墩柱施工操作平臺(tái)相關(guān)計(jì)算

1、第 頁(yè)墩柱施工操作平臺(tái)相關(guān)計(jì)算概述墩身施工作業(yè)安全防護(hù)平臺(tái)適用于橋梁墩柱結(jié)構(gòu)施工使用，產(chǎn)品特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、外觀大方，安全防護(hù)設(shè)施可靠。本產(chǎn)品全部由鋼構(gòu)件拼裝而組成，主要構(gòu)件平臺(tái)、樓梯等均采用螺栓和焊接工藝，構(gòu)件四面獨(dú)立形成圍護(hù)體系。鋼材采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)型材，嚴(yán)格按圖制作，尺寸正確，電焊接點(diǎn)牢固，達(dá)到安全防護(hù)的目標(biāo)。梯籠主體結(jié)構(gòu)由立柱（75X75X6鋼角鐵）、框架平臺(tái)（橫梁63X63X5鋼角鐵）、樓梯(鍍鋅鋼板壓制）、附著件組成。 圖1 墩柱操作平臺(tái)類似施工材料選擇及使用要求（1）材料要求：角鐵鋼材強(qiáng)度等級(jí)Q235，表面應(yīng)平直光滑，不應(yīng)有裂紋、分層、壓痕、劃道和硬彎，所用的角鐵均有出廠合

2、格證，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。底框、頂框和立柱安全防護(hù)框連接方式為螺栓連接；腳踏板采用花紋板腳踏板。（2）要求：基礎(chǔ)施工前，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取針對(duì)性的措施處理地基，特別注意對(duì)軟基礎(chǔ)地段的地基處理，地基處理后經(jīng)檢測(cè)承載力符合方案要求后才可進(jìn)行混凝土基礎(chǔ)施工，建議用C30砼，厚度不少于20cm。（3）搭設(shè)要求：首層底框底部應(yīng)設(shè)置墊板；搭設(shè)高度為H=30m；搭設(shè)尺寸為：橫距Lb為1.3m，縱距La為2.98m，底框和頂框的步距h為2.25m；接長(zhǎng)必須使用配套的高強(qiáng)螺栓連接。附著件a.附著件每層按豎向間距4.5m，橫向間距不大于6m；水平間距0.75m靠近主節(jié)點(diǎn)布置；b.應(yīng)從底層第一步縱向水平處

3、開(kāi)始設(shè)置；c.附著件不應(yīng)與梯籠外垂直運(yùn)輸機(jī)械相碰；結(jié)構(gòu)復(fù)核驗(yàn)算算書(shū)（以最高層計(jì)算）墩身施工作業(yè)安全防護(hù)平臺(tái)的計(jì)算參照雙排腳手架考慮，搭設(shè)高度為30米。搭設(shè)尺寸為：立柱的縱距2.98米，立柱的橫距1.3米，步距2.25米。鋼角鐵63X63X5的截面幾何特征：截面積A=6.14cm2,慣性矩I=23.17cm4,截面模量W=13.33cm3, 回轉(zhuǎn)半徑i=1.94cm,每米長(zhǎng)質(zhì)量g=4.82kg/m。鋼角鐵75X75X6的截面幾何特征：截面積A=8.8cm2,慣性矩I=46.91cm4,截面模量W=22.69cm3, 回轉(zhuǎn)半徑i=2.31cm,每米長(zhǎng)質(zhì)量g=6.91kg/m。Q235鋼抗拉、抗壓和

4、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)f=205N/mm2,彈性模量E=2.1105。驗(yàn)算結(jié)果報(bào)表產(chǎn)品名稱：“金中盛”墩身施工作業(yè)安全防護(hù)平臺(tái)序號(hào)構(gòu)件名稱構(gòu)件規(guī)格荷載取值計(jì)算模式驗(yàn)算的內(nèi)容自重腳踏板安全網(wǎng)活荷載風(fēng)荷載強(qiáng)度整體穩(wěn)定性kn/mkn/mkn/mkN/m2kN/m2N/mm2N/mm21短橫梁角鐵63635.00.050.253均布荷載簡(jiǎn)支梁107.32長(zhǎng)橫梁角鐵63635.00.050.253均布荷載簡(jiǎn)支梁135.83螺栓M14(4.8級(jí)）62.24焊縫焊縫高度6mm26.65立柱角鐵75756.00.070.30.06530.4軸向受壓132.26連墻件角鐵756.00.4軸向受壓25.5備注：Q235鋼抗

5、拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)f=205N/mm2，4.8級(jí)螺栓強(qiáng)度設(shè)計(jì)f=200N/mm2，焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)f=170N/mm2短橫梁的強(qiáng)度驗(yàn)算短橫梁按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算。短橫梁上面的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)荷載按均布荷載計(jì)算短橫梁的最大彎矩和變形。（1）均布荷載值計(jì)算橫梁的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.05kN/m腳踏板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.2502.98/2=0.373kN/m動(dòng)態(tài)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=3.002.98/2=4.47kN/m荷載的計(jì)算值q=1.20.05+1.20.373+1.54.47=6.77kN/m圖2短橫梁計(jì)算簡(jiǎn)圖（2）抗彎強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算公式如下：M=6.771.32/8=1.43kN.m=1.431

6、06/13330=107.3 N/mm2 f= 205.0N/mm2,滿足要求。（3）撓度計(jì)算計(jì)算公式如下：荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=0.05+0.25+4.47=4.77kN/m簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的最大撓度=5.04.7713004/(3842.110523.17104)=3.6mm短橫梁的最大撓度小于1300/150=8.7mm,滿足要求。（4）支座反力計(jì)算R1=R2= qlb/2=6.771.3/2=4.4kN長(zhǎng)橫梁的強(qiáng)度驗(yàn)算長(zhǎng)橫梁按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算。長(zhǎng)橫梁上面的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)荷載按均布荷載計(jì)算長(zhǎng)橫梁的最大彎矩和變形。（1）荷載值計(jì)算橫梁的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.05kN/m腳踏板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P

7、2=0.251.3/4=0.08N/m動(dòng)態(tài)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=3.001.3/4=0.98 N/m荷載的計(jì)算值q=1.20.05+1.20.08+1.50.98=1.63kN/m圖3長(zhǎng)橫梁計(jì)算簡(jiǎn)圖（2）抗彎強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算公式如下：M=1.632.982/8=1.81kn.m=1.81106/13330=135.8 N/mm2 f= 205.0N/mm2,滿足要求。（3）撓度計(jì)算計(jì)算公式如下:荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=0.05+0.08+0.98=1.11kN/m簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的最大撓度V=5.01.1114904/(3842.110523.17104)=1.46mm長(zhǎng)橫梁的最大撓度小于1490/150=9.

8、9mm,滿足要求。（4）支座反力計(jì)算R1=R2= qla/2=1.532.98/2=2.3kn螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算接長(zhǎng)時(shí)使用M14(4.8級(jí))普通螺栓，有效面積A=107.8mm2，抗拉應(yīng)力fbt=200n/mm2,抗剪應(yīng)力fbv=120 n/mm2 FR=R端部+R1=4.4+2.3=6.7 KN,M14最大抗剪應(yīng)力= FR /A =62.2n/mm2250n/mm2,滿足要求。焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算框架平臺(tái)橫梁與垂直導(dǎo)向方柱連接采用焊接工藝，焊縫長(zhǎng)度60mm,焊縫高度68mm抗剪應(yīng)力fbv=170 n/mm2角焊縫最大抗剪應(yīng)力= FR /（0.7lfhf）=26.6 n/mm2170 n/mm2, 滿足要求

9、。立柱的穩(wěn)定性驗(yàn)算荷載標(biāo)準(zhǔn)值:作用于施工梯籠的荷載包括靜態(tài)荷載、動(dòng)態(tài)荷載和風(fēng)荷載。靜態(tài)荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：(1)每米立柱承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，為0.45kN/m NG1 = 0.0730=2.1kn,(2)腳踏板的自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.10kN/m2 NG2= 0.3142.981.3=16.3kn,(3)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng):0.065 kN/m2 NG3 = 0.065302.98/2=2.90kn,經(jīng)計(jì)算得到，靜態(tài)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3 =21.3kN；動(dòng)態(tài)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：動(dòng)態(tài)荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，立柱按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。NQ =

10、 3kN/m21.32.982/2 =11.6 kN；考慮風(fēng)荷載時(shí),立柱的軸向壓力設(shè)計(jì)值為N = 1.2 NG+0.901.5NQ = 1.221.3+ 0.91.511.6=41.3kN；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立柱的軸向壓力設(shè)計(jì)值為N=1.2NG+1.4NQ=1.221.3+1.511.6=43 kN；風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計(jì)算： Wk=0.7zs0其中 0 - 基本風(fēng)壓(kN/m2)，0 = 0.4 kN/m2；z - 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，z= 2.05；s - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：s=0.8；經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:Wk = 0.7 0.42.050.8 =0.46 kN/m2；風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值

11、產(chǎn)生的立柱柱段彎矩 MW 為:Mw = 0.851.4WkLah2/10 = 0.851.40.462.982.252/10 =0.83 kNm；考慮風(fēng)荷載時(shí),立柱的穩(wěn)定性計(jì)算公式 = N/(A) + MW/W f立柱的軸心壓力設(shè)計(jì)值 ：N =40.2kN；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立柱的穩(wěn)定性計(jì)算公式 = N/(A) f立柱的軸心壓力設(shè)計(jì)值 ：N = N=41.8kN；計(jì)算立柱的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i =2.31cm；計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)得 ： k = 1.0 ；計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)得

12、： = 1.155 ；計(jì)算長(zhǎng)度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 2.60 m；h=2.25m長(zhǎng)細(xì)比: l0/i =100 ；軸心受壓立柱的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：=0.496考慮風(fēng)荷載時(shí) = N/(A) + MW/W =132.2N/mm2f ,滿足要求！不考慮風(fēng)荷載時(shí) =100 N/mm2f ,滿足要求！附著件的穩(wěn)定性驗(yàn)算附著件的軸向力設(shè)計(jì)值按以下公式計(jì)算：Nl = Nlw + N0每個(gè)附著件的最大允許覆蓋面積內(nèi)梯籠外側(cè)的迎風(fēng)面積 Aw =4.5X6=27 m2；參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)附著件約束梯籠平面外變形所產(chǎn)

13、生的軸向力(kN), N0= 3.000 kN；風(fēng)荷載產(chǎn)生的附著件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，按以下公式計(jì)算：Nlw = 1.4WkAw =1.40.4627=17.4kN；附著件的軸向力設(shè)計(jì)值 Nl = Nlw + N0= 20.4 kN；附著件選用角鐵L75X6，凈截面面積 ： A = 8.8 cm2,回轉(zhuǎn)半i=2.3cm 附著件承載力設(shè)計(jì)值按以下公式計(jì)算：Nf = Af由長(zhǎng)細(xì)比 l/i = 75/2.30的結(jié)果查表得到 =0.91，l=0.75m；附著件軸向承載力應(yīng)力值：=204N/(0.91x8.8)= 25.5 N/mm2 f= 205.0N/mm2,滿足要求。注意事項(xiàng)：由于現(xiàn)場(chǎng)施工中存在驗(yàn)算過(guò)程中無(wú)法考慮到的不確定因素，如自然災(zāi)害或人為原因造成的附加荷載等，為了盡可能確保梯籠的安全使用，必須注意以下事項(xiàng)：1、高度達(dá)到4.5m時(shí)，須設(shè)置連墻附著件；超過(guò)4.5m時(shí)，每隔4.5m處及頂端應(yīng)設(shè)置一道垂直導(dǎo)向方柱與建筑物連接的水平連墻附著件。距建筑物較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)增加纜風(fēng)繩或拋撐加固，拋撐、纜風(fēng)繩及地錨應(yīng)有警示標(biāo)識(shí)梯籠應(yīng)附著建筑物設(shè)置，梯籠外圍和端部應(yīng)按照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范的規(guī)定設(shè)置連墻附著件。2、請(qǐng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行安裝并確保安裝質(zhì)量，安裝及拆除過(guò)程中不可暴力操作，同時(shí)務(wù)必設(shè)立固定觀測(cè)點(diǎn)派專人定期對(duì)其