匝道跨越铁路施工支架设计Word格式.docx
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贝雷片桁架上按间距1.0m搁置三榀P43扣轨横向分配梁,然后,在扣轨上支立扣件式满堂钢管支架。
为了明确满堂式支架每根立柱所传递竖向力的大小,本设计首先对满堂式钢管支架进行了受力检算,确定钢管支架立柱的横向间距:
腹板附近为0.8m,箱底其它部位为1.0m,翼板部位为1.4m;
纵向间距均为1.0m;
支架纵横杆步距1.5m。
箱梁底模采用δ=15mm厚的竹编胶合模板,底模小楞采用间距0.3m的100×
100mm方木,大楞采用150×
150mm方木,相关的具体布置见附图。
四、受力检算
㈠、荷载
1砼自重:
箱底:
22.30KPa,翼板部位:
8.67KPa,
②模板重量(含内模、侧模及支架),以砼自重5%计,则:
22.30×
5%=1.12KPa
翼板部位:
8.67×
5%=0.43KPa
③施工荷载:
2.0KPa
④振动荷载:
2.5KPa
⑤砼倾倒产生的冲击荷载:
荷载组合
计算强度:
q=①+②+③+④+⑤
计算刚度:
q=①+②
㈡、底模检算
底模采用15mm厚竹编胶合模板,直接搁置于间距L=0.30m的方木小楞上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0m)板宽进行计算。
⒈荷载组合
箱底:
q1=22.30+1.12+2.0+2.5+2.0=29.92KN/m
翼板:
q2=8.67+0.43+2.0+2.5+2.0=15.60KN/m
⒉ 截面参数及材料力学性能指标
W=bh2/6=1000×
152/6=3.75×
104mm3
I=bh3/12=1000×
153/12=2.81×
105mm4
竹胶模板的有关力学性能指标按《竹编胶合板》(GB13123)规定的Ⅰ类一等品的下限值取:
[σ]=90MPa,E=6×
103MPa
⒊承载力检算
⑴箱底
1强度
Mmax=q1l2/10=29.92×
0.302/10=0.27KN·
m
,合格。
2刚度
⑵翼板部位
考虑此处荷载较小,方木小楞间距取L=0.40m。
2刚度
荷载:
㈢、方木小楞检算
方木搁置于间距1.0m的方木大楞上,小楞方木规格为100×
100mm,小楞亦按连续梁考虑。
翼板部位:
⒉截面参数及材料力学性能指标
方木的力学性能指标按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值,则:
,
⑴箱底部位
,合格。
㈣、方木大楞检算
考虑箱梁腹板部位的重量较集中,而为了方便计算,箱梁自重是按整体均布考虑,这必将导致腹板处的实际荷载要大于计算荷载,而其他部位的计算荷载比实际荷载偏大,因而在腹板部位对支架立柱给予加密,横向间距取0.80m,箱底其他部位立柱间距取1.0m,翼缘板处立柱间距取1.40m,同时,腹板部位大楞的计算跨度按1.00m计以平衡因计算荷载比实际荷载偏小的不利影响,且大楞偏安全地按简支梁考虑。
大楞规格为150mm×
150mm的方木。
小楞所传递给大楞的集中力为:
大楞方木自重:
⑴ 箱底部位
由于小楞方木的布置具有一定的随机性,因此检算应力时应按产生最大应力布载模式进行计算。
力学模式:
①强度
按产生最大正应力布载模式计算。
支座反力
则最大跨中弯距
3刚度
按产生最大竖向力的“最大支座反力布载模式”计算
集中荷载:
,合格。
翼板部位的钢管立柱间距1.4m,方木规格同箱底部位。
㈤、满堂式钢管支架检算
每根钢管立柱所承受的竖向力按其所支撑面积内的荷载计算,忽略方木小楞自重不计,则大楞传递的集中力:
箱底(均以跨度1.00m计算):
翼板:
Φ48×
3mm钢管自重,满堂式钢管支架按8.0m高计:
则单根钢管立柱所承受的最大竖向力为:
检算其稳定性。
3mm钢管的面积,钢管回转半径为:
支架横杆、纵杆的步距均为1.5m,并适当布置垂直剪刀撑。
长细比
查《钢结构设计规范》(GBJ17-88),得.
强度验算:
故满足要求。
稳定性验算:
,满足要求。
㈥扣轨横向分配梁检算
钢管立柱传递的集中力:
P1=30.71KN
P2=22.04+0.65=22.69KN
扣轨自重:
⒉轨束截面参数及力学性能指标
三根43轨扣轨的截面抵抗矩:
,
三根43轨扣轨的截面惯性矩:
三根43轨扣轨的中性轴以上部分面积对中性轴的面积矩:
中和轴以上部分面积近似的按其上下部分抵抗矩之比取值
面积矩
钢轨腹板厚:
取弹性模量:
由于缺少钢轨的相关资料,钢轨的力学性能指标偏安全地参照A3钢取值.容许弯曲应力:
横向分配梁采用由三根P43轨相扣组成的轨束支承满堂式钢管支架。
考虑箱梁自重主要集中在箱底部位,即对称梁中线分布在4.60/sin40o=7.16m范围内,而翼板部位相对较小,因而采用图-1模式布置贝雷片纵梁,并为了方便计算偏安全的采用图-2简支简化模式进行计算。
1带伸臂的边跨段
① 强度
支座反力:
计算并绘制受弯图
控制弯矩:
②刚度
伸臂梁的挠曲变形受悬挑段的负弯与跨内的正弯的相互约束,其最大挠度应小于悬挑段单独布载或跨内单独布载时的挠度,故为了方便计算,计算悬挑段的最大挠度时仅考虑悬挑段荷栽,而跨内按简直梁计算。
荷载计算:
P1=(22.30+1.12)×
1.0×
1.0+0.14×
1.0=23.56KN
P2=(8.67+0.43)×
1.4+0.14×
1.4=12.94KN
g=1.29KN
悬挑段的最大挠度
故,满足要求。
跨内段的最大挠度按简直梁考虑,则
⑵中间跨横向分配梁
① 强度
支座反力:
计算并绘制受弯图:
控制弯距:
P=23.56KN
,故,满足要求。
⑶抗剪检算
控制剪力按轨束传递给贝雷片纵梁的最大集中力计算。
1#、5#贝雷梁:
2#、4#贝雷梁:
3#贝雷梁:
故控制剪力:
容许剪应力增大系数便安全地取C=1.0,临时结构提高系数,则
,故满足要求。
⑷轨束整体稳定性检算
P43轨轨束绕y轴的惯性矩如下:
为了增强钢轨的整体稳定性,每根满堂式钢管支架的立柱下设一方钢卡(具体构造见附图),因而计算长度取最大立柱间距
查《钢结构设计规范》(GBJ17-88),得,则
㈦贝雷桁架纵梁检算
⒈荷载
轨束传递给贝雷片纵梁的最大集中力:
双排单层贝雷片自重:
三排单层贝雷片自重:
⒉截面参数及力学指标
双排单层贝雷片:
三排单层贝雷片:
⑴双排单层贝雷桁架
1#、5#纵梁为双排单层贝雷片梁。
为了减少不均匀沉降,横向分配梁自桁架中心对称布置,计算跨径偏安全地按12m计。
则力学模型为:
Ra=Rb=(2×
12+70.96×
12)/2=437.76KN
取跨中弯矩作为控制弯距:
2抗剪检算
控制剪力取支点反力:
故,满足要求。
集中荷载近似地减去间距一半的施工荷载,则:
P=12×
70.96-12×
2.7×
(2.0+2.5+2.0)=640.92KN
,故满足要求。
⑵ 三排单层贝雷桁架
2#、3#、4#纵梁均为三排单层贝雷桁架梁,其中2#、4#梁受力集中荷载最大,检算时取2#、4#梁进行计算。
其力学模型同双排单层贝雷桁架梁。
Ra=Rb=(3×
12+108.81×
12)/2=670.86KN
跨中弯矩:
故,满足要求
② 抗剪检算
控制剪力:
③ 刚度
集中荷载近似地减去相邻两贝雷片梁间距范围内的施工荷载,则:
108.81-12×
3.25(2.0+2.5+2.0)=1052.22KN
㈧双榀I32c工字钢墩顶盖梁检算
考虑贝雷片纵梁所传递给墩顶盖梁的集中荷载较大,如跨内布置集中荷载必会导致过大跨内弯曲应力,为避免盖梁的材料用量过大,采用改善墩柱布置来消除这一不利影响,在每个集中力下面设一支点,即每片贝雷片梁下方布设一钢管墩柱,这样按简支梁考虑的话,工字钢盖梁跨内仅有自重所产生的弯曲应力,而集中荷载通过工字钢梁直接传递给了墩柱,因而再此仅对盖梁的抗剪能力进行检算。
I32c工字钢的截面参数:
腹板厚
控制剪力采用2#纵梁所产生的最大支点反力,工字钢自重忽略不计,并按2根工字钢平均受力考虑。
则
故
因,,故取容许剪应力增大系数C=1.0,临时结构的钢材容许应力提高系数,则
㈨H型钢组合截面墩柱检算
墩柱对称C匝道线路
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