A001公路工程施工设计系列04桥梁工程03上部构造满堂支架5盘扣式支架计算书图.docx
- 文档编号:2155992
- 上传时间:2022-10-27
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:628.65KB
A001公路工程施工设计系列04桥梁工程03上部构造满堂支架5盘扣式支架计算书图.docx
《A001公路工程施工设计系列04桥梁工程03上部构造满堂支架5盘扣式支架计算书图.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《A001公路工程施工设计系列04桥梁工程03上部构造满堂支架5盘扣式支架计算书图.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
A001公路工程施工设计系列04桥梁工程03上部构造满堂支架5盘扣式支架计算书图
厦漳同城大道第三合同段沙洲岛特大桥临时工程
西溪主桥边跨现浇箱梁施工支架设计计算书
1、概述
沙洲岛特大桥(西溪):
桥梁中心桩号为K18+535.3,起终点K18+039.0~K19+031.5,长992.5m,整体式左右布局相同;桥梁跨径×孔数为:
(88+200)西溪主桥+(40+45+40)+(35+42.5+42.5+35)+(35+40+40)+2×33+8×30,桥面宽2-21~25m。
上部结构为预应力混凝土小箱梁、现浇箱梁、拱形连续梁、独柱斜塔斜拉桥,下部构造桥墩采用门形墩、矩形墩、独柱斜塔、桩基础,桥台采用肋板台、桩基础。
图1-1西溪主桥桥型布置图
主桥边跨现浇箱梁采用下部少钢管支架,上部满堂脚手管支架的方式进行施工,本文为该施工支架计算书。
2、设计依据
2.1基础资料
(1)施工图设计文件
(2)其它技术资料
2.2主要技术标准
(1)《建筑结构荷载规范(2006年版)》(GB50009-2001)
(2)《建筑施工承插型盘扣件钢管支架安全技术规程》(JGJ231-2010)
(3)《钢管满堂支架预压技术规程》(JGJT194-2009)
(4)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
(5)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
(6)《木结构设计规范》(GB50005-2003)
(7)《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)
(8)《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)
(9)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
(10)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)
2.3设计手册
(1)《钢结构连接节点设计手册(第二版)》
3、结构布置
3.1结构布置形式
箱梁采用采用下部少钢管支架,上部满堂脚手管支架的方式进行混凝土现浇施工。
下部排架桩基采用Φ820×8mm钢管桩,顺桥向按6m+9m间距布置,横桥向为6.25m。
排架设Φ426×6平联和[]25a剪刀撑。
在立柱顶部横桥向布设双拼HM588×300型钢作为主承重梁,跨距6.25m,在主承重梁上顺桥向搭设1.5×3m的贝雷片,最大跨度为9m,贝雷片上铺横向分配梁I25@75,顶部铺设标准组合刚面层,面层上部按M60支架间距铺设横向垫梁I10,立杆采用Φ60×3.2mm,顺桥向间距0.9m(横隔板位置加密至0.6m),横桥向间距0.6m(腹板)、0.9m(空腔)、1.2m(翼缘板)三种,并在横向隔板处局部加密,步距1.5m,顶托上方设置横向分配梁I10(桁架下方分配梁顺桥向布置),分配梁上纵桥向设置10×10cm方木,间距0.15m(腹板、隔板)和0.2m(空腔),方木上铺设15mm竹胶板作为箱梁底模。
I10工字钢分配梁与木方采用铁丝绑扎固定,竹胶板与木方通过铁钉锚固固定。
支架布置型式如下图:
图3-1箱梁现浇支架布置图
3.2基本参数说明
A)几何参数:
箱梁为单箱七室混凝土结构,最大浇筑高度为400cm。
B)材料物理力学特性参数:
表3-1主要材料的主要物理力学特性
序号
构件名称
材料类型
拉、压、弯强度
设计值(MPa)
剪切强度设
计值(MPa)
1
普通钢材
Q235B
2
盘式支架立杆
Q345A
C)刚度设计要求:
根据《钢结构设计规范》及《建筑结构荷载规范》中规定要求,计算支架及梁的刚度按照荷载标准组合进行计算,其刚度容许值如下表所示:
1
横向位移绝对值
H/400
H表示位移最大值处支架的离地高度
2
竖向位移绝对值
L/400
L表示跨度
D)其它参数:
1.重力加速度:
9.8;
2.钢筋混凝土容重:
26;
3.钢材容重:
78.5。
4、荷载与工况
4.1荷载分析
4.1.1恒载计算
(1)支架自重
支架本身重力荷载由有限元软件自行处理,Ansys程序运行时:
,重力荷载比例系数设定为-1。
(2)混凝土自重
箱梁混凝土容重按26考虑,
箱梁断面简化成如下形式,经计算得箱梁单位面积的恒载如下图所示:
如下图所示:
图4-1箱梁空腔处恒载示意图(荷载单位:
kN/m²)
图4-2箱梁隔板处恒载示意图(荷载单位:
kN/m²)
(3)模板荷载
模板荷载按2.5考虑。
4.1.2活载计算
(1)施工荷载
作用在模板支架上的施工人员及设备荷载标准值可按实际情况计算,一般情况下可取;
(2)梁系风荷载
依照《公路桥涵设计通用规范》,风荷载标准值计算式如下:
式中横桥向风荷载标准值();
基本风压;
设计基准风压();
横向迎风面积();
设计基本风速;
高度Z处的设计基准风速();
距地面或水面的高度();
空气重力密度();
设计风速重现期换算系数,对临时结构取0.75;
地形地理条件系数,对一般地区取1.00;
阵风风速系数,B类地区取1.38;
地面粗糙度类别和梯度风速高度修正系数,取1.0;
风载阻力系数,计算圆形截面构件侧向风载时取1.0,计算矩形截面构件侧向风载时取1.3;
重力加速度,。
A:
设计风速取:
(非管型构件)
(管型构件)
B:
工作风速6级风速,取
(非管型构件)
(管型构件)
(3)水流力
a、钢管桩水流力
设计高潮位+4.77m,桩顶标高+4.322m,流速1.75m/s。
根据《港口工程荷载规范》计算:
式中——水流力标准值(kN);
——设计流速(m/s),;
——水流阻力系数,取0.73;
——水的密度(t/m3),取1.0;
——计算构件在与流向垂直平面上的投影面积(m2);
后排桩遮流影响系数0.81。
φ820×8钢管桩水流力:
考虑3m泥面冲刷后,泥面标高-6.06m,
φ820×8前排桩
φ820×8后排桩
作用点标高:
0.872m。
b、平联及横梁水流力
根据《港口工程荷载规范》计算:
式中——水流力标准值(kN);
——设计流速(m/s),;
——水流阻力系数,取0.73;
——水的密度(t/m3),取1.0;
——计算构件在与流向垂直平面上的投影面积(m2);
平联φ426水流力:
横梁HM588水流力:
4.2工况分析
工况一:
支架及模板搭设完成,箱梁尚未浇筑,设计风速横桥向作用,采用基本组合计算;
工况二:
箱梁按一次浇筑考虑,工作风速横桥向作用,采用基本组合计算支架的强度;
工况三:
箱梁按一次浇筑考虑,工作风速横桥向作用,采用标准组合验算支架的刚度;
4.3荷载组合
考虑两种荷载组合形式,即标准组合和基本组合。
本计算除施工荷载、风荷载和其它荷载视为活载以外,其余荷载如支架自重、钢筋混凝土重力荷载、模板荷载等均视为恒载。
荷载组合形式如下:
以上组合中,标准组合用来评价结构刚度指标,基本组合用来评价结构强度指标。
5、嵌固点计算
φ820×8钢管桩嵌固点计算:
,
最不利处,考虑3m冲刷后,泥面标高-6.06m,
嵌固点标高-6.06-4.22=-10.28m,取-10.5m。
钢管桩入土深度,按弹性长桩考虑。
6、模型及整体计算
根据设计图纸,取5A-5H至9A-9H段,在ANSYS软件中建立支架整体模型,如下图所示:
图6-1支架整体模型图
模型说明:
采用ANSYS12.0中的Beam188单元,进行计算与分析,将支架结构整体建模计算,其结果精度满足计算的要求。
钢立柱柱脚的连接为固接,柱顶与横梁之间的连接为固接,横梁与贝雷下弦杆之间的连接为铰接,横梁与墩身牛腿之间的连接为铰接。
按4.1节分析的荷载值进行加载,对各工况进行模拟计算。
6.1工况一
支架及模板搭设完成,箱梁尚未浇筑,按照设计风速(10年一遇最大风速28.8m/s)横桥向作用与支架,荷载采用基本组合,模型计算结果如下图所示:
图6-2工况一支架应力云图(单位:
Mpa)
图6-3工况一支架横向变形云图(单位:
mm)
工况一计算结果表明:
构件最大组合应力为
最大横桥向变形
因此,支架整体计算主要构件强度均能满足设计及规范要求。
6.2工况二
箱梁按一次浇筑考虑,6级风(13.8m/s)横桥向作用,采用荷载基本组合计算支架的强度,模型计算结果如下图所示:
图6-4工况二支架应力云图(单位:
Mpa)
图6-5贝雷弯矩图(单位:
Nmm)图6-6贝雷剪力图(单位:
N)
支架及贝雷梁主要构件计算结果如下表所示:
构件名称
几何参数
(mm)
最大组合应力(MPa)
最大轴力(kN)
最大弯矩(kNm)
最大剪力(kN)
贝雷
321型
—
—
357
216
主横梁
2HM588
173
88.9
1240
1380
钢立柱
Φ820×8
179
2320
122
147
平联
Φ426×6
28.3
125
14.1
5.7
斜撑
2[25a
21.2
94.6
7.2
2.7
工况二计算结果表明:
贝雷梁(16Mn):
最大弯矩,最大剪力
其它构件(Q235B):
最大组合应力为
因此,支架整体计算主要构件强度均能满足设计及规范要求。
6.3工况三
箱梁按一次浇筑考虑,6级风(13.8m/s)横桥向作用,采用标准组合验算支架的刚度,模型计算结果如下图所示:
图6-7工况三支架竖向变形云图(单位:
mm)
支架及贝雷梁主要构件计算结果如下表所示:
构件名称
几何参数(mm)
竖向变形(mm)
横桥向变形(mm)
贝雷
321型
-16.0
6.8
主横梁
2HM588
-12.5
5.9
钢立柱
Φ820×8
-7.2
7.1
平联
Φ426×6
-7.0
6.8
斜撑
2[25a
-6.5
7.1
工况三计算结果表明:
贝雷梁的最大竖向位移为
钢立柱的最大竖向位移为,
因此,支架的刚度能够满足设计及规范要求。
6.4基础反力
由于工况二应力较大,下面列出该工况时约束点的反力。
钢管桩桩端反力:
构件名称及规格
最大轴力(kN)
最大剪力
(kN)
最大弯矩
(kN.m)
钢管桩φ820×8
2327(压力)
25.1
93.8
7、钢管桩入土深度计算
经计算,φ820×8桩端最大压力设计值2327kN。
泥面标高参考《沙洲岛特大桥工程地质勘察报告》,考虑3m冲刷。
1A-1H,2A-2H按QSZK54钻孔地质条件:
标高(m)
岩土名称
桩侧摩阻力(kPa)
桩端阻力(kPa)
0.56~-2.94
粉质粘土
-
-
-2.94~-8.74
细砂
15
-
-8.74~-15.54
中砂
45
4000
-15.54~-22.24
砾砂
50
6000
基础底进入砾砂层,桩底标高-19.0m。
,满足要求。
3A-3H至9A-9H按QSZK55钻孔地质条件:
标高(m)
岩土名称
桩侧摩阻力(kPa)
桩端阻力(kPa)
-2.57~-7.17
淤泥
-
-
-7.17~-13.57
细砂
-
-
-13.57~-17.37
中砂
45
4000
-17.37~-19.57
圆砾
120
7000
基础底进入圆砾层,桩底标高-21m。
,满足要求。
8、压杆稳定计算
钢管桩
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- A001公路工程施工设计系列04桥梁工程03上部构造满堂支架5盘扣式支架 计算书图 A001 公路工程 施工 设计 系列 04 桥梁工程 03 上部 构造 满堂 支架 盘扣式 计算