支架现浇检算secret.docx
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支架现浇检算secret
支架现浇检算
Checkingandcalculatingofcast-in-placeofsupportingframe
目录catalogue
1.工程概况introductinofproject3
2.膺架施工方案constructionschemeofsupportframe3
2.1.确定膺架方案determiningtheschemeofsupportframe3
2.2.膺架设计的要求therequestofsupportframedesign3
2.3.模板结构及支撑体系formworkandsupportingsystem4
3.膺架、工钢及模板检算calculationofsupportframe,I-steelandformwork8
3.1.检算依据及主要受力荷载情况calculationbaseandloadcondition8
3.2.模底横向I22a工字钢检算:
calculationofI22Asteelinbottomofformworkindirectionoftransverse11
3.3.纵梁贝雷片检算calculationofbaileybearinlongitudinaldirection11
4.钢管顶I22a横向工字钢检算checkandcalculationontransverseI22asteelontopofsteelpipe12
5.钢管支墩检算checkandcalculationofpillarofsteelpipe12
6.基础检算checkandcalculationoffoundation13
6.1.挖孔桩基础(强风化岩层较深)foundationofdiggingpiles13
6.2.明挖扩大基础(强风化岩层较浅,基底承载力满足200kPa)spreadingfoundationofopencut(stronglyweatheredrockstratumisshallow)14
7.膺架预拱度计算calculationofcamberofsupportframe19
8.工程数量表(每32m跨)quantityformofproject(perspanof32m)21
1.工程概况introductionofproject
略。
2.膺架施工方案constructionschemeofsupportframe
2.1.确定膺架方案determiningtheschemeofsupportframe
考虑本工程桥梁总体工程量较少,移动模架进出场困难等因素,故在保证工程质量、进度及安全的情况下对大中桥(墩高在8m以上者)施工优先考虑采用膺架。
Consideringthefactorsthatthetotalquantityofprojectonbridgesislessandthatitisdifficultforthemobileformworkframetogoinorgooutofsite,onthebaseofprojectquality,progressandsafetyensured,thesupportframeispreferentiallyusedinLargeBridgesandMiddleBridges(theheightofpierisover8m.).
2.2.膺架设计的要求designrequestofsupportframe
2.2.1.膺架结构必须有足够的强度、刚度、稳定性。
Enoughstrength,rigidnessandstability
2.2.2.膺架在承重后期弹性和塑性变形应控制在15mm以内。
Elasticandplasticdeformationshouldbecontrolledwithin15mm.
2.2.3.膺架部分地基的沉降量控制在5mm以内。
Settlementofpartsubgradeshouldbewithin5mm.
2.2.4.当地基承载力较低或地表水丰富时优先采取挖孔桩基础方案。
Thediggingpilefoundationschemehasprioritywhenthebearingcapacityofsubgradeisloworthewaterinsurfaceofsubgradeismuch.
2.2.4.当地基承载力较好,强风化岩层埋置较浅且强风化岩层允许承载力满足200kPa要求时优先采取明挖扩大基础方案。
Thespreadingfoundationschemehastheprioritywhenthebearingcapacityisgoodandtheburyingofthestronglyweatheredrockstratumisshallowandthebearingcapacitysatisfies200KPa.
2.3.模板结构及支撑体系
模板结构是否合适将直接影响梁体的外观,本工程采用定型钢模,内模采用5mm厚,外模采用8mm厚,全部定型钢模均由具备相应资质的厂家定做。
Whetherthestructureofformworkissuitablewillaffecttheappearanceofgirder.Thestandardizedsteelformworkisusedinthisproject.Thethicknessofinnerformworkis5mm,whileouterformwork8mm.Allsteelformworksarecustomizedbythemanufacturerwhichhasrelevantaptitude.
图1梁体横断面及膺架图profilechartofgirderandsupportframechart
图2箱梁纵断面及膺架图
图3A大样
3.膺架、工钢及模板检算checkcalculationofsupportframe,I-steelandformwork
3.1.检算依据及主要受力荷载情况calculationbaseandmainloadsconditions
3.1.1.膺架支点断面。
Profileofsupportpointofframe
支点断面箱梁除翼缘板截面面积S=11.632m2,现浇钢筋砼取密度为26kN/m3。
Sectionareaexceptwingplateofsupportpointcross-section:
S=11.632m2,thedensityofcast-in-placereinforcedconcreteis
26kN/m3。
则:
梁体自重q=11.632×26/5.5=55kN/m2;Self-weightofgirderq
混凝土振捣;(查路桥施工计算手册)
vibrationloadofconcreteq=q=3kN/m2
模板自重q=8kN/m2;Self-weightofformwork
施工人员及机具q/d=3.5kN/m2;(查路桥施工计算手册)
Constructorsanddevicesq/d=3.5kN/m2;(pleaseseetheroadbridgeconstructioncalculatinghandbook)
膺架自重q=3kN/m2。
Self-weightofsupportframe
总荷载:
Ga=55+3+8+3.5=69.5kN/m2;Totalloads
Ga.k1=69.5×1.2=83.4kN/m2(取1.2安全系数)(用于模板工钢检算)
UsedforcheckcalculationofIsteelformwork(safetycoefficient1.5)
总荷载:
Gb=55+3+8+3.5+3=72.5kN/m2;Totalloads
Gb.k2=72.5×1.2=87.0kN/m2(取1.2安全系数)(用于膺架检算)
UsedforcheckcalculationofIsupportframe(safetycoefficient1.2)
3.1.2.膺架跨中断面。
Middlecross-sectionofsupportframe
跨中断面箱梁除翼缘板截面面积S=6.18m2,现浇钢筋砼取密度为则:
Theareaexceptthewingplateofthecross-sectioninmiddlespan:
S=6.18m2,thedensityofcast-in-placereinforcedconcreteis26kN/m3。
梁体自重q/a=6.18×26/5.5=29.2kN/m2;
Self-weightofthegirderq/a=6.18×26/5.5=29.2kN/m2;
混凝土振捣q/b=3kN/m2;
Thevibrooftheconcrete
模板自重q/c=8kN/m2;
Self-weightofsupportframeq/c=8kN/m2;
施工人员及机具q/d=3.5kN/m2;
Constructorsandmachinesandtoolsq/d=3.5kN/m2;
膺架自重q/e=3kN/m2。
Self-weightoftheformworkq/c=8kN/m2;
总荷载:
Ga=29.2+3+8+3.5=43.7kN/m2;
Thetotalloading:
Ga=29.2+3+8+3.5=43.7kN/m2;
Ga.k1=43.7×1.2=52.44kN/m2(取1.2安全系数)(用于模板工钢检算)
Ga.k1=43.7×1.2=52.44kN/m2(thesafetyquotient=1.2)(usedforthecalculationoftheformwork)
总荷载:
Gb=29.2+3+8+3.5+3=46.7kN/m2;
Thetotalloading:
Gb=29.2+3+8+3.5+3=46.7kN/m2;
Gb.k2=46.7×1.2=56.04kN/m2(取1.2安全系数)(用于膺架检算)
Gb.k2=46.7×1.2=56.04kN/m2(thesafetyquotient=1.2)(usedfor
thecalculationofsupportedformwork)
3.2.模底横向I22a工字钢检算:
3.2.CalculationoftransverseformworkbottomI22aIiron
模底横向2I22a工字钢间距为1.5m,按不利荷载支点断面处检算:
q2=q×L=83.4×1.5=125.1kN/m;(L为膺架横向间距)
I22a:
截面面积A=4210mm2;惯性矩Ix=34060000mm4;截面模量Wx=309636mm3;
I22a:
cross-sectiondimensionA=4210mm2;inertiamomentIx=34060000mm4;cross-sectionmodulusWx=309636mm3;
M=mql2=0.070×125.1×2.652=61.496KN.m;(其中m取二等跨均布荷载跨中最不利受力弯矩系数,m=0.070)
M=mql2=0.070×125.1×2.652=61.496KN.m;(inwhichm=0.070)
σ=M/2W=61.496×106/(2×309636)
=99.3MPa<[σ]=145MPa
f=0.521×q2l4/(100EI)
=0.521×125.1×26504/(100×2.1×105×2×34060000)
=2.25mm<2650/400=6.6mm(满足要求meetingtherequirement)。
3.3.纵梁贝雷片检算
3.3.Thecalculationofthebaileyplateofverticalgirder
按不利荷载(中部间距2.65m)检算:
Calculatingaccordingtotheunfavorableloading(thecenterspace=2.65)
q2=q×L=56.04×2.65=148.51kN/m;(L为膺架横向间距)
q2=q×L=56.04×2.65=148.51kN/m;(Listhecross-spaceofthe
supportformwork)
贝雷片:
[M]=1440kN.m,Es=1.95×105Mpa,惯性矩Ix=530000cm4;
Baileyplate:
[M]=1440kN.m,Es=1.95×105Mpa,inertiamomentIx=530000cm4;
M=mql2=0.078×148.51×62=417.01KN.m;(其中m取五跨均布荷载跨中最不利受力弯矩系数,m=0.078)<[M]=1440kN.m(合格)
M=mql2=0.078×148.51×62=417.01KN.m;(inwhichm=0.078)<[M]=1440kN.m
f=0.664×q2l4/(100EI)
=0.521×148.51×60004/(100×1.95×105×530000×104)
=1.0mm<6000/400=15mm。
τ=q2×L/A=149.684×6000/101.92/102
=87.56Mpa<[τ]=120Mpa(合格)
满足要求,为确保安全,在腹板底部对贝雷片采取3片1组进行加强。
Itmeetstherequirements,andatthewebplatethebaileyisthreechipsinarowsoastoensuresafety.
4.钢管顶I22a横向工字钢检算
4.Thecalculationofthe
I22a横向工字钢仅受压应力,在此不予检算。
5.钢管支墩检算
按不利荷载断面处(跨中)检算:
选φ600×10mm钢管
其参数为:
截面面积A=18535.4mm2;惯性矩I=806753139.5mm4;
截面模量W=21513417mm3;回转半径i=208.6mm;
按最高墩20m计算,则钢管最大长度L0=18.5m;
λz=L0/I=18.5×103/208.6=88.7,查表得φ=0.677
N=56.04×6×2.65=891.04KN
σ=N/A/φ=891.04×105/18535.4/0.677=72.1Mpa<[σ]
=145Mpa(合格)
6.基础检算
6.1.挖孔桩基础(强风化岩层较深)
P=891.04KN
6.1.1.桩基砼抗压强度检算:
σ=N/A=891.04×103/(3.14×0.52)=1.14Mpa
选C15砼桩基,则[σ]=7.5Mpa;σ<[σ](合格)
为安全起见,在桩顶以下设置三层钢筋网,桩顶以下25cm内布置3层φ16钢筋网,第1层钢筋网在桩顶下5cm,第2层钢筋网在桩顶下15cm,第3层钢筋网在桩顶下25cm,钢筋网眼间距为15cm。
钢筋网净保护层厚不小于4cm。
6.1.2.桩长计算(桩径100cm):
以XXX特大桥10#墩为计算模型;
从上至下地层地质情况分别为:
第一层:
(1)2层,粉质粘土,厚6m,σ0=80Kpa;
第二层:
(1)2层,强风化泥质砂岩,厚6m,σ0=300Kpa;
第三层:
(1)1层,弱风化泥质砂岩,厚9m,σ0=600Kpa;
钢管支墩将荷载传给挖孔桩,挖孔桩桩径为R=100cm
挖孔桩极限承载力:
Quk=0.3Up∑σ01i+Aσ0
其中:
Up——挖孔桩周长;
σ0——第i层土的允许应力;
li——第i层土层厚度;
A——桩基截面积。
深度按照9m计算:
Quk=0.3×π×1×(80×6+300×3)+π×0.52×300
=1536.2KN,大于挖孔桩受到上部压力795.64,故挖孔桩长按9m考虑,并控制其必须进入强风化岩层3m,单桩承载力按1500KN控制。
6.2.明挖扩大基础(强风化岩层较浅,基底承载力满足200kPa)
明挖扩大基础在强风化岩层埋深较浅,地表水不丰富时使用,要求基底承载力满足200kPa。
明挖扩大基础使用C15砼,顶层扩大基础在钢支墩以下设置2层φ16钢筋网,第1层钢筋网在基础顶下5cm,第2层钢筋网在基础顶下15cm。
详见图5、图6。
P=891.04KN
6.2.1.基础砼抗压强度检算:
σ=N/A=891.04×103/700/700=1.82Mpa
选C15砼,则[σ]=7.5Mpa;σ<[σ](合格)
为安全起见,在桩顶以下设置2层钢筋网,基础顶以下25cm内布置2层φ16钢筋网,第1层钢筋网在桩顶下5cm,第2层钢筋网在桩顶下15cm。
图5明挖扩大基础膺架立面图
图6扩大基础箱梁纵断面及膺架图
6.2.2.基底承载力检算:
σ=N/A=891.04×103/(2500×2650)
=0.13Mpa<[σ]=0.2Mpa(合格)
6.1.3.基底配筋检算:
按4跨连续均布荷载检算:
q=σb=0.13Mpa×2500mm=300N/mm=325kN/m
M=0.077ql2=0.077×325×2.652=175.74KN.m;(其中m取4跨连续均布荷载弯矩系数,m=0.077)
σs=M/(bh02/6)
=175.738×106/(1.1×0.952/6)
=1.06Mpa<[σ]=7.5MPa
故基底不需要配置钢筋,为安全起见,在基底布置φ8钢筋网片,网眼间距15cm,详见图8。
钢管支墩用∠10×6进行连接,接头部位大样详见图9。
图8明挖扩大基础配筋及结构尺寸图
图9钢管支墩间连接接头大样图
7.膺架预拱度计算
影响预拱度因数的组成:
1膺架卸载后由上部构造自重及活载一半产生的竖向挠度δ1
2膺架在荷载作用下产生的弹性压缩δ2,δ2=σL/E,其中:
L—杆件长度;E—弹性模量;σ—膺架构件的压应力。
3膺架在荷载作用下产生的非弹性压缩δ3,
δ3=2K1+3K2+2K3+2.5K4,其中:
K1—顺纹木料接头数目,K2—横纹木料接头数目,K3—木料与金属接头数目,K4—顺纹与横纹木料的接头数目。
4膺架基底在荷载作用下的非弹性沉陷δ4,对于打入黏土的桩δ4=10mm。
5由砼收缩及温差变化引起的挠度δ5
6跨中预拱度δ=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5,
δ1计算:
一跨梁体总重8.6×32.76×26×1.2=8790KN,活载的一半按1.5KN/m2计,则:
梁体受到均布荷载q=8790/32.76+1.5×5.5=276.3KN/m,
f=5ql4/384EI=5×276.3×103×32.764/(384×3.3×1010×3.42)
=0.037m=37mm
δ2计算:
根据前面计算,支墩受到最大压力为891.04KN,
σ=P/A=891.04×103/19477=4MPa
δ2=σL/E=41.69×17000/(2.1×105)=3mm
δ3计算:
膺架上部有木料与槽钢接触,
δ3=2×1=2mm,
跨中预拱度δ=34+3+2=39mm
以上预拱度按照理论计算,在施工中必须通过预压消除木料及基础的非弹性变形后,根据沉降确定预拱度δ值。
预拱度设置,每跨预拱度均按照二次抛物线法分配,各点按照下述公式计算:
δx=4δx(L-x)/L2,
式中:
δx—距左支点x的预拱度;
x—距左支点的距离;
L—跨长
8.工程数量表(每32m跨)
序
材料名称
材料数量
单位
备注
1
I22a(工字钢)
21.84
t
单根16.2m
2
贝雷纵梁
31.0
t
纵向28.5m
3
I22a(工字钢)
2.9
t
单根14.2m
4
钢管支墩
85.6
t
φ600×10mm或φ500×14mm
5
C15挖孔桩
141.3
m3
仅挖孔桩
6
C15砼扩大基础
133.3
m3
仅扩大基础
7
δ20钢板
3.1
t
8
Φ16钢筋
0.6
t
9
Φ8钢筋网片
1.0
t
10
∠100×6钢支墩连接用
9.1
t
备注:
以上计算使用的公式、钢材容许应力及砼弹性模量选自人民交通出版社出版的《路桥施工计算手册》。
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