边跨现浇段支架检算.docx
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边跨现浇段支架检算
湄公河大桥(75+3×110+75)m连续梁
边跨现浇段与合拢段支架检算资料
1.编制依据
1.1.英国《BS5400》;
1.2.美国《ASCE》;
1.3.《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》GTJD62-2004;
1.4.《钢结构设计规范》GB50017-2003;
1.5.《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002;
1.6.《建筑施工计算手册》JGJ74-2003;
1.7.招标文件《设计图纸》、《技术文件》;
2.施工方案
2.1 边跨现浇段与合拢段支架总体施工方案:
边跨现浇段长度18.4m,最大梁高2.2m,边跨现浇段设4排支架,靠墩身一排支架设在承台上,另外3排支承在条形基础上。
2.1.1.支柱采取大型钢管支柱,直径为630mm,厚为10mm的钢管,每排4根。
下部焊接于承台与条形基础预埋钢板上,支柱与支柱之间采用桁架互间进行连接,连接桁架采用[22槽钢现场焊接。
2.1.2.钢管支柱顶部设厚20mm钢板为法兰盘,横向分配梁为双拼I45a工字钢,工字钢上下顶板每隔200cm采用厚10mm钢板焊接成整体,支点处设横向加劲肋。
2.1.3.纵梁I40a工字钢,横断面共设19榀,单侧腹板下设4榀,底板下设5榀,单侧翼板下设3榀。
2.1.4.分配梁采用I18工字钢,间距为100cm。
2.1.5.内模加固:
内模采用胶合板,板厚12mm,采用φ48mm,厚3.5mm钢管进行支撑,横向间距为90cm,纵向间距为100cm,在墩顶处纵向间距加密至60cm,步距为120cm。
2.1.6.翼板加固:
采用胶合板,板厚12mm,10×10cm方木做楞,纵梁采用10×15cm方木,翼板处采用φ48mm,厚3.5mm钢管进行支撑,横向间距为75cm,纵向间距为100cm,步距为120cm。
并于每隔一根立杆增设剪刀撑确保支架的稳定性。
2.1.7.腹板内、外模采用12mm厚胶合板,10×10cm方木做肋,双[10槽钢做背带,背带竖向间距不大于120cm。
2.1.8.腹板加固:
在腹板采用φ25mm精轧螺纹钢拉杆,竖向与纵向间距均不大于120cm,并利用内模水平横撑对腹板处进行支撑。
顶板混凝土面以上设水平拉杆,纵向间距为120cm。
支架图附后:
3支架结构与验算
支架计算荷载分布图如下:
(跨中截面)
3.1支架荷载计算
单侧翼缘板混凝土每米面积为:
1.255m2
单侧腹板(含齿块)混凝土每米面积:
(1.851+0.544/2)=2.123m2
单侧顶板与底板混凝土每米面积为:
(0.796+0.666)=1.462m2
梁部的含筋量为2%,混凝土容重采用26KN/m3,施工荷载按混凝土重量荷载系数为1.2计算;不考虑风荷载和梁部纵坡度产生的水平荷载。
距墩中心2m断面:
单侧翼缘板混凝土每延米均布荷载为:
(1.255×26×1.2)/3.55==11KN/m
单侧腹板混凝土每延米均布荷载为:
(2.123×26×1.2+)/1.3=51KN/m
单侧底板段混凝土每延米均布荷载为:
(1.462×26×1.2)/2.8=16.3KN/m
单侧内模顶板段混凝土每延米均布荷载为:
(0.796×26×1.2)/2.8=8.9KN/m
3.2支架检算
边跨采取钢管支架现浇施工,支架布置型式详见附后的钢管支架布置图。
边跨现浇段总长18.4m,现浇段对应的墩身顺桥向宽1.6m,因此在计算中假定:
与墩身相对应的部分1.6m直接作用于墩身上,外侧的16.8m梁段通过钢管支架施工。
由于截面形式变化,在支架受力范围内,本次计算取距墩中心2米的箱梁截面,总面积4.84×2=9.68m2。
3.2.1腹板下方木检算
腹板下方木受力最大,满铺10×10cm方木。
方木下I18工字钢分配梁最大间距为1米,布置见附图。
方木弹性模量E=1.0×104Mpa,[σ]=13Mpa/1.3=10Mpa(取自《木结构规范》,红松)
方木w=bh2/6=166.7cm3,I=bh3/12=833.3cm4
恒载自重q=51×0.1=5.1KN/m
最大弯矩Mmax=1/8×qL2=1/8×5.1×12=0.64kN·m
σMmax/w=0.64kN·m/166.7cm3=3.8Mpa<[σ]=13Mpa/1.3=10Mpa通过。
f=5qL4/384×E×I=5×5.1×14/384×1.0×104Mpa×833.3cm4=0.8mm 检算剪应力: Qmax=qL/2=5.1×1/2=2.6KN SX=1/4×100×1002=0.25×106mm3 中性轴: τmax= = =0.4MPa<[τ]=1.6MPa, 3.2.2分配梁检算 横桥向分配梁间距100cm;分配梁为I18工字钢,分配梁支撑在纵梁上,腹板下纵梁间距0.4米,底板下纵梁间距1米,分配梁按连续梁检算。 腹板与底板按均布荷载加载,翼板按集中荷载加载。 具体加载情况如下: 图2.2.2 经MADIS计算弯应力图如下: 最大的弯应力为σ=48.6MPa<[σ]=170MPa通过! 剪应力图 最大的剪应力为τ=14.8MPa<[τ]=110MPa通过! 挠度检算: 扣除支架整体下沉的影响,最大挠度为14-7=7mm,满足要求。 3.2.3I40工字钢纵梁检算 腹板下纵梁受力最大,所以只需检算腹板下纵梁,单侧腹板下纵梁共4榀,按连续梁进行检算。 经midas分析,弯应力图如下: 最大的弯应力为σ=52.2MPa<[σ]=170MPa通过! 剪应力图如下: 最大的剪应力为τ=15.6MPa<[τ]=110MPa通过! 挠度检算: 扣除支架整体下沉的影响,最大挠度为10-4=6mm,满足要求。 3.2.2双拼I45a工字钢横梁受力检算 双拼I45工字钢弯应力图(MPa): 最大的弯应力为σ=145MPa<[σ]=170MPa通过! 双拼I45工字钢剪应力图(MPa): 最大的剪应力为τ=45.1MPa<[τ]=110MPa通过! 双拼I45工字钢挠度检算: 扣除支架整体下沉影响,则横梁的最大挠度δ=14-6=8mm,满足要求。 3.2.3钢管立柱检算 现浇段设4排立柱,每排立柱采用4根φ630mm,壁厚10mm钢管,第一排支承于承台上,其余3排支承在条形基础上,其布置见总图。 经midas分析,支架反力图如下: 从上图可以看出单根钢管所承受最大压力F=553KN,φ630mm,壁厚10mm钢管截面特性: E=2.1×105Mpa;I=936155325mm4;i=219mm;A=19478mm2。 钢管最大高度8m,中间设一道连接,见图。 钢管立柱稳定检算: 钢管立柱按一端自由,一端固结考虑。 μ=2.0,根据欧拉公式: λ=μL/i=2×8000/219=73<100(不属于长细杆) 查表得: 杆件折减系数Φ=0.732 σ=F/A×Φ=553kN/0.732×19478mm2=38.8Mpa<[σ]=170Mpa;计算通过。 变形计算: =1.0mm 3.2.4翼板外模支架检算 3.2.4.1方木小楞检算 翼板方木小楞较腹板底模小楞受力要小得多,此处不再检算。 3.2.4.2纵梁10×15cm方木检算 方木弹性模量E=1.0×104Mpa,[σ]=13Mpa/1.3=10Mpa(取自《木结构规范》,红松) 方木w=bh2/6=375cm3,I=bh3/12=2813cm4 从“图2.2.2”可以看出,靠近腹板的第一根翼板纵梁受力最大,q=13KN/m。 纵梁最大跨度100cm。 则,Mmax=1/8×qL2=1/8×13×12=1.63kN·m σMmax/w=1.63kN·m/375cm3=4.3Mpa<[σ]=13Mpa/1.3=10Mpa通过。 f=5qL4/384×E×I =5×13×14/384×1.0×104Mpa×2813cm4=0.6mm 检算剪应力: Qmax=qL/2=13×1/2=6.5KN 中性轴: τmax= = =0.7MPa<[τ]=1.6MPa, 3.2.4.3扣件式支架检算 从“图2.2.2”可以看出,靠近腹板的第一根翼板纵梁下的顶托受力最大,q=13KN/m,纵梁最大跨度1m。 单根钢管最大受力P=13×1=13KN<[P]=20KN,通过。 3.2.5腹板内、外模与顶板内模检算 腹板内、外模结构形式与加固方案同0#段内模,由于边跨现浇段最大梁高只有2.2m,新浇混凝土侧压力较0#段内模要小,所以,此处不再检算。 顶板内模结构形式0#段内模,边跨现浇段顶板厚度与0#段一致,所以,此处也不再检算。 3.2.6合拢段支架检算 合拢段支架一头支承在边跨现浇段的横梁上,另一头采用双I45工字钢做横梁吊在“L”悬浇段的下面,吊杆采用4根φ32mm精轧螺纹钢,吊杆间距与边跨现浇段立柱间距一致。 由于合拢段只有3m长,纵梁、横梁受力均比边跨现浇段的受力要小,所以,此处不再检算。 内、外模结构形式与加固方法与边跨现浇段一致,所以,也不再检算。 精轧螺纹钢吊杆检算: 经midas分析,吊杆承受的拉力如下: 吊杆最大受力为P=175KN<[P]=785×3.14×162/1.85=341KN,满足要求。 3.2.7基底承载力计算 本桥地质情况如下: M6号墩地表以下1-5m均为粉质粘土; M11号墩地表1-5m为人工弃土堆,原状地面以下1-2m米为黏土,硬塑;2-5m为风化岩,5m以下为基岩。 基底处理方案: 人工弃土堆需全部清除掉,条形基础基底需落在原状地面以下1.5m以上,基坑开挖到标高后,需采用静力触探的方法,探明基底地质与承载力情况是否与设计地质资料相符,并确保基底以下没有软弱夹层,基底采用重型压路机进行夯实,并采用碎石换填处理,换填深度不小于50cm,分两层填筑,并用重型压路机压实,处理后的地基承载应不小于200kpa。 为确保基底均匀受力,条形基础顶面底面均采用构造配筋,主筋采用φ25螺纹钢筋,间距20cm,箍筋采用φ16螺纹钢,间距25cm。 基底承载力检算: 受力最大的第2排支架四根钢管立柱的总受力: P1=589×2+438×2=2054KN。 C30砼基础尺寸为: 12×2.0×1.2m,基础自重: P2=12×2.0×1.2×26=749KN。 条形基础总受力: P=P1+P2=2054+749=2803KN。 基底承载力计算(近似算法): σ=P/A=2803/12×2=117Kpa<[σ]=200kpa,满足承载力要求。
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- 边跨现浇段 支架