连续梁边跨现浇段支架设计计算Word格式.docx
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板宽
0.6m,顶板厚
0.65m,底板厚
0.6m;
变化至下一个
3m
2
截面,腹板
宽
0.48m,顶板厚
0.4m,底板厚
0.4m,合拢段该截面尺寸同
截面。
梁底墩顶
纵向宽度为
1.85m,边跨及合拢段拟采用满堂支架现浇,故需搭设支架长度为
11.75+2-1.85=11.9m。
二、总体设计
1、支架设计
支架采用粗钢管和型钢搭设,搭设时边跨现浇段和边跨合拢段支架一并搭
建。
搭设支架材料采用
0#、1#段现浇施工的支架材料。
桥纵向设置
5
排钢管立柱,钢管立柱直径
426mm,每排
3
根。
在每排纵向
立柱上设置
组
36C
工字钢作为盖梁,每组
根,则每排
4
根,共
12
根
36C
工字钢。
盖梁上设置横向分配梁,间距
1.5m,用
工字钢,共
9
根,每根长
12m。
在横向分配梁上方、梁体底模板下方设置型钢,沿横向一定间距布置,
共
7
个,采用
14a#槽钢制作。
桥横向布置
排立柱,横向分配梁杆长
12m,左侧悬臂长
2.9m,第一、二
个立柱间距
3.1m,右侧悬臂长
2.9m。
墩顶以上
1.85m
长度范围的侧模的支撑采用在二级承台上用钢管立柱,上
加型钢,侧模支架外侧立柱支撑在型钢上,内侧立柱支撑在墩顶上,此处墩顶
放置型钢作为立柱支垫。
2、模板设计
2.1
墩顶部份
墩顶以上部分梁体重量由墩顶上支架承担。
墩顶支架采用方木支撑,胶合
板作为底模板。
外模
外模采用组合钢模板(两个边跨段共用一套外模板),外模再厂里加工,加
工时带型钢支撑架,支撑架设置两个支腿,承受翼缘板上的荷载并将其传递至
支架上。
底模及内模
271#墩侧底模采用胶合板拼制、274#墩侧采用厂制钢模板,内模均采用大
块钢模板组拼而成,内模系统支撑采用钢管满堂支架。
处开始由支架支撑,且为最大截面,
4.25m
处为较小
截面,并以此截面结束至边跨合拢段。
故检算横梁时以最大截面荷载计算。
三、计算相关基础资料
(一)荷载情况
(1)竖向荷载
1、梁体荷载—底板、腹板、顶板
1,85m
截面相关图示:
底、腹板梁体自重通过底模板传递至型钢平台上,底模计算按照厂制钢模
板计算。
2、梁体荷载—翼缘板
翼缘板荷载视为集中荷载,通过外模自带的支撑架传递至型钢平台上,集
中力支撑点距离腹板外侧
1.3m(厂制时已定距离)。
3、施工人员、施工料具运输、堆放荷载:
2.5KN/m2。
4、倾倒混凝土产生的冲击荷载(导管):
2.0KN/m2。
5、振捣混凝土产生的荷载:
6、定型钢模板:
0.75KN/m2。
7、混凝土容重按
26KN/m3。
8、混凝土超灌系数取
5%。
(2)荷载分项系数
模板、梁体混凝土自重取:
1.2;
施工人员、施工料具运输、堆放荷载取:
1.4;
倾倒混凝土产生的冲击荷载(导管)取:
振捣混凝土产生的荷载取:
1.4。
(二)各种材料力学性质
1、钢管立柱:
直径
426mm、壁厚
10mm,置于独立钢筋混凝土基础上。
回转半径:
i
=
D
+
d
4262
4062
=
147.12mm
,
截面面积:
A
130.69cm
,抗压强度设计值:
σ
210Mpa
。
2、纵向盖梁:
由
工字钢组成,长
6m,共长
12m,置于钢管立柱
上,立柱上设置钢板。
单根
工字钢力学性能为:
惯性矩:
I
x
17310cm4
,抵抗矩:
Wx
902cm3
,弹性模量:
E
2.1⨯105
Mpa
ix
13.8cm
,截面积:
90.7cm2
,单位重:
71.2kg
m
抗拉、抗压强度设计值:
,抗剪强度设计值:
τ
120Mpa
3、横向分配梁:
工字钢,长
12m,置于纵向盖梁上。
4、纵向分配梁:
两根
14#槽钢组拼成一组,置于横向分配梁上,槽钢单根
长
6m,保证两组槽钢纵向上在横向分配梁上搭接,搭接处施焊连接成整体。
14#槽钢力学性能为:
564cm4
80.5cm3
5.52cm
18.5cm2
14.5kg
5、底模采用厂制定型钢模板,面板为
6mm
厚钢板,下设桥横向间距
40cm
的
10#槽钢作为背肋,10#槽钢置于纵向分配梁上,之间设置木楔以供落架使用,
面板背设置
10mm
厚的筋板以加强面板的抗弯效果。
检算时仅对
10#槽钢进行
检算。
10#槽钢力学性能为:
198cm4
39.7cm3
3.95cm
12.7cm2
10kg
(三)受力机理
各竖向荷载通过模板传力至型钢平台上,具体的传力路径为:
底板、腹板、顶板(设置内满堂支架)均通过底模传至纵向分配梁、横向
分配梁、纵向盖梁、钢管立柱、钢筋混凝土独立基础
翼缘板通过模板支架传至纵向分配梁、横向分配梁、纵向盖梁、钢管立柱、
钢筋混凝土独立基础。
根据其传力过程和本桥
0#、1#段支架设计计算思路,本次计算按照从上往
下的顺序进行检算各构件的受力情况。
四、支架检算
1、底模
10#槽钢
桥梁底模设计为
厚钢板作为面板,横向设
100#槽钢作为横肋,间距
400mm,横肋为模板的支撑,并将力传至下设置的
个
14#的槽钢支撑上。
由于
100#槽钢横肋纵向间距
400mm,故取
400mm
长的梁段荷载对底模槽
钢检算。
1.1、荷载情况
A、梁体自重:
按照
处截面取值计算,
腹板处:
79.3*0.4=31.72KN/m(桥横向均布荷载,长
0.58m)
底板处:
33.2*0.4=13.28KN/m(桥横向均布荷载,长
5.54m,包括顶板)
梁体混凝土未取超灌系数
B、模板荷载
底模:
2.4/3*6.7=1.2
KN/m2,则有
1.2*0.4=0.48
KN/m(桥横向均布荷载,长
6.7m)
顶板底模及支架:
0.75
0.75*0.4=0.3
KN/m(桥横向均布荷载,
5.54m)
外模:
3.2/2.5=1.3t/m(0#、1#段数据),梁高变低,取
1.0t/m(桥纵向,视
为集中荷载,由外支架承担,不计在底腹板内)
C、其它荷载
施工人员、施工料具运输、堆放荷载:
2.5KN/m2,则
2.5*0.4=1
KN/m(桥横
向均布荷载,长
倾倒混凝土产生的冲击荷载(导管):
2.0KN/m2,则
2.0*0.4=0.8KN/m(桥
横向均布荷载,长
振捣混凝土产生的荷载:
2.0*0.4=0.8
1.2、组合后荷载为
(31.72*1.05+0.48)*1.2+(1+0.8+0.8)*1.4=44.18
KN/m(桥横向
均布荷载,长
(13.28*1.05+0.48+0.3)*1.2+(1+0.8+0.8)*1.4=21.31KN/m(桥
建立受力模型为:
计算结果变形、弯矩、剪力图:
计算结果:
弯应力:
M
max
=3100/39.7=78.09Mpa,小于容许
,强度满足要求;
剪应力:
N
=147/12.7=11.57Mpa,小于容许τ
,截面几何型式满足
要求;
挠度:
最大变形在
2、3
支座间,为
0.4mm,小于容许变形
f
l
=1300/400
=3.25mm,刚度满足要求。
各支座处(纵向分配梁支撑处)支反力为:
X=0.1m,N=4.4+10.2=14.6KN;
X=0.75m,N=14.7+13.5=28.2KN;
X=2.05m,N=14.2+14=28.2KN;
X=3.35m,N=13.7+13.7=27.4KN;
X=4.65m,N=14+14.2=28.2KN;
X=5.95m,N=13.5+14.7=28.2KN;
X=6.6m,N=10.2+4.4=14.6KN。
注意:
上述支反力为
0.4m
长梁体的荷载情况下对纵向分配梁的压力。
2、纵向分配梁
根据以上第
项对底模
10#槽钢计算,各支点处支反力即表示为对纵向分配
梁的压力,选取最大的压力
28.2KN
进行计算,视为均布荷载。
则:
均布荷载
P=28.2/0.4=70.5KN/m。
自重:
14.5
Kg/m=0.145
KN/m,(为保证不漏算荷载,进入计算)
计算的均布荷载为:
70.5+0.145=70.65
KN/m。
纵向分配梁为双排
14#槽钢组成,每组长
6m,两组搭接成
12m
长,置于横
向分配梁上,横向分配梁间距布置为
1.5m,故按
跨、总长
6m
的连续梁建立
受力模型为:
计算图:
9
=17000/(80.5*2)=105.6Mpa,小于容许
,强度满足
=643/(18.5*2)=17.38Mpa,小于容许τ
,截面几何型式
满足要求;
1、2
1mm,小于容许变形
=1500/400
=3.75mm,刚度满足要求。
3、横向分配梁
横向分配梁为
36c
工字钢,至于纵向盖梁上,间距
1.5m,对上支撑纵向分
配梁,由于其间距为
1.5m,故取
1.5m
长梁体荷载计算,另翼缘板取
长作
为对其的集中荷载。
根据第
项计算的纵向分配梁在
长梁体荷载下的之反力情况,换算成
长梁体的荷载则为队横向分配梁的集中荷载。
3.1、各荷载情况:
A、翼缘板处
梁体荷载(超灌系数
5%):
1.31*1.5*26*1.05=53.6KN
1.0t/m*1.5=1.5
t=15
KN
2.5KN/m2*3.35*1.5=12.6
2.0KN/m2*3.35*1.5=10.1
最终荷载为:
P1、P9=(53.6+15)*1.2+(12.6+10.1+10.1)*1.4=128.2
10
B、自重:
71.2
Kg/m=0.712KN/m,(为保证不漏算荷载,进入计算,按均布
荷载计)
C、底腹板处从左至右为:
P2=14.6/0.4*1.5+0.145*1.5=54.97
KN,P3=28.2/0.4*1.5+0.145*1.5=105.97KN
P4=28.2/0.4*1.5+0.145*1.5=105.97KN,P5=27.4/0.4*1.5+0.145*1.5=102.97KN
P6=28.2/0.4*1.5+0.145*1.5=105.97KN,P7=28.2/0.4*1.5+0.145*1.5=105.97KN
P8=14.6/0.4*1.5+0.145*1.5=54.97
KN。
3.2、建立受力模型为:
说明,受力模型图中绿色为纵向盖梁对横向分配梁的支点,也是钢管立柱
横向布置间距,设
L0=3.8m、6-L0=6-3.8=2.2m
进行检算
3.3、计算情况
11
=110700/902=122.7Mpa,小于容许
,强度满足要
求;
=1617/90.7=17.83Mpa,小于容许τ
,截面几何型式满
足要求;
X=0(杆端),为
2.3mm,小于容许变形
=5.5mm,刚度满足要求。
各支点处支反力(即
梁长荷载对纵向盖梁的压力):
X=2.2m,N=129.8+161.8=291.6KN;
12
=2200/400
X=6.0m,N=107.4+107.4+P5=214.8+102.97=317.77KN;
X=9.8m,N=161.8+129.8=291.6KN;
4、纵向盖梁
纵向盖梁为钢管立柱上的纵梁,由两根
工字钢组拼成一组,横向布置
组,利用本桥
0#、1#段现浇支架的纵梁,则长为
6.0m,故边跨现浇段需要两
组顺桥向布置才能满足长度,搭接设于钢管立柱上,并采取焊接措施,但计算
时分段检算。
4.1、第一种情况:
靠边墩侧盖梁
即以
6.0m
长的连续梁计算,盖梁上为横向分配梁,其荷载视为集中荷载,
项计算结果知,中间一组盖梁所受的压力最大,为集中力
P=317.77KN,以此集中力和钢管立柱布置建立受力模型为:
71.2*2
Kg/m=0.712*2=1.424KN/m,(为保证不漏算荷载,进入计算,
按均布荷载计)
根据横向分配梁布置情况,各集中力从左至右为:
317.77/2=158.89KN,317.77KN,317.77KN,317.77KN,317.77/2=158.89
按
L1=1.0m、L2=2.5m、L3=2.5m
计算
13
计算图为:
计算结果为:
=159600/(902*2)=88.47Mpa,小于容许σ
,强度
=3303/(90.7*2)=18.21Mpa,小于容许τ
,截面几何
型式满足要求;
1.1mm,小于容许变形
=2.5mm,刚度满足要求。
各支座处支反力(即纵向盖梁对钢管立柱的压力):
14
=1000/400
X=1.0m,N=160.3+330.3=490.6KN;
(靠墩侧)
X=3.5m,N=308.8+245.6=554.4KN;
X=6.0m,N=75.8+158.9=234.7KN;
(中间盖梁接头处,荷载取的一半计,另
一半荷载计算入下一盖梁内)
4.2、第二种情况:
靠合拢段侧盖梁
剩余梁段长
3.9m
由靠合拢段侧的纵向盖梁承担,建立
长的连续梁,
集中力仍按照p=317.77
的原则计入,建立受力模型为:
设
L1=3.0m、L2=0.9m
计算,集中力从左至又为:
317.77/2=158.89
KN,317.77KN,
317.77KN,317.77/1.5*0.15=31.78KN
15
=225300/(902*2)=124.89Mpa,小于容许σ
=1707/(90.7*2)=9.41Mpa,小于容许τ
,截面几何型
式满足要求;
X=1.5m
处,1、2
2.3mm,小于容许变形
=1500/400=3.75mm;
和
X=3.9m
处,杆端(靠合拢侧),为
1.8mm,
小于容许变形
=900/400=2.25mm。
刚度满足要求。
X=0m,N=151.3+158.89=310.69KN;
为中间搭接处,结合上一部分的支反力
X=6.0m,N=234.7KN,则该钢管立柱最终受压力为
N=310.7+234.7=544.9KN。
X=3.0m,N=170.7+33.1+317.77=521.6KN;
五、施工工况一:
拆除外侧模和内模系统
(一)、荷载情况
拆除外侧模和内模系统后,所以荷载均由底腹板传递至型钢平台上,具体
地说,较混凝土浇筑时的荷载情况来看,翼缘板处无支撑,翼缘板处荷载通过
腹板向下传递,顶板内模支撑系统拆除,其荷载也通过腹板向下传递,不在传
递至底板上。
故腹板处除本身的荷载外,另增加了翼缘板和顶板的荷载,底板处荷载仅
为底板的荷载,无顶板的荷载。
此时荷载包括:
A、梁体混凝土自身重量,应考虑超灌系数
5%;
B、进行其它工作考虑人员、机具荷载
2.5KN/m2,腹板处按照梁全宽
13.4m
16
计算;
底板处按
5.54m
宽考虑。
堆放荷载尽量减少,因此,拆除模板后应及时
将材料卸至梁体外。
计算时按照从上向下的顺序对已有的支架进行检算。
(二)支架检算
1、底模板背肋槽钢
取
长梁体荷载计算。
1.1、各荷载计算
A、腹板荷载
混凝土自重:
(1.31+3.649/2+1.769)*0.4*26*1.05=53.55KN,对腹板横向宽度
上的均布荷载为
53.55/0.58=92.32
KN/m
人员机具荷载:
2.5*6.7*0.4/0.58=11.55
92.32+11.55=103.87
(横向均布荷载,长
B、底板荷载
3.428*0.4*26*1.05/5.54=6.76
6.76+1=7.76
1.2、建立受力模型
1.3、计算结果
17
=3400/39.7=85.64Mpa,小于容许
=290/12.7=22.83Mpa,小于容许τ
0.3mm,小于容许变形
=650/400
=1.63mm,刚度满足要求。
X=0.1m,N=10.4+29=39.4KN;
X=0.75m,N=22.2+6.2=28.4KN;
18
X=2.05m,N=3.9+4.7=8.6KN;
X=3.35m,N=5.4+5.4=10.8KN;
X=4.65m,N=4.7+3.9=8.6KN;
X=5.95m,N=6.2+22.2=28.4KN;
X=6.6m,N=29+10.4=39.4KN。
建立
长的连续梁,均布荷载取上述计算中支反力较大者
q=39.4/0.4=98.5
KN/m,
则计算均布荷载为:
98.5+0.145=
98.65KN/m
建立受力模型:
19
=23800/(80.5*2)=147.8Mpa,小于容许
=898/(18.5*2)=24.27Mpa,小于容许τ
1.3mm,小于容许变形
3.1、荷载
A、自重:
B、底腹板处从左至右为:
P2=39.4/0.4*1.5+0.145*1.5=147.97
KN,P3=28.4/0.4*1.5+0.145*1.5=106.72KN
P4=8.6/0.4*1.5+0.145*1.5=32.47KN,P5=10.8/0.4*1.5+0.145*1.5=40.72KN
P6=8.6/0.4*1.5+0.145*1.5=32.47KN,P7=28.4/0.4*1.5+0.145*1.5=106.72KN
P8=39.4/0.4*1.5+0.145*1.5=147.97
3.2、建立受力模型
20
3.3、计算结果
21
=120900/902=134.0Mpa,小于容许
=1807/90.7=19.92Mpa,小于容许τ
结构物处最大变形支座之间,为
2.9mm,小于容许变形
=3800/400
=9.5mm,刚度满足要求。
各支座处支反力(即
X=2.2m,N=