01钢管柱贝雷梁支架计算第二方案Word下载.docx
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4、周水兴,何兆益,邹毅松编著.路桥施工计算手册.
人民交通出版社,2001.5
5、中华人民共和国行业标准.公路桥涵地基基础设计规范(JTGD63-2007)
人民交通出版社,2007
6、中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范(JTG/TF50-2011)
人民交通出版社,2011
7、中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)
人民交通出版社,2004
8、中华人民共和国行业标准.钢结构设计规范(GB50017-2003)
2、工程概况
**段分左右两幅,各包含一座桥梁,桥梁跨越**,现场地形呈“U“形分布,桥梁全长281m,采用预应力混凝土箱梁。
左幅桥梁起点桩号K4+520,终点桩号K4+801,桥梁全长281米,右幅桥梁起点桩号K4+519,终点桩号K4+801.00,全长282米。
全桥分两联,第一联跨径布置为37+40+37m,第二联跨径布置为440米。
单幅箱梁全宽18.5米,采用单箱三室,梁高2.2米,两侧翼缘悬挑2.5米,箱梁腹板厚度0.5米,顶底板厚度0.25米,端横梁宽2米,中横梁宽2.5米。
箱梁在纵向采用预应力。
第一联第一、二跨和第二联第四跨采用满堂支架法现浇施工;
第一联第三跨
和第二联第一、二、三跨采用钢管贝雷梁柱式支架现浇法施工。
3设计说明
对于地势陡峭,墩身高达40m的现浇预应力混凝土箱梁而言,采用满堂支架施工不仅地基处理难度较大,安全性降低,而且材料、人员投入也较大,贝雷梁柱式支架是现浇箱梁施工中的常有的一种支架形式,尤其在重荷载、高墩柱、跨度大的情况下,则是较为经济安全的一种支架形式。
因此,在本桥施工中对于高墩柱部位采用钢管贝雷梁柱式支架现浇施工的方案。
贝雷梁柱式支架结构主要由混凝土基础、钢管立柱、墩身牛腿、桩帽、工字钢横梁、贝雷片纵梁、钢管脚手架组成。
支架结构传力途径为:
模板-纵向方木-横向方木-顶托-钢管脚手架-工字钢横梁-贝雷梁纵片-工字钢横梁-钢管立柱-混凝土基础-地基。
钢管柱采用型号为Φ1020×
12和Φ720×
10,连接系:
第二联第一跨和第二跨用[]25a、第三跨用[]36a,另外第一联第三跨参考第二联第三跨。
。
4荷载
4.1贝雷梁桥几何特性及桁架容许内力
4.1.1、贝雷梁几何特性
弹性模量E=2.1e+5MPa
名称
WX(cm3)
IX(cm4)
EI(Kn/m2)
单排单层
不加强
3578.5
250497.2
526044.1
加强
7699.1
577434.4
1212612.2
4.1.2、贝雷梁容许内表
桥型容许内力
不加强桥梁
双排单层
三排单层
双排双层
三排双层
弯矩(KN.m)
788.2
1576.4
2246.4
3265.4
4653.2
剪力(KN)
245.2
490.5
698.9
加强桥梁
1687.5
3375
4809.4
6750
9618.8
(黄绍金,刘陌生编著.装配式公路钢桥多用途使用手册.北京:
人民交通出版社,2001.6表3-5、3-6)
4.2、荷载分析
(1)箱梁自重荷载g1(计算时考虑安全系数K=1.05)
新浇筑混凝土密度取2600kg/m3
(2)模板自重
a外模板自重gw=1kN/m2
一侧外模长度4.2m,共2侧,4.2×
2=8.4m
外模板线荷载q1=8.4×
1=8.4kN/m
b内模板及支架自重gw=0.8kN/m2
一个内腔周长10.4m,共3个内腔10.4×
3=31.2m
内模板q2=31.2×
0.8=25kN/m
c底模板及支架自重gw=0.8kN/m2
底模板长度13.0m,
底模板及支架线荷载q3=13×
0.8=10.4kN/m
模板总线荷载g2=q1+q2+q3
=8.4+25+10.4
=43.8kN/m
(3)贝雷片自重
单片贝雷片自重gb=3.35kN(包含支撑架、销轴)
单片贝雷片线荷载g3=3.35/3=1.12kN/m
(4)施工人员,机具及堆放物品竖向荷载《路桥施工常用施工手册》
gs=1.0kN/m2
(5)振倒及倾倒混凝土产生的竖向荷载
g5=2.0kN/m2
(6)风荷载(《公路桥涵设计通用规范JTGD6—2004》4.3.7)
横桥向风压计算
Fwh=K0K1K3WdAwh
V=26.7m/s风速度
其中:
(设计风速重现期换算系数,按施工架设期间取值)
(桁架风载阻力系数);
(箱梁风载阻力系数)
(按最不利地形地理条件选取);
(按A类地表,离地面或水面20m高度计);
(按A类取阵风风速系数);
求得:
单片贝雷片及桥面板迎风面积:
;
箱梁迎风面积:
贝雷梁所受风载为:
箱梁所受风载为:
设计风速作用下时,贝雷梁风载水平力为:
箱梁风载水平力为:
5第二联第一跨支架计算
采用第二联第一跨作为受力模型进行分析,立面布置图如下
箱梁自重
a实心段梁体断面图
b变截面段箱梁断面图
c跨中段箱梁断面图
各断面数据如下表
横截面面积
长度
容重
箱梁重量
总重
每延米重
(m2)
(m)
(kN/m3)
(kN)
实心段
31.45
2
26
1717.2
15873
423
跨中段
12.77
28.69
10001.9
变截面段
19.02
8
4154.0
(注:
实心段作用于贝雷梁部分长度为0.9m,为安全取2m进行验算)
荷载组合
线荷载:
q=1.2(g1+g2+g3)+1.4(g4+g5)
5.1、模板计算
底模拟采用15厚竹胶模板面层,80×
100方木小肋结构,取1.0cm板带进行计算
5.1.1、面板截面特性
竹编胶合板厚度分为薄型(2mm~6mm)及厚型(≥7mm)两类。
用作混凝土模板的竹胶合板厚度通常为12mm~18mm,常用的有12mm和15mm两种。
拟采用15mm厚I类,一等品
竹编胶合板力学性能:
静弯曲强度[σ]=90MPa,弹性模量E=6000MPa
b=1cm,h=1.5cm
I=bh3/12=0.2813cm4
W=bh2/6=0.3750cm4
5.1.2、荷载组合
荷载组合1(强度)《路桥施工计算手册》
底板P底强=1.2×
(0.508×
26/0.962)+1.4×
(2+1)=20.7kN/m2
腹板P腹强=1.2×
(0.666×
26/0.625)+1.4×
(2+1)=37.4kN/m2
荷载组合2(刚度)
底板P底钢=1.2×
26/0.962)=16.5kN/m2
腹板P腹钢=1.2×
26/0.625)=33.2kN/m2
5.1.3、底模板内力计算
底板处木方间距采用300mm;
腹板处采用150mm的间距。
采用3跨连续梁模型进行计算:
(1)底板验算
小肋间距L=300mm
q底强=P底强b=20.7×
0.01=0.207kN/m
q底钢=P底钢b=16.5×
0.01=0.165kN/m
M=q底强L2/10=0.207×
0.32/10=0.0019kN/m
Q=q底强L/2=0.207×
0.3/2=0.0311kN
σ=M/W=0.0019/0.375×
103=4.968MPa
τ=1.5Q/A=1.5×
0.0311/(1×
1.5)×
10=0.311MPa
ƒ=q底钢L4/150EI=0.5mm<
L/600=0.5mm
(2)腹板验算
小肋间距L=150mm
q腹强=P腹强b=37.4×
0.01=0.374kN/m
q腹钢=P腹钢b=33.2×
0.01=0.332kN/m
M=q腹强L2/10=0.0008kN/m
Q=q腹强L/2=0.0281kN
σ=M/W=2.244MPa
τ=1.5Q/A=0.281MPa
ƒ=q腹钢L4/150EI=0.066mm<
L/600=0.1875mm
5.2、方木(小肋)计算
5.2.1小肋力学特性
小肋采用A-4级落叶松
弯曲强度[σ]=10MPa
弹性模量E=9000MPa
抗剪强度[τ]=1.2MPa
5.2.2截面特性
b=8cm,H=10cm
I=bh3/12=666.7cm4
W=bh2/6=133.3cm3
5.2.3荷载组合
5.2.4内力计算
肋间距(型钢分配梁间距)L=750mm,小肋间距300mm
采用简支梁进行计算
小肋间距300mm
0.3=6.21kN/m
0.3=4.95kN/m
M=q底强L2/8=0.437kNm
Q=q底强L/2=2.33kN
σ=M/W=3.27MPa<
10MPa
τ=1.5Q/A=0.44MPa<
1.2MPa
ƒ=5PL4/384EI==0.34mm<
L/800=0.938mm
0.15=5.61kN/m
0.15=4.98kN/m
M=q腹强L2/8=0.395kN/m
Q=q腹强L/2=2.1kN
σ=M/W=2.96MPa<
10MPa
τ=1.5Q/A=0.39MPa<
1.2MPa
ƒ=5PL4/384EI=0.342mm<
L/800=0.936mm
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