第3跨抗剪验算满足。
7)、连续钢梁挠度验算
验算组合:
5
第1跨最大挠度(mm):
0.452
第1跨最大挠度(mm):
0.452(L/2987)<容许挠度:
7.500
第1跨挠度验算满足。
第2跨最大挠度(mm):
0.030
第2跨最大挠度(mm):
0.030(L/45153)<容许挠度:
7.500
第2跨挠度验算满足。
第3跨最大挠度(mm):
0.452
第3跨最大挠度(mm):
0.452(L/2987)<容许挠度:
7.500
第3跨挠度验算满足。
该上部工字钢满足使用要求。
预埋件布置间距也满足上部工字钢梁跨度要求。
5、预埋件荷载及弯矩剪力计算
中间跨预埋件受最大集中力:
Fl=(180/2/3)*9.8=294kN,支座反力R=Fl
荷载分项系数:
1.4
弯矩及剪力:
M=1.4*294*0.2=82.32KN·mR=294Kn
6、预埋件初步选型
a.截面类型:
工字钢
b.材质:
Q235
c.x轴塑性发展系数γx:
1.05
d.抗弯设计值f:
215N/mm2
e.抗剪设计值fv:
125N/mm2
按满足弯曲正应力选型钢:
σmax=Mmax/(γx*Wx)<215N/mm2
则:
Wx>Mmax/215/γx=82.32*1000/215/1.05=364.65cm3
初选:
工字钢I28b:
Ix=7480cm4Wx=534cm3Sx=312.3cm3G=47.9kg/m,A=73.4cm2
翼缘厚度tf=13.7mm腹板厚度tw=10mm,翼缘宽度:
124mm。
验算最大弯曲正应力:
σmax=Mmax/(γx*Wx)=82.32*1000/(1.05*534)
=146N/mm2<215N/mm2
满足弯曲正应力强度要求。
验算抗剪强度:
最大剪应力τmax=1.4*R/A
=1.4*294*1000/(73.4*100)=56.08N/mm2<125N/mm2,
满足抗剪强度要求。
预埋件选用工字钢I28b,满足抗弯、抗剪要求。
每侧布置4根。
(因上部工字钢梁布置位置距离混凝土面仅为0.2m,小于预埋件高度,可以省略挠度验算。
)
7、验算预埋件在施工时所承受的压力是否会对闸墩造成破坏性影响
闸墩及边墩受到预埋件传来压力及弯矩。
边墩或当单跨施工时中墩处于最不利工况。
当预埋件锚固长度够时,边墩及闸墩的破坏验算可以简化为预埋件底部混凝土的局部受压破坏验算。
1).边墩或中墩局部受压示意图:
2).锚固长度计算:
初步设计边墩预埋件总长度为1.5m,其中埋在混凝土中长度为1m。
型钢的锚固长度目前规范中没有做出明确规定,可根据锚固的原理即型钢受混凝土包裹力应大于外拔力,将外拔力偏安全取R=294KN,预埋件的计算锚固长度L1计算如下:
L1=R/(ft*S)
S为预埋件单位长度表面积,偏安全计S=2*(280+124)=808mm
L1=294*1000/(1.57*808)=231mm
设计取L=1000mm>L1=231mm
边墩预埋件长度满足锚固要求,同理中部闸墩预埋件长度也满足锚固要求
3).局部受压承载力验算:
闸墩混凝土强度等级按C35验算,ft= 1.570N/mm2,fc= 16.700N/mm2
局部受压应符合下列规定:
Fl≤1.35βcβlfcAln
其中:
βl=√(Ab/Al)=0.577
βc=1.0
为简化计算,偏安全考虑,混凝土闸墩局部承压区长度a取3倍工字钢翼缘宽度b:
局部受压净面积:
Aln=a*b=0.124*0.124*3
局部受压计算底面积:
Ab=a*b*3=0.124*3*0.124*3
计算局部受压面积:
Al=a*b=0.124*0.124*3
βl=√(Ab/Al)=1.732
1.35βcβlfcAln=1.35*1*1.732*16.7*1000*0.124*0.124*3=1801.49kN
1.4R=1.4*294kN=411.6<1.35βcβlfcAln,满足要求!
闸墩局部受压安全。
预埋工字钢I28b不会对闸墩混凝土造成破坏。
8、结论:
经过计算,预埋件采用I28b工字钢、上部横向支撑件采用I25b工字钢即可满足上部混凝土浇筑支撑要求,预埋件埋设平面位置及间距见本计算书布置示意图,竖向位置主要满足上部支撑贝雷架及工字钢梁、垫板、模板等高度要求,且距顶部不小于1.0m,闸墩达到设计强度75%以上,方可进行交通桥混凝土浇筑。
第三章:
贝雷梁及钢管支架的验算
1.荷载计算:
(现浇体系总重=101.6吨,详见第五章附录计算)
取计算总重=120t,则每道T型梁荷载为120/3*9.8=392kN
q1=392/11=35.64kN/m
初选用双排单层标准型贝雷架,查《装配式公路钢桥使用手册》321型贝雷架,每节重量为28.7KN/3m,
自重荷载:
q2=28.7/3=9.6kN/m。
可变荷载分项系数:
1.4
永久荷载分项系数:
1.2
荷载设计值为:
q=35.64*1.4+9.6*1.2=61.42kN/m。
荷载标准值:
qk=35.64+9.6=45.24kN/m
贝雷梁桁架单元尺寸3x1.5m(长x高)。
2.内力计算:
根据初选型号查《装配式公路钢桥使用手册》,得贝雷梁几何特性及允许内力。
(1)表4-2桥梁几何特性表
结构型式
W(cm3)
I(cm4)
单排单层
标准型
3578
250497
加强型
7699
577434
双排单层
标准型
7157
500994
加强型
15398
1154868
三排单层
标准型
10735
751491
加强型
23097
1732303
双排双层
标准型
14817
2148588
加强型
30641
4596255
三排双层
标准型
22226
3222883
加强型
45962
6894382
注:
表中数值为半边桥之值,全桥时应乘2。
(2)表4-3桁架结构容许内力表
结构
型式
标准结构型
加强结构型
单排单层
双排单层
三排单层
双排双层
三排双层
单排单层
双排单层
三排单层
双排双层
三排双层
SS
DS
TS
DD
TD
SSR
DSR
TSR
DDR
TDR
弯矩(KN-M)
788
1576
2246
3265
4653
1687
3375
4809
6750
9618
剪力
(KN)
245
490
698
490
698
245
490
698
490
698
查得:
W=7157cm3
I=500994cm4
[M]=1576KN∙m
[Q]=490kKN
[f]=L/400(《钢结构设计规范》GB50017-2003)
则EI=1052088.24KN/m2
(3)贝雷架按简支架11m跨径计算 :
1、强度计算
最大弯距:
Mmax=ql2/8=61.42×112/8=928.98KN∙m<[M]=1576KN∙m
最大剪力:
Qmax=ql/2=61.42×11/2=337.81KN<[Q]=490KN
抗弯及抗剪满足要求。
2.fmax=5qkl4/(384EI)=5×45.24×114/(384×1052088.24)=0.0082m<[f]=11/400=0.0275m
满足要求.
贝雷梁顶部垫板需预拱0.82cm。
按经验值设定最终预拱度2cm。
3.贝雷梁布置横断面图(布置8片贝雷梁):
方木
贝雷梁的横向联系杆木模板工作平台
横向工字钢
纵向贝雷梁
预埋工字钢横向分配工字钢梁
4.一跨T梁现浇支架安装体系中钢管顶托的布置:
(1)每根立杆允许承载力计算:
本项目所采用钢管支架的步距为:
120cm,钢管规格为:
Ф48×3.5
㎜由《路桥施工计算手册》P188页表8-29可得:
①钢管截面面积:
R1=48÷10÷2=2.4cm
R2=(48-3.5×2)÷10÷2=2.05cm
S1=3.14×2.4×2.4=18.09cm2
S2=3.14×2.05×2.05=13.2cm2
截面积A=S1-S2=4.89cm2
截面积A=4.89㎝2截面惯性矩Ix=12.19㎝4,回转半径i=1.59。
计算长细比,由《路桥施工计算手册》P185页公式
λ=L/i=120/1.59=75.5
查《钢结构设计规范》(GB50017-2003)P136附录C表并内插计
算,得轴心受压构件的稳定系数ø1=0.81
Ф48×3.5㎜步距L为120cmA3钢管的承载力N为:
[N]=ø1×A×f(《路桥施工计算手册》P185页公式8-28)
[N]-钢支撑的容许荷载;
f-钢材承压强度设计值,取21.5Mpa。
[N]=ø1×A×f=0.81×4.89×21.5=85KN
②在《建筑施工脚手架实用手册》P242规定如下步距的脚手架
对接时每根立杆所能承受的允许轴向压力为:
得出结果:
当步距为1.2m时,立杆允许荷载Pmax=30.00kN/根。
(2)每跨面积(交通桥)=11m×4.5m,按0.5m×0.5m分布钢
管:
每跨钢管布置数量=(4.5m÷0.5)×(11÷0.5)=198根
(3)198根钢管可以承受的荷载=198×30KN/根=5940KN。
(4)1kg=9.81N1吨=1000kg=9810N=9.81KN,得出198根步距
=1.2m的钢管支架能够支撑的最大荷载=5940÷9.81=605吨,由
附录中计算出的每跨现浇砼+钢筋+支架体系总重+冲击力=总荷
载G=G1+G2+G3+G4=81.5吨(详见第五章附录计算),远小于605
吨,可知0.5m×0.5m的钢管支架体系完全满足使用要求。
第四章:
现浇施工工艺及施工保证措施
1、支架体系的基本布置:
1、预埋工字钢:
已验算。
(预埋工字钢钢上布一道横向分配梁工字钢)
2、纵向贝雷梁:
已验算。
3、底模安装预拱度:
2cm。
4、贝雷梁顶上横向分配梁工字钢:
50cm布置一道。
5、工作平台上的纵向方木(横断面积=10cm×10cm)50cm布置一道。
6、调节顶托的钢管以50cm×50cm布置(1.5m高的钢管顶托上下两道水平联系固定钢管步距为120cm)。
7、上顶托的纵向方木(横断面积=10cm×10cm)50cm布置一道。
8、T梁底部模板下的横向方木50cm布置一道。
9、T梁底模板是2cm厚的竹浇模板。
2、T梁的砼浇筑、模板安装、钢筋安装施工工艺:
1、先浇筑中梁再浇筑边梁,每片T梁先从跨中往两端均匀分头浇筑。
2、每片T梁先整体均匀浇筑满肋梁再浇筑梁板。
如下图:
梁板
肋梁
3、T梁浇筑过程中要避免混凝土落料时下坠力过大,小心放料小心震动,避免让T梁钢筋走位或者T梁的底模和侧模变形。
4、T梁的肋梁高度100cm,分两层均匀下料,均匀振捣,避免一次下料振捣。
5、T梁的梁板可一次下料振捣施工,梁板表面用平板振动器真实后,初步整平,然后用铁爬拉毛,由于梁板厚度比较薄,在七天之内避免用高压水枪冲击梁板表面;避免七天之内直接用扶动冲击钻对梁板表面凿毛。
6、T梁的养护:
除了均匀淋水保养梁板表面外,每天至少喷淋T梁底模板和侧模板,保证整体性的温差不能过大。
7、T梁的钢筋安装:
(1)水平纵向钢筋避免在钢筋的弯起部分焊接,水平纵向钢筋的焊接采用双面焊接,且在纵向钢筋与梁板的横向钢筋安装位置有冲突时,先满足纵向钢筋的定位安装。
(2)肋梁的下层水平纵向钢筋(受拉区)的焊接应避免在1/2跨度及梁两端支点部位搭接焊接(T梁主筋长度是13.3m,钢筋长度国标是12m)。
8、底模安装
(1)本桥为变截面梁,肋梁底面宽=40cm,采用2c