桥梁水中墩施工平台及系梁结构方案及计算书.docx
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桥梁水中墩施工平台及系梁结构方案及计算书
水中墩施工平台
栈桥设计根据施工现场情况,平行于...大桥设置在河流下游(距离线路左侧约3m),施工平台紧靠栈桥与栈桥连接。
栈桥及施工平台平面布置图见图4.2.1。
图4.2.1...大桥栈桥及一个水中墩施工平台平面布置图
(1)栈桥
本栈桥单跨12米,宽度6米,共9.5跨114m;基础为Φ630mm,8mm厚钢管桩,每个基础3根,其中1#、4#、7#每个墩大里程方向加设2根桩,间距260cm,钢管桩间设置20槽钢剪刀撑;底横梁为双排I40b工字钢;梁为双排单层不加强贝雷梁,共3排,每间距120cm;贝雷梁上部横向铺设I25b工字钢,中心间距50cm,纵向铺设20槽钢,间距25cm;栏杆立柱为10槽钢,高度120cm,间距150cm;扶手为Φ42钢管。
具体布置及尺寸见图4.2.2。
图4.2.2-1栈桥一跨立面图
图4.2.2-2栈桥横断面图
(2)施工平台
施工平台顺桥向设置单跨12米,横桥向设置四跨27.5米,每跨6.5米,横桥向紧靠栈桥;基础为Φ630mm,8mm厚钢管桩,钢管桩长度12米,钢管桩间设置20槽钢剪刀撑;梁为双排单层不加强贝雷梁,顺桥向布置,共8排,具体布置见下图;底横梁为双排I40b工字钢;贝雷梁上部横向铺设I25b工字钢,中心间距50cm,纵向铺设20槽钢,间距25cm;平台面板为5mm厚钢花板;栏杆立柱为10槽钢,高度120cm,间距150cm;扶手为Φ42钢管。
具体布置及尺寸见图6.2.1栈桥及施工平台平面布置图及图4.2.3施工立面布置图。
图4.2.3施工平台立面布置图
系梁施工
(1)结构布置
...大桥水中墩系梁选择在枯水期施工,以便系梁底处在水位以上,采用吊篮施工系梁;首先拆除施工平台面板结构;利用施工平台搭设吊篮,在贝雷梁上搭设双拼40槽钢上纵梁,长度6米;吊篮下纵梁采用双拼40槽钢,长度9米仅靠在钢护筒边;利用32精轧螺纹钢悬吊,间距2.2米,下横梁采用I20b工字钢,间距50cm,形成施工吊架平台;吊篮四周设钢管围栏,高度1.2米。
首先吊篮吊至桩头标高位置,人工风镐凿除桩头,桩基经无破损检测合格后,下放吊篮至系梁底,铺设系梁底模,绑扎钢筋、立侧模、浇筑砼。
为保证安全,每处吊篮吊点加设保险葫芦吊。
具体布置见4.2.9、4.2.10水中墩系梁吊篮施工布置图。
图4.2.9水中墩系梁吊篮施工立面布置图
图4.2.10-1水中墩系梁吊篮下纵横梁施工平面布置图
图4.2.10-2水中墩系梁吊篮上纵梁施工平面布置图
(2)水中系梁施工结构计算书
1、计算参数取值
1)系梁自重
...大桥水中墩两柱式系梁尺寸均为520×150×180cm,普通钢筋砼重力密度取2.6t/m3,砼体积为14.04m3,则砼总重力为36.5吨,365KN。
2)模板荷载
系梁模板采用定型大块钢模,模板(包括底模、侧模和加劲肋)容重取0.75KN/m2,模板面积为5.2×1.8×2+1.5×5.2=26.52m2,则系梁模板总重为19.9KN。
3)底横梁I20b@50cm工字钢,共9根,每根长3.5米。
自重9×31.1×3.5=0.98吨,取10KN。
4)底纵梁双拼40b槽钢,共4根,每根长9米。
自重4×65.2×9=2.35吨,13.5KN。
5)上纵梁双拼40b槽钢,共4根,每根长9米。
自重4×65.2×9=2.35吨,13.5KN。
6)32精轧螺纹钢,共6根,每根长6米。
自重6×6.65×6=0.24吨,2.4KN。
7)双排不加强贝雷片,共4组8片,每片270Kg,。
自重8×270=2.16吨,21.6KN。
8)施工平台上纵梁I40工字钢,共2根,每根长13米。
自重2×73.8=0.15吨,1.5KN。
2、结构计算
1)吊篮底横梁I20b受力验算
底横梁间距50cm,系梁均布荷载为q=1.5×0.5×1.8×2.6/1.5=23.4KN/m。
查I20b工字钢特性表:
截面抵抗矩:
Wx=250cm3,Ix=2500cm4,Sx=146.1cm3,I20b工字钢[σ]=210MPa,[τ]=125MPa。
受力简图如下:
用清华大学结构力学求解器计算:
弯矩图
剪力图
由上图可知Mmax=6.58KN*m,Qmax=17.55KN。
σmax=Mmax/W=6.58/250×10-6=26.32MPa<210MPa
τmax=
=17550×146.1×103/(2500×104×9)=11.4MPa<125MPa
符合要求。
2)吊篮底纵梁双拼40b槽钢受力验算
底纵梁承受的荷载为系梁重、模板荷载、I20底横梁荷载、自重,为简化计算,将以上荷载简化为均布荷载,计算取每侧共2根吊杆,吊杆间距为4.4m,单根40b槽钢承受力为:
q=(365+19.9+10+13.5)/4=23.2KN/m。
查I20b工字钢特性表:
截面抵抗矩:
Wx=932cm3,Ix=18640cm4,Sx=546.4cm3,40b槽钢[σ]=210MPa,[τ]=125MPa。
受力简图如下:
用清华大学结构力学求解器计算:
弯矩图
剪力图
由上图可知Mmax=56.14KN*m,Qmax=51.04KN。
σmax=Mmax/W=56.14/932×103=60.23MPa<210MPa
τmax=
=51040×546.4×103/(18640×104×12.5)=11.9MPa<125MPa
符合要求。
3)吊杆32精轧螺纹钢验算
吊杆承受的荷载为系梁重、模板荷载、I20底横梁荷载、双拼40槽钢荷载、自重,计算取每侧共2根吊杆,单根吊杆承受力为:
P=(365+19.9+10+13.5+2.4)/4=102.7KN。
材料特性
强度级别
公称直径(mm)
屈服强度(Rel/Mpa)
抗拉强度(Rm/Mpa)
断后伸长率(A/%)
重量(M/Kg)
PSB830
25\32
830
1030
7
6.65
PSB930
25\32
930
1080
6
6.65
PSB1080
25\32
1080
1230
6
6.65
σmax=P/A=102700/(3.14×162)=127.7Mpa<1030MPa,满足要求。
精轧螺纹钢螺母特性:
荷载102.7KN<抗拉荷载835KN,满足要求。
4)上纵梁双拼40b槽钢验算
上纵梁承受的荷载为系梁重、模板荷载、I20底横梁荷载、吊杆荷载、自重,双拼40b槽钢承受力为:
:
P=(365+19.9+10+13.5+2.4+13.5)/4=106.075KN。
查40b槽钢特性表:
截面抵抗矩:
Wx=932cm3,Ix=18640cm4,Sx=546.4cm3,40b槽钢[σ]=210MPa,[τ]=125MPa。
受力简图如下:
用清华大学结构力学求解器计算:
弯矩图
剪力图
由上图可知Mmax=26.52KN*m,Qmax=106.08KN。
σmax=Mmax/W=26.52/932×103=28.45MPa(双拼40b槽钢)<210MPa
τmax=
=106080×546.4×103/(18640×104×12.5)=24.87MPa(双拼40b槽钢)<125MPa
符合要求。
5)贝雷梁片验算
由上纵梁双拼40b槽钢验算中可以得出作用在贝雷梁片上的支反力见下图
贝雷梁片按最大支反力131.08验算。
受力简图如下:
用清华大学结构力学求解器计算:
弯矩图
剪力图
由上图可知Mmax=453.74KN*m,Qmax=193.54KN。
由装配式公路桥梁多用途使用手册差得:
单排单层贝雷片桁架的M容=788.2KN*m,Q容=245.2KN,则Mmax=453.74KN*m 6)I40b底纵梁受力验算 由贝雷梁验算中可以得出作用在贝雷梁片上的支反力见下图 I40b底纵梁按最大支反力161.98验算。 查I40b工字钢特性表: 截面抵抗矩: Wx=1140cm3,Ix=22780cm4,Sx=671.2cm3,[σ]=210MPa,[τ]=125MPa。 受力简图如下: 用清华大学结构力学求解器计算: 弯矩图 剪力图 由上图可知Mmax=187.94KN*m,Qmax=142.3KN。 σmax=Mmax/W=187.94/1140×103=164.86MPa<210MPa τmax= =142300*671.2×103/22780×104/12.5=33.54MPa<125MPa 符合要求。 7)钢管桩受力验算 由贝雷梁验算中可以得出作用在贝雷梁片上的支反力见下图 钢管桩按最大支反力284.6验算。 A构件材料特性 材料名称: Q235 构件截面的最大厚度: 8.00(mm) 设计强度: 215.00(N/mm2) 屈服强度: 235.00(N/mm2) 密度: 785.00(kg/m3) B截面特性 截面名称: 无缝钢管: d=630(mm) 无缝钢管外直径[2t≤d]: 630(mm) 无缝钢管壁厚[0<t≤d/2]: 8(mm) 构件高度: 12.000(m) C荷载信息 恒载分项系数: 1.20 活载分项系数: 1.40 活载调整系数: 1.00 轴向恒载标准值: 284.600(kN) E截面几何特性 面积: 156.33(cm2) 惯性矩Ix: 75612.40(cm4) 抵抗矩Wx: 2400.39(cm3) 回转半径ix: 21.99(cm) 惯性矩Iy: 75612.40(cm4) 抵抗矩Wy: 2400.39(cm3) 回转半径iy: 21.99(cm) 塑性发展系数γx1: 1.15 塑性发展系数γy1: 1.15 塑性发展系数γx2: 1.15 塑性发展系数γy2: 1.15 F稳定信息 绕X轴弯曲: 长细比: λx=43.65 轴心受压构件截面分类(按受压特性): a类 轴心受压整体稳定系数: φx=0.933 最小稳定性安全系数: 9.18 最大稳定性安全系数: 9.18 最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m) 最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m) 绕X轴最不利位置稳定应力按《钢结构规范》公式(5.1.2-1) 绕Y轴弯曲: 长细比: λy=43.65 轴心受压构件截面分类(按受压特性): a类 轴心受压整体稳定系数: φy=0.933 最小稳定性安全系数: 9.18 最大稳定性安全系数: 9.18 最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m) 最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m) 绕X轴最不利位置稳定应力按《钢结构规范》公式(5.1.2-1) G强度信息 最大强度安全系数: 9.84 最小强度安全系数: 9.84 最大强度安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m) 最小强度安全系数对应的截面到构件顶端的距离: 0.000(m) 计算荷载: 341.52kN 受力状态: 轴压 最不利位置强度应力按《钢结构规范》公式(5.1.1-1) H分析结果 构件安全状态: 稳定满足要求,强度满足要求。
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- 桥梁 水中 施工 平台 结构 方案 计算