主桥刚构连续梁支架受力计算书(实施).doc
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主桥刚构连续梁
临时支架设计计算书
2008年12月20日
刚构连续梁临时支架设计计算书
1、设计依据
(1)《建筑施工计算手册》(中国建筑工业出版社—第二版);
(2)《公路桥涵设计手册基本资料》(人民交通出版社—1997版);
(3)《钢结构设计规范》(中国计划出版社—2003版);
(4)《公路桥涵施工技术规范》(人民交通出版社—2000版);
(5)《桥梁设计常用计算手册》(人民交通出版社—2005版)
2、设计原则
(1)支架整体稳定、安全,结构简单。
(2)支架要求经济适用,可操作性强,制作、装拆方便。
3、支架受力分析
3.1支架构造
箱梁0号块支架采用预埋牛腿,设墩顶托架方式,如图3-1~5-2所示。
图3-1箱梁0号块支架立面图
图3-2箱梁0号块支架侧面图
3.2支架支架荷载
(1)支架自重:
按钢材7850kg/m3由程序自动加载。
(2)施工临时荷载:
人群荷载按250kg/m2;
砼倾倒荷载400kg/m2;
砼振捣荷载200kg/m2;
模板重45T。
(3)浇注的砼重:
按密度2600kg/m3计,作用在底模横梁上。
3.3支架受力分析模型
箱梁0号块支架受力分析按空间杆系理论,采用有限元软件Midas2006进行分析,计算模型如图3-3~5-5所示。
图3-3计算模型
图3-4计算模型立面图
图3-5计算模型侧面图
3.4支架受力分析结果
受力分析结果中,位移:
单位:
mm,负为向下,正为向上;
应力:
单位:
MPa。
3.4.1支架竖向位移
图3-6底板托梁竖向位移
图3-7贝雷架竖向位移
支架底板托架向下最大竖向位移为33.9mm,发生在托架端部(跨中端)主梁中心,托架端部(跨中端)腹板处向下位移25mm;在桥墩侧出现向上位移,最大为1.7mm。
底模纵梁最大挠度为8.5mm( 底模横梁最大挠度为7.1mm( 前横梁最大挠度为10.6mm( 后横梁最大挠度为4.2mm( 贝雷架向下最大竖向位移为14.8mm,最大挠度为12.6mm( 建议: 在架设支架时,将底板托架端部(跨中端)向上预抬25mm~34mm,以保证箱梁浇注后底板高程达到设计高程。 3.4.2支架各构件应力 (1)底模纵梁 图3-8底模纵梁组合应力云图 图3-9底模纵梁剪应力云图 底模纵梁组合应力最大为139.7MPa,()满足要求。 底模纵梁最大剪应力为87.3MPa,()满足要求。 (2)底模横梁 图3-10底模横梁组合应力云图 图3-11底模横梁剪应力云图 底模横梁组合应力最大为39.3MPa,()满足要求。 底模横梁最大剪应力为9.2MPa,()满足要求。 (3)横梁 图3-12横梁组合应力云图 图3-13横梁剪应力云图 横梁组合应力最大为139.9MPa,()满足要求。 横梁最大剪应力为67.9MPa,()满足要求。 (4)贝雷架 图3-14贝雷架轴力引起的轴向应力云图 图3-15贝雷架剪应力云图 图3-16贝雷架弯矩引起的应力云图 图3-17贝雷架组合力云图 贝雷架轴力引起的轴向应力最大为143.9MPa,弯矩引起的应力最大为173.6MPa,组合应力最大为296.3MPa,()满足要求。 贝雷架最大剪应力为51.3MPa,()满足要求。 (5)斜撑梁 图3-18斜撑梁轴力引起的轴向应力云图 图3-19斜撑梁剪应力云图 图3-20斜撑梁弯矩引起的应力云图 图3-21斜撑梁组合应力云图 斜撑梁轴力引起的轴向应力最大为41.9Mpa,弯矩引起的应力最大为18.8Mpa,组合应力最大为75.1Mpa,()满足要求。 斜撑梁最大剪应力为0.8MPa,()满足要求。 (6)牛腿 牛腿为I28a工字钢,考虑工字钢两侧焊接10mm厚钢板,按“日”形截面计算(对焊接要求较高),如图5-3所示。 牛腿计算结果 图5-3牛腿截面 图5-4牛腿组合应力云图 图5-2牛腿剪应力云图 牛腿组合应力最大为176.6MPa,均满足要求() 牛腿最大剪应力为61.2MPa,()满足要求。 3.4.3支架各构件计算结论 (1)在箱梁砼重力和施工荷载共同作用下,支架各构件挠度满足要求,竖向位移最大为33.9mm,建议在架设支架时,将底板托架端部(跨中端)向上预抬25mm~34mm,以保证箱梁浇注后底板高程达到设计高程。 (2)各构件均满足要求。 4、钢管桩受力分析 4.1钢管桩的布设 为有效控制主梁悬臂浇筑过程的墩顶水平位移及悬浇节段的挠度,在主桥墩(立柱)外侧设置钢管桩作为支撑系统。 钢管桩采用直径φ800mm、厚度为12mm螺旋焊钢管,钢管桩横向之间采用[16槽钢横向连接,根据钢管桩高度共设置6层横向连接,层间间距为2米,如图4-1~4-2所示。 图4-1钢管桩布置立面图图4-2钢管桩布置平面图 4.2钢管桩计算荷载 (1)主梁自重: 按砼2600kg/m3由程序自动加载。 (2)钢管桩及横撑自重: 按钢材7850kg/m3由程序自动加载。 (3)施工偏载: 按施工节段,考虑各施工工况的施工偏载为主梁一个节段的自重。 4.3钢管桩受力分析模型 钢管桩受力分析按空间杆系理论,采用有限元软件Midas2006进行分析,同时采用弹簧单元模拟桥墩桩基和钢管桩与地基土的相互作用,计算模型如图4-3~4-4所示。 图4-3钢管桩受力分析模型 图4-4钢管桩横撑布置 4.4钢管桩受力分析结果 受力分析结果中,位移: 单位: mm,负为向坐标轴反方向,正为向坐标轴正方向; 应力: 单位: MPa。 4.4.1钢管桩及横撑的变形 (1)1号节段施工 图4-51号节段施工变形图 (2)2号节段施工 图4-62号节段施工变形图 (3)3号节段施工 图4-73号节段施工变形图 (4)4号节段施工 图4-84号节段施工变形图 (5)5号节段施工 图4-95号节段施工变形图 (6)6号节段施工 图4-106号节段施工变形图 (7)7号节段施工 图4-117号节段施工变形图 各施工阶段,考虑各节段施工荷载偏载为主梁一个节段梁体自重,钢管桩及横撑最大变形为69.5mm。 4.4.2钢管桩及横撑的应力 (1)1号节段施工 图4-11钢管桩组合应力云图4-12横撑杆组合应力云图 (2)2号节段施工 图4-13钢管桩组合应力云图4-14横撑杆组合应力云图 (3)3号节段施工 图4-15钢管桩组合应力云图4-16横撑杆组合应力云图 (4)4号节段施工 图4-17钢管桩组合应力云图4-18横撑杆组合应力云图 (5)5号节段施工 图4-19钢管桩组合应力云图4-20横撑杆组合应力云图 (6)6号节段施工 图4-21钢管桩组合应力云图4-22横撑杆组合应力云图 (7)7号节段施工 图4-23钢管桩组合应力云图4-24横撑杆组合应力云图 各施工阶段,考虑各节段施工荷载偏载为主梁一个节段梁体自重,钢管桩组合应力最大为94.1MPa,横撑杆组合应力最大为90.6MPa,均满足要求()。 4.4.3钢管桩及横撑受力分析结论 各施工阶段,考虑各节段施工荷载偏载为主梁一个节段梁体自重,钢管桩及横撑最大变形为69.5mm;钢管桩组合应力最大为94.1MPa,横撑杆组合应力最大为90.6MPa,均满足要求()。 5、临时支架受力分析结论 (1)各构件应力均满足要求,支架变形满足要求。 (2)钢管桩及横撑杆受力满足要求。 21
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- 主桥 连续 支架 计算 实施
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