海兰河特大桥边墩现浇支架计算书.docx
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海兰河特大桥边墩现浇支架计算书
附件1:
边墩现浇段支架计算书
一、设计资料
1.支架结构类型及主要参数
边墩现浇段结构形式:
箱型结构,高2.8m,顶板宽12.24m,底板宽6.5m,长度8.84米。
由于梁体伸出边墩长度为7.7米,因此本支架验算荷载只考虑伸出盖梁外7.7米混凝土。
支架结构形式:
本支架结构采用Ф529钢管立柱配型钢支架,钢管立柱采用钢板固定在承台底硬化层上(硬化厚度根据现场地基承载力另外计算),立柱顶面采用2根12米双拼40工字钢作为桩顶横梁。
横梁上部铺设7.8米长32工字钢做为纵向梁(间距布置:
0.15+2×0.5+5×0.84+2×0.5+0.15米),最后在工字钢上部铺设6*6cm方木,间距0.2米,底模采用15mm优质竹胶板。
2.设计技术标准
1、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004
2、《路桥施工计算手册》
3、《公路桥涵施工技术规范》JTJF50-2011
4、《竹编胶合板》GB13123-2003
5、相关设计文件及行业标准
二、空间模型建立
结构分析计算采用MIDASCivil2015大型桥梁空间分析软件。
1.节点与单元
粱单元由两个节点组成一个单元,板单元由四个节点组成一个单元。
结构力学模型完全模拟边墩现浇段实际浇注工作状况。
全桥共建立1016个节点,956个梁单元,418个板单元。
材料选择:
型钢Q235
方木杉木
面板优质胶合板
2.约束
1)钢管桩底部于硬化层固结,因此采用一般链接。
2)其余构件采用弹性链接,链接方式为仅受压。
3.截面特征值均由软件自动生成。
所有双拼工字钢均采用2根工字钢组成箱型截面,采用截面特征值系数调整。
三、荷载
1.支架结构自重考虑各连接材料等因素,自重分项系数取1.2,并由软件自动计算。
木结构5KN/m3
钢结构78.5KN/m3
竹模板10KN/m3
2.新浇混凝土重量
现浇段7.7米范围内混凝土约为100方左右,按均布荷载加载在面板上,荷载值为50KN/m²考虑。
3.模板及支架自重
底模采用竹模板,其他采用钢模板1.1KN/m2
支架自重由软件自动计算
4.施工人员及施工材料、机具等荷载《公路桥涵施工规范》JTJ041-2000附录D2.5KN/m2
5.振捣产生的荷载2KN/m2
四、内力组合
1、支架内力组合
内力组合按照《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000,分项系数按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004:
荷载组合
自重
混凝土湿重
模板自重
施工荷载
振捣荷载
11
计算强度
1.2
1.2
1.2
1.4
1.4
22
计算刚度
1
1
1
靠近墩身侧采用一般支撑进行约束
2、控制内力:
材料
型号
抗压极限应力f(Mpa)
抗弯δw(Mpa)
一般型钢构件
Q235
215
/
方木
杉木
/
11
竹胶板
/
80.6
/
3、约束说明
靠近墩身侧采用一般支撑进行约束,模拟支架放在墩顶效果,钢管桩及面板采用一般支撑约束,其余构件连接采用弹性连接的仅受压形式。
4、支架整体效果图
图1:
整体效果图
五、计算结果
1、面板计算结果
图2为底模强度计算结果,由图可看出面板最大应力为:
⎛=24.08MPa 图2 故底模模板刚度设计满足要求 图3为底模挠度计算结果,由图可看出面板最大变形为: f=3.34mm<[v]=l/400=5mm 故底模模板挠度设计满足要求 图3 2、纵向32调梁工字钢计算结果 图4为32工字钢强度计算结果,由图可看出面板最大应力为: ⎛=142.7MPa 图4 故纵向32调节梁刚度设计满足要求 图5为纵向工字钢挠度计算结果,由图可看出最大变形为: f=3.36mm<[v]=l/400=19.5mm 图5 故底模模板挠度设计满足要求 3、横向40双拼工字钢计算结果 图6为32工字钢强度计算结果,由图可看出面板最大应力为: ⎛=188.9MPa 图6 故横向40双拼工字钢刚度设计满足要求 图7为40工字钢挠度计算结果,由图可看出最大变形为: f=4.514mm<[v]=l/400=30mm 图7 4、方木计算结果 图8为底模强度计算结果,由图可看出最大应力为: ⎛=17.3MPa 故底模模板刚度设计满足要求 图8 图9为底模挠度计算结果,由图可看出面板最大变形为: f=3.34mm<[v]=l/400=5mm 图9 故底模模板挠度设计满足要求 5、钢管桩计算结果 (1)钢管桩支反力 图9为钢管桩支反力计算结果。 由图可以看出中墩钢管桩最大支反力为: F中=984kN; 图9 (2)钢管桩强度计算 图10为钢管桩强度计算结果。 由图可以看出钢管桩最大应力为: ⎛=47.9MPa 故钢管桩强度设计满足安全要求;钢管桩最大应力位于与第二排钢管,为局部承压应力。 图10 (3)钢管桩稳定性计算 钢管桩总高度为16m,横纵向采用[10或[14槽钢连接,自由高度取16m。 计算时钢管桩按一端自由,一端固定考虑。 最大钢管桩反力为: F中=877.1kN 计算长度: l0=2h=2×8=16(m) 截面面积: A=162.97cm2 回转半径: i=18.35cm 长细比: ⎣=l0/i=1600/18.35=87.2 查《钢结构设计规范》,可知轴心压杆容许长细比为: [⎣]=150;故有: ⎣=87.2<[⎣]=150 综上,钢管桩稳定性设计满足安全要求。 6、结论 通过结构分析与计算,该支架是安全可靠的,支架承载能力及变形均在规范控制范围内,强度计算值均满足规范要求。
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