2陈家垅0号块及边跨支架计算书.docx
《2陈家垅0号块及边跨支架计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2陈家垅0号块及边跨支架计算书.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
2陈家垅0号块及边跨支架计算书
附件：
0#块支架及边跨直线段支架计算书
一、0#块支架计算
1、计算依据及参考资料
《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）；
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；
《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；
《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；
《钢结构设计规范》GB50017—2003
G354冷水江至新化公路相关设计图纸
2、基本参数
钢筋混凝土密度取2.6t/m3，钢材密度取7.85t/m3，钢材弹性模量E=2.1x105Mpa，泊松比取0.3。
Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值[f]=215Mpa，抗剪强度设计值[fv]=125Mpa。
3、计算方法和内容
本支架采用SAP2000V1.5.1程序，对受力构件进行分析。
荷载施加：
0#块混凝土浇筑时，墩身以外的箱梁腹板及底板混凝土自重荷载按实际重量作用在0#块底模面板上；顶板、翼板砼自重作用在外模桁架上，并将外模桁架支反力以均布线荷载方式作用在0#块支架上；0#块支架结构在计算模型中以自重形式施加。
主要计算内容：
0#块支架体系强度、刚度和稳定性计算。
4、荷载组合
①模板及支架自重；
模板及支架结构自重按7.85t/m3在计算模型中考虑。
②新浇筑钢筋混凝土自重；
砼体积按实际截面尺寸计算，按2.6t/m3的密度换算成荷载施加在模板和支架结构上。
③施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载；
人群、机具等临时荷载取g临=1KN/m2。
④振捣混凝土时产生的荷载；
砼振捣对模板的荷载取g捣=2KN/m2。
⑤倾倒混凝土时产生的荷载。
砼倾倒对模板的荷载取g倾=2KN/m2。
由于支架受风面积小，本地冬季大风大雪气候较为少见，故计算中未计风、雪荷载。
5、支架结构
本方案中0#块单幅单边共采用16根ф630x10mm钢管柱支承，钢管柱顶端布置双拼36B工字钢主梁；主梁上按1m间距布设36B工字钢分配梁；分配梁上按60cm间距布设14#工字钢肋梁。
以此承托整个0#块模板及钢桁架系统，具体布置见下图。
陈家垅大桥支架横剖面图
陈家垅大桥支架纵剖面图
6、荷载计算
6.1荷载分布
陈家垅0#块混凝土情况如下图
因0#块左右两幅中心对称，墩柱处上方混凝土由墩柱承力，故受力验算时以单幅单侧计算，且未计墩柱上方荷载。
翼板混凝土体积为V1=14.04m3，自重G1=357.74kN
顶板及底板混凝土体积为V2=43.56m3，自重G2=1109.98kN
外侧腹板混凝土体积为V3=35.56m3，自重G3=906.13kN
内侧腹板混凝土体积为V4=36.26m3，自重G4=923.85kN
6.2受力分析
6.2.1肋梁受力分析
肋梁采用14#工字钢按60cm均布，内侧腹板宽95公分，布置三根14#工字钢；考虑受力最不利部位，对内侧腹板处进行分析，此处肋梁由6根间距1m36b工字钢分配梁支承，受力情况如下图。
内侧腹板砼自重G=923.85kN，q1=G/n/l=59.22kN/m
按最不利情况人员机具、砼浇筑倾倒荷载、砼振捣荷载同时对内侧腹板处产生作用，组合荷载值为P=（g临+g捣+g倾）•S=20.8kN,q2=P/n/l=3.26kN/m
取以上值建模进行分析，肋梁受力情况如下图：
肋梁弯矩如下图：
肋梁应力如下图：
肋梁变形情况如下图：
由上述分析结果可得：
肋梁最大弯距为第二、五支点处，Mmax=6.23kN•m
最大应力值σmax=61.29MPa<[σ]=215MPa
最大形变为一二与五六支点间，f=0.4mm<[f]=L/500=2mm
6.2.2分配梁受力分析
分配梁采用36b工字钢，按1m间距均布6根36b#工字钢，由2根双拼36b工字钢及墩柱预埋牛腿支承，受力情况如下图。
单幅单侧翼板砼自重G1=357.74kN，q1=G1/n/l=9.94kN/m
顶板及底板砼自重G2=1109.98kN，q2=G2/n/l=30.33kN/m
外侧腹板砼自重G3=906.13kN，q3=G3/n/l=158.97kN/m
内侧腹板砼自重G4=906.13kN，q4=G4/n/l=162.08kN/m
钢模板及桁架系统按横断面每米1.5t计算，总重G5=1.5*5.2*9.8=76.44kN；14#工字钢肋梁自重G6=41.17kN；按最不利情况人员机具、砼浇筑倾倒荷载、砼振捣荷载同时对内侧腹板处产生作用，组合荷载值为P=（g临+g捣+g倾）•S=364kN。
q5=（G5+G6+P）n/l=5.73kN/m
取以上值建模进行分析，分配梁受力情况如下图：
分配梁弯距如下图：
分配梁应力如下图：
肋梁变形情况如下图：
支座反力情况如下图：
由上述分析结果可得：
肋梁最大弯距为第三四支点间，Mmax=57.01kN•m
最大应力值σmax=62.19MPa<[σ]=215MPa
最大形变为三四支点间，f=1.6mm<[f]=L/500=5.17mm
最大支反力为第四支点处，Rmax=186.05kN
6.2.3主梁受力分析
主梁采用双拼36b工字钢，布置于钢管柱顶端，受力情况如下图。
由6.2.2中计算得单根分配梁最大支座反力为R=186.05kN，即P=R=186.05kN
取上值建模进行分析，主梁受力情况如下图：
分配梁弯距如下图：
分配梁应力如下图：
肋梁变形情况如下图：
支座反力情况如下图：
由上述分析结果可得：
肋梁最大弯距为第一支点处，Mmax=111.79kN•m
最大应力值σmax=61.06MPa<[σ]=215MPa
最大形变为第一、二支点间，f=0.5mm<[f]=L/500=5mm
第一支点处支座反力为R1=444.52kN，第二支点处支座反力为R2=455.46kN，第三支点处支座反力为R3=219.74kN。
6.2.4钢管柱受力分析
9#墩梁底距承台距离最远，对9#墩进行分析。
钢管柱采用ф630x10mm，9#墩外侧斜柱长度为L1=22.12m，内侧竖直柱长度为L2=22.04m。
结合6.2.2中支座反力值可得外侧钢管柱轴力
N1=R1*L1/L2=446.13kN故0#块支架体系中钢管柱轴力最大值为N=455.46kN，长度l=22.04m。
单柱强度计算：
ф630x10mm截面面积为A=π（R2-r2）=0.019568m2
σ=N/A=23.28MPa<[σ]=190MPa
单柱稳定性计算：
回转半径rh=[√（R2+r2）]/2=0.219m
查《钢结构设计规范》表5.3.4，折减系数取0.7。
几何长度l=22.04m，l0=l*0.7=15.428m
λ=l0/rh=70.4，查《钢结构设计规范》附表C-1，φ=0.837
N/（φ*A）=27.81MPa<[σ]=190MPa
6.2.5焊接牛腿受力分析
牛腿结构如下图（单位mm）：
由6.2.2中计算结果，焊接钢板牛腿所受竖向力P=R3=219.74kN，受力长度0.16m。
得Mmax=ql2/2=17.58kN•m，剪力V=P=219.74kN。
焊缝焊脚尺寸采用
，有效焊缝取
则焊缝有效竖向截面面积：
全部焊缝有效截面对x轴的惯性距和截面模量：
，
焊缝强度验算：
牛腿顶面焊缝拉应力：
竖向焊缝剪应力：
因本结构中为静载，取
，竖向焊缝应力为：
牛腿预埋件计算：
7.计算结论
以上计算结果表明陈家垅大桥支架结构体系刚度、强度和稳定性能满足施工要求。
二、陈家垅大桥边跨现浇段支架计算
1.6#墩边跨支架计算
陈家垅边跨现浇段梁高为3m，根据图纸数据
陈家垅边跨现浇段翼板体积10.15m3，自重258.67kN
顶板体积19.93m3，自重507.77kN
底板体积17.96m3，自重457.66kN
外侧腹板体积12.10m3，自重308.30kN
内侧腹板体积12.72m3，自重324.01kN
模板自重按每米1.5T计，施工面荷载按2kN/m2计
（1）工字钢I22b分配梁验算
按最不利荷载位置考虑，计算内侧腹板处分配梁情况，此处腹板重量由两根有效受力长度7.52m长I22B工字钢承担,Q235工字钢[σ]=140Mpa,[fv]=90Mpa
混凝土自重324.01kN，对单根工字钢线荷载q1=21.54kN/m
施工荷载q2=2kN/m
受力简图如下：
受力分布如下图：
弯距值如下图：
弯应力如下图：
剪力分布如下图：
变形情况如下图：
支座反力情况如下：
由上述可知，工字钢最大弯应力为σ=87.77mPa<[σ]=140Mpa
最大剪力V=46.42kN，τ=VS/（Ixtw）=26.13Mpa<[fv]=90Mpa
挠度f=2.27mm由支座反力分别为26.36kN、91.77kN、61.63kN，可知中间的主梁承担整个现浇梁体51%重量。
（2）工字钢I45b主梁梁验算
按最不利荷载位置考虑，计算中间承担梁体51%重量主梁情况，该主梁由一根14m长I45B工字钢承担,Q235工字钢[σ]=140Mpa,[fv]=90Mpa
混凝土翼板单侧自重258.67kN，对主梁产生19.56~68.74kN/m的梯形分布线荷载q1,
顶板及底板自重965.33kN，q2=71.42kN/m
外侧腹板自重308.30kN，q3=286.17kN/m
内侧腹板自重324.01kN，q4=300.075/m
模板自重按每米1.5T计，施工面荷载按2kN/m2计,q5=11.43/m
受力简图如下：
受力分布如下图：
弯距值如下图：
弯应力如下图：
剪力分布如下图：
变形情况如下图：
支座反力情况如下：
由上述可知，工字钢最大弯应力为σ=94.55mPa<[σ]=140Mpa
最大剪力V=247.69kN，τ=VS/（Ixtw）=68.01Mpa<[fv]=90Mpa
挠度f=3.9mm最大支座反力为378.3kN
（2）支架立柱钢管ф630x10mm验算
验算取最大支座反力378.3kN计算，长度取6#墩处钢管长度13.75m
ф630x10mm截面面积为A=π（R2-r2）=0.019568m2
σ=N/A=23.28MPa<[σ]=190MPa
单柱稳定性计算：
回转半径rh=[√（R2+r2）]/2=0.219m
查《钢结构设计规范》表5.3.4，折减系数取0.7。
几何长度l=13.75m，l0=l*0.7=9.625m
λ=l0/rh=44，查《钢结构设计规范》附表C-1，φ=0.932
N/（φ*A）=20.743MPa<[σ]=140MPa
（3）基础承载力
由上可知钢管柱最大轴力378.3kN，
基础为1*1扩大基础，则基础对地基压强为P=F/S=0.38mpa
所以支架地基承载力不得小于0.5mpa。
1.10#墩边跨支架计算
根据图纸数据
陈家垅10#墩边跨现浇段翼板体积10.15m3，自重258.67kN
顶板体积19.93m3，自重507.77kN
底板体积17.96m3，自重457.66kN
外侧腹板体积12.10m3，自重308.30kN
内侧腹板体积12.72m3，自重324.01kN
模板自重按每米1.5T计，施工面荷载按2kN/m2计
（1）工字钢I22b分配梁验算
按最不利荷载位置考虑，计算内侧腹板处分配梁情况，此处腹板重量由两根有效受力长度7.52m长I22B工字钢承担,Q235工字钢[σ]=140Mpa,[fv]=90Mpa
混凝土自重324.01kN，对单根工字钢线荷载q1=21.54kN/m
施工荷载q2=2kN/m
受力简图如下：
受力分布如下图：
弯距值如下图：
弯应力如下图：
剪力分布如下图：
变形情况如下图：
支座反力情况如下：
5.78
由上述可知，工字钢最大弯应力为σ=52.79mPa<[σ]=140Mpa
最大剪力V=55.7kN，τ=VS/（Ixtw）=31.35Mpa<[fv]=90Mpa
挠度f=2.3mm由支座反力分别为5.78kN、72.09kN、104.09kN，可知右侧的主梁承担整个现浇梁体57%重量。
（2）工字钢I45b主梁梁验算
按最不利荷载位置考虑，计算右侧承担梁体57%重量主梁情况，该主梁由一根有效受力长度14m的I45B工字钢承担,Q235工字钢[σ]=140Mpa,[fv]=90Mpa
混凝土翼板单侧自重258.67kN，对主梁产生21.92~76.73kN/m的梯形分布线荷载q1,
顶板及底板自重965.33kN，q2=71.42kN/m
外侧腹板自重308.30kN，q3=286.17kN/m
内侧腹板自重324.01kN，q4=300.075/m
模板自重按每米1.5T计，施工面荷载按2kN/m2计,q5=5.12kN/m
受力简图如下：
受力分布如下图：
弯距值如下图：
弯应力如下图：
剪力分布如下图：
变形情况如下图：
支座反力情况如下：
由上述可知，工字钢最大弯应力为σ=84.39mPa<[σ]=140Mpa
最大剪力V=292.65kN，τ=VS/（Ixtw）=80.49Mpa<[fv]=90Mpa
挠度f=1.9mm最大支座反力为455.81kN
（2）支架立柱钢管ф630x10mm验算
验算取最大支座反力455.81kN计算，长度取10#墩处钢管长度13.75m
ф630x10mm截面面积为A=π（R2-r2）=0.019568m2
σ=N/A=23.28MPa<[σ]=190MPa
单柱稳定性计算：
回转半径rh=[√（R2+r2）]/2=0.219m
查《钢结构设计规范》表5.3.4，折减系数取0.7。
几何长度l=13.5m，l0=l*0.7=9.45m
λ=l0/rh=43，查《钢结构设计规范》附表C-1，φ=0.934
N/（φ*A）=24.94MPa<[σ]=140MPa
3.计算结论
以上计算结果表明陈家垅大桥边跨直线段支架结构体系刚度、强度和稳定性能满足施工要求。
升级会员 