高墩盖梁剪力销法支架受力计算_精品文档Word文件下载.doc
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纵梁下方在墩柱两侧(纵桥向)各布设2I50b工字钢横梁(共布置4根),每根长度18m,横梁工字钢跨度为3.32m(包含工字钢翼板宽度);
横梁下方设钢楔子,方便拆模,钢楔子支撑在剪力销(直径Φ110mm的Q235钢棒)上。
在双圆形墩柱施工时在距墩顶适当位置埋设剪力销预留孔,当预留孔与墩柱钢筋发生交叉时,对钢筋间距进行适当调整或进行预弯处理,尽量不截断墩柱钢筋;
并在预留孔下方墩柱外侧增设加强钢筋网片,确保墩柱外观质量。
待墩柱施工完成后,即可进行剪力销安装以及盖梁支架、模板等安装,安装过程中钢楔子下方与剪力销支撑处设置限位钢板,确保支架稳定。
3施工方案
3.1支架
某大桥下部构造为双圆形柱式墩,盖梁模板支架采用在墩柱上预埋剪力销作支撑牛腿,上放工2I50b工字钢作横梁,横梁上方设分配梁。
3.2模板
模板采用大块钢模板,根据盖梁尺寸设异形模板,以满足盖梁模板安装要求。
模板的标高调整和卸落采用钢楔子。
模板安装与拆除施工采用塔吊。
3.3钢筋
钢筋的下料制作在钢筋加工场地进行,运至工地,塔吊吊装就位,绑扎成型。
3.4混凝土浇注
混凝土采取集中拌和,其原材料质量必须符合技术规范要求。
使用罐车运至现场,利用坐地泵输送入模,浇注从低往高推进,且分层浇筑,连续进行,插入式振捣密实。
盖梁混凝土施工要注意预埋钢筋及预埋件的位置准确,另外也要控制支座垫石顶标高。
混凝土浇注完成及拆模后要及时覆盖养生。
3.5盖梁施工工艺流程
图3-1盖梁施工工艺流程图
4盖梁支架设计计算
某大桥盖梁支架采用剪力销和工字钢等材料拼装而成,为方便手工计算,简化计算过程,采用简支梁计算方法,具体见图4-1和图4-2。
图4-1盖梁支架立面图
图4-2盖梁支架侧面图
4.1盖梁支架材料数据
(1)、查取材料截面力学数据,计算参数由查阅相关资料取得,采用Q235钢材。
I25a工字钢参数:
Ix=5017cm4,Wx=401.4cm3,A截面积=48.51cm2,38.08kg/m;
I50b工字钢参数:
Ix=48556cm4,Wx=1942.2cm3,A截面积=129.25cm2,101.46kg/m;
Q235钢材弹性模量E=2.1*105MPa,密度ρ=7850kg/m3。
则盖梁支架工字钢自重
G1=((5*2+13)*5*38.08+18*2*2*101.46)*10/1000=116.843KN
(2)、盖梁C35混凝土容重γ=26KN/m3(考虑盖梁钢筋密集);
圆柱墩顶部分盖梁混凝土重量由墩柱承担,则盖梁混凝土作用在支架上的重量
G2=109.56*26-1/4*π*3.02*2.2*2*26=2039.915KN
(3)、盖梁底模、侧模均采用面板厚度δ=7mm的大块钢模,钢模单位重量按1.1KN/m2计算;
则模板自重(底模宽度取3.4m,长度取16.5m;
横向侧模长度取16.3m,高度取2.3m)
G3=(2.3*16.3*2+3.4*16.5+3.2*2.7*2)*1.1=163.196KN
(4)、人员及施工小型机具设备等按浇筑混凝土时有工人及管理人员6名,70kg/人,振动棒2台,25kg/台,其他设备300kg;
则人员及施工小型机具设备荷载
G4=(6*70+25*2+300)*10/1000=7.7KN
(5)、混凝土浇筑及振捣荷载竖向取4.0KN/m2,则产生的荷载
G5=(16.1*3.2-1/4*π*3.02*2)*4=149.531KN
支架总重量
G0=G1+G2+G3+G4+G5=116.843+2039.915+163.196+7.7+149.531=2477.185KN
计算荷载取安全系数1.3,则
G=1.3*G0=3220.339KN
4.2支架纵梁计算
盖梁底部支架单位荷载
Q=G/A=3220.339/(16.1*3.2-1/4*π*3.02*2)=86.145KN/m2
盖梁底模下纵梁I25a工字钢间距为0.5m,横梁2I50a工字钢中心间距为3.32m;
单根纵梁平均线性均布荷载
q=86.145*0.5=43.073KN/m
图4-3盖梁支架纵梁(I25a)受力简图
1、剪切应力验算
两端支承力RA=RB=43.073*3.32/2=71.501KN,纵梁受剪切力
τ=Q/A=71.501*103/(48.51*100)=14.7MPa<
[τ]=125MPa
符合要求!
2、纵梁强度验算
最大弯矩=1/8*43.073*3.322=59.346KN•m
弯曲应力<
[σ]=215MPa
3、纵梁刚度验算
<
=L/400=3320/400=8.3mm
4.3支架横梁计算
盖梁支架两根横向2I50b工字钢各承受盖梁一半的重量,均布荷载(单侧)
q=G/L=3220.339/2/16.1=100.011KN/m
图4-4盖梁支架横梁(2I50b)受力简图
横梁(剪力销处)支承力RA=RB=3220.339/4=805.085KN,横梁最大剪切力在剪力销支点处,
图4-5盖梁支架横梁(2I50b)剪力简图
横梁AB段最大弯矩出现在中间处(x=a+l/2=8.05m),a=3.55m,l=9.0m;
跨中最大弯矩
=382.417KN•m
横梁CA段和BD段最大弯矩出现在支承点A、B两处,最大弯矩
=-1/2*100.011*3.552=-630.194KN•m
图4-6盖梁支架横梁(2I50b)弯矩简图
则横梁最大弯曲应力出现在支承点上,
=630.194*106/(1942.2*2*103)=162.2MPa<
3、横梁刚度验算
横梁中跨AB段挠度
=10.6mm<
=L/400=9000/400=22.5mm
横梁悬臂端CA段、DB段挠度
=6.2mm<
=3550/400=8.9mm
4.4剪力销横梁计算
横梁(剪力销处)支承力RA=RB=3220.339/4=805.085KN,
5结语
施工过程中双排I50b工字钢焊接固定,并通过纵向型钢对盖梁两侧的2I50b工字钢横梁进行连接;
并对横梁2I50b工字钢(与剪力销交叉处2m范围内)采用厚度δ=2cm钢板进行加固,确保支架整体稳定。
经过某大桥左幅2#、3#、4#墩3个高墩盖梁支架及混凝土现场施工验证,施工质量和施工安全满足施工要求!
参考文献
1、钢结构原理与设计中国建筑工业出版社2008年董军曹平周
2、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)2000年
3、路桥施工计算手册人民交通出版社2001年周水兴等
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