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532m现浇箱梁支架施工计算资料
沪杭客专5-32m现浇箱梁支架施工计算资料
一、荷载计算
1、第一跨荷载计算:
3—3横断面
4—4横断面
以3-3断面计算验算本跨
(1)砼的重量:
f1=8.11×26/8.63=24.4KN/m2;
(2)模板支架自重:
f2=2KN/m2
(3)施工荷载:
f3=1KN/m2
(4)倾倒、振捣砼时产生的荷载:
f4=2KN/m2
中部荷载组合f=f1+f2+f3+f4=24.4+2+1+2=29.4KN/m2
考虑1.3倍的安全系数:
F1=1.3×29.4=38.22KN/m2;
2、第二跨荷载计算
7—7断面
8—8断面
以7-7断面计算验算本跨
(1)砼的重量:
f1=7×26/6.916=26.32KN/m2;
(2)模板支架自重:
f2=2KN/m2
(3)施工荷载:
f3=1KN/m2
(4)倾倒、振捣砼时产生的荷载:
f4=2KN/m2
中部荷载组合f=f1+f2+f3+f4=26.32+2+1+2=31.32KN/m2
考虑1.3倍的安全系数:
F2=1.3×31.32=40.7KN/m2;
3、第三跨荷载计算
11--11断面
12—12断面
以11-11断面计算验算本跨
(1)砼的重量:
f1=6.44×26/5.0985=32.84KN/m2;
(2)模板支架自重:
f2=2KN/m2
(3)施工荷载:
f3=1KN/m2
(4)倾倒、振捣砼时产生的荷载:
f4=2KN/m2
中部荷载组合f=f1+f2+f3+f4=32.84+2+1+2=37.84KN/m2
考虑1.3倍的安全系数:
F3=1.3×37.84=49.2KN/m2;
4、第四跨、第五跨荷载计算
(1)砼的重量:
f1=3.25×26/3.35=25.2KN/m2;
(2)模板支架自重:
f2=2KN/m2
(3)施工荷载:
f3=1KN/m2
(4)倾倒、振捣砼时产生的荷载:
f4=2KN/m2
中部荷载组合f=f1+f2+f3+f4=25.2+2+1+2=30.2KN/m2
考虑1.3倍的安全系数:
F4=1.3×30.2=39.3KN/m2;
二、贝雷片所需数量计算
1、贝雷片几何特性和允许内力
由《路桥工程施工常用数据资料与计算速查手册》中查得:
贝雷架几何特性和允许内力见下表:
结构形式
几何特性
允许内力
W(cm3)
I(cm4)
弯矩(KN·m)
剪力(t)
单排
单层
不加强
3578.5
250497.2
788.2
24.52
加强
7699.1
577434.4
1687.5
24.52
贝雷架材料弹性模量E=2.05×105MPa,每片桁架重270kg。
2、第一跨计算
(1)砼每延米重量:
38.22×8.63×2=659.7KN/m;
贝雷片按12米跨度布置,检算如下:
最大弯矩Mmax=1/8×ql2=0.125×659.7×122=11874.6KN·m
则11874.6/788.2=15.1片
即在8.63×2m范围内布16片贝雷可以满足使用要求
最大剪力Qmax=ql/2=659.7×12/2=3958.2KN
则3958.2/245.2=16.1片
即在8.63×2m范围内17片贝雷可以满足使用要求
本方案在8.63×2m下设置了23片贝雷,此时有:
每片贝雷所受均布荷载:
q=659.7/23=28.7KN/m
A、弯距验算
Mmax=1/8×ql2=0.125×28.7×122=516.6KN·m<788.2KN·m
满足要求
B、剪力验算
Qmax=ql/2=28.7×12/2=172.2KN<245.2KN满足要求
C、挠度验算
ω=5ql4/(384EI)
=5×28.7×120004/(384×2.05×105×250497.2×104)=15mm
ω/l=15/12000=1/800<1/400满足要求
结论:
此种结构形式满足要求,可以使用。
3、其余跨计算
同此计算方式,分别得出:
(1)第二跨需在6.916×2m范围内需贝雷片14片
本方案在6.916×2m下设置了19片贝雷,此时有:
每片贝雷所受均布荷载:
q=40.7×6.916×2/19=29.6KN/m
A、弯距验算
Mmax=1/8×ql2=0.125×29.6×122=532.8KN·m<788.2KN·m
满足要求
B、剪力验算
Qmax=ql/2=29.6×12/2=177.6KN<245.2KN满足要求
C、挠度验算
ω=5ql4/(384EI)
=5×29.6×120004/(384×2.05×105×250497.2×104)=15.5mm
ω/l=15.5/12000=1/774<1/400满足要求
结论:
此种结构形式满足要求,可以使用。
(2)第三跨需在5.1×2m贝雷片内需贝雷片13片
本方案在5.0985×2m下设置了15片贝雷,此时有:
每片贝雷所受均布荷载:
q=49.2×5.0985×2/15=33.5KN/m
A、弯距验算
Mmax=1/8×ql2=0.125×33.5×122=603KN·m<788.2KN·m
满足要求
B、剪力验算
Qmax=ql/2=33.5×12/2=201KN<245.2KN满足要求
C、挠度验算
ω=5ql4/(384EI)
=5×33.5×120004/(384×2.05×105×250497.2×104)=17.7mm
ω/l=17.7/12000=1/677<1/400满足要求
结论:
此种结构形式满足要求,可以使用。
(3)第四跨、第五跨需在3.35×2m贝雷片内需贝雷片7片
本方案在3.35×2m下设置了11片贝雷,此时有:
每片贝雷所受均布荷载:
q=39.3×3.35×2/11=23.9KN/m
A、弯距验算
Mmax=1/8×ql2=0.125×23.9×122=430.2KN·m<788.2KN·m
满足要求
B、剪力验算
Qmax=ql/2=23.9×12/2=143.4KN<245.2KN满足要求
C、挠度验算
ω=5ql4/(384EI)
=5×23.9×120004/(384×2.05×105×250497.2×104)=12.5mm
ω/l=12.5/12000=1/960<1/400满足要求
结论:
此种结构形式满足要求,可以使用。
三、底模竹胶板验算
竹胶板规格采用2.44×1.22×0.015m,背肋采用方木,间距为0.2m。
考虑竹胶板处于湿状,由《路桥工程施工常用数据资料与计算手册》查得竹胶板力学力能指标取[σ]=35Mpa,弹性模量E=5×103MPa。
取竹胶板为3跨连续梁计算,b=1m,h=0.015m,此时可得到W=bh2/6=1/6×1000×152=37500mm3;I=bh3/12=1/12×1000×153=281250mm4。
计算跨径为0.20m。
取单位面积受力最大的第三跨计算,q=F3=49.2KN/m2;
A、强度验算
此时跨间最大弯矩M=0.08×ql2=0.08×49.2×2002=246000N·mm,则有σ=M/W=246000/37500=6.56Mpa<[σ]=35Mpa,满足要求。
B、挠度验算
ω=0.677ql4/100EI
=(0.677×49.2×2004)/(100×5×103×281250)=0.37mm
ω/l=0.37/200=1/540<1/400满足要求
(2)、纵向方木验算
方木材质选用红松,规格采用9cm×9cm。
背肋间距最大为0.6m。
根据路桥施工计算手册,A3级木材弹性模量E=9×103MPa,抗弯强度为[σ]=12MPa;考虑木材湿状下弹性模量及抗弯强度的折减系数为0.9,折减后的弹性模量为E=8×103MPa,抗弯强度为[σ]=10.8MPa。
取方木为3跨连续梁计算,b=9cm,h=9cm,此时可得到W=1/6×9
=121.5cm3I=1/12×9
=546.75cm4。
计算跨径为0.6m
纵向方木间距为0.2m,
则方木承受荷载q=49.2×0.2=9.84KN/m
最大弯矩Mmax=0.08×ql2=0.08×9.84×600
=283392NMM
A、强度验算
σmax=Mmax/W=283392/(121.5×103)=2.3MPa<10.8MPa满足要求
B、挠度验算
ω=0.677*ql4/(100EI)
=0.677×9.84×6004/(100×8×103×546.75×104)=0.2mm
ω/l=0.2/600=1/3000<1/400满足要求
结论:
9×9cm小方木能够满足要求。
四、横向槽钢验算
槽钢为10号槽钢,间距沿纵向60cm一道布置,计算跨径取1米。
则槽钢承受荷载q=49.2×0.6=29.5KN/m。
最大弯矩Mmax=0.08×ql2=0.08×29.5×1000
=2360000NMM
普槽10几何特性如下:
惯性矩Ix=1983000mm4;
惯性矩Iy=256000mm4;
截面模量Wx=39660mm3;
截面模量Wy=15610mm3;
A、强度验算
σmax=Mmax/W=2360000/39660=59MPa<[σ]=145MPa满足要求
B、挠度验算
ω=0.677*ql4/(100EI)
=0.677×29.5×10004/(100×210×109×1983)
=0.00048m=0.48mm
ω/l=0.48/1000=1/2083<1/400满足要求
结论:
10号槽钢能够满足要求。
五、钢管支墩顶横梁检算
钢管支墩钢管支墩顶横梁由2根40b工字钢并排焊接而成,置于钢管支墩顶钢板上,把贝雷片压力分配到钢管支墩上。
1.钢管柱顶横梁计算
(1)计算简图
横梁所受力为贝雷片支点处压力及自重,跨中支点处压力最大,为最不利位置,所以只检算跨中支墩横梁,横梁按两跨连续梁计算,荷载按均布荷载计算.
2.荷载计算
经比较,第三跨承受荷载最大:
49.2*12/2=295.2KN/m
普工40b几何特性如下:
截面高度H=400mm;
截面宽度B=144mm;
翼缘厚度tf=16.5mm;
腹板厚度tw=12.5mm;
截面面积A=9407mm2;
惯性矩Ix=227810000mm4;
惯性矩Iy=6928000mm4;
截面模量Wx=1139050mm3;
截面模量Wy=96222mm3;
回转半径ix=155.6mm;
回转半径iy=27.1mm;
单位重量:
73.845Kg/m;
横梁截面几何特性如下:
截面积:
2×9407=18814mm2
截面模量:
W=2×1139050=2278100mm3;
惯性矩:
I=2×227810000=455620000mm4;
3.墩顶横梁弯矩计算
最大弯矩Mmax=0.125×ql2=0.125×295.2×3
=332.1KNM
A、强度验算
σmax=Mmax/W=332.1×106/2278100=145MPa<[σ]=145MPa满足要求
B、剪力验算
Qmax=ql/2=332.1×3/2=498.15KN
t=Qmax/A=498.15×103/(2×9407)=26.5<85MPa
满足要求
C、挠度验算
ω=5*ql4/(384EI)
=5×332.1×106×30004/(384×210×109×455620000)=4mm
ω/l=4/3000=1/750<1/400满足要求
六、钢管支墩验算
钢管桩采用外径为426mm,壁厚为8mm的规格进行布置,由于钢管桩存在部分锈蚀,而使管壁变薄,出于安全考虑所有钢管均以外径416mm,壁厚为6mm的规格进行计算。
外径为416mm,壁厚为6mm的钢管的截面特性如下:
钢管桩横截面面积:
A=77.2cm2
钢管桩横截面的惯性矩:
Ix=16242cm4
则i=√(Ix/A)=145mm
钢管桩每3米设置一道横联
则λ=l/i=3000/145=20.7
由GB50017-2003《钢结构设计规范》录附C轴心受压构件的稳定系数,表C-1b类截面轴心受压构件的稳定系数
,(钢管为焊接螺旋管采用B类截面)查表,得:
ψ=0.969
由工字钢横梁检算最大剪力Vmax=498.15KN,可知,钢管支墩中受力最大的为R=Vmax=498.15KN×2=996.3KN
则支柱的受压应力为:
σ=N/ψA=996.3×103/(0.969×77.2×102)
=133.2MPa<[σ]=145MPa
满足要求
七、条形基础简算
单根桩最大荷栽为498.15KN
C20砼轴向抗压强度设计值11Mpa,抗拉强度设计值1.3Mpa
σ=F/A=498.15×103/(1000×600)=0.8Mpa<11Mpa,满足要求
地基承载力验算
σ=F/A=498.15×106/1000/3000=166Kpa<200Kpa
现场控制时实测地基承载力不小于200Kpa,即可满足地基承载力要求.
基础高度计算:
基础抗冲切强度为
V=Pja≤0.7βhpf1amh0
Pj=166Kpa,a=0.8×(0.6+2h0)/2,βhp=1,f1=1300Kpa,am=(0.8+0.6+2h0)/2
由166×[0.8×(0.6+2h0)/2]≤0.7×1.0×1300×(0.8+0.6+2h0)/2×h0
得h0≥0.21m
条形基础设置为60cm,满足要求
结论:
综上所述,此方案可以实行。
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