项目盖梁支架安全验算Word文档格式.doc
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h---有效压头高度(m)
V---混凝土浇筑速度(m/h),暂定为1m/h
t0---新浇混凝土的初凝时间(h),暂定为2h
γ---混凝土体密度(KN/m3),取26KN/m3
K1---外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.0;
掺缓凝
作用的外加剂时取1.2。
本次计算取1.2。
K2---混凝土塌落度影响修正系数,塌落度小于30mm时,取
0.85;
50~90mm时,取1.0;
110~150mm时,取1.15。
本次计算取1.15
根据公式1:
P=15.7872KN;
公式2:
h=0.6072m
1.2底模
10cm方木,间距20cm,在墩柱处采用I10#工钢加强;
纵梁采用56a双拼工钢,长18m(上庄大桥左线长20m),间距1.9~2.5m(工钢离开墩身25cm)。
2.1、竹胶板验算
竹胶板力学参数(竹胶板取100cm):
I=48.6cm4W=54cm3S=40.5cm3
验算过程所要考虑的荷载(横桥向长度取1 m计算):
施工人员荷载:
q1=2.5×
1=2.5KN/m
振捣荷载:
q2=2.0×
1=2KN/m
梁体自重:
q3=(2.691×
0.85+1.9×
0.15)×
26=66.8811KN/m
q=q1+q2+q3=1.4×
(2.5+2)+1.2×
66.8811=88.62KN/m
按简支梁计算:
Mmax=1/8×
q×
l2=1/8×
66.8811×
0.12=0.0836KN·
m
σ=M/W=(0.0836×
106)/(54×
103)=1.548MPa<
[σ]=40MPa(取A类较小值)
2.2、方木验算
10cm×
10cm方木力学参数:
I=833.3cm4W=166.7cm3A=100cm2S=125cm3
(1)墩柱中间方木受力验算:
验算过程所要考虑的荷载:
0.2=0.5KN/m
0.2=0.4KN/m
q3=2.691×
0.2×
26=13.9932KN/m
(0.5+0.4)+1.2×
13.9932=18.052KN/m
18.052×
0.62=0.81234KN·
σ=M/W=0.81234×
106/(166.7×
103)=4.873MPa<
[σ]=11MPa(取强度等级TB11)
抗弯强度符合要求
V=1/2ql=1/2×
0.6=5.42KN
τ=V·
S/(I·
tw)
=5.42×
1000×
125×
103/(833.3×
104×
100)
=0.813MPa<fv=1.3MPa(取强度等级TB11)
抗剪强度符合要求。
ω=5×
l4/(384×
E×
I)=5×
6004/(384×
7000×
833.3×
104)=0.52mm<
l/250=2.4mm
挠度符合要求.
(2)墩柱处方木受力验算:
此处方木受力与墩柱间一样,不同的是方木的计算距离
22=9.026KN·
σ=M/W=9.026×
103)=45.1MPa>
[σ]=11MPa
抗弯强度不符合要求
处理方法:
在方木间加铺10#工钢
10#工钢[σ]=215MPa>
45.1MPa,满足受力要求
ω=5ql4/384EI=(5×
9.026×
20004)/(384×
2.1×
105×
245×
104)=3.65mm<[f]=l/400=5㎜
挠度符合要求。
2.3、25b工字钢的验算
25b工字钢钢力学参数
I=5280cm4W=423cm3q=42.03kg/m
A=53.541cm2S=247.89cm3
0.6=1.5KN/m
0.6=1.2KN/m
q3=2.366×
0.6×
26=36.91KN/m(取最不利情况,即小里程方向)
q=1.4×
(1.5+1.2)+1.2×
36.91=48.072KN/m
48.072×
2.32=31.79KN·
σ=M/W=31.79×
106/(423×
103)=75.15MPa<
[σ]=215MPa
V=1/2ql=0.5×
2.3=55.283KN
=55.283×
247.89×
103/(5280×
10)
=25.955MPa<
fv=125MPa
抗剪强度符合要求
23004/(384×
206×
103×
5280×
104)=1.61mm<
l/400=5.8mm
挠度满足要求。
2.4、56a工字钢的验算
56a工字钢的力学参数:
I=65600cm4W=2340cm3q=106.316kg/m
A=135.435cm2S=1375.262cm3
(1)验算过程所要考虑的荷载:
2.2=5.5KN/m
2.2=4.4KN/m
支架荷载:
q3=25b工钢荷载+自重=6.7+4.6=11.3KN/m
q4=84.84/17.782×
26=124.05KN/m
q=q1+q2+q3+q4=1.4×
(5.5+4.4)+1.2×
(11.3+124.05)=176.28KN/m
(2)力学计算模型
建立力学模型如下图所示:
图纵梁计算模型图
(3)结构力学计算
上所示结构体系为一次超静定结构,采用位移法计算。
①计算支座反力RC:
第一步:
解除C点约束,计算悬臂端均布荷载与中间段均布荷载情况下的弯矩与挠度
C点位移量:
第二步:
计算C点支座反力RC作用下的弯矩与挠度
第三步:
由C点位移为零的条件计算支座反力RC
由假定支座条件知:
∑fc=0
求得:
②计算支座反力Ra、Rb
由静力平衡方程解得:
③弯矩图
根据叠加原理,绘制均布荷载弯矩图:
(4)纵梁结构强度验算
①根据以上力学计算得知,最大弯矩出现在A、B支座,代入q后
MB=4.771q=4.771×
176.28=841.032kN·
σ=M支/W=841.032×
106/(2340×
4×
103)=89.854MPa<
[σ]=215MPa
②纵梁最大挠度
=1.82mm<
l/400=20mm
2.5、抱箍计算
2.5.1抱箍承载力计算
2.5.1.1荷载计算
每个盖梁按墩柱设三个抱箍体支承上部荷载,由上面的计算可知:
支座反力:
RA=RB=[2(l+a)-5.87]q/2=6.62×
176.28/2=1166.974kN
RC=5.87q=5.87×
176.28=1034.764kN
以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算,该值即为抱箍体需产生的摩擦力。
2.5.1.2抱箍受力计算
(1)螺栓数目计算
抱箍体需承受的竖向压力N=1166.974kN
抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生,查《路桥施工计算手册》第426页:
M24螺栓的允许承载力:
[NL]=Pμn/K
P---高强螺栓的预拉力,取225kN;
μ---摩擦系数,取0.3;
n---传力接触面数目,取1;
K---安全系数,取1.7。
则:
[NL]=225×
0.3×
1/1.7=39.7kN
螺栓数目m计算:
m=N’/[NL]=1166.974/35.5≈33个,取计算截面上的螺栓数目m=34个。
(2)螺栓轴向受拉计算
砼与钢之间设一层橡胶,按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3计算
抱箍产生的压力Pb=N/μ=1166.974kN/0.3=3889.91kN由高强螺栓承担。
N’=Pb=3889.91kN
抱箍的压力由34条M24的高强螺栓的拉力产生。
即每条螺栓拉力为
N1=Pb/34=3889.91kN/34=114.41kN<
[S]=225kN
σ=N”/A=N′(1-0.4m1/m)/A
N′---轴心力
m1---所有螺栓数目,取:
56个
A---高强螺栓截面积,A=4.52cm2
σ=N”/A=Pb(1-0.4m1/m)/A=3889.91×
(1-0.4×
56/34)/(56×
4.52×
10-4)=107.12MPa<[σ]=140MPa
故高强螺栓满足强度要求。
(3)求螺栓需要的力矩M
①由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×
L1
u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数
L1=0.015力臂
M1=0.15×
114.41×
0.015=0.258KN.m
②M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°
M2=μ1×
N′cos10°
×
L2+N′sin10°
L2
[式中L2=0.011(L2为力臂)]
=0.15×
cos10°
0.011+114.41×
sin10°
0.011
=0.404(KN·
m)
M=M1+M2=0.258+0.404=0.662(KN·
=66.2(kg·
所以要求螺栓的扭紧力矩M≥66.2(kg·
2.5.2抱箍体的应力计算:
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