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HR型可調(diào)重型門(mén)式腳手架設(shè)計(jì)和計(jì)算
HR型可調(diào)重型門(mén)式腳手架設(shè)計(jì)和計(jì)算
1、方案比較
由于本標(biāo)段預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁總長(zhǎng)為1300米共計(jì)七聯(lián)，若采用普通鋼管腳手搭設(shè)滿堂支架，架設(shè)時(shí)工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工工效低，而且鋼管和扣件損耗也比較大，經(jīng)過(guò)方案比較，我們選擇HR型可調(diào)重型門(mén)式腳手架作為本橋箱梁現(xiàn)澆砼的支架。
2、該腳手架的特點(diǎn)
HR型可調(diào)重型門(mén)式腳手架，具有搭設(shè)效率高。搭設(shè)是普通鋼管扣件腳手架的5倍，高度調(diào)節(jié)范圍大，能適應(yīng)各種高度變化的需要，減少了不必要的鋼管損失，承載能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，重復(fù)使用經(jīng)濟(jì)效益顯著。
由于本橋箱梁荷載沿縱向是分段變化的，而箱梁沿橫向分布又很不均勻，為了使門(mén)架的承載力得到充分利用，用縱向構(gòu)架布設(shè)，由于橋墩以及安裝連接器加厚處箱梁下荷載較大，門(mén)架跨距選用0.60米，附近處選用1.2米，跨中部分門(mén)架跨距選用1.5米，翼緣板部分荷載較小，門(mén)架跨距選用1.2或1.5米。門(mén)架的橫向排布如附圖所示，由于箱梁底部分荷載較大，考慮采用7排門(mén)架，翼緣板部分荷載較小，每側(cè)只布設(shè)三排門(mén)架。
為了增強(qiáng)支架的整體穩(wěn)定性應(yīng)采用?48×3㎜鋼管，對(duì)支架進(jìn)行適當(dāng)加固，縱向水平桿門(mén)架每排每二至三層加固一次，調(diào)節(jié)桿每排加固一次；橫向水平桿門(mén)架每二至三層每三跨加固一次，調(diào)節(jié)桿每三跨加固一次。
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3、支架設(shè)計(jì)
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4、荷載計(jì)算
①一榀門(mén)架的穩(wěn)定承載能力設(shè)計(jì)值
Nd=k?Af
k--材料強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)，對(duì)搭設(shè)高度30m以下，k=0.8
?--軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)
A--單榀門(mén)架立桿的截面積A=856mm2 f--材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取f=205Mpa.
?值確定 φ57×2.5鋼管 截面積A1=428mm2
φ26.5×2鋼管
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截面各慣性矩I1=π（D4-d4）/64=1.59×105mm4
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截面慣性矩I2=π（D4-d4）/64=1.1627×104mm則I=I1+I2=1.706×105mm4門(mén)架的回轉(zhuǎn)半經(jīng)
則門(mén)架的長(zhǎng)細(xì)比為λ=h/i=1900/19.96=95.20 查表得?=0.6248
故Nd=k?Af=0.8×0.6248×856×205=87712N=87.712KN
即門(mén)架承載設(shè)計(jì)值為87.712KN,為了在使用中更安全可靠，搭設(shè)高度30m以下，許用荷載為每榀門(mén)架75KN。
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i=I/A1=.706×105/428=19.96mm
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②箱梁各截面變化處箱梁部分線荷載 a．Ⅳ-Ⅳ截面每米長(zhǎng)箱梁荷載：
q=2.5S1=2.5×{[1/2(1.96+2.08)×6.0+1/2(0.7+1.96)×3.0+1/2(0.35 +0.7)×第一文庫(kù)網(wǎng)2.0+1/2(0.15+0.35)×2.0]×2.0}=2.5×35.32=88.3(t/m) b．Ⅲ-Ⅲ截面每米長(zhǎng)箱梁荷載：
q=2.5S2=2.5×{ S1-[1/2×(0.96+1.08)×5.25+1/2×(0.22+0.92)×1.76-1/2 ×0.1×0.1] ×2=2.5×22.6136=56.53(t/m)
c．Ⅱ-Ⅱ截面每米長(zhǎng)箱梁荷載：
q=2.5S3=2.5{S1-[1/2×(1.46+1.58)×5.25-1/2×0.25×1.8×2-1/2×0.25×0.25 ×2+1/2(0.22+1.17)×2.35-1/2×0.1×0.1-1/2×0.25×0.7]×2}=2.5×{35.32-
d．Ⅰ-Ⅰ截面每米長(zhǎng)箱梁荷載：
q=2.5×S4×{ S1-[1/2×(1.46+1.58)×5.55-1/2×0.25×1.8×2-1/2×0.25×0.25
×2+1/2×(0.22+1.44)×3.0-1/2×0.1×0.1-1/2×0.25×0.7]×2} =2.5×{35.32-20.642}=36.70(t/m) 5、支撐體系荷載驗(yàn)算：
為了簡(jiǎn)化計(jì)算，施工人員和設(shè)備重量、振搗荷載及模板支架本身的荷載按平均0.40t/m2計(jì)算，則箱梁部分每米長(zhǎng)26×0.4=10.4(t/m)計(jì)算。
①Ⅳ-Ⅳ截面部分門(mén)架的荷載驗(yàn)算：
N=1.3NQk=1.3×(88.3+10.4)×0.6=76.99(t)
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18.0165}=43.26(t/m)
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N1=N/13=76.99/13=5.92(t)
N=1.3 NQk=1.3×1.2×[1/2(56.53+43.26)+10.4]=94.06(t) N2=N/13=94.06/13=7.24(t)
N=1.3 NQk=1.3×1.2×[1/2(43.26+36.70)+10.4]=78.59(t) N3=N/13=78.59/13=6.05(t)
N=1.3 NQk=1.3×1.5×[(36.70+10.40)=91.85(t) N4=N/13=91.85/13=7.07(t)
求。
注：N1～N4-- 一榀門(mén)架所承受的荷載 NQK-- 一排門(mén)架共承受的荷載
6、為了保證支撐體系的可靠承載必須對(duì)地基進(jìn)行適當(dāng)處理，并對(duì)支撐體系進(jìn)行適當(dāng)加固以提高其整體性，同時(shí)在搭設(shè)門(mén)架時(shí)必須使門(mén)架垂直搭設(shè)。 7、支承件的布置
(1)圍林布置
沿橋向在HR型可調(diào)重型門(mén)架可調(diào)上托座進(jìn)行鋪設(shè)10cm×15cm圍林作支承件，橫向布置10cm×10cm二四木方，按照橫向0.305m 間距橫橋向布置二四木方。但是
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結(jié)論：經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，單榀門(mén)架的荷載都小于其穩(wěn)定承載能力7.5t，故符合承載要
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橫方向的二四方的間距在滿足1.22m×2.44m膠合板的鋪設(shè)要求時(shí)，可作適當(dāng)調(diào)整，但要滿足圍林二四木方承載力的要求。然后再在二四木方上鋪設(shè)1.22m×2.44m膠合板，二四木方同圍林以及膠合板同二四木方均采用鐵釘銷釘。
(2)模板的彎矩和撓度計(jì)算（按連續(xù)梁計(jì)算） ①底模：
a．橋墩以及安裝連接器加厚處彎矩和撓度計(jì)算
Mmax=pL2/10=(5.05+0.4)×104×0.3052×1/10=5.07×102(N?m) W=ab2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4(m3)
σmax= Mmax/W=5.07×102/(0.375×10-4) =13.5(Mpa)
=2.18(mm)
b．跨中部分彎矩和撓度計(jì)算
由于此部分箱梁均布荷載小于箱梁橋墩以及安裝連接器加厚部分荷載，因此此部分底模不需要加以計(jì)算。
②二四木方：
a．橋墩以及安裝連接器加厚處彎矩和撓度計(jì)算：
Mmax=pL2/10=qal2/10=(5.05+0.4)×104×0.305×1.02/10=1.66×103(N?m)
22-43
W=ab/6=0.1×0.1/6=1.667×10(m)
σmax= Mmax/W=1.66×103/(1.667×10-4)=9.97(Mpa)
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=(5.05+0.4)×104×1.0×0.3054/[128×0.6×1010×(1×0.0153/12)]
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fmax=pb4/(128EI)=pmab4/(128EI)
=(5.05+0.4)×104×0.305×1.04/[128×9×109×(0.1×0. 13/12)] =1.73(mm)
b．跨中部分彎矩和撓度計(jì)算：
22422
Mmax=pL/10=qal/10=(1.41+0.4)×10×0.305×1.0/10=5.52×10(N?m)
W=ab2/6=0.1×0.12/6=1.667×10-4(m3)
σmax= Mmax/W=5.52×102/(1.667×10-4) =3.31(Mpa)
=(1.41+0.4)×104×0.305×1.04/[128×9×109×(0.1×0. 13/12)] =0.58(mm)
a．橋墩以及安裝連接器加厚處彎矩和撓度計(jì)算：
22423
Mmax=pL/10=qal/10=(5.05+0.4)×10×1.0×0.6/10=1.96×10(N?m)
W=ab2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4(m3)
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σmax= Mmax/W=1.96×10/(3.75×10)=5.23(Mpa)
=(5.05+0.4)×104×1.0×0.64/[128×9×109×(0.1×0. 153/12)] =0.22(mm)
b．跨中部分彎矩和撓度計(jì)算：
Mmax=pL2/10=qal2/10=(1.41+0.4)×104×1.0×1.52/10=4.07×103(N?m)
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W=ab2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4(m3)
σmax= Mmax/W=4.07×103/(3.75×10-4)=10.09(Mpa)
=(1.41+0.4)×104×1.0×1.54/[128×9×109×(0.1×0. 153/12)] =2.83(mm)
c．Ⅱ-Ⅱ截面與Ⅰ-Ⅰ截面之間部分彎矩和撓度計(jì)算
Mmax=pL2/10=qal2/10=(1.54+0.4)×104×1.0×1.22/10=2.79×103(N?m) W=ab2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4(m3)
σmax= Mmax/W =2.79×103/（3.75×10-4）=7.44(Mpa)
=1.24(mm)
結(jié)論：經(jīng)過(guò)對(duì)底模、二四方、圍林的彎矩和撓度計(jì)算，模板支承體系的布置符合施工要求。
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=(1.54+0.4)×104×1.0×1.24/[128×9×109×(0.1×0. 153/12)]
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