现浇箱梁满堂支架计算_精品文档.doc
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107国道跨线桥5×20m一联箱梁支架检算
一.箱梁支架计算
张石高速公路跨京广铁路、107国道跨线桥,21号墩—26号台上部结构为5×20m一联现浇预应力连续箱梁。
箱梁采用碗扣式支架现场浇筑施工,箱梁下部宽11.20m,顶宽16.75m,梁高1.5m。
箱梁采用C50混凝土现浇,左幅箱梁混凝土数量为898m3。
钢管采用外径4.8cm,壁厚3.5mm的钢管。
支架纵向间距均为0.9米,横向间距,腹板下为0.6m,其余为0.9m;支架步距为1.2m。
模板构造纵向为10cm×10cm的方木搁于可调托顶上,上面横向搁置7cm×10cm小方木,其上搁置模板。
施工检算以20米跨径的箱梁数据为例进行验算,5×20m箱梁基本要素:
箱梁高1.5m,箱梁底宽11.2m,顶板16.75m,顶板厚0.25m,底板厚0.20m,翼缘板前端厚0.15m,根部0.4m,翼板宽2.5m,腹板厚0.50m,腹板面积1.1m2(含倒角部分),根据荷载集度分部情况的分析,腹板处荷载集度最大为最不利位置,故取腹板下杆件进行检算。
1.腹板下砼重:
1.1m2×26KN/m3=28.6KN/m
2.模板重量
模板重量取0.5KN/m2,模板面积2+2+1=5m2
0.5KN/m2×5m2=2.5KN/m
3.立杆承受的钢管支架自重
支架和调平层,钢管Φ48,厚3.5mm,每米重量0.045KN
架高16m计算,16÷1.2=14层水平杆
每根立杆连接的钢管水平层总长度14×0.45×4=25.2m
25.2m+16m=41.2m
每根立杆承受的钢管支架自重41.2×0.045=1.86KN
4.施工荷载
施工荷载取为3KN/m2*1=3kN/m
5.腹板下总荷载
取荷载安全系数1.2,
腹板下总荷载q=28.6×1.2+2.5+1.86+3=41.68KN/m
假设腹板范围内支架间距为0.9m,腹板重量由两个立杆承担,作用于一个立杆上荷载为:
41.68÷2×0.9=18.76KN
6.支架检算
稳定应力计算:
长细比λ=L/r
支架步距L=1200mm,
钢管回转半径r=(I/A)1/2=15.78I为钢管截面惯性矩,A为钢管截面积
长细比λ=L/r=1200/15.78=76
钢管承载应力σ=P/(A.φ)
查《钢结构设计规范》附录一,得φ=0.676
钢管截面积A=489mm2立杆上荷载P=18.76KN=18760N
得出钢管承载应力
σ=P/(A.φ)=18760/(0.676×489)=56.75MPa<[σ]=182MPa
由此可见腹板范围内支架稳定应力能满足要求,现场施工时腹板范围内支架间距设为0.6m,支架安全性将会更大。
二.模板下支撑方木承载力计算
由于支架间距为0.9m,计算纵向0.9m方木受力,纵向方木采用10cm×10cm方木,材质为落叶松,10cm×10cm方木基本要素如下:
截面积A=bh=100cm2;惯性矩I=bh3/12=833.33cm4
截面模量W=bh2/6=166.67cm3=1.67×105mm3
根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》第50页《各种常用木材容许应力和弹性模量表》A-4项杉木、华北落叶松弯曲应力[σa]=11MPa
1顶、底板砼重量
顶、底板砼厚各为0.25m,0.25×2=0.5m,
0.5×26=13KN/m2
2模板重量
每平米0.5KN/m20.5×2=1KN/m2
3施工荷载
施工荷载为行人及操作振动棒形成的荷载,取为3KN/m
4总荷载
砼荷载取1.2安全系数
方木承受的总荷载为13×1.2+1+3=19.6KN/m2
水平层钢管架的基本间距为0.9×0.9m,面积为0.9×0.9=0.81m2
水平层钢管架每个方格受力:
19.6KN/m2×0.81m2=15.88KN
5考虑一个10cm×10cm大方木上放两个7cm×10cm小方木的加载模式
0.3m
0.3m
0.3m
0.9m
RB
RA
3.97KN
3.97KN
由每个小方木传至大方木的集中荷载为15.88/2=7.94KN,每个小方木两端都搭在大方木上,每端传至大方木的集中荷载7.94/2=3.97KN。
水平层钢管架每个方格设两根纵向大方木,故每个大方木的支座反力为:
RA=RB=15.88/4=3.97KN
最不利截面在大方木的1/3至2/3段,弯矩MA=3.97×0.3=1.31KN.m
截面模量W=1.67×105mm3
10cm×10cm大方木允许应力检算如下:
σ=MA/W1=1310100/(1.67×105)=7.85MPa<[σa]=11MPa
10cm×10cm大方木满足安全性能要求
6.考虑一个10cm×10cm方木放三个7cm×10cm小方木的加载模式
0.9m
RB
RA
0.15m
0.3m
0.15m
0.3m
2.645KN
2.645KN
2.645KN
由每个小方木传至大方木的集中荷载为15.88/3=5.29KN,每个小方木两端都搭在大方木上,每端传至大方木的集中荷载5.29/2=2.645KN。
水平层钢管架每个方格设两根纵向大方木,故每个大方木的支座反力为:
RA=RB=15.88/4=3.97KN
最不利截面跨中弯矩3.97×0.45-2.645×0.3=0.993KN·m
允许应力σ=993000/(1.67×105)=5.95MPa<11MPa
10cm×10cm大方木满足安全性能要求
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