接长时,将上部立杆底端连接孔同下部立杆顶端连接孔对齐,插入立杆连接销锁定。
⑾支架搭设纵向自每跨跨中向墩柱(桥台)一端开始搭设,横向自每幅桥中线向边线搭设;
⑿在搭设立杆的过程中,按要求同步安装剪刀撑。连墙件、斜撑必须与架体同步搭设。采用扣件式钢管构配件做加固件、斜撑时应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130的有关规定。
⒀承重支架搭设至设计高程后,搭设1m宽人行架、人行楼梯,外侧设置护栏,护栏高度1.5m,护栏设于立杆内侧,挂防落网,满铺脚手板,脚手板采用竹胶板,板底设3根小横杆,并用镀锌铁丝将脚手板与小横杆固定,脚手板下设双层兜底安全网;
⒁支架检查;支架搭设完成后,需对支架搭设质量进行检查。底模安装完成后用砂袋进行预压。
在脚手架搭设前,应做好以下准备工作: ⑴地基处理
原地面下挖0.55m深,基底碾压后(密实度90%)填筑0.35m厚砂砾石,上浇筑C20混凝土0.3m厚(高出地面0.1m)。
⑵由技术人员对参与脚手架搭设的有关人员进行全面的技术交底。
⑶应对搭设用的钢管、扣件、脚手板等进行检查验收,不合格的构配件严禁使用,经检验合格的构配件应按品种、规格分类堆放整齐。
⑷地基处理已按专项施工方案要求完成;清除地面杂物,准备垫板,做好立杆基础措施。
⑸对脚手架立杆底脚位置进行定位放线。
⑹检查现场脚手架搭设的范围是否与脚手架方案相一致。 4.2.2 Z1-3~B盖梁支承
Z1-3~B盖梁采用抱箍支撑,其支撑体系和构造如下图:
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Z1-3~B盖梁抱箍体系图
其施工方法见“4.1⑵”。 抱箍构造如下图:
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说明:1、图中未注明尺寸单位为m;2、抱箍共4套,每套M24高强螺栓20个;3、内衬5mm厚橡胶;4、抱箍体、牛腿上下盖板、肋板均采用16mm厚钢板;5、脚焊缝厚度10mm。
4.2.3 Z2盖梁支承
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Z2盖梁采用钢棒支撑,其支撑体系和构造如下图:
钢棒支撑体系图
施工中用埋PVC管预留孔Φ150mm。其施工方法见“4.1⑶”。 4.3模板施工 4.3.1模板构造
模板构造如下图:
⑴底模
梁下可调顶托纵向6排,间距0.38m。顶托上置纵向8×6cm方木,间距0.38m;纵向方木上置横向8×6cm方木,间距0.4m;横向方木上置1.8cm厚胶合板,作为底模面板。
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⑵侧模
侧模面板采用1.8cm厚胶合板,应为侧模面板压底模面板,以便模板下口用铁钉固定在底模面板上。侧模面板外是横向(水平)围檩,采用8×6cm方木,间距0.32m;横向围檩外是竖围檩,采用双钢管(φ48.3,δ3.6)。封头模板压长边侧模。
⑶支撑
本模板采用内拉内撑(控制形体)和外撑(控制整体位移)固定。
内拉采用Ф12全螺纹螺杆,外套PVC管,拆除模板后抽出螺杆,横向间距0.5m,纵向与竖围檩一致;内撑采用T形钢筋头,按构件尺寸点焊在主筋上。
外撑采用钢管(φ48.3,δ3.6),左右侧上下各二道,纵向间距2m。 模板上口锁口钢管,控制形体和位移。 4.3.2施工方法
⑴底模安装
底模安装应在跨中预留2/1000的上拱度,按抛物线布置。调整顶托,使托挡在设计高程。在顶托上按间距0.38m摆放纵向方木并楔牢,纵向方木上按间距0.4m摆横向8×6cm方木,钉铁钉固定。横向方木上按画线的准确尺寸位置方1.8cm厚胶合板,并用钉铁钉固定。
底模安装完后,在上绑扎钢筋;钢筋绑扎完成后,安装边侧模板 ⑵侧模安装
侧模面板按尺寸裁好后,在地面上用8×6cm方木按间距0.32m短横向(水平)围檩。然后吊上工作面与底模扣装,周边用铁打固定。这时应检查一次尺寸、位置、高程、保护层,偏差较大即调整,然后支撑加固。
先点焊内撑,再穿套有PVC管的拉条,通过蝴蝶卡扣在双钢管竖围檩上。 最后安模板上口锁口钢管和外撑。 安装模板前,应刷好脱模剂。 4.4钢筋绑扎
盖梁钢筋在加工厂加工好后,在地面按图纸将主筋绑扎焊接成骨架片,然后吊装到底模上绑扎成梁。
本盖梁为8肢箍,应由下向上穿中间一排箍筋,形成1/4梁,再从两侧由下向上穿其他箍筋形成另1/4梁,以此,逐渐加宽,直至箍筋和主筋扎全部绑完成,最后绑扎水平筋。
钢筋绑扎完成后,支垫好钢筋保护层,并用铁丝把主筋固定在锁口钢管上,避免浇
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筑移位。 4.5混凝土浇筑
砼浇筑之前,应自检合格后报请驻地监理工程师检查模板各部位尺寸是否正确,接缝是否严密,支撑、拉杆是否稳固以及钢筋、预埋件位置等是否正确,以上各项全部符合设计要求后方可进行砼浇筑。
砼采用商品砼、砼罐车运输到现场,由臂架泵车吊运砼入模。砼浇筑顺序从盖梁中心向两端分层浇注,分层厚度30cm。砼振捣时,将振捣棒插入下层砼内不少于10cm;以砼面停止下沉,无明显气泡上升、表面平坦一致为宜。振捣棒严禁振捣棒碰撞钢模板和对拉螺杆。浇筑砼时要留足够数量的砼试块作为评定盖梁拆模时间和砼成品是否合格的依据。
混凝土浇筑完毕后,初凝前1~2h二次振捣,防止沉降裂缝;在初凝前(不宜过早或过迟)对经过第1遍收面后的混凝土表面,进行第2遍压实抹光。
混凝土浇筑完毕后,12h加以覆盖并洒水保湿养护,洒水养护时间不少于14d。
五、质量保证措施 5.1支架搭设
5.1.1支架搭设质量措施
⑴支架所用的钢管、扣件、脚手板、可调托撑、安全网等材料,符合《JGJ 231-2010 建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》的要求。
⑵基础表面坚实平整、不积水,垫板不晃动,底座不滑动、不沉降。立杆应无悬空; ⑶搭设偏差在如下数值之内:步距±20、纵横距±30
⑷纵向水平杆高差,搭设偏差在如下数值之内:一根杆的两端±20,同跨内两根纵向水平杆高差±10;
⑸剪刀撑斜杆与地面的倾角在45°~60°范围内。
⑹脚手板外伸长度,对接时一端悬挑长度不大于15cm,搭接时一端悬挑长度大于10cm,
⑺扣件螺栓应无松动,扣件螺栓拧紧扭力矩在(40-65)N.m范围内。 ⑻施工进行技术交底,搭设过程中画刻度,严格按设计安装。 ⑼每搭设一步即行自检,发现问题及时纠正。 ⑽支架搭设完毕,经验算合格后,方可投入使用。 5.1.2检查验收
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模板支架检查评定项目包括:施工方案、支架基础、支架构造、支架稳定、施工荷载、交底与验收。一般项目包括:杆件连接、底座与托撑、构配件材质、支架拆除。
(1)支架基础
①支架基础应坚实、平整、承载力应符合设计要求,并应能承受支架上部全部荷载; ②底部应按规范要求设置底座、垫板,垫板规格应符合规范要求; ③支架底部纵、横向扫地杆的设置应符合规范要求; ④基础应设排水设施,并应排水通畅; (2)支架构造
①立杆间距应符合设计及规范要求; ②水平杆步距应符合设计和规范要求;
③竖向、水平剪刀撑或专用斜杆、水平斜杆的设置应符合规范要求。 (3)支架稳定
①当支架高宽比大于规定值时,应按规定设置连墙杆或采用增加架体宽度的加强措施;
②立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度应符合规范要求;
③浇筑混凝土时应对架体基础沉降、架体变形进行监控,基础沉降、架体变形应在规定允许范围内;
(4)模板支架一般项目的检查评定应符合下列规定: ①杆件连接
A.立杆应采用对接、套接或承插式连接方式,并应符合规范要求; B.水平连接应符合规范要求;
C.当剪刀撑采用搭接时,搭接长度不应小于1m; D.杆件连接点的紧固应符合规范要求。 ②底座与托撑
A.可调底座、托撑螺杆直径应与立杆内径匹配,配合间隙应符合规范要求; B.螺杆旋入螺母累长度不应小于5倍的螺距。 ③构配件材质
A.钢管壁厚应符合规范要求;
B.构配件规格、型号、材质应符合规范要求; C.杆件弯曲、变形、锈蚀量应在规范允许范围内。 ④支架拆除
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A.支架拆除前结构的混凝土强度应达到设计要求; B.支架拆除前应设置警戒区、并应设专人监护。 ⑤脚手架及其地基基础应在下列阶段进行检查: A.基础完工后及脚手架搭设前; B.作业层上施加荷载前; C.每搭设完6m高度后; D.达到设计高度后; E.遇有六级大风与大雨后; F.停用超过一个月。 (5)支架体系验收
①高大模板支撑系统搭设前,应由项目技术负责人组织对需要处理或加固的地基、基础进行验收,并留存记录。
②高大模板支撑系统的结构材料应按以下要求进行验收、抽检和检测,并留存记录、资料。
A.施工单位应对进场的承重杆件、连接件等材料的产品合格证、生产许可证、检测报告进行复核,并对其表面观感、重量等物理指标进行抽检。
B.对承重杆件的外观抽检数量不得低于搭设用量的30%,发现质量不符合标准、情况严重的,要进行100%的检验,并随机抽取外观检验不合格的材料(由监理见证取样)送法定专业检测机构进行检测。
C.采用钢管扣件搭设高大模板支撑系统时,还应对扣件螺栓的紧固力矩进行抽查,抽查数量应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130)的规定,对梁底扣件应进行100%检查。
③高大模板支撑系统应在搭设完成后,由项目负责人组织验收,验收人员应包括施工单位和项目两级技术人员、项目安全、质量、施工人员,监理单位的总监和专业监理工程师。验收合格,经施工单位项目技术负责人及项目总监理工程师签字后,方可进入后续工序的施工。 5.2模板安装质量措施
⑴模板板材应有出厂合格证;
⑵模板应在木工车间制作,并进行试拼装,符合要求后方可在现场安装,严禁在作业面制作模板;
⑶模板周边应刨边平直,接缝严密,接缝高低差不大于2mm,平整度不大于3mm;
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⑷模板安装前,应是轴线、模板线(或模边借线)放线完毕,水平控制标高引测到预留插筋或其它过渡引测点;
⑸在模板正式拼装前应涂刷具有出厂合格证的脱模剂,使用时不得污染钢筋; ⑹每批模板安装完毕后,经监理对模板的几何尺寸、轴线、标高、垂直度、平整度、接缝及支撑体系等进行验收,验收合格后方可进行下道工序施工。 ⑹模板安装允许偏差及检查方法如下表:
表5.2-1 模板安装允许偏差及检查方法 项次 项目 允许偏差mm 1 2 3 4 5 6 5.3钢筋工程质量控制措施 5.3.1原材料的质量控制措施
⑴钢筋进场时要按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)的规定,检查钢筋进场质保资料(检查产品合格证、出厂检验报告)是否齐全,是否符合设计要求。
⑵钢筋进场时,应按国家现行相关标准的规定抽取试件作力学性能和重量偏差检验,检验结果必须符合有关标准的规定。
⑶当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时,应对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。
⑷钢筋的外观应平直、无损伤、表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。 5.3.2钢筋加工质量控制措施
⑴受力钢筋的弯钩和弯折应符合下列规定:
a.HPB235 级钢筋末端应作180°弯钩,其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2.5倍,弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的3倍;
b.当设计要求钢筋末端需作135°弯钩时,HRB335 级、HRB400 级钢筋的弯弧内直径不应小于钢筋直径的4倍,弯钩的弯后平直部分长度应符合设计要求;
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检查方法 尺量 水准仪 尺量 尺量 靠尺、塞尺 尺量 轴线位移 底模表面标高 模板内部尺寸 相邻两板表面高低差 表面平整度 预埋件中心位移 5 ±5 +4,-5 2 5 3
c.钢筋作不大于90°的弯折时,弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍。 ⑵除焊接封闭环式箍筋外,箍筋的末端应作弯钩,弯钩形式应符合设计要求;当设计无具体要求时应符合下列规定:
a. 箍筋弯钩的弯弧内直径除应满足本规范第5.3.1 条的规定外,尚应不小于受力钢筋直径;
b.箍筋弯钩的弯折角度:对一般结构不应小于90°;对有抗震等要求的结构应为135°;
c.箍筋弯后平直部分长度:对一般结构不宜小于箍筋直径的5倍,对有抗震等要求的结构不应小于箍筋直径的10倍。
⑶钢筋加工的形状、尺寸应符合设计要求,其偏差应符合表5.3.4 的规定。 表5.3.1 钢筋加工的允许偏差
项 目 受力钢筋长度方向全长的净尺寸 弯起钢筋的弯折位置 箍筋内净尺寸 5.3.3钢筋连接 ⑴纵向受力钢筋的连接方式应符合设计要求。
⑵在施工现场应按国家现行标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ 107、 《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18 的规定,抽取钢筋机械连接接头、焊接接头试件作力学性能检验,其质量应符合有关规程的规定。
⑶钢筋的接头宜设置在受力较小处。同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头。接头末端至钢筋弯起点的距离不应小于钢筋直径的10倍。
⑷在施工现场应按国家现行标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ 107、 《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18 的规定,对钢筋机械连接接头、焊接接头的外观进行检查,其质量应符合有关规程的规定。
⑸当受力钢筋采用机械连接接头或焊接接头时,设置在同一构件内的接头宜相互错开。
相纵向受力钢筋机械连接接头及焊接接头连接区段的长度为35倍d(d 为纵向受力钢筋的较大直径)且不小于500mm ,凡接头中点位于该连接区段长度内的接头,均属于同一连接区段。同一连接区段内,纵向受力钢筋机械连接及焊接的接头面积百分率为该区段内有接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值。
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允许偏差(mm) ±10 ±20 ±5
同一连接区段内,纵向受力钢筋的接头面积百分率应符合设计要求;当设计无具体要求时,应符合下列规定:
a.在受压区不宜大于50%;
b.接头不宜设置在有抗震设防要求的框架梁端、柱端的箍筋加密区;当无法避开时,对等强度高质量机械连接接头,不应大于50%;
c.直接承受动力荷载的结构构件中,不宜采用焊接接头;当采用机械连接接头时,不应大于50%。
⑹同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。绑扎搭接接头中钢筋的横向净距不应小于钢筋直径,且不应小于25mm。
钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3l1(l1为搭接长度), 凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。同一连接区段内,纵向钢筋搭接接头面积百分率为该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值(图5.3-1)。
同一连接区段内,纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率应符合设计要求;当设计无具体要求时,应符合下列规定:
a.对梁类、板类及墙类构件不宜大于25%; b.对柱类构件不宜大于50%;
c.当工程中确有必要增大接头面积百分率时,对梁类构件不应大于50% ,对其他构件可根据实际情况放宽。纵向受力钢筋绑扎搭接接头的最小搭接长度应符合本规范附录B 的规定。
图5.3-1 钢筋绑扎搭接接头连接区段及接头面积百分率
注:图中所示搭接接头同一连接区段内的搭接钢筋为两根,当各钢筋直径相同时,接头面积百分率为50% 。
⑺在梁、柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内,应按设计要求配置箍筋。当设计无具体要求时,应符合下列规定:
a.箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍;
b.受拉搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且不应大于100mm;
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c.受压搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍,且不应大于200mm; d.当柱中纵向受力钢筋直径大于25mm 时,应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置两个箍筋,其间距宜为50mm。 5.3.4钢筋安装质量控制措施
⑴钢筋安装时,受力钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。 ⑵钢筋安装位置的偏差应符合表5.3-1 的规定,
表5.3-1 钢筋安装位置的允许偏差和检验方法
项目 长、宽 绑扎钢筋网 网眼尺寸 绑扎钢筋骨架 长 宽、高 间距 排距 受力钢筋 保护层厚度 基础 柱、梁 板、墙、壳 绑扎箍筋、横向钢筋间距 钢筋弯起点位置 预埋件 水平高差 +3,0 钢尺和塞尺检查 注:1 检查预埋件中心线位置时,应沿纵、横两个方向量测,并取其中的较大值。 2 表中梁类、板类构件上部纵向受力钢筋保护层厚度的合格点率应达到90%及以上,且不得有超过表中数值1.5倍的尺寸偏差。 5.4混凝土浇筑质量措施
⑴在钢筋、模板施工前,对已硬化的混凝土施工缝凿毛处理,清除水泥薄膜和软弱混凝土层,以利于新老混凝土结合;
⑵混凝土浇筑前,须对模板及其支架、钢筋和预埋件必须进行检查,并做好记录,符合设计和规范要求后方可浇筑混凝土;
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允许偏差(mm) ±10 ±20 ±10 ±5 ±10 ±5 ±10 ±5 ±3 ±20 20 5 检验方法 钢尺检查 钢尺量连续三档,取最大值 钢尺检查 钢尺检查 钢尺量两端中间,各一点取最大值 钢尺检查 钢尺检查 钢尺检查 钢尺量连续三档,取最大值 钢尺检查 钢尺检查 中心线位置
⑶在浇筑混凝土前,混凝土浇筑仓内的杂物清理干净,对模板的缝隙和孔洞应堵严,木模板和混凝土面应浇水湿润,但不得有积水。
⑷混凝土拌合物从搅拌机卸出至施工现场接收的时间间隔不宜大于90分钟,采用搅拌罐车运送混凝土拌合物时,卸料前应采用快档旋转搅拌罐不少于20秒。
⑸混凝土高处倾落的自由高度,不得超过2M。
⑹当浇筑时,恰遇降雨,及时采取有效措施,确保混凝土质量; ⑺采用振捣器捣实混凝土应符合下列规定:
A.每一振点的振捣待续时间,应使混凝土表面呈现浮浆和不再沉落;
B.采用插入式振捣时,捣实普通混凝土的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍;C.振捣器与模板的间距,不应大于其作用半径的0.5倍,并应避免碰撞钢筋、模板、吊球、预埋件等;
C.振捣器插入下层混凝土内的深度应不小于50㎜。
⑻在混凝土浇筑过程中,应经常观察模板、支架、钢筋、 预埋件的情况,当发现有变形、移位时,应及时采取措施进行处理
⑼初凝前1~2h二次振捣,防止沉降裂缝;在初凝前(不宜过早或过迟)对经过第一遍收面后的混凝土表面进行第2遍压实抹光。
⑽混凝土浇筑完毕后,12h加以覆盖并洒水保湿养护,洒水养护时间不少于14d。 ⑾混凝土强度达到1.2N/mm2前,不得在其上踩踏。
⑿砼强度达到2.5MP方可拆模,拆模时不得损伤砼表面及棱角;砼强度达到设计强度100%方可拆除承重底模。
六、安全保证措施 6.1支架施工安全技术措施 6.1.1支架搭设
⑴脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》(GB5036)考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检,合格者方可持证上岗,患有心脏病、高血压者不得上脚手架操作。
⑵搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑软底鞋,工具及零配件要放在工具袋内;袖口、裤口要扎紧。
⑶脚手架的构配件质量与搭设质量,应按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001、J84-2001)规定进行检查验收,合格后方准使用。
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⑷作业层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载。不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在脚手架上;严禁悬挂起重设备。
⑸当有六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止脚手架搭设与拆除作业。雨、雪后上架作业应有防滑措施,并应扫除积雪。
⑹在脚手架使用期间,在每天上岗前,应由带班队长和安全员先进行巡检,日常由架子工进行安全检查与维护,并按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001、J84-2001)规定进行。安全网应按有关规定搭设或拆除。
⑺在脚手架使用期间,严禁拆除下列杆件: A.主节点处的纵、横向水平杆,纵、横向扫地杆; B.连墙杆。
⑻临空搭设脚手架时,外侧应有防止坠物伤人的防护措施。
⑼脚手架上进行电、气焊作业时,必须配备灭火器等灭火器材,并由专人看守。 ⑽工地临时用电线路的架设及脚手架接地、避雷措施等,应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46)的有关规定执行。脚手架使用期间可与框架柱顶避雷接地线相连接。
⑾搭拆脚手架时,地面应设围栏和警戒标志,并派专职安全员进行现场监督和巡视,严禁人员入内。
⑿上下楼梯口搭设安全通道。在脚手架与楼梯口高差较大处,应设置爬梯,爬梯上下端应固定。
⒀严禁从脚手架上往上、下抛物。
⒁遇到立杆沉陷或悬空、节点松动、架子歪斜、杆件变形等问题,在未解决前应停止使用脚手架。
⒂脚手架搭设完成后应有书面验收记录,并履行验收签字手续,验收合格后,应将合格证挂在显眼处。
⒃在脚手架使用期间,顶面的网架杆件应分区分批分散堆放,并严禁抛掷,应轻放,顶面使用荷载控制在允许范围内,有专人进行控制。
⒄符合其它安全有关规定要求。 6.1.2安全使用
⑴作业层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载,不得在脚手架上集中堆放模板、钢筋等物料。
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⑵使用期间,应设有专人检查,当出现异常情况时,应立即停止施工,并应迅速撤离作业面上人员。应定期对杆件的设置和连接、连墙件、加固件、斜撑等进行检查和维护。
⑶构配件在使用过程中严禁重摔、重撞。对已经变形或锈蚀严重的构配件,应禁止使用。
⑷混凝土输送管、布料杆及塔架拉结缆风绳不得固定在脚手架上。 ⑸大模板不得直接墩放在脚手架上。
⑹遇6级及以上大风、雨雪、大雾天气时应停止脚手架的搭设与拆除作业。 ⑺脚手架使用期间,严禁擅自拆除架体结构杆件。如需拆除必须经修改施工方案并报请原方案审批人批准,确定补救措施后方可实施。
⑻严禁在脚手架基础及邻近处进行挖掘作业。
⑼脚手架应与架空输电线路保持安全距离,工地临时用电线路架设及脚手架接地防雷措施等应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ461)的有关规定执行。
⑽使用后的脚手架构配件应清除表面粘结的灰渣,校正杆件变形,表面作防锈处理后待用。
⑾浇筑混凝土前,应对模板支撑架进行全面检查。浇筑混凝土时,应设专人全过程监测。 6.1.3支架拆除
⑴模板支撑架和脚手架拆除应经审核批准后方可实施。
⑵支撑系统拆除前,项目技术负责人应核查混凝土同条件试块强度报告,浇筑混凝土达到拆模强度后方可拆除,并履行拆模审批手续。支撑结构架应待混凝土强度达到设计强度的100%及28天养护期后(双控)方能拆除。
⑶拆除作业前,项目技术负责人应对操作人员进行安全技术交底。拆除脚手架时,周围应设警戒标志,并设专人看管,禁止无关人员入内。
⑷架体拆除作业应设专人指挥,当有多人同时操作时,应明确分工、统一行动,且应具有足够的操作面;拆除前应应清除脚手架上杂物及地面障碍物。
⑸拆除时应按施工方案设计的拆除顺序进行。拆除必须按照先搭后拆、后搭先拆的原则进行,从顶层开始,逐层向下进行,严禁上下层同时拆除。
当⑹分段、分立面拆除时,应确定分界处的技术处理方案,保证分段后临时结构的稳定。分段拆除的高度不应大于两层,如高度差大于两步距,必须增设连墙件加固。。附
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墩柱连接的支撑系统必须随支撑架逐层拆除,严禁先将附墩柱连接全部或数层(步)拆除后再拆支撑架体。
⑺拆除顺序应是由上而下,一步一清,不准上下同时作业。
⑻拆除脚手架大横杆、剪刀撑时,应先拆中间扣,再拆两头扣,由中间操作人员往下顺杆子。
⑼当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度(约6.5m)时,应先在适当位置搭设临时抛撑加固后,再拆除连墙件。
⑽拆除的构配件应成捆吊运或人工传递至地面,严禁抛掷。拆除的构配件应分类堆放,以便运输、维护和保管。 6.1.4脚手架坍塌事故事故应急预案
见已报审、批准的《脚手架坍塌事故应急预案》。 6.2模板安装安全技术措施 6.2.1模板安装
⑴支模应按工序进行,模板没有固定前,不得进行下道工序;吊装模板未支撑稳固前不得松动吊钩。
⑵不准站在柱模上操作或在梁底模上行走,更不许利用拉杆、支撑攀登上下。 ⑶墙模板在未装对拉螺栓前,板面要向后倾斜一定角度并撑牢,以防倒塌。 ⑷安装侧模板时,应从转角开始,向相互垂直的二个方向拼装,连接模板的U形卡要正反交替使用;同一道梁两侧模板应同时组合,以便确保模板安装时的稳定。
⑸当模板采用分层支模时,第一层模板拼装后,应立即将内、外钢楞、穿墙螺栓、斜撑等全部安设紧固稳定。当下层模板不能独立安设支撑件时,必须采取可靠的临时固定措施,否则严禁进行上一层模板的安装。
⑹五级以上大风、大雾等天气时,应停止模板的吊运作业。 6.2.2模板拆除
⑴拆除时应严格遵守“模板工程操作规范:先安的后拆、后安的先拆”。 ⑵高处、复杂结构模板的拆除,应有专人指挥和切实的安全措施,并在下方标出工作区,设专人看守,严禁非操作人员进入作业区。
⑶工作前应事先检查所使用的工具是否牢固,搬手等工具必须用绳系在身上,工作时要思想集中,防止钉子扎脚或让工具从空中滑落。
⑷拆除模板一般应采用长撬杠,严禁操作人员站在正拆除的模板上。并确认所有螺栓杆旋开拔出,方可示意信号工指挥起吊。
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⑸已拆除的模板、拉杆、支撑等应及时运走或妥善堆放,严防操作人员因扶空、踏空而坠落。
⑹拆模时,应将已活动的模板、拉杆、支撑等固定牢固,严防突然掉落、倒塌伤人。 ⑺拆除4m以上模板时,应搭操作平台,设防护栏杆。
⑻严禁在同一垂直面上操作。拆除时应逐块拆卸,不得成片松动和撬落或拉倒。 ⑼遇六级以上大风时,应停止室外的高空作业;有雨、雪、霜时应先清扫作业现场。 6.3钢筋施工安全技术措施
⑴钢筋加工
a.施工过程中,手工操作钢筋应检查搬扣等工具是否良好,防止断裂伤人。30cm~40cm钢筋短头禁止上切断机切断。
b.在操作台上弯钢筋时,应防止铁屑飞溅伤眼,操作台上铁屑应及时清理,弯曲钢筋时,动作应一致,用力应均匀,防止脱扣,搬运转向配合要得当,注意力要集中,以防砸伤手脚。
c. 使用钢筋加工机械设备应遵守钢筋加工机械操作规程和安全用电规定。 ⑵钢筋安装
a.多人抬运钢筋,起落、转停动作要一致,在高处上下传递钢筋,不得站在同一垂直线上。
b.搬运钢筋,应防止碰撞电线,施工中严禁钢筋与电线、焊把线相碰、磨擦以防触电。
c.绑扎4米以上独立柱钢筋时应执行高处作业规定搭脚手架和工作平台,四周设防护栏杆。严禁依附主筋绑扎或攀登上下,柱筋应用临时支撑及拉线固定。
d.绑扎高处钢筋时,应搭设外挂架和安全网,并系好安全带。
e.绑孔地梁等钢筋时,应设附加钢骨架及马橙、钢筋网与骨架未固定前,禁止人员上下,以防倒塌。
6.4混凝土浇筑安全技术措施
⑴使用振捣棒的作业人员,应穿胶鞋和戴绝缘手套。震捣设备应设有开关箱,并装有漏电保护器。
⑵使用振动机前应检查电源电压,输电必须安装漏电开关,保护电源纡路是否良好,电源线不得有接头,机械运转是否正常,
⑶振捣器不得放在初凝的砼、地板、脚手架、道路和干硬的地上进行试振,检修或间断作业应切断电源。
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⑷插入式振捣器软软轴的弯径不得小于50cm,不得多于两个弯,操作时振捣棒应自然垂直沉入砼中,不得用硬插,斜插,不得全部插入砼中。
⑸振捣器应保持清洁,不得有砼粘在电机外壳上妨碍散热。
⑹作业转移时,电动机的导线应保持有足够的长度和松度。振动机移动时,不能硬拉电线,更不能在钢筋和其它锐利物上拖拉,防止割破拉断电线而造成触电伤亡事故。
⑺采用泵送混凝土时,输送管道的接头应紧密可靠不漏浆,安全阀必须完好,管道的架子要牢固,输送前要试送,检修时必须卸压。
⑻用起重机、料斗浇捣混凝土时,指挥扶斗人员与起重机驾驶员应密切配合,当起重机放下料斗时,操作人员应主动避让,应随时注意料斗碰头,并应站立稳当,防止料斗碰人坠落。
⑼浇筑混凝土过程中注意观察模板、支撑情况,发现异常及时处理。
⑽在临边上操作,如无可靠的安全设备时,必须戴好安全带,并扣好保险钩。 七、相关受力计算
7.1 Z1-1~Z1-2盖梁支承计算
此钢管脚手架承重支架支承方式仅用于Z1-1~Z1-2盖梁。
依据《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程(JGJ 231-2010)》、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
模板支撑立面示意图
7.1.1参数信息
⑴模板支撑及构造参数
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梁截面宽度 B(m):2.00;梁截面高度 D(m):1.60; 立杆沿梁跨度方向间距La(m):1.50;横向间距Lb(m):0.9; 立杆步距h(m):1.0,1.21.50; 梁支撑架搭设高度H(m):5.20;
承重架支撑形式:梁底支撑小楞平行梁截面方向,间距0.15m;小楞下纵梁间距1.5m。 盘扣支架采用φ60×3.2mm的钢管。
新浇混凝土重力密度(kN/m3):24.00;模板自重(kN/m2):0.50;钢筋自重(kN/m3):1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.0;新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):17.8; 振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):2.0;振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):4.0; ⑶材料参数
木材品种:柏木;木材弹性模量E(N/mm2):9000.0; 木材抗压强度设计值fc(N/mm):16.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):17.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.7; 面板材质:胶合面板;侧模面板厚度(mm):18.00;
面板弹性模量E(N/mm2):6000.0;面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0; 7.1.2梁侧模板荷载计算
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
F=0.22γtβ1β2V1/2 F=γH
其中 γ -- 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3; t -- 新浇混凝土的初凝时间,取2.000h; T -- 混凝土的入模温度,取20.000℃; V -- 混凝土的浇筑速度,取1.500m/h;
H -- 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取0.750m; β1-- 外加剂影响修正系数,取1.200; β2-- 混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。
分别计算得 17.848 kN/m2、18.000 kN/m2,取较小值17.848 kN/m2作为本工程计算荷载。
7.1.3梁侧模板面板的计算
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面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
次楞的根数为5根。面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
面板计算简图(单位:mm) (1)强度计算
材料抗弯强度验算公式如下: σ = M/W < [f]
其中,W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50×1.8×1.8/6=27cm3; M -- 面板的最大弯矩(N·mm); σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2) [f] -- 面板的抗弯强度设计值(N/mm2); 按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算: M = 0.1q1l+0.117q2l
其中 ,q -- 作用在模板上的侧压力,包括:
新浇混凝土侧压力设计值: q1= 1.2×0.5×17.85×0.9=9.638kN/m; 振捣混凝土荷载设计值: q2= 1.4×0.5×4×0.9=2.52kN/m; 计算跨度: l = (1600-1)/(5-1)= 399.75mm;
面板的最大弯矩 M= 0.1×9.638×[(1600-1)/(5-1)]2 + 0.117×2.52×[(1600-1)/(5-1)]2= 2.01×105N·mm;
面板的最大支座反力为:
N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×9.638×[(1600-1)/(5-1)]/1000+1.2×2.520×[(1600-1)/(5-1)]/1000=5.447 kN;
经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 2.01×105 / 2.70×104=7.4N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f] = 13N/mm2;
面板的受弯应力计算值 σ =7.4N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
(2)挠度验算
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2
2
ν =0.677ql/(100EI)≤[ν]=l/250
q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值: q = q1= 9.638N/mm; l--计算跨度: l = [(1600-1)/(5-1)]=399.75mm; E--面板材质的弹性模量: E = 6000N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 50×1.8×1.8×1.8/12=24.3cm4; 面板的最大挠度计算值: ν=
0.677×9.638×[(1600-1)/(5-1)]4/(100×6000×2.43×105) = 1.143 mm;
面板的最大容许挠度值:[ν] = l/250 =[(1600-1)/(5-1)]/250 = 1.599mm; 面板的最大挠度计算值 ν=1.143mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ν]=1.599mm,满足要求! 7.1.4梁侧模板支撑的计算
(一)次楞计算
次楞直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。 次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到: q = 5.447/0.500= 10.894kN/m
本工程中,次楞采用木方,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W = 1×6×8×8/6 = 64cm3; I = 1×6×8×8×8/12 = 256cm4; E = 9000.00 N/mm2;
4
计算简图
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剪力图(kN)
弯矩图(kN·m)
变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩 M = 0.272 kN·m,最大支座反力 R= 5.992 kN,最大变形 ν= 0.203 mm
(1)次楞强度验算 强度验算计算公式如下: σ = M/W<[f]
经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值 σ = 2.72×105/6.40×104 = 4.3 N/mm2; 次楞的抗弯强度设计值: [f] = 17N/mm2;
次楞最大受弯应力计算值 σ = 4.3 N/mm2 小于 次楞的抗弯强度设计值
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[f]=17N/mm,满足要求!
(2)次楞的挠度验算
次楞的最大容许挠度值: [ν] = 500/400=1.25mm;
次楞的最大挠度计算值 ν=0.203mm 小于 次楞的最大容许挠度值 [ν]=1.25mm,满足要求!
(二)主楞计算
主楞承受次楞传递的集中力,取次楞的最大支座力5.992kN,按照集中荷载作用下的多跨连续梁计算。
本工程中,主楞采用圆钢管,直径48mm,壁厚3.5mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 2×5.078=10.16cm3; I = 2×12.187=24.37cm4; E = 206000.00 N/mm2;
2
主楞计算简图
主楞弯矩图(kN·m)
主楞变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩 M= 0.300 kN·m,最大支座反力 R= 6.462 kN,最大变形 ν=
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0.067 mm
(1)主楞抗弯强度验算 σ = M/W<[f]
经计算得到,主楞的受弯应力计算值: σ = 3.00×105/1.02×104 = 29.5 N/mm2;主楞的抗弯强度设计值: [f] = 205N/mm2;
主楞的受弯应力计算值 σ =29.5N/mm2 小于 主楞的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
(2)主楞的挠度验算
根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为 0.067 mm 主楞的最大容许挠度值: [ν] = 400/400=1mm;
主楞的最大挠度计算值 ν=0.067mm 小于 主楞的最大容许挠度值 [ν]=1mm,满足要求!
7.1.5穿梁螺栓的计算
验算公式如下: N<[N]= f×A
其中 N -- 穿梁螺栓所受的拉力; A -- 穿梁螺栓有效面积 (mm2);
f -- 穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2; 穿梁螺栓型号: M12 ;查表得: 穿梁螺栓有效直径: 9.85 mm; 穿梁螺栓有效面积: A = 76 mm2; 穿梁螺栓所受的最大拉力: N =6.462 kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170×76/1000 = 12.92 kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力 N=6.462kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=12.92kN,满足要求! 7.1.6梁底模板计算 7.1.6.1承重支架构造
盘扣支架采用φ60×3.2mm的钢管。支撑系统采用横桥向900 mm及顺桥向1500mm的立杆布置方案。步距1000 mm、1200mm、1500mm。立杆在每步内以斜撑联结。
盘扣架上放16#工字钢作为主龙骨,间距900mm,梁底模下方设置次龙骨50×70×2.75mm热镀锌矩形方钢管,间距150mm,底模板面板采用15mm胶合板。
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侧模面板采用15mm胶合板外梆10cm×10㎝方木(间距20cm)外用钢管支撑,支撑间距不能大于60cm,再用Φ16mm圆钢作两排对拉杆,外背两根Φ48×3.0mm焊接钢管,对拉杆竖向间距为60cm,离底板砼面20cm,纵向间距60cm。 8.1.6.2材料特性
(一)方易鼎M60模板支撑系统
(1)性质: 立 杆:Q345B,=300 N/mm2,E =206000 N/mm2;A=571mm2, i = 20.10mm; 横 杆:Q345B,=300 N/mm2,E =206000 N/mm2 ; 竖向斜杆:Q345B,=300 N/mm2,E =206000 N/mm2 ; 水平斜杆:Q345B,=300 N/mm2,E =206000 N/mm2 ; (2)尺寸:立 杆:φ60.2mm × t:3.2mm 横 杆:φ48.2mm × t:2.5mm 竖向斜杆:φ48.2mm × t:2.5mm 水平斜杆:φ48.2mm × t:2.5mm (3)本方案的搭设布置间距: 纵 距: 1500mm 横 距: 900mm 步 距: 1500mm
(二)主龙骨形式:采用单根16#工字钢横桥向布置 工字钢规格 W(mm³) 16# 141000 I(mm⁴) 11300000 E(N/mm²) m(N/mm²) 206000 200 (三)次龙骨形式:50×70×2.75mm热镀锌矩形方钢管 截面抵抗矩 W= 11738mm3 惯性矩 I= 410820mm4 弹性模量 E=206000 N/mm 容许应力 fm=205N/mm2 (四)荷载工况:
(1). 钢筋混凝土自重:26KN/m3 (2). 模板及主次龙骨:1.2KN/m2 (3). 支撑架自重:0.15KN/m3 (4) . 施工人员及设备:3KN/m2
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2
(5) .振捣荷载:2KN/m (五)荷载组合:
恒荷载分项系数取1.2,活荷载分项系数取1.4 8.1.6.3支撑架结构的计算
盖梁底模板及支撑架结构的计算 (一)面板计算
模板面板采用15mm胶合板,取1米板宽验算。 (1)特性如下:
截面抵抗拒:W=bh2/6=1000×152/6= 37500mm3 惯性矩: I=bh3/12=1000×153/12=281250mm4 弹性模量: E=4500 N/mm2 容许应力: fm=13N/mm2, (2)各荷载取值:
a、钢筋及砼自重取26kN/m³×1.6m(梁高) =41.6kN/m2 b、模板荷载取1.2kN/m2 c、施工人员及设备荷载取3kN/m2 d、振捣荷载取2kN/m2 (3)荷载组合:
恒荷载分项系数取1.2,活荷载分项系数取1.4。取1m宽的板为计算单元。 则q1 =(a+b+c+d)×1=(41.6+3+1.2+2)×1=47.8kN/m q2= [1.2×(a+b)+1.4×(c+d)] ×1 =58.36kN/m 面板按三跨连续梁计算,次龙骨间距取l=150mm。
q
2
图-02受力计算简图
(4)强度验算:
Mmax =1/10×qmaxl²=1/10×58.36×150²=131310N·mm 最大弯应力:
σmax=Mmax/W =131310/37500=3.50N/mm2 (5)挠度验算: 最大挠度ωmax=1q1l/150EI=1×47.8×150/(150*4500*281250) ≈0.12mm<[ω]=L/400=150/400=0.375mm 满足要求。 (二)次龙骨计算 次龙骨50×70×2.75矩形方钢管验算,次龙骨间距150mm,跨径取l=1500mm。 (1)特性如下: 截面抵抗矩 W= 11738mm3 惯性矩 I= =410820mm4 弹性模量 E=206000 N/m2 容许应力 fm=205N/m2 (2)各荷载取值如下: a、 钢筋混凝土自重:26 kN/m3×1.6m =41.6KN/m2 b、 模板及主次龙骨:1.2KN/m2 c、 施工人员及设备:3KN/m2 d、 振捣荷载:2KN/m2 (3)荷载组合: 次龙骨布置间距150mm,梁高取1.6m,恒荷载分项系数取1.2,活荷载分项系数取1.4。 则q1 =( a+b+c+d)×0.15=(41.6+1.2+3+2)×0.15=7.17kN/m2; q2= [1.2×(a+b)+1.4×(c+d) ] ×0.15=8.75kN/m2; 则最大弯矩为Mmax=1/10×qmaxl2=8.75×15002/10=1968750N·mm (4)强度验算: 最大弯应力σmax=Mmax/W=1968750/11738=167.7Mpa <[δ]=205Mpa满足。 (5)挠度验算:最大挠度ωmax =qlL/150EI =7.17×15004/(150×410820×206000) =2.86mm<[ω]=1500/400=3.75 mm满足。 故次龙骨50×70×2.75矩形方钢管验算满足要求。 (三)主龙骨的校核 (取16#热轧普通工字钢作为主龙骨) 按连续梁计算,混凝土盖梁高取1.6m,砼计算面积为1㎡,主龙骨间距取值l=900mm,支座间距1500mm。 第36页,共57页 4 4 4 (1)工字钢特性如下: 工字钢规格 16# W(mm³) I(mm⁴) 141000 11300000 E(N/mm²) m(N/mm²) 206000 200 (2)各荷载取值如下: a、 钢筋及砼自重取:26 KN/m3×0.9m×1.5m×1.6m=56.16kN b、 模板及主次龙骨取:1.2KN/m2×0.9m×1.5m=1.62kN c、 施工人员及设备荷载取:3 KN/m2×0.9m×1.5m =4.05kN d、 振捣荷载: 2KN/m2×0.9m×1.5m =2.7kN (3)荷载组合: 恒荷载分项系数取1.2,活荷载分项系数取1.4。 则 q1 = (a+b+d+e)/1.5 =43.3kN/m q2 =[1.2×(a+b)+1.4×(d+e)]/1.5 =52.87kN/m 则最大弯矩为Mmax=q2L2/10 =52.87×15002/10=11895750N·mm (4)强度验算: 最大弯应力σmax=Mmax/W=12885750/141000 =84.37Mpa <[δ]=200Mpa 满足强度要求。 (5)挠度验算: 最大挠度ω=5 q1l4/384EI =5×43.3×15004/(384×206000 ×11300000) = 1.22mm < [ω]=1500/400=3.75mm 满足刚度要求。 (四)支撑架体承载力验算: 最不利立杆处的盖梁高为1.6 m,立杆承重混凝土断面面积1m ,横向长度为=1.05m;纵向间距1.5m。 (1)各荷载取值如下: a、 钢筋及砼自重取26 KN/m3×1m2×1.5 m =39kN b、 模板及主次龙骨取1.2KN/m2×1.05 m×1.5m =1.89kN c、 支撑架体自重取0.15 KN/m3×1.05m×1.5 m×8m(作用架体高度) =1.89kN 第37页,共57页 2 d、 施工人员及设备荷载取3 KN/m×1.05m×1.5 m =4.725KN e、 振捣荷载:2KN/m×1.05 m×1.5 m =3.15KN (2)荷载组合: 恒荷载分项系数取1.2,活荷载分项系数取1.4。 则 q1 = a+b+c+d+e =50.655kN q2 = 1.2×(a+b+c)+1.4×(d+e)=62.34kN 《国家建筑工程质量监督检验中心》----BETC-CL1-2012-148 抗压实验值:834.3kN (单座四柱) 834.3kN/4 柱 = 208.57kN/2 (取两倍安全系数) = 104 kN 则: 单柱容许荷载 = 104kN 故:62.34 kN < 104 kN 满足要求。 (3)稳定性验算: 按照《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010,组合风荷载计算。 立杆的截面特性: A=571mm2, i = 20.10mm,fm =300 N/mm2,E =2.06×105 N/mm2 取L=1500mm。 根据《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010中:5.3.2-1公式计算: lo =h’+2ka=1000mm+2×0.7×450mm=1630mm lo=2×1.2=2.4m 公式中:lo----支架立杆计算长度 h’—支架立杆顶层水平步距(m).宜比最大步距减少一个盘扣的距离 k——悬臂计算长度折减系数,可取0.7. a——支架可调托座支撑点至顶层水平杆中心线的距离(m) 立杆稳定性计算不组合风荷载: б=N/φA≤ƒ φ----轴心受压构件的稳定系数,根据立杆长细比λ= lo/i=1800mm/20.1mm=90,按《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010中,附录D取值,=0.550 N= 1.2×(a+b+c)+1.4×(d+e)=62.34 KN б=N/φA =62340/(0.55×571 ) = 198.5N/ mm2 ≤300 N/ mm2 故稳定性满足要求。 第38页,共57页 2 2 (五)地基承载力验算: P= N/A 式中:P ----- 立杆基础底面处的平均压力设计值 A ----- 基础底面计算面积 N ----- 立杆传至基础顶面的轴心力设计值 图-08立杆基础图 N = 63.9 kN (取立杆荷载q2 ,即单根立杆传至基础顶面的轴心力设计值) 基础处理采用30cm厚度砼,经过45°角扩散后基础的宽度变为0.54m (参考建筑施工手册200页),如上图所示: 计算面积A为:A=0.14+2*0.2*tg45°=0.25m²(大于0.25取0.25) P= N/A =62.34kN(取立杆荷载q2 )/0.25m =249.36kN/m2=249.36KPa<fcm=30Mpa 经计算地基处理后的承载力可满足要求。 7.2 Z1-3~B1盖梁支承计算 7.2.1盖梁结构 Z1-3~B1盖梁为连续3跨,宽2m,高1.6m;Z1-3~Z1-4跨长6m, Z1-4~Z1跨长7m, Z1-5~Z1-3跨长5m(Z2-1~Z2-3为连续2跨,宽2m,高1.4m;Z2-1~Z2-2跨长5m,Z2-2~Z2-3跨长5m)。以上墩柱直径1.3m。 7.2.2模板支承构造 上述模板及支架方案为,底模面板采用18mm厚胶合板,下部80×60mm木楞垂直梁横截面,间距0.33m;木楞下为[10#顺盖梁横截面,间距0.4m;槽钢下为2根45b工字钢垂直盖梁横截面。45b工字钢支撑在50t千斤顶上。50t千斤顶放置在抱箍上。以下对7m跨进行验算。 第39页,共57页 7.2.3梁底模板计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。 强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。 本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 400×18×18/6 = 2.16×104mm3; I = 400×18×18×18/12 = 1.94×105mm4; (1)抗弯强度验算 按以下公式进行面板抗弯强度验算: σ = M/W<[f] 钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m): q1=1.2×[(24.00+1.50)×1.60+0.50]×0.40×0.90=17.842kN/m; 施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m): q2=1.4×(2.00+2.00)×0.40×0.90=2.016kN/m; q=17.842+2.016=19.858kN/m; 最大弯矩及支座反力计算公式如下: Mmax=0.1q1l2+0.117q2l2= 0.1×17.842×333.3332+0.117×2.016×333.3332=2.24×105N·mm; RA=RD=0.4q1l+0.45q2l=0.4×17.842×0.333+0.45×2.016×0.333=2.681kN RB=RC=1.1q1l+1.2q2l=1.1×17.842×0.333+1.2×2.016×0.333=7.348kN σ =Mmax/W=2.24×105/2.16×104=10.4N/mm2; 梁底模面板计算应力 σ =10.4 N/mm2 小于 梁底模面板的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求! (2)挠度验算 根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。 最大挠度计算公式如下:ν= 0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 第40页,共57页 其中,q--作用在模板上的压力线荷载:q =q1/1.2=14.868kN/m; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =333.33mm; E--面板的弹性模量: E = 6000.0N/mm2; 面板的最大允许挠度值:[ν] =333.33/250 = 1.333mm; 面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×17.842×333.34/(100×6000×1.94×105)=1.278mm; 面板的最大挠度计算值: ν=1.278mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ν] =1.333mm,满足要求! 7.2.4梁底支撑的计算 本工程梁底支撑采用方木。 强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。 (1)荷载的计算 梁底支撑小楞的均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到: q=7.348/0.4=18.371kN/m (2)方木的支撑力验算 方木计算简图 方木按照三跨连续梁计算。 本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=10×5×5/6 = 41.67 cm3; I=10×5×5×5/12 = 104.17 cm4; 方木强度验算 计算公式如下: 最大弯矩 M =0.1ql2= 0.1×18.371×0.42 = 0.294 kN·m; 最大应力 σ= M / W = 0.294×106/41666.7 = 7.1 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f] =13 N/mm2; 第41页,共57页 方木的最大应力计算值 7.1 N/mm 小于 方木抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求! 方木抗剪验算 截面抗剪强度必须满足: τ = 3V/(2bh0) 其中最大剪力: V =0.6×18.371×0.4 = 4.409 kN; 方木受剪应力计算值 τ = 3×4.409×1000/(2×100×50) = 1.323 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.7 N/mm2; 方木的受剪应力计算值 1.323 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.7 N/mm2,满足要求! 方木挠度验算 计算公式如下: ν = 0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 方木最大挠度计算值 ν= 0.677×18.371×4004 /(100×9000×104.167×104)=0.34mm; 方木的最大允许挠度 [ν]=0.400×1000/250=1.600 mm; 方木的最大挠度计算值 ν= 0.34 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ν]=1.6 mm,满足要求! 7.2.5 [10#验算 (一)梁的静力计算概况 ⑴单跨梁形式:简支梁,盖梁纵向间距0.4m ⑵荷载受力形式: 1-7 ⑶计算模型基本参数:长 L =1.45 M ⑷均布力:标准值qk=qg+qq=15.68+5=20.68 KN 设计值qd=qg*γG+qq*γQ=15.68*1.2+5*1.4=25.82 KN (二)选择受荷截面 ⑴截面类型: 槽钢: [ 10 ⑵截面特性: Ix=198cm4 Wx=39.7cm3 Sx=23.5cm3 G=10kg/m 翼缘厚度 tf= 8.5mm 腹板厚度 tw= 5.3mm (三)相关参数 ⑴材质 :Q235 第42页,共57页 2 ⑵x轴塑性发展系数γx :1.05 ⑶梁的挠度控制 [v]:L/250 (四)内力计算结果 ⑴支座反力 RA = qd * L / 2 =18.72 KN ⑵支座反力 RB = RA =18.72 KN ⑶最大弯矩 Mmax = qd * L * L / 8 =6.79 KN.M (五)强度及刚度验算结果 ⑴弯曲正应力σmax = Mmax / (γx * Wx)=162.79 N/mm2 ⑵A处剪应力τA= RA * Sx / (Ix * tw)=41.92 N/mm2 ⑶B处剪应力τB= RB * Sx / (Ix * tw)=41.92 N/mm2 ⑷最大挠度 fmax = 5 * qk * L ^ 4 / 384 * 1 / ( E * I )=2.92 mm ⑸相对挠度 v = fmax / L =1/ 496.9 弯曲正应力 σmax=162.79 N/mm2 < 抗弯设计值 f : 215 N/mm2 ok! 支座最大剪应力τmax= 41.92 N/mm2 < 抗剪设计值 fv : 125 N/mm2 ok! 跨中挠度相对值 v=L/ 496.9 < 挠度控制值 [v]:L/ 250 ok! 验算通过! 7.2.6工字钢45b验算 此处验算纵梁工字钢45b,采用跨度、高度相对较大的Z1-3~B1盖梁,用于Z2-1~Z2-3盖梁同样也满足。 纵梁工字钢45b验算7m跨。 (一)材料及允许应力 序号 1 2 3 材料名称 45b热轧工字钢 [10槽钢 模板 单位重(Kg/m) 87.485 12.4 模板总重G=2.73吨 容许弯曲应力(Mpa) 215 215 容许剪切应力 计算长度(m) (Mpa) 125 125 13.7 2.4 (二)材料参数 材料名称 45b工字钢 名称 高度 宽度 腹板厚度 表示符号 h b d 数值 450 152 15.5 第43页,共57页 单位 mm mm mm 备 注 翼缘厚度 弹性模量 截面面积 截面抵抗矩 截面惯性矩 t Eg Ag Wg Ig 18 206000 11100 1500000 337600000 mm N/mm² mm² mm mm 43 (三)荷载计算 ⑴45#热轧轻型工字钢自重W1: 工字钢自重G=87.49kg/m 计算荷载 W1=G*Lgc*2*10/1000/Lgk=11.64KN/M ⑵木楞、拉条及各种附件自重W2: 计算荷载 W2=G*Lc*(Lgc/D+1)*10/1000/Lgk=5.62KN/M. ⑶模板自重W3: 模板自重W3,模板由专业厂家加工制作,底模及侧模总重量约2.73吨,计算时忽略端头模板尺寸变化。 计算荷载 W3=G*10/Lgk=13.65KN/M。 ⑷混凝土及钢筋重量W4,一个盖梁钢筋混凝土方量为V=31.68m^3, 计算荷载: W4=V*Gh/Lgk=396.00KN/M。 ⑸施工人员机械材料荷载取2.0KN/m^2。 计算荷载 W5=4.00KN/M。 ⑹振捣混凝土产生的荷载:取2.0KN/m^2。 计算荷载 W6=4.00KN/M。 则计算荷载为W=W1+W2+W3+W4+W5+W6=434.91KN/m, (四)45b工字钢验算 根据实际情况建立工字钢受力模型如下: 木楞验算所产生的支反力为Ra=Rb=9.55KN,将所有木楞产生的支反力简化为工字钢梁所承受的均布荷载,则单根工字钢梁所受的均布荷载为q=n*Ra/Lgc=31.82KN/M。 两支座处支反力为:Ra=Rb=q/2*(Lgz+2*Lgd)=163.90KN。 CA、BD段最大剪力在支座处为:Vga=-Vgb=-q*Lgd=-52.51KN。 第44页,共57页 AB段剪力在支座处为:Va=-Vb=-q*Lgz/2=-111.39KN。 则最大剪力为:Qmax=111.39KN。 CA、BD段最大弯矩在支座处为:Mca=-q*Lgd^2/2=-43.32KN.M。 AB段最大弯矩Mab=q*Lgz^2/8(1-4*Lgd^2/Lgz^2)=151.61KN.M。 则最大弯矩为:Mmax=-151.61KN。 弯矩图、剪力图如下: 则: 支座处最大剪切应力为:τmax=Qmax/Ag=10.03Mpa<[τ]=125Mpa 满足要求 支座处最大弯曲应力为:σmax=Mmax/Wg=101.07Mpa<[σ]=215Mpa 满足要求 最大位移fmax=q*Lgz^4/(384*Eg*Ig)*(5-24*Ldg^2/Lgz^2)=10.5 <[f]=Lgz/400=18mm 满足要求 7.2.7千斤顶选型 按承受最大荷载的Z1-4验算 Z1-4两侧为7m跨和6m跨,盖梁长度6.5m。 ⑴混凝土=2*1.6*6.5*2500=52000 Kg ⑵[10#=[(6.5/0.4)+1]*10=172.5 Kg ⑶工字钢45b=4*6.5*87.4=2272.4 Kg ⑷活荷载5 KN=5*6.5*2*1000/9.8=6632.65 Kg 合计=61.08t,2个钢棍分配=30.54t 考虑千斤顶质量情况,选用50t。 第45页,共57页 7.2.8抱箍验算 说明:1、图中未注明尺寸单位为m;2、抱箍共4套,每套M24高强螺栓20个;3、内衬5mm厚橡胶;4、抱箍体、牛腿上下盖板、肋板均采用16mm厚钢板;5、脚焊缝厚度10mm;6、如选用的螺栓,其间距难以扳手操作,可调整孔距;7、其他按规范执行。 8.2.8.1抱箍承载力计算 (一)荷载计算 ①钢筋混凝土=(3.5+3)*2*1.6*2500*9.8/1000=509.6KN ②工字钢(45b)=87.458*(3.5+3)*9.8/1000=5.57 KN ③千斤顶=20*2*9.8/1000=0.39 KN ④施工人员及设备荷载标准值1KN/m2,=(3.5+3)*2*1KN/m2=13 KN ⑤振动混凝土产生的荷载2KN/m2,=(3.5+3)*2*2KN/m2=26KN P=(①+②+③)*1.2+(④+⑤)*1.4=(509.6+5.57+0.39)*1.2+(13+26)*1.4=673.27 KN 第46页,共57页 (二)抱箍受力计算 ⑴螺栓数目计算 抱箍体需承受的竖向压力N=673.27kN 抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生,查《路桥施工计算手册》第426页: M24螺栓的允许承载力:[NL]=Pμn/K 式中:P---高强螺栓的预拉力,取225kN; μ---摩擦系数,取0.3; n---传力接触面数目,取1; K---安全系数,取1.7。 则:[NL]= 225×0.3×1/1.7=39.7kN 螺栓数目m计算: m=N’/[NL]=673.27/39.7=16.96≈17个,取计算截面上的螺栓数目m=20个。 则每条高强螺栓提供的抗剪力: P′=N/44=673.27/20=33.66KN≈[NL]=39.7kN 故能承担所要求的荷载。 ⑵螺栓轴向受拉计算 砼与钢之间设一层橡胶,按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3计算 抱箍产生的压力Pb= N/μ=673.27kN/0.3=2244.23kN由高强螺栓承担。 则:N’=Pb=2244.23kN 抱箍的压力由20条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为 N1=Pb/20=2244.23kN /20=112kN<[S]=225kN σ=N'/A=N′(1-0.4m1/m)/A 式中:N′---轴心力 m1---所有螺栓数目,取:20个 A---高强螺栓截面积,A=4.52cm σ=N”/A= Pb(1-0.4m1/m)/A=2244.23*(1-0.4*20/10)/20/4.52×10-4 =49651kPa=50MPa<[σ]=200MPa 故高强螺栓满足强度要求。 ⑶求螺栓需要的力矩M a.由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1 u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数 第47页,共57页 2 L1=0.015力臂 M1=0.15*112*0.015=0.252KN.m b.M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10° M2=μ1×N1cos10°×L2+N1sin10°×L2 [式中L2=0.011 L2为力臂] =0.15×112×cos10°×0.011+112×sin10°×0.011 =0.396 KN.m M=M1+M2=0.252+0.396=0.648 KN.m =66.1(kg.m) 所以要求螺栓的扭紧力矩M≥67(kg.m) 8.2.8.2抱箍体的应力计算 ⑴抱箍壁为受拉产生拉应力 拉力P1=10N1=10*112=1120(KN) 抱箍壁采用面板δ16mm的钢板,抱箍高度为0.6m。 则抱箍壁的纵向截面积:S1=0.016×0.6=0.0096(m2) σ=P1/S1=1120/0.096=117(MPa)<[σ]=140MPa 满足设计要求。 ⑵抱箍体剪应力 τ=(1/2RC)/(S1) =(1/2×673.27)/0.0096=15.07MPa<[τ]=85MPa 根据第四强度理论 σW=(σ2+3τ2)1/2=(1402+3×15.072)1/2 =142MPa<[σW]=145MPa 满足强度要求。 8.2.8.3抱箍牛腿计算 第48页,共57页 (一)计算资料 牛腿尺寸(单位:mm) 上翼缘宽bf1:300,上翼缘厚t1:16,腹板宽ts:16 下翼缘宽bf2:300,下翼缘厚t2:16,腹板高度hw:770 荷载 竖向压力设计值F=336.64 kN 柱边与竖向压力距离e=0.2m 材料 钢材为Q235-B 焊条为E43 焊接形式手工焊 焊缝质量三级 角焊缝焊角尺寸hf(mm)= 10 牛腿翼缘和柱的连接采用对接焊缝(坡口焊)连接,腹板和柱的连接采用角焊缝连接。 (二)牛腿强度的计算 作用于牛腿根部的弯炬M和剪力V M=F*e=336.64*0.2=67.33 kN.m V=336.64 kN 牛腿根部的净截面积An 第49页,共57页 An=bf1*t1+bf2*t2+ts*hw=21920 mm 上翼缘板中心至截面形心轴处的距离y y=(ts*hw*0.5*(hw+t1)+bf2*tf2*(hw+0.5*tf1))/An=391.25 mm 形心轴以上面积对形心轴的面积矩S S=(y-0.5*t1)*ts*0.5*(y-0.5*t1)+t1*bf1*y=3053024.52 mm3 净截面的惯性矩In 腹板中心距与y的距离a=(0.5*hw+0.5*t1-y)=1.75mm In=t1*bf1*y*y+t2*bf2*y*y+ts*hw*hw*hw/12+ts*hw*a*a=2078270000 mm4 净截面的上、下抵抗矩Wn1、Wn2 Wn1=In/(y+0.5*t1)= 5205458.94 mm3 Wn2=In/(hw+t1+0.5*t2-y)=5160175.06 mm3 下翼缘外边的正应力σ σ=M/ Wn2=13.05 N/mm2<215 N/mm2满足要求 截面形心轴处的剪应力τ τ=VS/(Itw)= 30.91 N/mm2<215 N/mm2,满足要求 截面腹板下端抵抗矩W’n2 W’n2=In/(hw+0.5*t1-y)= 5373652.52 mm3 下翼缘对形心轴的面积矩S1 S1=t2*bf2*(hw+0.5*t1+0.5*t2-y)= 1894808.79 mm3 腹板下端的正应力σ1 σ1= M/W’n2=12.53 N/mm2 腹板下端的剪应力τ1 τ=VS1/(Itw)=19.18 N/mm2 腹板下端的折算应力 √(σ1+3τ1)=35.51 N/mm2<1.1*215 N/mm2,满足要求 (三)牛腿与抱箍体的连接焊缝计算: 由于牛腿翼缘竖向刚度较差,一般不考虑承担剪力。同时为了与牛腿工字形截面的传力方式一致,可假定弯矩由牛腿翼缘与柱的连接焊缝承担,剪力由牛腿腹板与柱的连接焊缝承担。 翼缘采用对接焊缝,其受力为: H=M/ho=86.10 kN 第50页,共57页 2 2 2 上翼缘焊缝应力为: σf=H/(t1*bf1)=17.94 N/mm2 7.3.2底模及木楞验算 (一)参数信息 ⑴模板支撑及构造参数 梁截面计算宽度 B(m):1.30;梁截面高度 D(m):1.40(Z2盖梁); 承重架支撑形式:梁底支撑小楞平行梁截面方向; ⑵荷载参数 新浇混凝土重力密度(kN/m3):24.00;模板自重(kN/m2):0.50;钢筋自重(kN/m3):1.50; 施工均布荷载标准值(kN/m2):2.0;新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):17.8; 振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):2.0;振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):4.0; ⑶材料参数 木材品种:柏木;木材弹性模量E(N/mm2):9000.0; 木材抗压强度设计值fc(N/mm):16.0; 木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):17.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.7; 面板材质:胶合面板;面板厚度(mm):18.00; 面板弹性模量E(N/mm2):6000.0;面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0; ⑷梁底模板参数 梁底方木截面宽度b(mm):90.0;梁底方木截面高度h(mm):90.0; 梁底模板支撑的间距(mm):150.0; (二)梁底模板计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。 第51页,共57页 强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。 本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 1300×18×18/6 = 7.02×104mm3; I = 1300×18×18×18/12 = 6.32×105mm4; ⑴抗弯强度验算 按以下公式进行面板抗弯强度验算: σ = M/W<[f] 新浇混凝土及钢筋荷载设计值: q1:1.2×(24.00+1.50)×1.30×1.40×0.90=50.123kN/m; 模板结构自重荷载设计值: q2:1.2×0.50×1.30×0.90=0.702kN/m; 施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值: q3: 1.4×(2.00+2.00)×1.30×0.90=6.552kN/m; 最大弯矩计算公式如下: Mmax=0.1(q1+ q2)l2+0.117q3l2= 0.1×(50.123+0.702)×1502+0.117×6.552×1502=1.32×105N·mm; σ =Mmax/W=1.32×105/7.02×104=1.9N/mm2; 梁底模面板计算应力 σ =1.9 N/mm2 小于 梁底模面板的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求! ⑵挠度验算 根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。 最大挠度计算公式如下:ν= 0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中,q--作用在模板上的压力线荷载:q =q1+q2=50.123+0.702=50.825kN/m; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =150.00mm; E--面板的弹性模量: E = 6000.0N/mm2; 面板的最大允许挠度值:[ν] =150.00/250 = 0.600mm; 第52页,共57页 面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×50.825×150/(100×6000×6.32×10)=0.046mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.046mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ν] =0.6mm,满足要求! (三)梁底支撑木方的计算 荷载的计算 (1)钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m): q1 = 1.2×[(24+1.5)×1.4×0.15+0.5×0.15×(2×1.399+1.3)/ 1.3]=6.71 kN/m; (2)施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m): q2 = 1.4×(2+2)×0.15=0.84 kN/m; 均布荷载设计值 q = 6.710+0.840 = 7.550 kN/m; 梁两侧楼板荷载以集中荷载的形式传递,其设计值: p=0.15×[1.2×0.00×24.00+1.4×(2.00+2.00)]×(1.50-1.30)/4=0.042kN 支撑方木验算 本工程梁底支撑采用方木,方木的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: W=9×9×9/6 = 1.22×102 cm3; I=9×9×9×9/12 = 5.47×102 cm4; E= 9000 N/mm2; 计算简图及内力、变形图如下: 4 5 简图(kN·m) 第53页,共57页 剪力图(kN) 弯矩图(kN·m) 变形图(mm) 方木的支座力: N1=N2=4.95 kN; 最大弯矩:M= 2.026kN·m 最大剪力:V= 4.950 kN 方木最大正应力计算值 : σ =M/W=2.026×106 /1.22×105=16.7 N/mm2; 方木最大剪应力计算值 : τ =3V/(2bh0)=3×4.95×1000/(2×90×90)=0.917N/mm2; 方木的最大挠度:ν =1.724 mm; 方木的允许挠度: [ν]=1.500×1000/250=6.000 mm; 第54页,共57页 方木最大应力计算值 16.676 N/mm 小于 方木抗弯强度设计值 [f]=17.000 N/mm2,满足要求! 方木受剪应力计算值 0.917 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 [fv]=1.700 N/mm2,满足要求! 方木的最大挠度 ν=1.724 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ν]=6.000 mm,满足要求! 7.3.3工字钢45b验算 略。 7.3.4Φ100钢棍验算 Z2-1~Z2-3盖梁如下图: 2 (一)材料及允许应力 序号 1 2 材料名称 φ100钢棒(Q345) 模板 单位重(Kg/m) 39.46 模板总重G=2.73吨 容许弯曲应力(Mpa) 250 容许剪切应力 计算长度(m) (Mpa) 145 2 (二)材料参数 材料名称 φ100钢名称 直径 表示符号 d 数值 100 第55页,共57页 单位 mm 备 注 棒 惯性矩 截面抵抗矩 弹性模量 截面面积 Ib Wb Eb Ab 4908738 98175 206000 7854 mm mm N/mm² mm² 34π*D^4/64 π*D^3/32 (三)荷载计算 ⑴45#热轧轻型工字钢自重W1: 工字钢自重G=87.49kg/m 计算荷载 W1=G*Lgc*2*10/1000/Lgk=11.64KN/M ⑵木楞、拉条及各种附件自重W2: 计算荷载 W2=G*Lc*(Lgc/D+1)*10/1000/Lgk=5.62KN/M. ⑶模板自重W3: 模板自重W3,模板由专业厂家加工制作,底模及侧模总重量约2.73吨,计算时忽略端头模板尺寸变化。 计算荷载 W3=G*10/Lgk=13.65KN/M。 ⑷混凝土及钢筋重量W4,一个盖梁钢筋混凝土方量为V=31.68m^3, 计算荷载: W4=V*Gh/Lgk=396.00KN/M。 ⑸施工人员机械材料荷载取2.0KN/m^2。 计算荷载 W5=4.00KN/M。 ⑹振捣混凝土产生的荷载:取2.0KN/m^2。 计算荷载 W6=4.00KN/M。 则计算荷载为W=W1+W2+W3+W4+W5+W6=434.91KN/m, 钢棒受力按悬臂梁的计算模型计算,悬臂长度取工字钢1/2底宽计算,工字钢安装时应紧贴墩柱以缩小悬臂端长度,其受力为工字钢所传递下来的支反力,按集中荷载考虑,建立计算模型如下: Φ100钢棒长度3m,计算悬臂长度取工字钢1/2底宽+,Lb=76mm,共2根钢棒,每侧每根受力为: 第56页,共57页 P=Ra=249.98KN 最大弯矩Mmax=-P*Lb=-19.00KN.M 最大剪力Qmax=P=249.98KN 最大弯曲应力σmax=Mmax/Wx=193.52<[σ]=250Mpa 满足要求 最大剪切应力τmax=Qmax/Ab=31.83<[τ]=145Mpa 满足要求 最大挠度fmax=PLb^3/(3*Eb*Ib)=0.04mm。<[f]=Lb/400=0.225mm 满足要求 弯矩图、剪力图如下: 八、附录 编后说明: 内部审核的重点在于力学校核。如审核者感觉计算过程不清晰明了,可对本篇内各个设计构造按自己习惯的方式、方法,参照相关规范进行验算、校核。 ——编者 第57页,共57页 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容