裕山路80m連續(xù)梁條支架計(jì)算書
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1、目錄 1 計(jì)算依據(jù) 1 2 荷載取值及荷載組合 1 2.1 荷載取值 1 2.2 荷載組合 1 3 主要材料技術(shù)參數(shù) 2 3.1 竹膠板 2 3.2木材(紅松) 2 3.3 Q235鋼材 2 4 0號(hào)塊外側(cè)模及內(nèi)模驗(yàn)算 2 4.1外側(cè)模及內(nèi)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 4.2 混凝土側(cè)壓力計(jì)算 3 4.3外側(cè)模板驗(yàn)算 4 (1)面板驗(yàn)算 4 4.4內(nèi)模驗(yàn)算 6 4.4.1腹板模板驗(yàn)算 6 4.4.2頂板模板驗(yàn)算 9 4.4.3拉桿驗(yàn)算 10 5 0號(hào)塊支架驗(yàn)算 10 5.1 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 5.2 竹膠板面板驗(yàn)算 11 5.3 (100100)
2、mm2方木驗(yàn)算 12 5.4 現(xiàn)澆支架整體計(jì)算 14 5.4.1整體模型建立 14 5.4.2支架整體計(jì)算結(jié)果 16 5.4.3縱橋向I28b工字鋼計(jì)算結(jié)果 17 5.4.4 橫橋向2I45b工字鋼計(jì)算結(jié)果 19 5.4.5 鋼管樁計(jì)算結(jié)果 20 6 直線段支架驗(yàn)算 22 6.1 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 6.2 竹膠板面板驗(yàn)算 23 6.3 (100100)mm2方木驗(yàn)算 23 6.4 現(xiàn)澆支架整體計(jì)算 26 6.4.1整體模型建立 26 6.4.2支架整體計(jì)算結(jié)果 28 6.4.3縱橋向I28b工字鋼計(jì)算結(jié)果 30 6.4.4 柱頂縱橋向2I45b工字鋼
3、計(jì)算結(jié)果 31 6.4.5 鋼管樁計(jì)算結(jié)果 33 跨規(guī)劃裕山路(40+80+48)m連續(xù)梁驗(yàn)算附件 1 計(jì)算依據(jù) 《無砟軌道預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(懸臂澆筑施工)跨度(48+80+48)通橋施(2015)2368-Ⅳ-1》 《襄陽東津站站區(qū)施工圖東津1號(hào)特大橋》 《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》(周興水等著,人民交通出版社) 《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》(TB10002.1-2005) 《鐵路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(TB10203-2002); 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010) 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003); 《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(T
4、B10002.5-2005) 《鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程》(TB10110-2011) 《竹膠合板模板》(JG/T156-2004) 《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ166-2008) 2 荷載取值及荷載組合 按《鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程》(TB10110-2011)中的荷載取值標(biāo)準(zhǔn)及組合規(guī)定。 2.1 荷載取值 (1)新澆筑混凝土自重為 q1=26kN/m3 (荷載代號(hào)①); (2)模板自重(按 150kg/m2考慮) q2=1.5kN/m2(荷載代號(hào)②); (3)施工荷載人員、材料及施工機(jī)具荷載 q3=2.5kN/m2(荷載代號(hào)③);
5、 (4)振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載,垂直面模板取 q4=4.0kN/m2,水平面模板取 q4=2.0kN/m2(荷載代號(hào)④); (5)澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊荷載,取均布荷載 q5=2.0kN/m2(荷載代號(hào)⑤); (6)新澆筑混凝土對(duì)側(cè)面模板的壓力,根據(jù)《規(guī)程》要求計(jì)算(荷載代號(hào)⑥)。 2.2 荷載組合 (1)承載能力極限狀態(tài)考慮荷載效應(yīng)的基本組合 計(jì)算底模板、模板下縱橫梁強(qiáng)度時(shí),荷載設(shè)計(jì)值=1.2(①+②)+1.4(③+④+⑤);計(jì)算側(cè)模板強(qiáng)度時(shí),荷載設(shè)計(jì)值=1.4(④+⑥)。 (2)正常使用極限狀態(tài)考慮荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合 計(jì)算底模板、模板下縱橫梁剛度時(shí),荷載標(biāo)準(zhǔn)值=①+②;計(jì)算
6、側(cè)模板剛度時(shí),荷載標(biāo)準(zhǔn)值=⑥。 3 主要材料技術(shù)參數(shù) 3.1 竹膠板 根據(jù)《竹膠合板模板》(JG/T156-2004)中竹膠合模板力學(xué)性能取值。 彈性模量:E=4.5103MPa 抗彎強(qiáng)度:fw =50Mpa 3.2木材(紅松) 根據(jù)《鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程》(TB10110-2011)附錄B取值。 抗彎強(qiáng)度:fw =13Mpa 抗剪強(qiáng)度:fv =1.9Mpa 彈性模量:E=9103MPa 3.3 Q235鋼材 根據(jù)《鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程》(TB10110-2011)附錄A取值。 抗彎、抗拉、抗壓強(qiáng)度:fw=215Mpa 抗剪強(qiáng)度:fv
7、=125Mpa 彈性模量 E=2.06105MPa 4 0號(hào)塊外側(cè)模及內(nèi)模驗(yàn)算 4.1外側(cè)模及內(nèi)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 0號(hào)塊為整體一次性澆筑成型,長12m,高6.635m,梁底寬6.7m,梁頂寬12.6m。0號(hào)塊外側(cè)模及內(nèi)模結(jié)構(gòu)見圖4.1-1。 圖4.1-1 0號(hào)塊外側(cè)模及內(nèi)模結(jié)構(gòu)圖 外側(cè)模板采用鋼模板,面板厚6mm;橫肋選用[8槽鋼,間距0.3m;豎肋采用雙拼[10槽鋼,間距1m。 內(nèi)模(腹板模板及頂板模板)面板采用15mm厚竹膠板;背肋方木選用100mm100mm方木,環(huán)向布置,間距0.25m;腹板主肋方木選用150mm150mm方木,按豎向間距0.6m縱橋向
8、布置;頂板主肋方木選用100mm100mm方木,按橫橋向間距0.6m縱橋向布置;腹板模板除采用拉桿與外側(cè)模板對(duì)拉外,另設(shè)置鋼管支撐,豎向間距0.6m,縱橋向間距0.9m;頂板模板支撐系統(tǒng)采用碗扣式腳手架支撐,橫橋向間距0.6m,縱橋向間距0.9m。 內(nèi)模與外側(cè)模板之間采用20圓鋼對(duì)拉,并將兩側(cè)對(duì)拉桿橫橋向貫通連接,間距1m(豎向)x 1m(縱橋向)。 4.2 混凝土側(cè)壓力計(jì)算 根據(jù)混凝土的施工條件計(jì)算混凝土側(cè)壓力如下: (1)新澆混凝土對(duì)模板的水平側(cè)壓力 按照《鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程》(TB10110-2011)模板荷載及荷載效應(yīng)組合規(guī)定,可按下列二式計(jì)算,并取其最小值:
9、 pm=0.22γc t0 k1 k2 v1/2 pm=γcH 式中 pm------新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力(KN/m2)。 γc------素混凝土的容重(kN/m3)取24 kN/m3。 t0------新澆混凝土的初凝時(shí)間(h),初凝時(shí)間按6小時(shí)。 T------混凝土的溫度(25C)。 v------混凝土的澆灌速度(m/h);澆筑速度約為1.5 m/h。 H------混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆混凝土頂面的總高度(m);取6.635m。 k1------外加劑影響修正系數(shù),不摻外加劑時(shí)取1
10、.0;摻緩凝外加劑取1.2,該工程取1.2。 k2------混凝土入模坍落度修正系數(shù),當(dāng)坍落度小于100mm時(shí),取1.10;大于100mm,取1.15。本計(jì)算方案取1.15。 pm=0.22γct0 k1k2v1/2 =0.222461.21.151.51/2 =53.54kN/m2 pm=24x6.635=159.24kN/ m2 取二者中的較小值F=53.54kN/m2作為新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力。 (2)振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載 振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載取值4kN/m2 (垂直模板)。 (3)水平側(cè)壓力的荷載組合 F設(shè)=1.4(53.54+4
11、)=80.56kN/m2 F標(biāo)=53.54kN/m2 4.3外側(cè)模板驗(yàn)算 (1)面板驗(yàn)算 面板采用6mm鋼板,為受彎構(gòu)件,按三等跨連續(xù)梁進(jìn)行驗(yàn)算,計(jì)算單元寬度取1mm,計(jì)算跨徑取0.25m([8槽鋼凈距)。 ①截面特性計(jì)算 截面慣性矩:I=bh3/12=163/12=18mm4 截面抵抗矩:W=bh2/6=162/6=6mm3 ②受力計(jì)算 均布荷載: 計(jì)算強(qiáng)度時(shí),q=80.560.001=8.05610-2KN/m 計(jì)算撓度時(shí),q=53.540.001=5.35410-2KN/m 彎矩:M=0.1ql2=0.18.05610-20.250.25=4.02810-4KNm
12、
剪力:V=0.6ql=0.68.05610-20.25=1.2110-2KN。
③彎應(yīng)力計(jì)算
σ=M/W=402.8/6=67.13MPa<215MPa,抗彎滿足要求。
④剪應(yīng)力計(jì)算
τ=1.5V/A=12.1/16=3.02MPa<125MPa,抗剪滿足要求。
⑤撓度計(jì)算
ω=0.677ql4/100EI=0.6775.35410-22504/1002.0610518=0.38mm 13、=1013000mm4
截面抵抗矩:W=25300mm3
半截面面積矩:Sx=15100mm3
腹板厚度:t=5.0mm
②受力計(jì)算
均布荷載:
計(jì)算強(qiáng)度時(shí),q=80.560.3=24.17KN/m
計(jì)算撓度時(shí),q=53.540.3=16.06KN/m
彎矩:M=0.1ql2=0.124.1711=2.417KNm
剪力:V=0.6ql=0.624.171=14.5KN
③彎應(yīng)力計(jì)算
σ=M/W=2417000/25300=95.53Mpa<215MPa,抗彎滿足要求。
④剪應(yīng)力計(jì)算
τ=VSx/It=1450015100/(10130005.0)=43.23Mpa< 14、125MPa,抗剪滿足要求。
⑤撓度計(jì)算
ω=0.677ql4/100EI=0.67716.0610004/1002.061051013000 =0.52mm 15、撓度時(shí),q=53.541=53.54KN/m
彎矩:M=0.1ql2=0.180.5611=8.56KNm
剪力:V=0.6ql=0.680.561=48.34KN
③彎應(yīng)力計(jì)算
σ=M/W=8560000/78800=108.6Mpa<215MPa,抗彎滿足要求。
④剪應(yīng)力計(jì)算
τ=VSx/It=4834047000/(228900010.6)=93.6Mpa<125MPa,抗剪滿足要求。
⑤撓度計(jì)算
ω=0.677ql4 / 100EI=0.67748.3410004/1002.06105 2289000=0.69mm<1000/400=2.5mm,撓度滿足要求。
4.4 16、內(nèi)模驗(yàn)算
4.4.1腹板模板驗(yàn)算
(1)竹膠板面板驗(yàn)算
面板采用15mm厚竹膠板,背肋方木(100mmx100mm)間距0.25m,按三等跨連續(xù)梁進(jìn)行驗(yàn)算,取計(jì)算單元寬度為1mm,計(jì)算跨徑0.15m(凈距)。
①截面特性計(jì)算
慣性矩:I =bh3/12 = 1153/12 =281.25mm4;
截面抵抗矩:W=bh2/6 =1152/6 =37.5mm3。
②受力計(jì)算
均布荷載:
計(jì)算強(qiáng)度時(shí),q=80.560.001=8.05610-2KN/m
計(jì)算撓度時(shí),q=53.540.001=5.35410-2KN/m
彎矩:M=0.1ql2=0.18.05610-20.150. 17、15=1.8110-4KNm
③彎應(yīng)力計(jì)算
σ=M/W=181/37.5=4.83MPa<50MPa,抗彎滿足要求。
④撓度計(jì)算
ω=0.677ql4/100EI=0.6775.35410-21504/100x9103281.25=0.07mm 18、300mm4;
截面抵抗矩:W=bh2/6=1001002/6=166670mm3。
②受力計(jì)算
均布荷載:
計(jì)算強(qiáng)度時(shí),q=80.560.25=20.14KN/m
計(jì)算撓度時(shí),q=53.540.25=13.385KN/m
彎矩:M=0.1ql2=0.120.140.62=0.725KNm;
剪力:V=0.6ql=0.620.140.6=7.25KN。
③彎應(yīng)力計(jì)算
σ=M/W=725000/166670=4.35Mpa<13MPa,抗彎滿足要求。
④剪應(yīng)力計(jì)算
τ=1.5V/A=7250/(100100)=1.087Mpa<1.9MPa,抗剪滿足要求。
⑤撓度計(jì)算
19、ω=0.677ql4/100EI=0.67713.3856004/10090008333300 =0.16mm 20、0mm4;
截面抵抗矩:W=bh2/6=150150150/6=562500mm3。
②受力計(jì)算
均布荷載:
計(jì)算強(qiáng)度時(shí),q=80.560.6=48.33KN/m
計(jì)算撓度時(shí),q=53.540.6=32.12KN/m
彎矩:M=0.1ql2=0.148.3412=4.834KNm;
剪力:V=0.6ql=0.648.331=29KN。
③彎應(yīng)力計(jì)算
σ=M/W=4834000/562500=8.59Mpa<13MPa,抗彎滿足要求。
④剪應(yīng)力計(jì)算
τ=1.5V/A=29000/(150150)=1.29Mpa<1.9MPa,抗剪滿足要求。
⑤撓度計(jì)算
ω=0.677q 21、l4/100EI=0.67732.1210004/100900042187500 =0.57mm 22、木計(jì)算跨度均與內(nèi)側(cè)模模板相同,而受力小于內(nèi)側(cè)模模板,故不對(duì)頂板竹膠板面板及背肋方木進(jìn)行驗(yàn)算,以下僅對(duì)頂板處主肋方木及支撐鋼管進(jìn)行驗(yàn)算。
(1)頂板主肋方木驗(yàn)算
頂板主肋方木選用100mm100mm方木,按橫橋向間距0.6m縱橋向布置,頂板模板支撐系統(tǒng)采用鋼管支撐,橫橋向間距0.6m,縱橋向間距0.9m。按三等跨連續(xù)梁進(jìn)行驗(yàn)算,取計(jì)算單元寬度為0.6m,計(jì)算跨徑0.9m。
①截面特性計(jì)算
截面慣性矩:I=bh3/12=1001003/12=8333300mm4;
截面抵抗矩:W=bh2/6=1001002/6=166670mm3。
②受力計(jì)算
均布荷載:
計(jì)算強(qiáng)度時(shí),q=1.2( 23、260.3850.6+1.50.6)+1.4(2.5+2+2)0.6=13.75KN/m
計(jì)算撓度時(shí),q=260.3850.6+1.50.6=6.91KN/m
彎矩:M=0.1ql2=0.113.750.92=1.113KNm;
剪力:V=0.6ql=0.613.750.9=7.425KN。
③彎應(yīng)力計(jì)算
σ=M/W=1113000/166670=6.68Mpa<13MPa,抗彎滿足要求。
④剪應(yīng)力計(jì)算
τ=1.5V/A=7425/(100100)=1.113Mpa<1.9MPa,抗剪滿足要求。
⑤撓度計(jì)算
ω=0.677ql4/100EI=0.6776.919004/100 24、90008333300 =0.41mm 25、a,滿足要求!
立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算:
模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長度,a=0.3m,立桿步距,h=1.2m。
立桿計(jì)算長度l0=h+2a=1.8m
長細(xì)比λ=l0/i=1800/15.8=113.92
查表立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.489
N/ψA=10.49103/(0.4894.89102)=43.86Mpa<205 Mpa
立桿穩(wěn)定性滿足要求!
4.4.3拉桿驗(yàn)算
拉桿選用20鋼筋制作而成,布設(shè)間距不大于1m(豎向)1m(縱橋向),其截面積為S=314mm2,其抗拉強(qiáng)度為fy=270MPa。
拉桿受力F=1180.56=80.56KN
拉桿受拉應(yīng)力f 26、=F/S=80560/314=256,MPa<270MPa,拉桿強(qiáng)度滿足要求。
5 0號(hào)塊支架驗(yàn)算
5.1 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
0號(hào)塊采用鋼管支架現(xiàn)澆法施工。鋼管支架直接安裝在承臺(tái)預(yù)埋鋼板上,支架在墩身兩側(cè)對(duì)稱布置。支架支撐立柱采用直徑630mm壁厚8mm的鋼管,橫橋向3排,間距按3.5m標(biāo)準(zhǔn)排列,縱橋向墩柱每側(cè)兩排,間距為1.80m。柱頂橫橋向采用雙拼I45b工字鋼,其上為縱橋向I28b工字鋼,底板下間距0.6m,腹板下間距0.3m。其上方設(shè)置100mm100mm橫橋向方木,間距按0.25m布置,上鋪18mm竹膠板底模面板。
支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖5.1-1 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。
圖5.1 27、-1支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖
5.2 竹膠板面板驗(yàn)算
面板采用18mm厚竹膠板,背肋方木(100mmx100mm)間距0.25m,按三等跨連續(xù)梁進(jìn)行驗(yàn)算,取計(jì)算單元寬度為1mm,計(jì)算跨徑0.15m(凈距)。
① 截面特性計(jì)算
慣性矩: I=bh3/12=1183/12 =486mm4;
截面抵抗矩:W=bh2/6 =1182/6 =54mm3。
②受力計(jì)算
均布荷載:
計(jì)算強(qiáng)度時(shí),q1=1.2(266.580.001+1.50.001)+1.4(2.5+2+2)0.001=21.6110-2KN/m
計(jì)算撓度時(shí),q2=266.580.001+1.50.001=17.210-2K 28、N/m
彎矩:M=0.1ql2=0.121.6110-20.150.15=4.8610-4KNm
③彎應(yīng)力計(jì)算
σ=M/W=486/54=9MPa<50MPa,抗彎滿足要求。
④撓度計(jì)算
ω=0.677ql4/100EI=0.67717.210-21504/100x9103486=0.13mm 29、荷載較大的墩邊斷面按均布荷載進(jìn)行計(jì)算。見圖5.3-1墩邊斷面圖。
圖5.3-1墩邊斷面圖(單位:m)
腹板下區(qū)域
恒載 5.92/0.90.2526+1.50.25=43.1 kN/m
活載 6.50.25=1.63 kN/m
底板下區(qū)域
恒載 (2.16+5.05)/4.90.2526+1.50.25=9.93 kN/m
活載 6.50.25=1.63 kN/m
(2)(100100)mm2方木計(jì)算模型
采用有限元分析軟件Midas/civil進(jìn)行建模計(jì)算,計(jì)算模型如圖5.3-2,圖5.3-3,圖5.3-4。計(jì)算模型中施加荷載標(biāo)準(zhǔn)值,方木自重荷載由軟件自動(dòng)計(jì)算,荷 30、載組合由計(jì)算程序完成。
圖5.3-2 (100100)mm2方木計(jì)算模型
圖5.3-3 恒載加載圖
圖5.3-4 活載加載圖
(3)(100100)mm2方木計(jì)算結(jié)果
正應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,正應(yīng)力結(jié)果如圖 5.6 所示。
圖5.3-5 正應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大正應(yīng)力為2.86 Mpa< fw =13Mpa,安全。
圖5.3-6 剪應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大剪應(yīng)力為1.42 Mpa< fv =1.9Mpa,安全。
圖5.3-7 變形分析結(jié)果圖
最大變形為0.07mm< 600/400=1.5mm,安全。
5.4 現(xiàn)澆支架整體計(jì)算
5.4.1整 31、體模型建立
采用有限元分析軟件 Midas 進(jìn)行模型建立,用梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬。從I28b工字鋼以下建立整體計(jì)算模型,模型中包括的構(gòu)件從上向下依次為翼緣板縱向工字鋼(I28b)、橫橋向工字鋼(2I45b)、鋼管立柱(Φ630Χ8)及柱間[14支撐槽鋼。整體計(jì)算模型如圖 5.4-1所示。
5.5-1 現(xiàn)澆支架整體模型
荷載計(jì)算及整體模型加載,采用荷載較大的墩邊斷面按均布荷載進(jìn)行計(jì)算。見圖5.4-2,5.4-3,5.4-4。
底腹板荷載施加在縱橋向工字鋼(I28b)上,工字鋼底板下間距0.6m,腹板下間距0.3m。翼緣板荷載施加在縱橋向翼緣板區(qū)域工字鋼(I28b)上,兩排工字鋼間距1.5 32、m。
圖5.4-2 墩邊斷面圖
腹板下區(qū)域
恒載:6.56/426+1.51.25/4= 43.108kN/m
活載:6.51.25/4= 2.03kN/m
底板下區(qū)域
恒載:(1.71+4.2)/726+1.50.6= 22.85kN/m
活載:6.50.6=3.9kN/m
翼緣板區(qū)域(縱橋向2根I28b支撐)
恒載:1.19/226+2.95/21.5=17.68kN/m
活載:2.95/26.5=9.58kN/m
5.4.2支架整體計(jì)算結(jié)果
(1)正應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,正應(yīng)力結(jié)果如圖 5.4-2 所示。
圖 5.4-2 支架整體正應(yīng)力分析結(jié)果圖
最 33、大正應(yīng)力203MPa< fw =215Mpa,安全。
(2)剪應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,剪應(yīng)力結(jié)果如圖 5.4-3所示。
最大剪應(yīng)力為56.2Mpa< fv =125Mpa,安全。
(3)變形計(jì)算結(jié)果取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合,結(jié)果如圖 5.4-4 所示。
圖 5.4-4 支架整體變形分析結(jié)果圖
支架整體變形5.8mm。
5.4.3縱橋向I28b工字鋼計(jì)算結(jié)果
(1)正應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,正應(yīng)力結(jié)果如圖 5.4-5 所示。
圖 5.4-5正應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大正應(yīng)力78.2MPa< fw =215Mpa,安全。
(2)剪應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,剪應(yīng)力結(jié)果如圖5.4-6 所示。 34、
圖 5.4-6剪應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大剪應(yīng)力為31.1Mpa< fv =125Mpa,安全。
(3)變形計(jì)算結(jié)果取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合,結(jié)果如圖 5.4-7所示。
圖 5.4-7變形分析結(jié)果圖
懸臂1.21m側(cè)最大變形為5.805-3.576=2.229mm<1210/250=4.84mm,安全。
5.4.4 橫橋向2I45b工字鋼計(jì)算結(jié)果
(1)正應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,正應(yīng)力結(jié)果如圖 5.4-8所示。
圖5.4-8正應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大正應(yīng)力83.4 MPa< fw =215Mpa,安全。
(2)剪應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,剪應(yīng)力結(jié)果如圖 5.4-9 所示。
35、
圖 5.4-9剪應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大剪應(yīng)力為56.2Mpa< fv =125Mpa,安全。
(3)變形計(jì)算結(jié)果取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合,結(jié)果如圖 5.4-10所示。
圖 5.4-10變形分析結(jié)果圖
懸臂2m最大變形為3.963-2.664=1.299mm<2000/250=8mm,安全。
5.4.5 鋼管樁計(jì)算結(jié)果
(1)正應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,正應(yīng)力結(jié)果如圖 5.4-11 所示。
圖 5.4-11正應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大正應(yīng)力55.3 MPa< fw =215Mpa,安全。
(2)鋼管樁反力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,反力結(jié)果如圖 5.4-12 所示。
圖 5.4-12反力分析 36、結(jié)果圖
鋼管樁最大反力為769.1KN。
(3)鋼管樁基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算
鋼管立柱支撐在橋梁承臺(tái)混凝土之上,為C35鋼筋混凝土。C35混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值11.9Mpa。樁底預(yù)埋鋼板鋼板邊長 0.8m,則混凝土承受荷載:
σ1=Σax/A=769103/ 8002
=1.2Mpa<σ=11.9Mpa,滿足要求!
(4)鋼管樁穩(wěn)定性驗(yàn)算
立柱按一端鉸接一端自由,則計(jì)算長度l0=2.013=26m
鋼管立柱回轉(zhuǎn)半徑i==219.92mm
λ= l0/i=26000/219.92=118.2<[λ]=150(鋼構(gòu)件立柱)
查表得穩(wěn)定系數(shù)ψ=0.451,安全系數(shù)取2;
2σ 37、=P/ψA=769000/(0.50715624.6)=194Mpa<215 Mpa
6 直線段支架驗(yàn)算
6.1 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
直線段采用鋼管支架現(xiàn)澆法施工。支架在墩身兩側(cè)對(duì)稱布置。支架支撐立柱采用直徑630mm壁厚8mm的鋼管,橫橋向3排,間距按3.5m標(biāo)準(zhǔn)排列,縱橋向兩排,第一排鋼管支架安裝在承臺(tái)的預(yù)埋鋼板上,距墩邊距離為1m,第二排采用鋼管樁基礎(chǔ)。距第一排間距為3.7m。柱頂分配梁采用雙拼I45b工字鋼,其上為縱橋向I28b工字鋼,工字鋼上設(shè)置橫橋向100mm100mm方木間距按0.25m布置,上鋪18mm竹膠板底模面板。
支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖6.1-1 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。
38、圖6.1-1支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖
6.2 竹膠板面板驗(yàn)算
面板采用18mm厚竹膠板,背肋方木(100mmx100mm)間距0.25m,按三等跨連續(xù)梁進(jìn)行驗(yàn)算,取計(jì)算單元寬度為1mm,計(jì)算跨徑0.15m(凈距)。
② 截面特性計(jì)算
慣性矩: I=bh3/12=1183/12 =486mm4;
截面抵抗矩:W=bh2/6 =1182/6 =54mm3。
②受力計(jì)算
均布荷載:
計(jì)算強(qiáng)度時(shí),q1=1.2(262.92/0.950.001+1.50.001)+1.4(2.5+2+2)0.001=10.6710-2KN/m
計(jì)算撓度時(shí),q2=262.92/0.950.001+1.50 39、.001=8.1410-2KN/m
彎矩:M=0.1ql2=0.110.6710-20.10.1=1.06710-4KNm
③彎應(yīng)力計(jì)算
σ=M/W=106.7/54=1.9MPa<50MPa,抗彎滿足要求。
④撓度計(jì)算
ω=0.677ql4/100EI=0.6778.1410-21004/100x9103486=0.012 mm 40、100)mm2方木荷載計(jì)算
采用荷載較大的墩邊斷面按均布荷載進(jìn)行計(jì)算。見圖4.3-1墩邊斷面圖。
圖6.3-1墩邊斷面圖(單位:m)
腹板下區(qū)域
恒載 2.26/0.590.226+1.50.2=20.21kN/m
活載 6.50.2=1.3 kN/m
底板下區(qū)域
恒載 (3.65+4.49)/5.520.226+1.50.2=8.0kN/m
活載 6.50.2=1.3 kN/m
(2)(100100)mm2方木計(jì)算模型
采用有限元分析軟件Midas/civil進(jìn)行建模計(jì)算,計(jì)算模型如圖5.3-2,圖5.3-3,圖5.3-4。計(jì)算模型中施加荷載標(biāo)準(zhǔn)值,方木 41、自重荷載由軟件自動(dòng)計(jì)算,荷載組合由計(jì)算程序完成。
圖6.3-2 (100100)mm2方木計(jì)算模型
圖6.3-3 恒載加載圖
圖6.3-4 活載加載圖
(3)(100100)mm2方木計(jì)算結(jié)果
正應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,正應(yīng)力結(jié)果如圖 6.3-5 所示。
圖6.3-5 正應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大正應(yīng)力為2.2 Mpa< fw =13Mpa,安全。
圖6.3-6 剪應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大剪應(yīng)力為0.69Mpa< fv =1.9Mpa,安全。
圖6.3-7 變形分析結(jié)果圖
最大變形為0.063mm< 600/400=1.5mm,安全。
6.4 現(xiàn)澆 42、支架整體計(jì)算
6.4.1整體模型建立
采用有限元分析軟件 Midas 進(jìn)行模型建立,用梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬。從I28b工字鋼以下建立整體計(jì)算模型,模型中包括的構(gòu)件從上向下依次為縱向工字鋼(I28b)、柱頂分配梁(2I45b)、鋼管立柱(Φ630Χ8)及柱間支撐槽鋼(【140 mm)。整體計(jì)算模型如圖 6.4-1所示。
6.4-1 現(xiàn)澆支架整體模型
荷載計(jì)算及整體模型加載,墩邊斷面按均布荷載進(jìn)行計(jì)算。見圖6.4-4,6.4-5,6.4-6。
底腹板荷載施加在縱橋向工字鋼(I28b)上,翼緣板荷載施加在縱橋向翼緣板區(qū)域2根工字鋼(I28b)上,兩排工字鋼間距1.5m。
圖6.4 43、-2 直線段立面圖
圖6.4-3 直線段斷面圖
III截面腹板區(qū)域;
恒載 2.40/0.950.326+1.50.3=20.15kN/m
活載 6.50.3=1.95kN/m
I截面(即墩邊截面)腹板區(qū)域;
恒載 2.92/0.950.326+1.50.3=24.42kN/m
活載 6.50.3=1.95kN/m
III截面底板下區(qū)域;
恒載 (1.91+1.93)/4.80.626+1.50.6= 13.38kN/m
活載 6.50.6=3.9kN/m
I截面(即墩邊截面)底板下區(qū)域;
恒載 (3.04+3.78)/4.80.626+1.50. 44、6= 23.06kN/m
活載 6.50.6=3.9kN/m
翼緣板區(qū)域(縱橋向2根I28b支撐)
恒載 1.19/226+2.95/21.5=17.68kN/m
活載 2.95/26.5=9.59kN/m
圖6.4-4 腹板區(qū)域加載圖
圖6.4-5 底板區(qū)域加載圖
圖6.4-6 翼緣板區(qū)域加載圖
6.4.2支架整體計(jì)算結(jié)果
(1)正應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,正應(yīng)力結(jié)果如圖 6.4-7 所示。
圖 6.4-7 支架整體正應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大正應(yīng)力134 MPa< fw =215Mpa,安全。
(2)剪應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,剪應(yīng)力結(jié)果如圖 45、6.4-8所示。
最大剪應(yīng)力為72Mpa< fv =125Mpa,安全。
(3)變形計(jì)算結(jié)果取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合,結(jié)果如圖 6.4-9 所示。
圖 6.4-9支架整體變形分析結(jié)果圖
支架整體變形7.59mm。
6.4.3縱橋向I28b工字鋼計(jì)算結(jié)果
(1)正應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,正應(yīng)力結(jié)果如圖 6.4-10所示。
圖 6.4-10正應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大正應(yīng)力134.8 MPa< fw =215Mpa,安全。
(2)剪應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,剪應(yīng)力結(jié)果如圖6.4-11 所示。
圖 6.4-11剪應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大剪應(yīng)力為57.4Mpa< fv =125Mpa,安 46、全。
(3)變形計(jì)算結(jié)果取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合,結(jié)果如圖 6.4-12所示。
圖 6.4-12變形分析結(jié)果圖
經(jīng)比較:
跨中斷面最大變形為7.6-(2.3+2.7)/2=5.1mm<3700/400=9.25mm,安全。
6.4.4 柱頂縱橋向2I45b工字鋼計(jì)算結(jié)果
(1)正應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,正應(yīng)力結(jié)果如圖 6.4-13 所示。
圖 6.4-13正應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大正應(yīng)力85.1 MPa< fw =215Mpa,安全。
(2)剪應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,剪應(yīng)力結(jié)果如圖6.4-14 所示。
圖 6.4-14剪應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大剪應(yīng)力為71.9Mpa< fv 47、=125Mpa,安全。
(3)變形計(jì)算結(jié)果取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合,結(jié)果如圖6.4-15所示。
圖 6.4-15變形分析結(jié)果圖
經(jīng)比較:
懸臂1.8m側(cè)最大變形為3.1-1.1=2mm<1800/250=7.2mm;
懸臂0.95m側(cè)最大變形為2.04-1.01=1.03 mm<950/250=3.8mm;
跨中斷面最大變形為2。7-(1.4+1.0)/2=1.5mm<3500/400=8.75mm,安全。
6.4.5 鋼管樁計(jì)算結(jié)果
(1)正應(yīng)力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,正應(yīng)力結(jié)果如圖 6.4-16 所示。
圖 6.4-16正應(yīng)力分析結(jié)果圖
最大正應(yīng)力68.8 MPa< fw = 48、215Mpa,安全。
(2)鋼管樁反力計(jì)算取荷載設(shè)計(jì)值,反力結(jié)果如圖 6.4-17 所示。
鋼管樁最大反力為924KN。
(3)鋼管樁基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算
鋼管立柱第一排支撐在橋梁承臺(tái)混凝土之上,為C35鋼筋混凝土。C35混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值16.7Mpa。樁底預(yù)埋鋼板80080020mm鋼板,則混凝土承受荷載:
σ=N/A=794.6103/8002
=1.24Mpa<σ=16.7Mpa,滿足要求!
第二排鋼管樁支撐在條形基礎(chǔ)上,條形基礎(chǔ)長尺寸:長寬高=91.21m,C25混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值11.9Mpa。樁底預(yù)埋正方形鋼板鋼板邊長0.80m,樁受力不均勻系數(shù)取1. 49、2,則混凝土承受荷載:
σ1=F/A=924.4103/8002
=1.44Mpa<σ=11.9Mpa,滿足要求!
地基計(jì)算
換填建筑磚碴,假定換填厚度1.5m,應(yīng)力擴(kuò)散角30。
換填頂面應(yīng)力:
σ2=F/A=924/(9/32.2)
=140Kpa
換填基底應(yīng)力:
σ3=F/A=924/(9/3(2.2+1.52tan30))
=78.3Kpa
通過計(jì)算知,假定換填厚度為1.5m,側(cè)換填前基底承載力不小于140Kpa,換填后頂面承載力不小于78.3Kpa。
7 直線段內(nèi)外側(cè)模板驗(yàn)算
由于直線段模板采用的材料和支撐方式與0號(hào)塊模板相同,模板高度與受力卻小于0號(hào)塊模板,故不做驗(yàn)算。
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