橋梁施工課程設(shè)計(jì)(交通工程B方向用)專 業(yè) 班級學(xué)號 姓 名 指導(dǎo)教師 學(xué) 期20112012第二學(xué)期 大學(xué)交通學(xué)院道路工程系二一二年二月南京工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)用紙 - -第 頁交通工程專業(yè)橋梁施工課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目某大橋現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工設(shè)計(jì)計(jì)算二、設(shè)計(jì)資料1.建橋地點(diǎn)：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(biāo)準(zhǔn)：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：C306.鋼筋混凝土重力密度：26kN/m37.施工人員和施工材料、機(jī)具等行走運(yùn)輸和堆放的荷載：2.5kPa8.振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載：2.0kPa9.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483.5mm腳手管做排架，支架用東北松木支架。三、設(shè)計(jì)時(shí)間一周（2月27日3月3日）四、要求1. 每位學(xué)生應(yīng)認(rèn)真獨(dú)立地完成本次課程設(shè)計(jì)，圖面清潔整齊。設(shè)計(jì)計(jì)算說明書統(tǒng)一采用南京工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)算說明書及圖紙上要求注明班級學(xué)號、姓名。2. 計(jì)算任務(wù)按學(xué)號編排分組學(xué)號單號雙號設(shè)計(jì)任務(wù)箱梁1的滿堂支架設(shè)計(jì)施工計(jì)算箱梁2的滿堂支架設(shè)計(jì)施工計(jì)算學(xué)生名單學(xué)號單號學(xué)生學(xué)號雙號學(xué)生3. 設(shè)計(jì)中不考慮風(fēng)荷載的作用。4計(jì)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(jì)算5完成現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工設(shè)計(jì)計(jì)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(xué)或工程力學(xué) 李慶華 主編 西南交通大學(xué)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(jì)規(guī)范公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)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(shí)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(gè)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(jī)將表層松土推平并壓實(shí)，如果發(fā)現(xiàn)彈簧土須及時(shí)清除，并回填合格的砂類土或石料進(jìn)行整平壓實(shí)。原有地基整平壓實(shí)后，鋪設(shè)15cm厚碎石，采用人工鋪平，用蛙式夯土機(jī)進(jìn)行夯壓。在石子層上按照安裝滿堂支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483.5mm，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(yán)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(qiáng)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(jìn)行放線，縱橋向鋪設(shè)好支墊鋼板，便可進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)重進(jìn)行分包準(zhǔn)備好，然后用汽車吊或簡易扒桿進(jìn)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(diǎn)標(biāo)高，測量控制點(diǎn)按順橋向每2米布置一排，每排4個(gè)點(diǎn)。在加載50%和100%后均要復(fù)測各控制點(diǎn)標(biāo)高，加載100%預(yù)壓荷載并持荷24小時(shí)后要再次復(fù)測各控制點(diǎn)標(biāo)高，如果加載100%后所測數(shù)據(jù)與持荷24小時(shí)后所測數(shù)據(jù)變化很小時(shí)，表明地基及支架已基本沉降到位，可卸載，否則還須持荷進(jìn)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(shí)間為三天。卸壓完成后，要再次復(fù)測各控制點(diǎn)標(biāo)高，以便得出支架和地基的彈性變形量（等于卸壓后標(biāo)高減去持荷后所測標(biāo)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(biāo)高。三支架受力驗(yàn)算1、底模板下次梁（1010cm木枋）驗(yàn)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，間距0.8m；次梁按縱橋向布置，間距0.3m 。因此計(jì)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(yàn)算底模處砼箱梁荷載：P1 = 2.326= 59.8 kN /m2 （按2.3m砼厚度計(jì)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由梁正應(yīng)力計(jì)算公式得： =qL2/ 8W = （66.30.15）10000.82 / 816710-6 =4.76 Mpa =10Mpa 強(qiáng)度滿足要求；由矩形梁彎曲剪應(yīng)力計(jì)算公式得： = 3Q/2A = 3（66.30.15）103（0.8 /2）/ 2101010-4 = 0.5 Mpa =2Mpa（參考一般木質(zhì)） 強(qiáng)度滿足要求；由矩形簡支梁撓度計(jì)算公式得： E = 0.1105 Mpa； I = bh3/12 = 10x103/12=833cm4 f max= 5qL4 / 384EI = 5（66.30.15）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(yàn)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 則有P = （P1 + P2 + P3 + P4）= 24.62 kN /m2 q=24.620.3=7.386KN/m66.30.15=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(qiáng)度影響，若考慮模板剛度作用和3跨連續(xù)梁，則以上各個(gè)實(shí)際值應(yīng)小于此計(jì)算值。、頂托橫梁（墊木10X15cm）驗(yàn)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(jì)算跨徑為0.8m，為簡化計(jì)算，按簡支梁受力進(jìn)行驗(yàn)算，實(shí)際為多跨連續(xù)梁受力，計(jì)算結(jié)果偏于安全，僅驗(yàn)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(jì)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(jì)算公式得： w =Mmax / W = 4.24103 / (375X10-6 X106) =11。3 Mpa w =145Mpa 滿足要求；撓度計(jì)算按簡支梁考慮，得： E = 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(qiáng)度驗(yàn)算：采用WDJ碗扣式多功能鋼支架，對其剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性必須進(jìn)行檢算。鋼管的內(nèi)徑41mm外徑48mm。腳手管（483.5）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)的立桿受力比其余位置的立桿受力大，故以斜腹板下立桿作為受力驗(yàn)算桿件。則有P =59.8 kN /m2對于腳手管(483.5)，據(jù)參考文獻(xiàn)2可知：i 截面回轉(zhuǎn)半徑，按文獻(xiàn)2附錄B表B知i = 1.578 cmf 鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按文獻(xiàn)2表5.1.6采用，f=205 MPaA 立桿的截面面積，按文獻(xiàn)2附錄B表B采用，A=4.89cm2由于大橫桿步距為1.2m，長細(xì)比為=L/i = 1200 / 15.78 = 76由長細(xì)比查表（參考文獻(xiàn)2）可得軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)= 0.744 ，則有： N = Af =0.744489205 = 74.582 kN 而Nmax = P計(jì)A =59.80.60.8 = 28.704 kN可見 N N，抗壓強(qiáng)度滿足要求。另由壓桿彈性變形計(jì)算公式得：（按最大高度11m計(jì)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(jì)算，本支架其余桿件受力均能滿足規(guī)范要求，本處計(jì)算過程從略。四.地基容許承載力驗(yàn)算：立桿地基承載力計(jì)算(按1.2米梁長計(jì)算，鋼管按48計(jì)算)平均壓力PfgP-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(jì)值；A- 基礎(chǔ)底面面積；fg-地基承載力設(shè)計(jì)值。（1）鋼筋砼荷載：混凝土橫截面積=12.198m2N1=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(jī)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=225m2P=N/A=7348.902/225=32.66KPafg=120 Kpa滿足施工要求- -