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1、钢管支架的计算书精品文档路基边坡防护施工钢管支架工程专项安全方案设计计算书一、计算目的路基边坡坡面防护施工是在斜坡上进行，特别是对于锚杆锚索施工，需要专门的操作平台来进行锚孔的钻进，所以需搭设钢管支架作为操作平台。对于钢管支架结合实际地质情况，管架的受力是否合理，有必要对其进行受力计算，掌握支架的受力情况，实现合理搭设，既经济又保证安全。支架布置见附件详图。为了确保安全，为了确保支架结构的受力合理、安全可靠、稳定，满足施工荷载的需要，确保施工安全，特进行支架的设计及受力计算。二、支架的设计(1)材料选择钢管：支架纵、横向水平杆、立杆均选用直径小=48mm、壁厚t=3.5mm的钢管，长度分别为2
2、m 3m 6m；钢管截面面积A=489mrm,截面惯性矩I=1.215 X105mm抵抗矩 W=5.078X103 3mm,回转半径15.78 mm,每延米理论重重为3.84 kg。铸铁扣件：基本形式有三种，即直角扣件、回转扣件、对接扣件。竹跳板：规格3 mx0.2 m；用于铺设出渣通道。安全网：规格4.5 m X1.2 m。(2)支架的布置(a)立杆立杆垂直于地面，是把脚手架上所有荷载传递给基础的受力杆件。立杆纵向间距1.2m,横向间距1m(b)纵、横向水平杆纵、横向水平杆是承受并传递荷载给立杆的受力杆件。纵向水平杆在纵向水平连接各 立杆，横向水平杆在横向水平连接内、外排立杆。间距见附件详图
3、。(c)剪刀撑设置剪刀撑或斜撑，可增强脚手架的纵、横向刚度。剪刀撑是设在脚手架内、外侧面的十字交叉斜杆，而斜撑是单独的斜杆。(d)纵、横向水平扫地杆纵向扫地杆连接立杆下端距底座下方 10cm20cm处的纵向水平杆，起约束立杆底 端在纵向发生位移的作用；水平扫地杆设置在位于纵向水平扫地杆上方处的横向水平杆， 起约束立杆底端在横向发生位移的作用。(e)扣件直角扣件用于两根垂直相交钢管的连接，依靠扣件与钢管表面间的摩擦力来传递荷载；回转扣件用于两根任意角度相交钢管的连接；对接扣件用于两根钢管对接接长的连 接。支架各部分具体尺寸、钢管间距以及支架搭设详细要求等详见附图和施工方案。三、支架杆件的受力计算
4、及强度的验算1 .计算断面支架沿路线纵向间距均为1.2米，沿坡面方向为1.0米，计算断面如下：图1.小横杆受力计算图示2 .荷载作用在支架小横杆上的荷载主要是施工荷载，主要是工人和钻孔机械的自重；根据施工现场的实际情况，对于1.2m 1.0m的布置情况，考虑2个人及钻孔机械的重量，得 计算荷载为：工人每人重50kg,机械自重150kg,断面上的荷载总计为250 kgX10N/kg 二2500N视为作用在小横杆上的均布荷载，考虑支架上的荷载为动荷载，计 1.2的冲击系 数，则均布荷载 q=3000/1.2=2.5 (KN/m)。3 .内力计算(1)顶端小横杆内力的计算荷载布置图：为了计算结果方便
5、绘图，采用程序计算。得到计算结果如下:小横杆弯矩图：单位 KN.m最大弯矩 Mmax=0.45KN.m；小横杆剪力图：单位KN图4.剪力图(2)顶端大横杆内力的计算大横杆按照三垮简支梁计算，计算跨径 1.2米；大横杆荷载布置图：作用在大横杆上的动荷载是由小横杆传来的集中力，为1.5KN动荷载作用下跨中弯矩影响线如图5、图6、图7.图6.第二垮跨中弯矩影响线图图7.第二垮跨中弯矩影响线图根据弯矩影响线，得跨中弯矩大小相等，以荷载布置在第二垮跨中为例, 计算得到弯矩及剪力图:大横杆弯矩：最不利位置布载;0.32图8.弯矩图(单位KNm4图9.剪力图(单位KN(3)立杆内力:立杆在最不利荷载作用下，
6、受力是由大横杆传来的，具大小N=1.5KN4 .杆件强度的验算(1)小横杆弯曲强度：(r=M/W=0.5KN.m/(5.078 Xl03mr3)=88.65Mpa b=215Mpa，表示钢材的极限强度。抗弯刚度：最大正弯矩 M=0.4 5KN.m查路桥施工计算手册得，最大 挠度 f=(5 Xql 4)/(384EI)=2.6mm f =3mm。满足要求。(2)大横杆弯曲强度：(t=M/W=0.32KN.m/(5.078 Xl03mri)=63.0Mpa b =215 Mpa挠度：f=1.883FL7(100EI)=0.002mm f =3mm 满足要求。(3)立杆由于下层大横杆步距为1m，长细
7、比尽L/i=55，查表得=0.74,得N =(DA 6=0.74 W89X140=50.6KN;而 N=1.5 N;满足要 求。(4)扣件抗滑力的计算由 R=1.5KNR=2.5 KN,满足要求。5 .立柱地基处理措施及承载力验算立柱地基处理措施由于是针对路基边坡防护工程施工，所以钢管支架的基础部位不可能采取 其他措施，所以只得将钢管深入土体里面一定的深度，增大杆件的抗倾覆能 力，同时深入较深一层基底更有利于承受施工荷载的作用，底下的土层比较密实，承载力相对表层有成倍增加的趋势，同时呢埋在土体里面，雨水的冲刷对 其支架的稳定影响很小。为确保支架的稳定，可以在竖杆与土接触部位用砂浆进行砌筑固定。
8、立杆地基基础承载力验算作用在地基基础上的立杆所受最大荷载为 1.5KN,而立柱直接作用在地基 上，查现行建筑地基基础设计规范，并充分考虑地基受其他因素的影响如 水的浸泡、冲刷等导致承载力的折减，在最不利的情况下得该地基基础容许承 载力b=195Kpa,对基础受力面积为0.01 m2,则立拄作用在地基上的平均 压力值为：P=1.65/A=150Kpa (r=195Kpa；即地基基础满足受力要求。不会产生 局部受力不均基础沉陷的情况。6 .钢管支架的抗倾覆稳定措施对于该支架方案，路基边坡呈1: 0.75或1: 0.5、1: 1的坡度，而支架 随着坡度靠内侧与坡面一致倾斜，竖杆深入土体，搭设了纵横向扫地杆、剪刀 撑和斜撑，并在坡面的下方和护坡道处均加设了两排管架，目的是促使整个支 架连接更加紧密，施工荷载比较小，即使钻孔施工，在增减钻杆时最多能产生 0.5米左右的位移，这对整个支架的稳定性是承受得起的。在支架的内外侧均设置得有加强斜撑，支架的稳定性能够满足要求。经上述计算及其验算，按照设计拟定的尺寸及步距布置支架，支架的受力 合理，方案可行。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除