跨嘉松公路贝雷支架设计计算.docx

跨嘉松公路贝雷支架设计计算.docx

《跨嘉松公路贝雷支架设计计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《跨嘉松公路贝雷支架设计计算.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

跨嘉松公路贝雷支架设计计算

跨嘉松公路贝雷支架设计及计算书

一、工程简介

跨嘉松公路连续梁结构为40+72+40米，为无喳轨道设计，桥面宽度为12.0米、底板宽度为6.7米，跨中梁高为3.69米、墩顶梁高为6.2米。

高速铁路连续梁与嘉松公路交角为74°32′，嘉松公路路面宽度为32米（实测），跨中净高8.45米（实测），设计路面净高为5米。

265号墩与嘉松公路之间有多条光缆通过，使得该部位现浇梁地基无法处理，决定在265号墩到嘉松路路面之间采用搭设贝雷片作为主梁，在贝雷片上搭设支架的方法施工该部位。

二、荷载分布及组合

1、荷载系数

考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数为1.05，

2、作用于支架上的荷载

箱梁混凝土单位重取26KN/m3，

施工机具及人群荷载：

3.0kN/m2

倾倒混凝土时产生的冲击力和振捣混凝土时产生的荷载按均布荷载考虑，P4=2.0KN/m2

内外、模板荷载按照3.5KN/m2计算。

3、荷载组合

荷载组合：

混凝土重量+混凝土偏载+模板自重+混凝土冲击力荷载+人群和机具荷载；

三、支架布置

贝雷片上的支架采用碗扣支架搭设（φ48*3.5mm）。

碗扣支架平均高度为6米，长度15米、宽度为12米。

支架重量计算为58吨，单位重量为2.2KN/m2。

1、A-A截面各部位梁体荷载分布：

在翼缘板部位布置间距为120cm*120cm的碗扣支架（φ48*3.5mm）。

故间距为120cm*120cm的碗扣支架在翼缘板部位能满足要求。

在翼缘板q2荷载部位布置间距为90cm*90cm的碗扣支架（φ48*3.5mm）。

故翼缘板q2荷载部位间距为90cm*90cm的碗扣支架在翼缘板部位能满足要求。

在底板部位布置间距为60cm*60cm的碗扣支架（φ48*3.5mm）。

故间距为60cm*60cm的碗扣支架在底板部位能满足要求。

在腹板部位布置间距为60cm*30cm的碗扣支架（φ48*3.5mm）。

故间距为60cm*30cm的碗扣支架能满足要求。

2、B-B截面各部位梁体荷载分布：

在翼缘板部位的荷载相同，所以在翼缘板部位的支架按照120cm*120cm间距布置可以满足要求。

在翼缘板q2荷载部位布置间距为90cm*90cm的碗扣支架（φ48*3.5mm）。

故翼缘板q2荷载部位间距为90cm*90cm的碗扣支架在翼缘板部位能满足要求。

在底板部位布置间距为60cm*60cm的碗扣支架（φ48*3.5mm）。

故在底板部位间距为60cm*60cm的碗扣支架能满足要求。

在腹板部位支架布置间距为60cm*30cm的碗扣支架（φ48*3.5mm）。

故间距为60cm*30cm的碗扣支架能满足要求。

3、立杆的稳定性计算

以单杆承受的最大压力（N=32.55KN）计算稳定性。

立杆步距按照0.6米计算，截面回转半径i=15.8mm

立杆长细比λ=L/i=600/15.8=37.9。

由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.893

立杆截面积Am=489mm2

由钢材容许应力表查得弯向容许应力［σ］=145MPa

所以立杆轴向荷载（0.6m）为：

σ=N/（Am×φ）=32550/×（489*0.893）=74.54MPa＜［σ］=145MPa。

通过计算，在翼缘板部位的支架（φ48*3.5mm）按照120cm*120cm和90*90的间距布置，腹板部位的支架按照60cm*30cm间距布置，在底板部位按照60cm*60cm的间距布置能够满足要求。

四、支架顶I12工钢的计算

支架顶采用I12工字钢能够满足要求，计算同支架底分配梁计算。

五、支架底分配梁计算

碗扣支架平均高度为6米，长度15米、宽度为12米。

支架重量计算为396吨，单位重量为2.2KN/m2。

碗扣支架托架顶布置I12的工字钢，间距平局按照0.6米计算，则工字钢重量计算为10.5吨，单位重量为0.26KN/m2

1、碗扣支架下端垫15cm*15cm的方木，作用在方木上的最大轴力

，即方木的压应力能够满足要求。

方木重量为

单位重量为0.3KN/m2

在底板范围内方木最大跨度为1.1米，按照集中荷载计算弯矩：

M=N*L/4=5.49KN，

σ=M/W=5.49*103/562.5*10-6=9.76MPa＞9.5MPa，不能满足要求。

2、采用I12的工字钢，工字钢产生的最大弯矩为M=4.0KN.m，最大剪力Q=13.68KN。

I12工字钢最不利受荷载分布图

I12工字钢最不利荷载弯矩图

I12工字钢最不利荷载剪力图

查表知Ⅰ12a工字钢的截面特性参数为：

A=18.1cm2Wx=77cm3Sx=44.2cm3Ix=488cm4

应力为：

σ=M/W=3.51*103/77*10-6

=45MPa＜[σw]=145MPa（满足要求）

剪应力：

τmax=Q*SX/（IX*d）

=（13.68*103*44.2*10-6）/488/0.005/10-8

=27MPa＜[τw]=85MPa（满足要求）。

挠度f=0.7mm＜1.1/400=2.8mm（满足要求）。

即底板部位，支架底布置I12的工字钢能够满足要求。

采用I12的工字钢在腹板部位，

应力为：

σ=M/W=1.83*103/77*10-6

=23.8MPa＜[σw]=145MPa（满足要求）

剪应力：

τmax=Q*SX/（IX*d）

=（20.5*103*44.2*10-6）/488/0.005/10-8

=37.1MPa＜[τw]=85MPa（满足要求）。

即腹板部位，支架底布置I12的工字钢能够满足要求。

六，贝雷片纵梁计算

1、荷载分布

A-A截面腹板部位最大荷载为：

170.14+3+2+3.5+2.2+0.26+0.3=181.4KN/m2

A-A截面底板部位最大荷载为：

44.772+3+2+3.5+2.2+0.26+0.3=56.032KN/m2

A-A截面翼缘板部位最大荷载为：

13.585+3+2+3.5+2.2+0.26+0.3=24.845KN/m2

B-B截面腹板部位最大荷载为：

117.298+3+2+3.5+2.2+0.26+0.3=128.558KN/m2

B-B截面底板部位最大荷载为：

32.851+3+2+3.5+2.2+0.26+0.3=44.11KN/m2

B-B截面翼缘板部位最大荷载为：

13.585+3+2+3.5+2.2+0.26+0.3=24.845KN/m2

为计算方便，荷载变化按照直线渐变。

贝雷片采用“321”型贝雷片，长度为3.0米，高度为1.5米。

取300Kg/1.5m，即200Kg/m=2KN/m，双排贝雷片荷载为4KN/m。

A-A截面与B-B截面各部位总荷载分布如下：

A-A断面荷载（不含贝雷片自重）

B-B断面荷载（不含贝雷片自重）

1/2腹板（KN/m）

底板（KN/m）

1/2翼缘板（KN/m）

1/2腹板（KN/m）

底板（KN/m）

1/2翼缘板（KN/m）

163.26

274.557

73.293

115.702

216.139

73.293

2、贝雷片在腹板部位的计算

选用三道单排单层贝雷片，其自重荷载每片为2KN/m*1=2KN/m，即在腹板部位布置三组单层单排贝雷片，贝雷片间距为0.45米，其受力分析如下：

作用在腹板部位单片贝雷片荷载分布

作用在腹板部位单片贝雷片弯矩图

作用在腹板部位单片贝雷片剪力图

即单片贝雷片布置在腹板的计算结果汇总

单排单层非加强贝雷片

弯矩（KN.m）

剪力（KN）

挠度（mm）

允许内力

788.2

245.2

17.5

产生的内力

294.25

220.181

7.9

在腹板部位布置三排单层不加强形式的贝雷片非弹性挠度为：

单层贝雷片（1/2荷载单跨需要3片贝雷片）产生的非弹性挠度值

通过查阅资料单层贝雷片参数：

单层贝雷片截面惯性矩为250497.2cm4，钢材弹性模量为2.1*105MPa

产生的弹性挠度为

三排单层贝雷片在腹板部位产生的挠度总和为

所以三排单层贝雷片布置在腹板（间距0.45米）能满足设计要求。

3、贝雷片在底板部位的计算

选用三道双排单层贝雷片，其自重荷载每片为2KN/m*2=4KN/m，即在底板部位布置三组单层双排贝雷片，其受力分析如下：

作用在底板部位单层双排贝雷片荷载分布

作用在底板部位单层双排贝雷片弯矩图

作用在底板部位单层双排贝雷片剪力图

即单层双排贝雷片布置在底板的计算结果汇总

双排单层非加强贝雷片

弯矩（KN.m）

剪力（KN）

挠度（mm）

允许内力

1576.4

490.5

17.5

产生的内力

520.3

384.4

7.3

在底板部位布置三组单层双排的贝雷片非弹性挠度为：

单层双排贝雷片（1/2荷载单跨需要3片贝雷片）产生的非弹性挠度值

通过查阅资料单层双排贝雷片参数：

单层双排贝雷片截面惯性矩为500994.4cm4，钢材弹性模量为2.1*105MPa

产生的弹性挠度为

单层双排贝雷片在底板部位产生的挠度总和为

所以在底板部位布置三组单层双排的贝雷片能满足设计要求。

4、贝雷片在翼缘板部位的计算

在翼缘板部位采用两道单排单层贝雷片，其自重荷载每片为2KN/m*1=2KN/m，即在翼缘板部位布置两道单层单排贝雷片，其受力分析如下：

作用在翼缘板部位单层单排贝雷片荷载分布

作用在翼缘板部位单层单排贝雷片弯矩图

作用在翼缘板部位单层单排贝雷片剪力图

即单层单排贝雷片布置在翼缘板的计算结果汇总

单排单层非加强贝雷片

弯矩（KN.m）

剪力（KN）

挠度（mm）

允许内力

788.2

245.2

17.5

产生的内力

234.58

168.27

6.8

在翼缘板部位布置两组单层单排的贝雷片非弹性挠度为：

单层单排贝雷片（1/2荷载单跨需要3片贝雷片）产生的非弹性挠度值

通过查阅资料单层单排贝雷片参数：

单层贝雷片截面惯性矩为250497.2cm4，钢材弹性模量为2.1*105MPa

产生的弹性挠度为

单层双排贝雷片在底板部位产生的挠度总和为

所以在底板部位布置三组单层双排的贝雷片能满足设计要求。

七、钢管桩顶分配梁的计算

贝雷片自重产生的荷载为：

5*1.5*2KN/m*16/12/5=1.332KN/m2

即翼缘板单位荷载为

底板单位荷载为

腹板单位荷载为

钢管顶单根分配梁荷载分布

钢管顶单根分配梁弯矩图

钢管顶单根分配梁剪力图

钢管顶单根分配梁支点反力图

在钢管顶布置两根I40a工字钢作为钢管顶分配梁，

即钢管顶单根I40a工字钢产生的最大弯矩为M=72.04KN.m，最大剪力Q=254.5KN，单根分配梁最大支点反力为352.4KN,最大挠度为1.8mm。

查表知Ⅰ40a工字钢的截面特性参数为：

A=86.1cm2Wx=1090cm3Sx=631.2cm3Ix=21720cm4

应力为：

σ=M/W=72.04*103/1090*10-6

=66.1MPa＜[σw]=145MPa（满足要求）

剪应力：

τmax=Q*SX/（IX*d）

=（254.5*103*631.2*10-6）/21720/0.0105/10-8

=70.4MPa＜[τw]=85MPa（满足要求）。

挠度f=1.8mm＜7/400=17.5mm（满足要求）。

即钢管顶分配梁布置2根Ⅰ40a的工字钢能够满足要求。

八、跨中基础处理

A-A断面单位荷载为（163.26+73.293）*2+274.557=747.663KN/m

B-B断面单位荷载为（115.702+73.293）*2+216.139=594.129KN/m

即跨中基础所需要的承载力（含混凝土条型基础）：

钢管采用外径82cm、壁厚为1.0cm的焊接钢管，单位重量为199.758Kg/m，每米外表面积为2.576m2/m。

查阅地质资料：

该部位主要以流塑状淤泥质粉质粘土为主，基本地基承载力为80KPa，极限摩阻力取30KPa

钢管桩入土深度20米，根据单桩的允许承载力:

根据分配梁的最大支点反力：

352.4*2+L*199.758/100≤38.64*L

L≥19.2米，取L=19.5米

根据目前原地面开挖情况，原地面与下承台顶标高基本平齐，原地面标高为0米，根据贝雷片底标高3.258米的要求，单根钢管的设计长度为19.5+3.258-0.4=22.4米。