连续梁125m支架检算.docx
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连续梁125m支架检算
332#~335#连续梁检算
一、计算依据
1.时速350公里客货共线铁路“无砟轨道预应力混凝土连续梁(双线)图号:
肆桥参(2009)23681-Ⅵ”
2.##客专施图(桥)50-Ⅱ
3.铁路桥涵地基和基础设计规范TB10002.5-2005;
4.路桥施工计算手册(人民交通出版社);
5.公路施工手册《桥涵》。
二、连续梁边跨段支架检算
(一)、支架方案介绍
1、支架设计说明:
连续梁翼缘板、腹板、底板混凝土和模板按均布荷载考虑,梁顶板混凝土和内模板荷载实际通过内模支撑点传递到底模纵向分配梁上,为简化计算,按均布荷载考虑,实际施工采取在大荷载位置加立杆和在腹板位置加斜撑进行局部加强的处理措施。
2、根据0#块重量、荷载分布状况、地基承载力等技术指标,通过计算确定方木、工字钢、贝雷梁的间距和规格型号。
3、结构设计图见设计图。
4、传力途径如下:
模板—横向方木—纵向分工字钢—贝雷梁—支撑桩顶横梁—钢管—砼垫层—地基。
(二)、333#、334#的0、1号块部分检算
1、由于墩顶3m范围内荷载有墩身来承担,所以检算墩外的3m。
荷载分析说明:
(1)、常数取值:
钢筋混凝土容重:
26.5kN/m3;
(2)、箱梁横截面及混凝土荷载计算
如图1所示,混凝土面积:
s1-1=1.12m2、s1-2=7.1m2
∑s1-3+s1-4=5.662+4.2=9.862m2
每平米砼荷载:
q1-1=1.12×26.5÷2.5=11.872KN/m2;
q1-2=7.1×26.5÷0.85=221.35KN/m2;
q1-3=9.862×26.5÷5.3=49.31KN/m2
(3)、施工荷载:
按4KN/m2考虑。
(4)、模板荷载:
按6KN/m2考虑。
图1-0号块4.5米处截面
2、模板检算
模板采用竹胶板,规格:
122×244×1.5cm,W=bh2/6,I=bh3/12。
[σ横]=55Mpa,E横=4.5GPa。
连续梁底版和腹板部分采用10×10cm方木,中心间距15cm;连续梁悬挑部分采用10×10cm方木,中心间距30cm。
①、计算公式
设模板上的面荷载为q;
设纵向方木中心距离为L1/;
则其纵向荷载为N=qL2;
W=bh2/6;
I=bh3/12。
Ⅰ、强度要求:
Mmax=NL12/8=qL2L12/8
σmax=Mmax/W=6qL2L12/8L2h2=6qL12/8h2<[σ横]
Ⅱ、挠度要求:
fmax=5NL1/4/384E横I=5qL1/4/32Eh3<[f]=L1//400
②、连续梁翼缘板部分:
按简支梁受均布荷载计算;
混凝土自重:
q1-1=11.872KN/m2
施工荷载:
g=4.0KN/m2
模板:
qm=6KN/m2
计算荷载:
q=1.2×(q1-1+qm)+1.4×g
=1.2×(11.872+6)+1.4×4
=27.05KN/m2
Ⅰ、强度要求:
σmax=Mmax/W=6qL2L12/8L2h2=6qL12/8h2
=6×27.05×0.32×103/(8×0.0152)
=8.115MPa<[σ横]=55Mpa
∴强度满足要求;
Ⅱ、挠度要求:
fmax=5NL1/4/384E横I=5qL1/4/32Eh3
=5×12×27.05×103×0.24/(384×4.5×109×0.0153)
=0.445mm<[f]=L1//400=200/400=0.5mm
∴刚度满足要求。
②连续梁梗肋部分
按简支梁受均布荷载计算;
混凝土自重:
q1-2=221.35KN/m2
施工荷载:
g=4.0KN/m2
模板:
qm=6KN/m2
计算荷载:
q=1.2×(q1-2+qm)+1.4×g
=1.2×(221.5+6)+1.4×4
=278.6KN/m2
Ⅰ、强度要求:
σmax=Mmax/W=6qL2L12/8L2h2=6qL12/8h2
=6×278.6×0.152×103/(8×0.0152)
=20.89MPa<[σ横]=55Mpa
∴强度满足要求;
Ⅱ、挠度要求:
fmax=5NL1/4/384E横I=5qL1/4/32Eh3
=5×12×278.6×103×0.054/(384×4.5×109×0.0153)
=0.018mm<[f]=L1//400=50/400=0.125mm
∴刚度满足要求。
③连续梁底板部分
按简支梁受均布荷载计算;
混凝土自重:
q1-3=49.31KN/m2
施工荷载:
g=4.0KN/m2
模板:
qm=6.0KN/m2
计算荷载:
q=1.2×(q1-3+qm)+1.4×g
=1.2×(49.31+6)+1.4×4
=70.8KN/m2
Ⅰ、强度要求:
σmax=Mmax/W=6qL2L12/8L2h2=6qL12/8h2
=6×70.8×0.152×103/(8×0.0152)
=5.3MPa<[σ横]=55Mpa
∴强度满足要求;
Ⅱ、挠度要求:
fmax=5NL1/4/384E横I=5qL1/4/32Eh3
=5×12×70.8×103×0.054/(384×4.5×109×0.0153)
=0.0045mm<[f]=L1//400=50/400=0.125mm
∴刚度满足要求。
所以连续梁模板下纵向方木的中心间距都可按连续梁中支点梁端截面部分布置。
3、横向分配梁检算
纵向分配梁中心间距根据前面模板检算要求,腹板、侧板、底版和翼缘部分采用10×10cm方木,腹板、底版中心间距可取经验值为0.15m,翼缘板部分中心间距可取经验值0.3m。
①连续梁截面底板部分检算(10×10cm方木)
按简支梁均布荷载计算,方木的最大有效间距和跨度分别为0.15m和0.5m,
混凝土自重:
q1-3=49.31KN/m2
施工荷载:
g=4.0KN/m2
模板:
qm=6.0KN/m2
查表可得:
,
,[σw]=9.5MPa
[f]=L/400。
q=1.2×[(q1-3+qm)×0.15]+1.4×g×0.15
=1.2×[(49.31+6)×0.15]+1.4×4×0.15
=10.62KN/m
强度和挠度都满足要求。
②连续梁截面腹板部分检算(10×10cm方木)
按简支梁均布荷载计算,方木的最大有效间距和跨度分别为0.15m和0.3m,
混凝土自重:
q1-2=221.35KN/m2
施工荷载:
g=4.0KN/m2
模板:
qm=6.0KN/m2
查表可得:
,
,[σw]=9.5MPa
[f]=L/400。
q=1.2×[(q1-2+qm)×0.15]+1.4×g×0.15
=1.2×[(221.35+6)×0.15]+1.4×4×0.15
=41.77KN/m
强度和挠度都满足要求。
4、纵向分配梁I32a工字钢的检算
根据王獐五獐支架图,取最不利工况进行检算。
,
,
。
①、腹板部分检算
混凝土自重:
F1-2=221.35KN/m2×3.0×0.85=564.5KN
施工荷载:
Fg=4.0KN/m2×3.0×0.85=10.2KN
模板:
Fm=6.0KN/m2×3.0×0.85=15.3KN
方木荷载:
F木=0.85×0.1×0.1×22×5KN/m=0.935KN
工字钢荷载:
FI32=3.0×4×52.7×9.8×10-3=6.2KN
F总=F1-2+Fg+Fm+F木+FI32=564.5+10.2+15.3+0.935+6.2=598KN
作用于单根工字钢上的纵向线荷载:
q=F总/3=598/3=199.3KN/m
强度和刚度均满足要求。
2、底板部分检算
混凝土自重:
F1-3=49.31KN/m2×5.3×3=784KN
施工荷载:
Fg=4.0KN/m2×5.3×3=63.6KN
模板:
Fm=6.0KN/m2×5.3×3=95.4KN
方木荷载:
F木=5.3×0.1×0.1×22×5KN/m=5.83KN
工字钢荷载:
FI32=3.0×11×52.7×9.8×10-3=17.05KN
F总=F1-3+Fg+Fm+F木+FI32=784+63.6+95.4+5.83+17.05=966KN
作用于单根工字钢上的纵向线荷载q=F总/3=966/3=322KN/m
强度和刚度均满足要求。
5、贝雷梁的检算
(1)计算荷载
①箱梁混凝土自重
F=11.872KN/m2×2.5×6+221.35KN/m2×0.85×6=1307KN
②模板及支撑重量
本箱梁模型采用竹胶板模型,按外模周边长度:
0.2+2.5+8=10.7米,所以模板自重为:
10.7×6×6=385.2KN
方木自重:
(7×0.1×0.1×22+0.85×0.1×0.1×20)×5KN/m=8.55KN
模板和支撑重量:
385.2+8.55=394KN
③施工荷载:
4×3.35×6=80.4KN
④I32a工字钢横梁自重
4×6×52.7×9.8×10-3=12.4KN
⑤贝雷梁重量
纵桥向单层三排每排2片共6片,每片为2.7kN,所以总重为:
6×2.7=16.2kN。
横桥向3排每排6片共18片,每片为2.7kN,所以总重为:
18×2.7=48.6kN。
综上荷载总和为:
1307+394+80.4+12.4+16.2+48.6=1858.6kN。
则作用在贝雷梁上的线荷载为:
1858.6/6=310kN/m2。
(2)贝雷梁受力检算,按最不利情况考虑,以简支梁计算。
最大弯矩M和最大剪力Q计算:
M=0.125×q×L2=0.125×310×3.52=475KN.m
Q=0.25×q×L=0.25×310×3.5=271.3KN
三排单层贝雷梁承受弯矩M=475KN.m<〔M〕=2246.4KN.m符合要求
三排单层贝雷梁承受剪力Q=271.3KN<〔Q〕=698.9KN符合要求
挠度计算:
f=(0.632×q×L4)/(100×E×I)=(0.632×310×103×3.54)/(100×2.1×1011×751491.6×3×10-8)=0.56mm<[f]=3500/500=7mm符合要求
6、第一层贝雷梁悬臂部分检算
悬臂1.3米,据贝雷梁的线荷载为310kN/m2
最大弯矩M=0.5×310×1.32=262KN.m
最大剪力Q=310×1.3=403KN
三排单层贝雷梁承受弯矩M=226KN.m<〔M〕=2246.4KN.m符合要求
三排单层贝雷梁承受剪力Q=403KN<〔Q〕=698.9KN符合要求
挠度检算
f=(0.125×q×L4)/(E×I)
=(0.125×310×103×1.34)/(2.1×1011×751491.6×3×10-8)
=0.233mm<[f]=1300/500=2.6mm符合要求
7、支撑桩顶横梁检算(双拼56a工字钢)
由于贝雷纵梁传递过来的竖向力与钢管立柱同轴线,因此理论上对支撑桩顶横梁不产生内力,故桩顶横梁检算略。
8、钢管立柱的检算
第二排φ630×8(mm)钢管立柱受力检算(腹板底)
(1)计算荷载
①支撑桩顶横梁P1=106×12×4×9.8×10-3=50KN
②见前计算结果桩顶横梁以上荷载为P2=1858.6KN
③支撑桩自重P3=(4.27+5.77)×122.716×9.8×10-3=12.1KN
以上合计P=P1+P2+P3=50+1858.6+12.1=1921KN
⑵钢管立柱截面力学特性
①长细比λ=577/21.992=26.2,据此查表得受压纵向弯曲系数φ=0.95
②立柱钢管轴向抗压强度稳定性检算
σ=P/A=1921×103/(0.0156×2)=62Mpa<0.95×0.8×140=106.4Mpa符合要求注:
设计钢管立柱实际亦采取了14a作为横向联结系,自由长度减少,安全储备更大。
第三排φ630×8(mm)钢管立柱受力检算(底板底)
(1)计算荷载
①支撑桩顶横梁P1=106×12×4×9.8×10-3=50KN
②桩顶横梁(底板范围)以上荷载为P2=2203.4KN
③支撑桩自重P3=(4.27+5.77)×122.716×9.8×10-3=12KN
以上合计P=P1+P2+P3=50+2203.4+12=2265.4KN
(2)钢管立柱截面力学特性
①长细比λ=577/21.992=26.2,据此查表得受压纵向弯曲系数φ=0.95
②立柱钢管轴向抗压强度稳定性检算
σ=P/A=2265×103/(0.0156×2)=73Mpa<0.95×0.8×140=106.4Mpa,符合要求。
注:
设计钢管立柱实际亦采取了14a作为横向联结系,自由长度减少,安全储备更大。
(三)335边跨检算
靠近墩4.25米范围内腹板、底板、梁高都比0号块小,所以采用0号块一样的铺设,故安全。
1、荷载分析说明:
(1)、常数取值:
钢筋混凝土容重:
26.5kN/m3;
(2)、箱梁横截面及混凝土荷载计算
如图1所示,混凝土面积:
s1-1=1.12m2、s1-2=2.84m2
∑s1-3+s1-4=4.07+2.716=6.786m2
每平米砼荷载:
q1-1=1.12×26.5÷2.5=11.872KN/m2;
q1-2=2.84×26.5÷0.7=107.52KN/m2;
q1-3=6.786×26.5÷5.6=32.2KN/m2
(3)、施工荷载:
按4KN/m2考虑。
(4)、模板荷载:
按6KN/m2考虑.
边跨底板等厚段横断面图
2、模板检算
模板采用竹胶板,规格:
122×244×1.5cm,W=bh2/6,I=bh3/12。
[σ横]=55Mpa,E横=4.5GPa。
连续梁底版和腹板部分采用10×10cm方木,中心间距20cm;连续梁悬挑部分采用10×10cm方木,中心间距30cm。
①、计算公式
设模板上的面荷载为q;
设纵向方木中心距离为L1;’
则其纵向荷载为N=qL2;
W=bh2/6;
I=bh3/12。
Ⅰ、强度要求:
Mmax=NL12/8=qL2L12/8
σmax=Mmax/W=6qL2L12/8L2h2=6qL12/8h2<[σ横]
Ⅱ、挠度要求:
fmax=5NL1/4/384E横I=5qL1/4/32Eh3<[f]=L1//400
②、连续梁翼缘板部分:
按简支梁受均布荷载计算;
混凝土自重:
q1-1=11.872KN/m2
施工荷载:
g=4.0KN/m2
模板:
qm=6KN/m2
计算荷载:
q=1.2×(q1-1+qm)+1.4×g
=1.2×(11.872+6)+1.4×4
=27.05KN/m2
Ⅰ、强度要求:
σmax=Mmax/W=6qL2L12/8L2h2=6qL12/8h2
=6×27.05×0.32×103/(8×0.0152)
=8.115MPa<[σ横]=55Mpa
∴强度满足要求;
Ⅱ、挠度要求:
fmax=5NL1/4/384E横I=5qL1/4/32Eh3
=5×12×27.05×103×0.24/(384×4.5×109×0.0153)
=0.445mm<[f]=L1//400=200/400=0.5mm
∴刚度满足要求。
②连续梁梗肋部分
按简支梁受均布荷载计算;
混凝土自重:
q1-2=107.52KN/m2
施工荷载:
g=4.0KN/m2
模板:
qm=6KN/m2
计算荷载:
q=1.2×(q1-2+qm)+1.4×g
=1.2×(107.52+6)+1.4×4
=141.824KN/m2
Ⅰ、强度要求:
σmax=Mmax/W=6qL2L12/8L2h2=6qL12/8h2
=6×141.824×0.22×103/(8×0.0152)
=19MPa<[σ横]=55Mpa
∴强度满足要求;
Ⅱ、挠度要求:
fmax=5NL1/4/384E横I=5qL1/4/32Eh3
=5×12×141.824×103×0.14/(384×4.5×109×0.0153)
=0.15mm<[f]=L1//400=100/400=0.25mm
∴刚度满足要求。
③连续梁底板部分
按简支梁受均布荷载计算;
混凝土自重:
q1-3=32.2KN/m2
施工荷载:
g=4.0KN/m2
模板:
qm=6.0KN/m2
计算荷载:
q=1.2×(q1-3+qm)+1.4×g
=1.2×(32.2+6)+1.4×4
=52KN/m2
Ⅰ、强度要求:
σmax=Mmax/W=6qL2L12/8L2h2=6qL12/8h2
=6×52×0.22×103/(8×0.0152)
=7MPa<[σ横]=55Mpa
∴强度满足要求;
Ⅱ、挠度要求:
fmax=5NL1/4/384E横I=5qL1/4/32Eh3
=5×12×52×103×0.14/(384×4.5×109×0.0153)
=0.06mm<[f]=L1//400=100/400=0.25mm
∴刚度满足要求。
3、横向分配梁(方木)检算
纵向分配梁中心间距根据前面模板检算要求,腹板、侧板、底版和翼缘部分采用10×10cm方木,腹板、底板中心间距可取经验值为0.2m,翼缘板部分中心间距可取经验值0.3m。
①连续梁截面底板部分检算(10×10cm方木)
按简支梁均布荷载计算,方木的最大有效间距和跨度分别为0.2m和0.7m。
混凝土自重:
q1-3=32.2KN/m2
施工荷载:
g=4.0KN/m2
模板:
qm=6.0KN/m2
查表可得:
,
,[σw]=9.5MPa
[f]=L/400。
q=1.2×[(q1-3+qm)×0.2]+1.4×g×0.2
=1.2×[(32.2+6)×0.2]+1.4×4×0.2
=10.3KN/m
强度和挠度都满足要求。
②连续梁截面梗肋部分检算(10×10cm方木)
按简支梁均布荷载计算,方木的最大有效间距和跨度分别为0.2m和0.35m,
混凝土自重:
q1-2=107.52KN/m2
施工荷载:
g=4.0KN/m2
模板:
qm=6.0KN/m2
查表可得:
,
,[σw]=9.5MPa
[f]=L/400。
q=1.2×[(q2-2+qm)×0.2]+1.4×g×0.2
=1.2×[(107.52+6)×0.2]+1.4×4×0.2
=27.17KN/m
强度和挠度都满足要求。
4、纵向分配梁I32a工字钢的检算,腹板底间距为30cm,底板底间距为50cm。
取底板和腹板部分进行检算
,
,
。
混凝土自重:
F1-2=107.52×1.4+32.2×5.6=331KN/m
施工荷载:
Fg=4.0KN/m2×7=28KN/m
模板:
Fm=6.0KN/m2×7=42KN/m
方木荷载:
F木=7×0.1×0.1×10×5KN/m=3.5KN
工字钢荷载:
FI32=15×3×52.7×9.8×10-3=23.24KN
作用于工字钢上的纵向线荷载:
q=331+28+42+(3.5+23.24)/3=410KN/m
强度和刚度均满足要求。
5、I40a工字钢检算
取底板部分进行检算
,
,
。
混凝土自重:
F1-2=132.2×3=397KN/m
施工荷载:
Fg=4.0KN/m2×3=12KN/m
模板:
Fm=6.0KN/m2×3=18KN/m
方木荷载:
F木=0.1×0.1×10×5KN/m=0.5KN/m
I32a工字钢荷载:
FI32=9×3×52.7×9.8×10-3/5.6=4.2KN/m
I40a工字钢荷载:
FI40=7×67.6×9.8×10-3=4.7KN/m
作用于工字钢上的纵向线荷载:
q=397+12+18+0.5+4.2+4.7=436.4KN/m
强度和刚度均满足要求。
6、贝雷梁组、钢管立柱由0号块检算得都符合要求,I56双拼的支撑桩顶横梁:
由于贝雷纵梁传递过来的竖向力与钢管立柱同轴线,因此理论上对支撑桩顶横梁不产生内力,故桩顶横梁检算略。
7、7.25m处钢管立柱底的钢管桩入土深度检算。
由于最厚的2米处由墩身直接承担,底板渐变的2.5米范围由立在承台上的立柱承担,不用检算。
底板为48.5cm的3米范围内的重量可认为由条形基础来承担。
①上部结构传递下来的荷载为:
混凝土重量为:
(11.872×5+107.52×1.4+32.2×5.6)×3=1171KN
施工荷载:
4×12×3=144KN
模板荷载:
6×12×3=216KN
方木、翼缘板底钢管及内膜荷载可取15KN/m,所以15KN/m×3=45KN
工字钢:
27×3×0.527+7×12×0.676+2×12×1.06=125KN
钢管立柱:
1.23×5×8.1=50KN
贝雷梁荷载:
12×2×3=72KN
冠梁自重:
1×1×12×25=300KN
所以传递下来的总荷载为:
1171+144+216+45+125+50+72+300=2123KN
②条形基础钢管桩竖向承载力计算
计算依据:
《建筑桩基技术规范》JGJ94-94和本项目岩土工程勘察报告
单桩竖向承载力设计值(R)计算过程:
桩型:
预制桩
桩基竖向承载力抗力分项系数:
γs=γp=γsp=2
桩类别:
圆形桩
直径或边长d/a=400mm
截面积As=.125663704m
周长L=1.25663704m
第1土层为:
淤泥,极限侧阻力标准值qsik=20Kpa
层面深度为:
22m
土层厚度h=22m
土层液化折减系数ψL=1
极限侧阻力Qsik=L×h×qsik×ψL=1.25663704×22×20×1=552.9202976KN
第2土层为:
粉质粘土,极限侧阻力标准值qsik=40Kpa
层面深度为:
4m
土层厚度h=4m
土层液化折减系数ψL=1
极限侧阻力Qsik=L×h×qsik×ψL=1.25663704×4×40×1=201.0619264KN
第3土层为:
细圆砾土,极限侧阻力标准值qsik=116Kpa
层面深度为:
1.5m
土层厚度h=1.5m
土层液化折减系数ψL=1
极限侧阻力Qsik=L×h×qsik×ψL=1.25663704×1.5×116×1=218.65484496KN
总极限侧阻力Qsk=∑Qsik=972.63706896KN
极限端阻力标准值qpk=6300KN
极限端阻力Qpk=qpk×As=6300×.125663704=791.6813352KN
总侧阻力设计值QsR=Qsk/γs=486KN
端阻力设计值QpR=Qpk/γp=395KN
基桩竖向承载力设计值R=Qsk/γs+Qpk/γp=972.63706896/2+791.6813352/2=881KN
所以总的竖向承载力为:
881KN×5=4405KN>2123×1.2+5×3.14×0.22×2
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