阿尔乡跨304国道特大桥现浇梁膺架施工专项方案0703.docx
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阿尔乡跨304国道特大桥现浇梁膺架施工专项方案0703
新建通辽至京沈高铁新民北站铁路
阿尔乡跨304国道特大桥
现浇施工贝雷梁及满堂支架检算报告
编制:
复核:
审核:
二零一六年七月
一、贝雷梁现浇方案概况:
钢管立柱加贝雷梁法主要方案为:
主跨48m梁设4排钢管立柱,中间两排设在304国道两侧路基边坡的临时承台面上,边上两排设置在桥墩承台上,贝雷梁中间最大跨度18m两侧最大跨度约16.5m,钢管柱采用500×9mm及以上截面的焊管,每排布置7根,每排钢管立柱之间采用10号槽钢焊接牢固,钢管立柱上布设两根40号横向工字钢,工字钢上布设12组单层双片贝雷梁,贝雷梁宽450mm,腹板下布置6组,底板下布置4组,两端翼缘各布置1组,贝雷梁上再布设16号的横向工字钢,间距为600mm。
梁柱式支架横向布置图
梁柱式支架平面布置图(单位m)
二、支架检算
1、荷载取值:
中跨48m梁现浇混凝土重换算为均布荷载为:
312.26kN/m;
人、机、料及其他施工施工附加荷载取:
22.5kN/m;
钢模板(内、外、底):
模板厂提供的数据,每套模总重45.9kN/m;
贝雷梁每延米自重:
2.9kN/m(两排单层)。
根据以上荷载取值,贝雷梁纵向计算均布荷载取值为:
383.56kN/m。
2、贝雷梁计算(取中跨贝雷梁最不利跨度18m进行检算)
贝雷梁纵梁截面形式为底板和翼板下分别采用2组双排单层加强,箱室下采用10组双排单层加强。
按10组双排单层加强容许内力进行检算。
根据《交通部国防交通储备器材管理规定(1998年)》,贝雷桁架的几何特性和容许内力如下表:
贝雷桁架的几何特性和容许内力表
几何特性和容许内力
组合形式
W(cm3)
I(cm4)
M(kN·m)
Q(kN)
E(MPa)
双排单层加强
15398.3
1154868.8
3375.0
490.5
2.1×105
(1)支架弯矩检算
跨中最大弯矩为:
M=qL2/8/10=1553.42kN·m<[M]=3375kN·m
故弯矩符合要求,实际使用12片双排单层梁,更能满足要求。
(2)支架剪力检算
支点处剪力最大,Qmax=qL/2/10=345.21kN<[Q]=490.5kN
故抗剪也符合要求,实际使用12片双排单层梁,更能满足要求。
(3)支架挠度检算
跨中挠度最大,fmax=5qL4/(384EI*10)=3.71cm<[f]=L/400=4.5cm
故挠度符合要求。
(4)钢管立柱检算
支墩采用7根φ500螺旋焊接钢管,壁厚9mm,间距分别为2.81m,两端固接。
支墩高为9m(钢管长度)
回转半径
长细比
<[λ]=150,查《铁路桥梁钢结构设计规范》P.27页表5.2.1.
查《钢结构设计规范》P.136页表C-2得稳定系数
,
满足要求!
(5)钢管柱顶工字钢分配梁计算
q=7029.2/11.71m=600.3kN/m
按7根钢管布置,箱室下最大间距1.69m
M=600.3×1.1×1.692/8=235.75KN.m(考虑不均匀荷载分布系数1.1)
[W]=17.9/145=1234.5×103mm3
40a工字钢W=1085×103mm3
2根40a工字钢满足要求
三、支架基础检算
基础为条形基础100cm高150cm宽15m长C30混凝土条形基础。
底面设置φ20钢筋网片钢管柱基础如下图:
地基处理后,要求达到承载力350Kpa,则承载能力为1.5*15*350=7875KN,大于钢管整体最大轴向压力N=7029KN,地基承载能力满足要求。
四、边跨满堂支架检算
1、边跨满堂支架构造形式
根据桥型布置图,支架高度取16m,满堂支架钢材材质为A3钢,钢管为P50*4,支架上方倒扣C36b的槽钢,上部荷载通过25mm竹胶板及方木传递到槽钢,支架竖向间距1.2m,水平间距考虑1m。
考虑到施工需要一定的操作空间,故满堂之间顺桥向取30m,横桥向取15m;基本信息见下图。
箱梁满堂支架断面图
2、边跨满堂支架计算荷载取值
边跨32m梁现浇混凝土重换算为均布荷载为:
312.26kN/m;
人、机、料及其他施工施工附加荷载取:
22.5kN/m;
钢模板(内、外、底):
模板厂提供的数据,每套模总重45.9kN/m。
满堂之间横桥向宽度为15m,故满堂支架上竹胶板所承受的计算面荷载为25.38kN/m2。
3、边跨满堂支架建模计算
根据上述满堂支架结构形式及计算荷载取值,用大型通用有限元计算软件midascivil建立边跨满堂之间计算模型,如下图所示:
边跨满堂支架模型图
4、midascivil模型提取的计算结果
满堂支架支反力
由计算结果可知,一根竖杆竖向反力最小为11.38KN,最大为64.74KN。
满堂支架变形值
由计算结果可知,满堂支架最大竖向变形为4.28mm,满足施工精度要求。
满堂支架横杆计算弯矩
由计算结果可知,一根横杆弯矩最小为-6.13KN*m,最大为3.19KN*m。
满堂支架竖杆轴力
由计算结果可知,一根竖杆轴力最小为10.06KN,最大为33.78KN。
满堂支架横杆应力
由计算结果可知,横杆应力最小为-44.93MPa,最大为21.61MPa。
最大最小应力绝对值均小与A3钢容许应力200MPa,满足要求。
满堂支架竖杆应力
由计算结果可知,竖杆应力最小为-17.4MPa,最大为58.45MPa。
最大最小应力绝对值均小与A3钢容许应力200MPa,满足要求。
5、地基承载力检算
支架通过方木或底托、混凝土基层、碎石基层、地基层层施加荷载,其中,底托长宽为10cm,方木为10×10cm,混凝土基层采用15cm厚C15素混凝土,碎石基层厚30cm,基底为碎石土。
A、底托直接支撑在混凝土硬化面上地基承载力检算:
底托长和宽为0.1m,混凝土厚0.15m,按45°角扩散应力近似计算,则路基基底承压面积为0.4m×0.4m=0.16m2,故地基承载力为:
σ=F/A=405KPa<[σ]
式中[σ]为地基处理后承载力要求,取450KPa。
B、底托设10×10cm方木上,混凝土厚0.15cm,按45°角扩散应力近似计算,则路基基底承压面积为0.4m×0.6m=0.24m2,故地基承载力为:
σ=F/A=270KPa<[σ]
式中[σ]为地基处理后承载力要求,取300KPa。
6、结论
通过以上计算,可知本满堂支架设计通过验算,能满足规范及施工要求。
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