嵊州市新昌江一桥预应力连续箱梁支架方案

1嵊州市新昌江一桥预应力连续箱梁支架方案现浇箱梁模板支架拟采用门式钢管脚手架搭设，选用HR301E型门架作为支架单元，其杆件规格、几何尺寸、截面特征如下：立杆φ57×2.5，横杆φ48×2.5，加强杆φ26.8×2.5；门架高h0=1900mm，门架宽b=1000mm，立杆加强杆高h1=1800mm；立杆毛截面积A1=428mm2，毛截面惯性矩I0=159258.4mm4，加强杆毛截面惯性矩I1=14236.1mm4。本计算中所采用的门架及配件应符合厂标要求,门架杆件及各种加固杆件的材质在保证可焊性的条件下应符合《标准碳素结构钢》(GB/T700)中Q235A钢的规定,其强度设计值f=205N/mm2,用于水平加固杆、剪刀撑、扫地杆、封口杆的连接扣件应符合标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定,一个构件的抗滑承载力标准值为10kN,设计值为8kN,扣件螺栓拧紧扭力矩宜为50～60N·m,不得小于40N·m。本计算符合国家现行行业标准《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ128-2000）的要求，实际施工时，支架的构造、搭设与拆除、安全管理与维护均应符合该规范的要求，否则不能满足本设计。一、支架的计算高度H1、梁底计算高度H底H底=梁底标高-（模板厚+木楞高+托梁高）-地面标高梁底标高：新昌江大桥桥墩顶最大标高值为29.515m（B12、C12），其梁底标高为：墩顶标高+垫石中心计算高+支座高=29.515+0.05+0.17=29.735m模板、木楞、托梁总高：0.018+0.08+0.15=0.248m地面高：按筑岛面标高17.5m计算则H底=29.735-0.248-17.5=11.987m2、两侧翼板底支架计算高度H翼H翼=翼板底标高-（模板厚+木楞高+托梁高）-地面标高2翼板底标高：取翼板中间高，翼板底标高为：翼板底面坡高的一半+腹板高+梁底标高=0.24/2+1.3+29.735=31.155m模板、木楞、托梁总高：0.248m地面标高：17.5m则H翼=31.155-0.248+17.5=13.41m（翼板底支架计算高未考虑桥面1.5%的横向排水坡度的影响）二、荷载计算1、门架结构尺寸示意图门架组装及结构尺寸示意图（单位：mm）下横杆φ48x2.5加强杆φ26.8x2.5上横杆φ48x2.5HR601A可调底座，φ35，高400锁销，配HR301E交叉拉杆，可搭六种架距：465、600、700、930、1200、1400HR701连接棒，高20HR100A门型架，高1900，宽1000HR201调节杆，长1700，可调范围140-1580，孔距120立杆φ57x2.5HR211插销HR602A可调托座，φ35，高4002、门架布置先按箱梁模板的结构设计尺寸布置门架。根据模板托梁的间距布置门架跨距L（L值即托梁间距，见新昌江一桥现浇预应力连续箱梁施工组织设计第五章第3节箱梁模板计算值与采用值汇总表）；门架间距取a=1000mm；门架选用型号HR100A，门架宽度3b=1000mm；水平加强杆纵向三跨一设，横向每间距一设，架高方向两步距一设；剪刀撑纵向3步3间距全高布设，周边满布，横向3步6跨距全高布设，间距15米。详见附图二。3、荷载组合计算①箱梁钢筋、砼、模板及施工荷载计算过程详见新昌江一桥现浇预应力连续箱梁施工组织设计第五章第1节。a、A、D单元跨中底板：16.91kN/m2，其中N′GK1=12.41kN/m2，∑NQiK=4.5kN/m2b、A、D单元支点处底板：19.83kN/m2，其中N′GK1=15.33kN/m2，∑NQiK=4.5kN/m2c、A、D单元边腹板下底板：50.3kN/m2，其中N′GK1=45.8kN/m2，∑NQiK=4.5kN/m2d、B、C单元跨中底板：16.38kN/m2，其中N′GK1=11.88kN/m2，∑NQiK=4.5kN/m2e、B、C单元支点处底板：21.68kN/m2，其中N′GK1=17.18kN/m2，∑NQiK=4.5kN/m2f、B、C单元腹板底板：50.3kN/m2，其中N′GK1=45.8kN/m2，∑NQiK=4.5kN/m2g、顶板两翼底板：12.67kN/m2（取两翼板平均厚度），其中N′GK1=8.17kN/m2，∑NQiK=4.5kN/m2②门架自重（由底部门架承受）：NGK1a、底板下：12m×0.135kN/m=1.62kNb、两翼底板：13.40×0.135kN/m=1.81kN注：0.135kN/m为门架生产厂（南通华荣膺架制造有限公司）厂标。③附件重（脚手加强钢管及扣件）：NGK2采用φ48×3.5mm脚手钢管，钢管重为0.038kN/m，扣件重：直角0.0135kN/个,旋转0.0145kN/个,布置见本章第二节,则:A、每跨范围内:a、A、D单元4tga=3×1.92/（2×0.93+0.6+0.7+0.93）=1.228cosa=0.631Ⅰ、底板下：钢管重为：（0.93/0.631×2×2+0.93×4+2×4/3）×0.038=0.467kN扣件重为:（4+1.3）×0.0135+3.3×0.0145=0.119kN(取平均数)横向水平杆与门架扣结，二步一道，共四道，纵向水平杆与横向水平杆扣结，三跨一设共四道，每跨1.3个，剪刀撑每两跨与门架横杆扣结一次，每斜杆扣四点，交叉扣一次，上下剪刀撑斜杆交叉点扣一次，共二十个扣结点分布在六跨内，每跨3.3个。Ⅱ、腹板下：钢管重为：（0.6/0.631×4+0.6×4+2×4/3）×0.038=0.337kN扣件重为:0.119kN（同上）Ⅲ、翼板下：按930㎜跨距取值，偏于安全。钢管重为：（0.93/0.631×4+0.93×5+2×5/3×1.5）×0.038=0.591kN扣件重为:（5+5/3）×0.0135+3.3×0.0145=0.138kNb、B、C单元：tga=3×1.92/（2×0.93+0.6+1.2+0.465+0.93）=1.139cosa=0.660Ⅰ、底板下：钢管重为：（0.93/0.66×4+0.93×4+2×4/3）×0.038=0.457kN。扣件重为：（4+1.3）×0.0135+3.3×0.0145=0.119kN（同A、D单元）。Ⅱ、腹板下：钢管重为：（0.465/0.66×4+0.465×4+2×4/3）×0.038=0.279kN。5扣件重为:0.119kN（同A、D单元）。III、翼板下：按930mm跨距取值，偏于安全。钢管重：（0.93/0.66×4+0.93×5+2×5/3×1.5）×0.038=0.581kN扣件重：0.138kN（同A、D单元）B、每间距范围内翼板下：tga=3×1.92/（3×2.0）=0.96cosa=0.721钢管重:2/0.721×4×0.038=0.421kN（只计剪刀撑,水平杆已计入跨距内）扣件重：16/3×0.0145=0.077kN（同上）。翼板外排门架设纵向剪刀撑，其余不设，该部分附件重量压在外排架上，外排架只承受荷载的一半，轴向力远小于内排架，可不计算。④荷载组合（底层门架）a、A、D单元跨中底板下：N′GK1+NGK1+NGK2=12.41×（2×0.93）+1.62+0.467+0.119=25.29kN∑NQIK=4.5×（2×0.93）=8.37kNb、A、D单元支点处底板下：NˊGK1+NGK1+NGK2=15.33×（2×0.93）+1.62+0.467+0.119=30.72kN∑NQIK=4.5×（2×0.93）=8.37kNc、A、D单元边腹板下（靠支点处）：NˊGK1+NGK1+NGK2=45.8×（2×0.32）+15.33×（0.93/2）+1.62+（0.337+0.462）/2+0.119=38.58kN∑NQIK=4.5×（2×0.32）+4.5×（0.93/2）=4.97kN6d、B、C单元跨中底板下：NˊGK1+NGK1+NGK2=11.88×（2×0.93）+1.62+0.457+0.119=24.29kN∑NQIK=4.5×（2×0.93）=8.37kNe、B、C单元支点处底板下：NˊGK1+NGK1+NGK2=17.18×（2×0.93）+1.62+0.457+0.119=34.15kN∑NQIK=4.5×（2×0.93）=8.37kNf、B、C单元腹板下（靠支点处）：NˊGK1+NGK1+NGK2=45.8×（2×0.32）+17.18×（0.93/2）+1.62+（0.279+0.457）/2+0.119=39.41kN∑NQIK=4.5×（2×0.32）+4.5×（0.93/2）=4.97kNg、A、D单元翼板下：NˊGK1+NGK1+NGK2=8.17×（2×0.93）+1.81+0.591+0.138=17.74kN∑NQIK=4.5×（2×0.93）=8.37kNh、B、C单元翼板下：NˊGK1+NGK1+NGK2=8.17×（2×0.93）+1.81+0.581+0.138=17.73kN∑NQIK=4.5×（2×0.93）=8.37kN三、一榀门架轴向力设计值（底层支架）N1、不组合风荷载时N=1.2（NˊGK1+NGK1+NGK2）+1.4∑NQIK①A、D单元跨中底板下支架：N=1.2×25.29+1.4×8.37=42.07kN7②A、D单元支点底板下支架：N=1.2×30.72+1.4×8.37=48.58kN③A、D单元边腹板下支架（靠支点处）：N=1.2×38.58+1.4×4.97=53.25kN④A、D单元翼板下支架：N=1.2×17.74+1.4×8.37=33.01kN⑤B、C单元跨中底板下支架：N=1.2×24.29+1.4×8.37=40.87kN⑥B、C单元支点底板下支架：N=1.2×34.15+1.4×8.37=52.70kN⑦B、C单元腹板下支架（靠支点处）：N=1.2×39.41+1.4×4.97=54.25kN⑧B、C单元翼板下支架：N=1.2×17.73+1.4×8.37=33.00kN2、组合风荷载时作用于脚手架的水平风荷载标准值按下式计算：ωk=0.7μZμSω0ω0：基本风压。按重现期10年查《建筑结构荷载规范》GB50009-2001附录D.4，嵊县为0.25kN/m2，按规范规定，取0.3kN/m2计算。μZ：风压高度变化系数，按A类取值，离地面高度按13.40m计，则μ2=1.488μS：风荷载体型系数。单品体型系数μSt=фμSф=An/A=｛[0.057×1.9×2+0.048×1.0×2+0.0268×（1.8×2+1.5）]×1.9+1×0.048×2｝×1.2÷（2×1.9）=0.30圆管杆件，μS=1.2（按μZω0d2≤0.002,H/d≥25查表）则μSt=0.3×1.2=0.36A、D单元按14榀桁架计算，B、C单元按16榀桁架计算。则A、D单元支架体型系数：μStω=μSt（1-ηn）/1-ηb取0.93m，h取1.90m，则b/h=0.489＜1，ф=0.30，查表得η=0.66。则：μStω=0.36×（1-0.6614）/（1-0.66）=2.932A、D单元支架体型系数：μStω=0.36×（1-0.6616）/（1-0.66）=2.937则A、D单元：ωk=0.7μZμSω0=0.7×1.48×2.932×0.3=0.911kN/m2qk′=ωk·a=0.911×2.0=1.822kN/m2每榀脚手架风线荷载标准值为：qk=qk′/14=0.13kN/mB、C单元：ωk=0.7μ2μSω0=0.7×1.48×2.937×0.3=0.913kN/m2ωk·a=0.913×2.0=1.826kN/m2每榀脚手架风线荷载标准值为：qk=qk′/16=0.114kN/m组合风荷载时轴向力设计值N为：N=1.2（NGK1′+NGK1+NGK2）+1.4×0.85×（∑NQIK+2MK/b）MK=qk·H2/109A、D单元翼下：MK=0.