目前我单位施工的一水工隧道,由于断面大,逐渐变化,混凝土衬砌施工采用满堂式脚手架,同时未了减小作用到满堂脚手架上的荷载,在拱部加设间距1.5m的砂浆锚杆,深入岩石1000mm。每根锚杆能承受的荷载为40KN。整个拱顶按2×2m间距布设25根锚杆。我想请教如何计算锚杆所能承受的荷载。并对我的论文进行完善和修改,在此感谢了!
目前我单位施工的一水工隧道,由于断面大,逐渐变化,混凝土衬砌施工采用满堂式脚手架,同时未了减小作用到满堂脚手架上的荷载,在拱部加设间距1.5m的砂浆锚杆,深入岩石1000mm。每根锚杆能承受的荷载为40KN。整个拱顶按2×2m间距布设25根锚杆。
我想请教如何计算锚杆所能承受的荷载。并对我的论文进行完善和修改,在此感谢了!
2楼
恰甫其海水利枢纽工程位于新疆伊犁巩留县境内,该工程包括大坝、导流、发电引水及泄洪等建筑物,其中表孔溢洪洞位于其它各洞室的最外侧,属恰甫其海水利枢纽的重要建筑物,为Ⅰ级建筑物。表孔溢洪洞洞身全长490.35m,分为斜井段、反弧段、洞身渐变段及洞身不变段4部分,其中渐变段全长89.78m,洞身纵坡7/100,开挖断面由17×15m渐变为13×15m,衬砌厚度1.0m,详见图1:渐变段结构纵剖面图。
3 施工方案及施工程序
渐变段满堂脚手架采用Ф48mm,壁厚3.5mm钢管搭设。搭设高度H=15m(取底板至拱顶高度),立杆纵横步距l=1.1m,水平杆层高0.75m,水平杆采用对接扣件连接,接头距离不小于50cm,与立杆交接处均采用直角扣件连接固定,剪刀撑
施工程序为:搭设满堂脚手架 绑扎钢筋及安装锚杆 模板支立 安装止水带 浇筑混凝土 拆模及满堂脚手架。
4 脚手架支撑及计算
4.1 计算参数
满堂脚手架搭设高度H=15m(取最大高度),钢管立柱的纵横向间距均为0.75m,因此横向水平杆的计算跨径l1=750mm,纵向水平杆的计算跨径l2=750mm。
脚手架选用Ф48×3.5mm钢管,截面面积A=489mm2,截面模量W=5.08×103mm3,回转半径I=15.8mm,抗压、抗弯强度设计值f=205N/mm2。
未了减小作用到满堂脚手架上的荷载,在拱部加设间距1.5m的砂浆锚杆,深入岩石1000mm。通过对其进行的拉拔力试验,每根锚杆能承受的荷载为40KN。整个拱顶按2×2m间距布设25根锚杆(详见图2:),所以
4.2 荷载计算
荷载的传递顺序为:模板 横向水平杆 纵向水平杆 立杆 地基。
取1m长构件作为计算单元
模板及支架自重: q1=1.2×3.0×1=3.6KN/m;
混凝土自重: q2=1.2×24×1=28.8KN/m;
振捣产生的荷载: q3=1.4×2.0×1=3.6KN/m;
q =35.2 KN/m
4.3 纵横杆受弯验算
4.3.1 横向水平杆
按简支梁计算,计算简图如图3:
(1)弯曲强度
σ= ≤〔σ〕
= =
σ:弯曲强度,MPa;
l1:横向水平杆步距,mm;
w:抵抗矩,mm3;
〔σ〕:抵抗矩,MPa。
(2)抗弯刚度
f= = = <3mm。
f:抗弯刚度,mm;
E:弹性模量,MPa;
I:惯性矩,mm4。
4.3.2 纵向水平杆
立杆纵向间距l=1.0m,因此纵向水平杆传递的集中力F=35.2×1.0=35.2KN,按三跨连续梁计算,计算简图如图4:
最大弯矩:Mmax=0.267FL2=0.267×35.2×1.0=9.4KN/m。
弯曲强度:σ= = =215Mpa,满足要求。
挠 度:f=1.883 =1.883 =<3mm。
F:集中力,KN;
4.4立杆计算
4.4.1计算假定
1、立杆只取按平面杆件体系计算;
2、立杆自由长度为纵向水平杆的步距,两端为铰接;
3、只计垂直力,不考虑水平力和风荷载。
4.4.2立杆承载力计算
立杆承受纵向水平杆传递的力,因此N=27.75KN,纵向水平杆的步距为1000mm,长细比λ= = =47.5,查《路桥计算手册》附表3-26,并用插入法得纵向弯曲系数Ф=0.840。
〔N〕=ФA[σ]=0.840×489×215=88313.4N=88.3KN
由N<〔N〕,满足要求。
i:回转半径,mm;
〔N〕:立杆承载力计算值,KN;
A:钢管截面面积,mm2;
[σ]:钢材强度极限值,Mpa。
4.5扣件抗滑力计算
立杆采用对接扣件连接,故不考虑扣件抗滑承裁力要求。
4.6力柱地基承裁力验算
满堂脚手架搭设在1.0m厚的C25钢筋混泥土底板上,故可不考虑地基承载力要求。
5 施工要点
1、立柱要求:立柱必须采用对接扣件连接,对接扣件应交错布置,两根相邻立柱的对接扣件应尽量错开一步,其错开的垂直距离不小于500mm。
2、纵向水平杆要求:纵向水平杆也必须采用对接连接,接头也必须错开布置,错开的水平距离不小于500mm,凡与立柱相交处,必须用直角扣件与立柱连接。
3、横向水平杆要求:凡立柱与纵向水平杆相交处均应设置横向水平杆,其距立柱轴心线的距离不大于150mm。
4、剪刀撑要求:每副剪刀撑跨越立柱不超过7根,与地面成450~600夹角。
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