0#块支架计算书.docx
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0#块支架计算书
中铁四局沪宁城际铁路工程站前I标项目部五队
32m+48m+32m
A0#块支架设计方案
编制:
复核:
批准:
中铁四局沪宁城际铁路工程站前I标项目部五队
二00九年二月
32m+48m+32mA0#块支架设计方案
1、编制依据及规范标准
1、《铁路砼工程施工技术指南》、《铁路砼工程施工质量验收补充标准》。
2、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》。
3、《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收补充标准》。
4、《桥梁施工常用数据手册》、《路桥施工计算手册》。
5、《装配式公路桥梁使用手册》。
6、其他现行国家、铁路法律法规、设计标准、规范。
2、工程概况
七乡河特大桥25#~28#墩及龙潭特大桥37#~40#墩的连续梁结构形式:
梁全长113米,跨度为32+48+32m,单箱单室箱形、变高度、变截面结构。
梁体砼强度等级采用C50。
箱梁按照R=257.256m圆曲线变化。
本连续梁A0梁段、边跨直线段、合拢段、采用支架现浇施工,其它梁段采取挂篮悬臂浇筑施工,最大施工悬臂长度为23m,最大悬浇A1、B1段重量为96.2t。
连续梁为一联三跨共两个T构,边跨及中跨的合拢段长度均为2m。
3、主要技术标准
A0#块顶宽度12.2m;箱梁底宽度:
6.5m;A0#块高度:
2.7m;长8m;砼131.14m3;总重345.8T。
A0#截面图(图1)
(1)、C50砼:
131.14m3
(2)、砼容重:
27KN/m3
(3)、底模及内模重:
17T
(4)、每排贝雷片的布置形式:
采用单层单排的组装形式。
(5)、砼一次浇筑成型。
(6)、贝雷梁排列形式:
2+5+2+5+2=16排。
4、采用数据(单层单排贝雷梁)
(1)、贝雷梁:
321型3m×1.5m
(2)、桁片惯矩:
〔I0〕=250497.2cm4
(3)、桁片截面模量:
〔W〕=3578.5m3
(4)、桁片允许弯矩:
〔M〕=788.2KN·M
(5)、桁片允许应力:
〔б〕=210MPa
(6)、桁片允许剪力:
〔Q〕=245KN
(7)、弹性模量:
E=2.1×105MPa
(8)、允许挠度:
f=L/700
5、计算荷载
5.1、梁体自重(沿箱梁纵向梁体每m重)
345.8/8=43.2吨/m
5.2、其它荷载取值
(1)、砼容重:
27KN/m3
(2)、侧模自重:
7.4吨×10/(8×2.579)=3.6KN/m2
(3)、施工荷载:
2.5KN/m2
(4)、倾卸砼冲击荷载:
2KN/m2
(5)、振捣荷载:
2KN/m2
(6)、底模及内模:
17/(8×7.042)=3KN/m2
(7)、安全系数按1.2计算
(8)、翼缘板计算荷载(箱梁一半)
q={〔(0.211+0.559)/2×1.65+(0.559+1.602)/2×0.929〕×27+2.579×(3.6+2.5+2+2)}×1.2=84.4KN/m
(9)、顶板、腹板及底板计算荷载(箱梁一半)
q={〔131.14/(8×2)-((0.211+0.559)/2×1.65+(0.559+1.602)/2×0.929〕〕×27+(3+2.5+2+2)×7.042/2}×1.2=252.1KN/m
其中底板1.2m范围q=〔(0.6+0.7)×1.2×27+1.2×(3+2.5+2+2)×1.2=64.2KN/m
6、结构计算:
将贝雷梁看作为下部有2个铰接的外伸梁,按荷载均匀分布计算,不考虑不均匀分布系数。
力学模型图如下:
6.1翼缘板内力计算
弯矩图
剪力图
位移图
内力计算
杆端内力值(乘子=1)
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.000000000.000000000.00000000-22.3660000-2.96349500
20.0000000074.4830000-2.963495000.00000000-94.3170000-22.7974950
30.0000000062.0340000-22.79749500.000000000.00000000-0.00000000
-----------------------------------------------------------------------------------------------
位移计算
杆端位移值(乘子=1)
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码u-水平位移v-竖直位移_-转角u-水平位移v-竖直位移_-转角
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.00000925-0.000034780.000000000.00000000-0.00003528
20.000000000.00000000-0.000035280.000000000.000000000.00002271
30.000000000.000000000.000022710.000000000.000010840.00001209
-----------------------------------------------------------------------------------------------
6.2顶底板及腹板内力计算
弯矩图
剪力图
位移图
内力计算
杆端内力值(乘子=1)
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.00000000-0.000000000.00000000-66.8065000-8.85186125
20.00000000222.478250-8.851861250.00000000-281.721750-68.0953612
30.00000000185.293500-68.09536120.000000000.00000000-0.00000000
-----------------------------------------------------------------------------------------------
位移计算
杆端位移值(乘子=1)
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码u-水平位移v-竖直位移_-转角u-水平位移v-竖直位移_-转角
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.00002763-0.000103890.000000000.00000000-0.00010538
20.000000000.00000000-0.000105380.000000000.000000000.00006784
30.000000000.000000000.000067840.000000000.000032380.00003612
-----------------------------------------------------------------------------------------------
7、内力验算:
7.1、翼缘板验算
(1)、贝雷梁采用2排布置。
(2)、弯矩验算:
Mmax=22.8KN·m/2=11.4KN·m<〔M〕=788.2KN·m
满足要求
(3)、应力验算:
бmax=Mmax/W=11.4/3578.5×103=3MPa<〔б〕=210MPa
满足要求
(4)、剪力验算
Qmax=94.3KN/2=47.2<〔Q〕=245KN
满足要求
(5)、挠度验算
fmax=0.01mm/2=0.005mm<L/700=2×1000/700=2.9mm满足要求
7.2、顶底板及腹板验算
(1)、贝雷梁采用6排布置。
(2)、弯矩验算:
Mmax=68.1KN·m/6=11.4KN·m<〔M〕=788.2KN·m
满足要求
(3)、应力验算:
бmax=Mmax/W=11.4/3578.5×103=3.2MPa<〔б〕=210MPa
满足要求
(4)、剪力验算
Qmax=281.7KN/6=47<〔Q〕=245KN
满足要求
(5)、挠度验算
fmax=0.03mm/6=0.005mm<L/700=2×1000/700=2.9mm满足要求
8、贝雷梁下横梁2I36a工字钢验算
8.1、计算简图
8.2、竖向计算荷载轴力:
P=q×B/n/2+贝雷梁自重
q-沿梁纵向计算荷载;B-沿梁纵向计算长度2m;n-贝雷梁排数;
P1=84.4×2/2+1×0.27×10=87.1KN/2=44KN
P2=252.1×2/5+1×0.27×10=104KN/2=52KN
P3=64.2×2/2+1×0.27×10=67KN/2=34KN
8.3、横向工字钢支撑计算
I36a工字钢惯矩:
〔Ix〕=15796cm4;
截面模量:
〔Wx〕=877.6cm3;A=76.44cm2。
A3钢材的容许弯曲应力:
[σW]=145MPa;
弹性模量:
E=2.1×105MPa,
容许剪应力:
〔Q〕=85MPa
采用清华大学结构力学求解器2.0(简称SMSolver)
P1=44KN;P2=52KN;P3=34KN
I36工字钢力学图(图5)
I36工字钢弯矩图(图6)
I36工字钢剪力图(图7)
I36工字钢挠度图(图8)
内力计算
杆端内力值(乘子=1)
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.00000000-0.000000000.000000000.00000000-44.0000000-34.7600000
20.0000000074.6533535-34.76000000.00000000-73.3466464-14.0671023
30.0000000067.4909289-14.06710230.00000000-88.5090710-21.2834301
40.0000000034.1928998-21.28343010.00000000-33.8071001-20.7240206
50.0000000087.0760157-20.72402060.00000000-68.9239842-16.0871923
60.0000000079.9567274-16.08719230.00000000-76.0432725-27.5136156
70.0000000044.0000000-27.51361560.000000000.00000000-0.00000000
-----------------------------------------------------------------------------------------------
反力计算
约束反力值(乘子=1)
-----------------------------------------------------------------------------------------------
结点约束反力合力
支座----------------------------------------------------------------------------------
结点水平竖直力矩大小角度力矩
-----------------------------------------------------------------------------------------------
20.00000000118.6533530.00000000118.65335390.00000000.00000000
30.00000000140.8375750.00000000140.83757590.00000000.00000000
40.00000000122.7019700.00000000122.70197090.00000000.00000000
50.00000000120.8831150.00000000120.88311590.00000000.00000000
60.00000000148.8807110.00000000148.88071190.00000000.00000000
70.00000000120.0432720.00000000120.04327290.00000000.00000000
-----------------------------------------------------------------------------------------------
位移计算
杆端位移值(乘子=1)
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码u-水平位移v-竖直位移_-转角u-水平位移v-竖直位移_-转角
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.00000000-0.000833630.000775820.000000000.000000000.00036191
20.000000000.000000000.000361910.000000000.00000000-0.00016242
30.000000000.00000000-0.000162420.000000000.000000000.00002918
40.000000000.000000000.000029180.000000000.00000000-0.00002103
50.000000000.00000000-0.000021030.000000000.000000000.00013094
60.000000000.000000000.000130940.000000000.00000000-0.00025357
70.000000000.00000000-0.000253570.00000000-0.00056911-0.00051289
-----------------------------------------------------------------------------------------------
(1)选用最大弯矩进行计算Mmax=34.8
,
бmax=Mmax/W=34.8/(877.6×2)×103=20
<[σ]=145
(2)选用最大剪力进行计算
=88.5
=
/A=88.5/(76.44×2)×10=58
<[τ]=85
(3)选用较大的挠度值0.8mm
=0.8mm<
=L/700=1215/700=1.7mm
满足要求。
9、φ529螺旋钢管支柱验算
以上计算过程中的各反力:
R2=120KN;R3=149KN;R4=123KN;R5=121KN;R6=149KN;R7=120KN
9.1、单根钢管最大轴力:
R=149KN;壁厚10mm;
钢管回转半径:
i=
=183.5mm
9.2、计算长细比λ=L/i=10×1000/183.5=55
9.3、查表知轴心受压构件稳定系数ψ=0.8,
A3钢材轴向允许应力[σ]=140MP
9.4、单根钢管支架的稳定承载设计值:
Nd=ψ·A·σ=0.8×3.14×(
)/4×140×10-3
=0.8×16296.6×140×10-3=1825.2KN>R=149KN;
满足要求。
10、计算结论:
经计算、验算,本设计方案满足施工要求。
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- 支架 计算