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1、 《橋梁施工》 課程設(shè)計 (交通工程B方向用) 專 業(yè) 班級學號 姓 名 指導(dǎo)教師 學 期2011~2012第二學期 大學交通學院道路工程系 二〇一二年二月 南京工業(yè)大學課程設(shè)計用紙 - -第 頁 交通工程專業(yè)《橋梁施工》課程設(shè)計任務(wù)書 一、設(shè)計題目 某大橋現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工設(shè)計計算 二、

2、設(shè)計資料 1.建橋地點：泉河大橋 2.上部結(jié)構(gòu)型式：連續(xù)箱梁雙幅橋 3.荷載標準：公路—I級 4.箱梁尺寸布置：泉河大橋現(xiàn)澆箱梁為單箱單室結(jié)構(gòu)，每邊跨現(xiàn)澆段長15m，箱梁橫截面圖參見圖紙 5.箱梁混凝土等級：C30 6.鋼筋混凝土重力密度：26kN/m3 7.施工人員和施工材料、機具等行走運輸和堆放的荷載：2.5kPa 8.振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載：2.0kPa 9.箱梁翼緣模板及外側(cè)模采用定制鋼模板，內(nèi)模采用組合鋼模板，底模采用大塊鋼模板或竹膠板，內(nèi)模支撐采用Φ483.5mm腳手管做排架，支架用東北松木支架。 三、設(shè)計時間 一周（2月27日～3月3日） 四、要求 1.

3、 每位學生應(yīng)認真獨立地完成本次課程設(shè)計，圖面清潔整齊。設(shè)計計算說明書統(tǒng)一采用南京工業(yè)大學課程設(shè)計專用紙手寫，要求內(nèi)容完整，結(jié)果正確，字跡端正，語句通順。設(shè)計計算說明書及圖紙上要求注明班級學號、姓名。 2. 計算任務(wù)按學號編排分組 學號 單號 雙號 設(shè)計任務(wù) 箱梁1的滿堂支架 設(shè)計施工計算 箱梁2的滿堂支架 設(shè)計施工計算 學生名單 學號單號學生 學號雙號學生 3. 設(shè)計中不考慮風荷載的作用。 4．計算書主要內(nèi)容： 1）工程簡介與滿堂腳手架施工流程說明 2）支架縱橫向間距布置 3）模板支架檢算 4）立桿地基承載力計算 5．完成現(xiàn)澆箱梁滿

4、堂支架施工設(shè)計計算書一份，橫向支架布置圖一份，一并裝訂成冊，裝入檔案袋。 五、參考資料 橋梁施工 許克賓 中國建筑工業(yè)出版社 材料力學或工程力學 李慶華 主編 西南交通大學出版社 2000.11 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 JGJ130-2001 公路橋涵地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004） 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000） 橋梁施工百問 人民交通出版社 一．工程概況 泉州大橋位于福建省泉州市城區(qū)，是國道324線泉

5、州段上跨晉江干流的重要橋梁，是福州、泉州通往漳州、龍巖等地區(qū)及各縣的交通要道，同時又是泉州主區(qū)的城市橋梁。 泉州大橋梁高2.2m，箱梁頂板跨15m，底板寬6.7m，箱梁頂厚0.28m,底板厚均為0.62m ,腹板厚0.8m，箱梁為不完全對稱截面，該箱梁有一個1.5%的坡度。 二．施工工藝流程 1.流程圖 2．滿堂支架搭設(shè)及預(yù)壓 （1）地基處理 如果地基有未硬化完全處，可先用裝載機將表層松土推平并壓實，如果發(fā)現(xiàn)彈簧土須及時清除，并回填合格的砂類土或石料進行整平壓實。原有地基整平壓實后，鋪設(shè)15cm厚碎石，采用人工鋪平，用蛙式夯土機進行夯壓。在石子層上按照安裝滿堂支

6、架腳手鋼管立桿所對應(yīng)的位置鋪設(shè)支墊鋼板。 （2） 材料選用和質(zhì)量要求 鋼管規(guī)格為φ483.5mm，且有產(chǎn)品合格證。鋼管的端部切口應(yīng)平整，禁止使用有明顯變形、裂紋和嚴重繡蝕的鋼管。 （3） 支架布安裝 本支架采用“碗扣”式滿堂支架，其結(jié)構(gòu)形式如下：縱向立桿布置間距均為80cm橫向立桿的間距也均以80cm，其中在腹板兩側(cè)加上剪力撐以加強腹板處支架的承載能力；高度方向橫桿布置先在距離箱梁底下方120cm處先以間距為60cm布置三根橫桿，再往下以間距為120cm布置兩根，再往下再以間距為60cm布置三根，使所有立桿聯(lián)成整體，為確保支架的整體穩(wěn)定性在每三排橫向立桿和每三排縱向立桿各設(shè)置一道剪刀

7、撐（可詳見《邊跨現(xiàn)澆段碗扣式滿堂支架平面布置圖》）。在地基處理好后，按照施工圖紙進行放線，縱橋向鋪設(shè)好支墊鋼板，便可進行支架搭設(shè)。支架搭設(shè)好后，用可調(diào)頂托來調(diào)整支架高度或拆除模板用。 碗扣架安裝好后，對于箱梁底板部份，在可調(diào)頂托上橫向鋪設(shè)7801015cm的橫向墊木（15cm面豎放）共19根。然后在其上鋪設(shè)縱向15001010cm的墊木中心間距為30cm共25根。對于翼緣部份在翼緣底板坡面將設(shè)置10X10cm的橫向墊木。在頂托上安裝縱向15001010cm的墊木，鋼管架搭設(shè)到翼緣底部的橫向墊木上共12根.安裝模板前，要對支架進行壓預(yù)。支架預(yù)壓的目的：1、檢查支架的安全性，確保施工安全。2、消

8、除地基非彈性變形和支架非彈性變形的影響，有利于橋面線形控制。 （4）滿堂支架預(yù)壓 本方案按分段預(yù)壓法進行預(yù)壓，預(yù)壓方法依據(jù)箱梁砼重量分布情況，在搭好的支架上的堆放與梁跨荷載等重的砂袋（或鋼材、水箱）(梁跨荷載統(tǒng)一考慮安全系1.2)。施工前，每袋砂石按標準重進行分包準備好，然后用汽車吊或簡易扒桿進行吊裝就位，并按箱梁結(jié)構(gòu)形式合理布置砂袋數(shù)量。 為了解支架沉降情況，在預(yù)壓之前測出各測量控制點標高，測量控制點按順橋向每2米布置一排，每排4個點。在加載50%和100%后均要復(fù)測各控制點標高，加載100%預(yù)壓荷載并持荷24小時后要再次復(fù)測各控制點標高，如果加載100%后所測數(shù)據(jù)與持荷24小時后所測

9、數(shù)據(jù)變化很小時，表明地基及支架已基本沉降到位，可卸載，否則還須持荷進行預(yù)壓，直到地基及支架沉降到位方可卸壓。支架日沉降量不得大于2.0毫米（不含測量誤差），一般梁跨預(yù)壓時間為三天。卸壓完成后，要再次復(fù)測各控制點標高，以便得出支架和地基的彈性變形量（等于卸壓后標高減去持荷后所測標高），用總沉降量（即支架持荷后穩(wěn)定沉降量）減去彈性變形量為支架和地基的非彈性變形（即塑性變形）量。預(yù)壓完成后要根據(jù)預(yù)壓成果通過可調(diào)頂托調(diào)整支架的標高。 三．支架受力驗算 1、底模板下次梁（1010cm木枋）驗算： 底模下腳手管立桿的縱向間距為0.8m，橫向間距根據(jù)箱梁對應(yīng)位置分別設(shè)為0.8m，頂托橫梁按橫橋向布置

10、，間距0.8m；次梁按縱橋向布置，間距0.3m 。因此計算跨徑為0.8m。 （1）按簡支梁受力考慮斜腹板對應(yīng)的間距為15cm的木枋受力驗算 底模處砼箱梁荷載：P1 = 2.326= 59.8 kN /m2 （按2.3m砼厚度計算） 模板荷載：P2 = 200kg/m2= 2kN /m2 設(shè)備及人工荷載：P3 = 250kpa = 2.5kN /m2 砼澆注沖擊及振搗荷載：P4 = 2kpa= 2kN /m2 則有P = （P1 + P2 + P3 + P4）= 59.8+2+2.5+2=66.3kn/m2 W =bh2/6 = 10X102/6 =167 cm3 由梁

11、正應(yīng)力計算公式得： σ =qL2/ 8W = （66.30.15）10000.82 / 816710-6 =4.76 Mpa ＜ [σ] =10Mpa 強度滿足要求； 由矩形梁彎曲剪應(yīng)力計算公式得： τ = 3Q/2A = 3（66.30.15）103（0.8 /2）/ 2101010-4 = 0.5 Mpa＜ [τ] =2Mpa（參考一般木質(zhì)） 強度滿足要求； 由矩形簡支梁撓度計算公式得： E = 0.1105 Mpa； I = bh3/12 = 10x103/12=833cm4 f max= 5qL4 / 384EI = 5（66

12、.30.15）1031030.84/ 38483310-811010 = 0.6367mm＜ [f] = 1.5mm（ [f] = L/400 ） 剛度滿足要求。 （2）底板下間距為30cm墊木受力驗算 中間底板位置砼厚度0.62m，考慮內(nèi)模支撐和內(nèi)模模板自重，墊木間距0.3m，則有： 底模處砼箱梁荷載：P1 = 0.6226= 16.12 kN /m2 內(nèi)模支撐和模板荷載：P2 = 400kg/m2= 4kN /m2 設(shè)備及人工荷載：P3 = 250kpa = 2.5kN /m2 砼澆注沖擊及振搗荷載：P4 = 2kpa= 2kN /m2

13、 則有P = （P1 + P2 + P3 + P4）= 24.62 kN /m2 q=24.620.3=7.386KN/m＜66.30.15=9.945KN/m 表明底板下間距為0.3m的墊木受的力比斜腹板對應(yīng)的間距為0.15m的墊木所受的力要小，所以底板下間距為0.3m的墊木受力安全。 以上各數(shù)據(jù)均未考慮模板強度影響，若考慮模板剛度作用和3跨連續(xù)梁，則以上各個實際值應(yīng)小于此計算值。 ②、頂托橫梁（墊木10X15cm）驗算： 腳手管立桿的縱向間距為0.8m，橫向間距為0.8m，頂托橫梁按橫橋向布置，間距0.8m。因此計算跨徑為0.8m，為簡化計算，按簡支梁受力進行驗算，實際為多

14、跨連續(xù)梁受力，計算結(jié)果偏于安全，僅驗算底模下斜腹板對應(yīng)位置即可： 平均荷載大小為q1= 66.30.8=53.04kN/m 計算墊木10X15cm幾何性質(zhì)： W =bh2/6 = 10X152/6 =375 cm3；I = bh3/12 = 10x153/12=2812.5cm4 跨內(nèi)最大彎矩為： Mmax =53.040.80.8/8= 4.24kN.m 由梁正應(yīng)力計算公式得： σw =Mmax / W = 4.24103 / (375X10-6 X106) =11。3 Mpa ＜ [σw] =145Mpa 滿足要求； 撓度計算按簡支梁考慮，得： E

15、 = 0.1105； f max= 5qL4 / 384EI= 553.0410000.84109 / (3840.11052812.5104) = 1.006mm＜ [f] = 2.25mm（ [f] = L/400 ）剛度滿足要求。 2、立桿強度驗算： 采用WDJ碗扣式多功能鋼支架，對其剛度、強度、穩(wěn)定性必須進行檢算。鋼管的內(nèi)徑Ф41mm外徑Ф48mm。腳手管（φ483.5）立桿的縱向間距為0.8m，橫向間距為0.8m，因此單根立桿承受區(qū)域即為底板0.8m0.8m箱梁均布荷載，由墊木橫梁集中傳至桿頂。根據(jù)受力分析,不難發(fā)現(xiàn)斜腹板對應(yīng)的立桿受力

16、比其余位置的立桿受力大，故以斜腹板下立桿作為受力驗算桿件。 則有P =59.8 kN /m2 對于腳手管(φ483.5)，據(jù)參考文獻2可知： i ——截面回轉(zhuǎn)半徑，按文獻2附錄B表B知i = 1.578 cm f ——鋼材的抗壓強度設(shè)計值，按文獻2表5.1.6采用，f=205 MPa A ——立桿的截面面積，按文獻2附錄B表B采用，A=4.89cm2 由于大橫桿步距為1.2m，長細比為λ=L/i = 1200 / 15.78 = 76 由長細比查表（參考文獻2）可得軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)φ= 0.744 ，則有： [ N ] = φAf =0.74448

17、9205 = 74.582 kN 而Nmax = P計A =59.80.60.8 = 28.704 kN 可見[ N ] ＞ N，抗壓強度滿足要求。 另由壓桿彈性變形計算公式得：（按最大高度11m計算） △L = NL/EA =28.70410311103/2.11054.89102 =3.074mm 壓縮變形很小 單幅箱梁每跨混凝土182.98m3，自重約485.46噸，按上述間距布置底座，則每跨連續(xù)箱梁下共有324根立桿，可承受1091噸荷載（每根桿約可承受33kN），比值為1091/485.46 = 2.247 ，完全滿足施工要求。 經(jīng)計算，本支架

18、其余桿件受力均能滿足規(guī)范要求，本處計算過程從略。 四.地基容許承載力驗算： 立桿地基承載力計算(按1.2米梁長計算，鋼管按Φ48計算) 　　平均壓力P≤fg 　　P-立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力，P=N/A； 　　N-上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計值； 　　A- 基礎(chǔ)底面面積； 　　fg-地基承載力設(shè)計值。 （1）鋼筋砼荷載：混凝土橫截面積=12.198m2 N1=15X26x12.198=4757.22(KN) （2）模板荷載N2=2x15x15=450(KN) （3）10x10方木荷載N3=15x370.127.5=41.625(KN) （4）1015方木荷載N4=187.8x0.10.157.5=15.795(KN) （5）鋼管腳手立桿N5=324x103.849.8/1000=121.93(KN) 橫桿N6=144x153.849.8/1000=81.285(KN) （6）施工人員及機具活載N7=2.5x15x15=562.5KN) 　　N=1.2(4757.2+450+41.625+15.795+121.93+81.285)+1.4562.5=7348.902(KN) 　　A=15x15=225m2 　　P=N/A=7348.902/225=32.66KPa≤fg=120 Kpa滿足施工要求 - -