跨顺番公路现浇45米预应力连续箱梁设计与计算.docx
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跨顺番公路现浇45米预应力连续箱梁设计与计算
附件1跨顺番公路现浇45米预应力连续箱梁设计与计算
一、支架设计概述
跨顺番公路现浇段支架采用钢管支架搭设,并预留双向4车道通车孔道。
通车孔道采用φ4260×10mm钢管作为立柱,共6排,间距为顺地方路向2m、横地方路向5.4m。
柱顶主梁采用[36B工字钢。
主梁上按垂直顺盘路方向以40cm间距布置[25b工字钢分配梁。
分配梁上沿路线方向铺设[16槽钢,槽钢与分配梁间铺设模板防止重物坠落危及行车安全。
然后在槽钢上布置钢管扣件式支架(详见支架布置图),立杆顶端设可调托撑,以方便调整底模标高及卸架。
托撑上纵桥向放置10x10x400cm木方、横桥向10x10x200cm木方支承底模。
底模采用1.5cm厚大块胶合竹夹板。
支架钢管立柱支承在混凝土条形基础上,混凝土基础直接坐在现状道路上,为不破坏原路面,在基础与原路面之间铺设隔离层。
二、支架各构件力学性能
1、25b工字钢
2、36B工字钢
2、φ426×10mm钢管
截面积A=130.69cm2;每米重量103.09kg/m
截面特性:
i=14.712cm
3、φ48×3mm钢管
截面积A=4.24cm2;
截面特性:
I=10.78cm4;W=4.49cm3;i=1.594cm。
上述型钢及钢管材料均采用Q235,弹性模量E=2.1×105MPa,其容许应力:
对于临时结构,容许应力可以乘以1.3的提高系数,即
5、10×10cm木方
三、主要荷载取值
1、混凝土重力密度:
取26kN/m3;
2、施工荷载:
2.5kN/m2;
3、混凝土动载系数:
1.2;
4、木模重量:
0.5kN/m2;
5、钢管支架:
0.5kN/m3。
四、底模背楞木方受力计算
1、受力简图
根据受力情况,选取主梁腹板下底模背楞木方作为检算对象,其受力简图如下:
2、荷载分析
底模背楞木方在底板下布置间距为30cm,腹板下因受力较大,间距为20cm。
(1)、木方自重q1=0.075kN/m;
(2)、胶合板自重q2=0.1275×0.2=0.026kN/m;
(3)、混凝土重量q3=1.2×26×0.2×2.0=12.48kN/m;
(4)、施工荷载q4=2.5×0.2=0.5kN/m。
q=q1+q2+q3+q4=13.1kN/m。
3、受力计算
经计算,最大弯矩值Mmax=1.33kN·m;最大剪力值Qmax=7.37kN。
则:
均在容许应力范围内,安全。
经计算,木方的弯曲变形值极小,可以忽略不计。
五、托撑上支承木方受力计算
1、受力简图
根据受力情况,选取主梁腹板下支承木方作为检算对象。
偏于安全考虑,按简支梁考虑,其受力简图如下:
2、荷载分析
(1)、底模自重q1=0.5x0.5=0.25kN/m;
(2)、混凝土重量q3=1.2×26×0.5×2.0=31.2kN/m;
(3)、施工荷载q4=2.5×0.5=1.25kN/m。
q=q1+q2+q3+q4=32.7kN/m。
3、受力计算
最大弯矩值Mmax=0.08*32.7*0.52=0.654kN·m;
最大剪力值Qmax=0.6*32.7*0.5=9.81kN。
则:
σmax=0.654*100/16.667=3.92MPa<[σ]=9.5MPa
τ=9.81*103*125*103/833.33/104/100=1.47<[τ]=1.7MPa
f=0.677*32.7*5004/100/8.5/103/833.33/104=0.2mm<0.5/400=1.25mm
均在容许应力范围内,安全。
经计算,木方的弯曲变形值极小,可以忽略不计。
六、扣件式钢管支架受力计算
扣件式钢管支架立杆间距布置为0.6×0.9m。
1、荷载分析
按腹板下钢管立柱承受的荷载考虑,其计算如下:
(1)、按腹板及两侧各60cm混凝土重量由3排钢管立杆承担考虑,则单根立柱承担的混凝土的重量为:
P1=1.2×26×(0.3x0.6+0.3x1+0.3x2)x2x0.9/3=20.21kN
(2)、钢管架自重P2
钢管架高2m,钢管架自重取0.5kN/m3;则
P2=0.5×2×0.6x0.9=0.54kN
(3)、底模自重P3
底模自重取0.5kN/m2,则
P3=0.5×0.54=0.27kN
(4)、施工荷载P4
施工荷载取2.5kN/m2,则
P4=2.5×0.54=1.35kN
综上所述,单根钢管立柱承受的荷载P=P1+P2+P3+P4=22.37kN。
2、强度及稳定性计算
立杆计算长度l0=h+2a
其中h为立柱横杆步距,a为立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度。
取h=1.2m,偏于安全a=0.4m,现场施工时控制a值不得大于30cm,否则多加一道横杆连接。
则l0=h+2a=2.0m
长细比λ=l0/i=200/1.594=126。
查表得稳定系数φ=0.406。
据此计算φ48×3mm钢管允许承载力为:
[P]=φA[σ]=0.406×4.24×102×182=31330N=31.33kN
[P]>P=22.37kN,安全
七、分配梁25b工字钢计算
按左幅50~51墩间门架且最靠近墩处的分配梁计算。
1、受力简图
偏于保守,且计算简便,按简支梁进行计算。
25b工字钢布置间距为0.4m。
2、荷载分析
(1)、模板自重
q1=0.5×0.4=0.2kN/m;
(2)、混凝土重量
q2=1.2×0.65×0.4x26=18.3kN/m;
(3)、施工荷载
q3=2.5×0.9=2.25kN/m;
(4)、槽钢自重
q4=0.3kN/m。
(5)、钢管支架自重
q5=0.5×2×0.9=0.9kN/m。
综上所述,可得:
q=q1+q2+q3+q4+q5=22.2kN/m;
3、受力计算
经计算,最大弯矩值Mmax=14.68kN·m;最大剪力值Qmax=25.53kN。
则:
均在容许应力范围内,安全。
九、钢管立柱计算
1、荷载分析
从前最不利位置在51#~52#左幅靠51#中横梁附近,以及49#~50#右50#墩中横梁附近。
最大截面按12#截面,最小截面按4#截面计算,过度截面按9#截面。
中横梁:
12#截面
托架承受最大荷载:
43.9T。
托架采用42cm,壁厚0.8cm,钢管考虑卷焊因素取
查表得:
承载力
可满足要求。
混凝土基础尺寸为1.5x1.5x0.8m,其尺寸满足混凝土对刚性角的要求。
其抗压能力满足要求。
基础底面对现状道路的附加应力为:
(486+60)/(1.5x1.5)=242kPa。
要求地基承载力不小于250kPa,现状道路能够满足要求。
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