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现浇箱梁支架计算书
现浇箱梁支架计算书
怀集至阳江港高速公路怀集至郁南段一期工程X2合同段
A匝道第三联现浇支架
计算书
编制:
审核:
审批:
中铁二十局集团有限公司
怀阳高速公路X2标项目经理部
二〇一八年二月
A匝道桥第三联支架计算
一、工程概况
本桥为跨越道路而设,路线纵断较高,最大桥高约38米。
桥跨设计为(25+30+30)+5×25+(25+37+25),上部结构采用预应力混凝土预制小箱梁和预应力混凝土现浇箱梁。
桥墩采用柱式墩、墙式墩,桥台采用柱式台;桥墩、桥台基础均采用桩基础。
桥跨起点桩号为AK0+,终点桩号AK0+,中心桩号AK0+,桥跨全长为(包括耳墙)。
本桥平面位于圆曲线、缓和曲线、缓和曲线和圆曲线上,纵断面纵坡为%和%。
二、箱梁设计情况
本桥第三联(25+37+25m)于AK0+上跨B2匝道桥,交叉角度149°,8号墩至11号台,桥位布置见图1。
全桥箱梁高度均为200cm,跨中顶板厚度25cm,底板厚度22cm,梁端顶板厚度45cm,底板厚度42cm;翼缘板宽度250cm,翼缘板板端厚度18cm,翼缘板根部厚度45cm。
腹板高度113cm,厚度由梁端80cm向跨中45cm渐变。
箱梁细部尺寸见表1,箱梁横断面见图2。
混凝土强度为C50,工程量为3。
联编号
端横梁
宽度
(cm)
中横梁
宽度
(cm)
腹板渐变
段长度
(cm)
箱梁
室数
箱梁顶板
宽度
(cm)
箱梁底板
宽度
(cm)
备注
A匝道第3联
100
0
100
1室
1050
472
图1桥位布置图
图2箱梁横断面图
三、支架布设方案
支架顺桥向第1跨设置2个边墩、1个中墩,编号
、②、③;第2跨设置2个边墩、2个中墩,编号
、②、③、④;第3跨设置2个边墩、1个中墩,编号
、②、③。
详细布置图3如下:
图3第三联支架布置立面图
支架钢管柱横桥向对应中线对称布置4根,间距均为米。
钢管柱上放置双拼I36a工字钢横梁,横梁上面布置321型贝雷梁。
贝雷梁由花窗连接两拼一组或三拼一组,其中三拼一组间距45cm,两拼个一组间距90cm。
中线处两侧对称放置,由内至外分别为两拼、三拼、两拼,断面共有6组14片贝雷,每组贝雷间距为90cm,每隔6米用[10槽钢横向将所有贝雷梁连接为一整体。
贝雷上面放置I14工字钢分配梁,间距60cm。
工字钢上再放10*10cm方木,方木间距在底板下为25cm,在翼板下间距为40cm。
方木上面放置底模竹胶板,翼板段应搭设钢管架支撑翼板模板,钢管架的搭设应满足规范要求。
详细布置图4如下:
图4支架布置横断面
四、计算依据
1、《路桥施工计算手册》(人民交通出版社2001年10月第1版);
2、怀阳高速公路怀集至郁南段一期工程两阶段施工图设计文件;
3、《装配式公路钢桥多用途使用手册》(人民交通出版社2002年3月第1版);
4、《建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范》JGJ130-2011;
5、《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011;
6、《公路工程施工安全技术规范》JTJ076-95;
7、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004。
五、荷载计算取值
1、恒载
(1)梁体混凝土自重取26KN/m3;
(2)竹胶板自重取m2;
(3)木方自重取m3;
(4)扣件式钢管自重取m;
(5)321型贝雷片自重取1KN/m(包括连接件等);
(6)I14工字钢自重m,I36a工字钢自重m;
(7)外径Ф529mm、壁厚10mm钢管桩自重m;
2、活载
(1)施工人员、机具、材料及其它临时荷载取m2;
(2)振捣、倾倒混凝土荷载取4KN/m2;
六、各构件受力计算
1、荷载分块
将截面划分为以下几个部分,如图5所示。
图5荷载分块
1#面积
2#面积
3#面积
总面积
*2
*2
*2
2、荷载计算
(1)箱梁自重
依据设计图纸,计算C50混凝土方量为:
=*33+(+*1/2+*1)*2=3,钢筋混凝土容重26KN/m3,则GL=*26=。
则各部位换算的面荷载为:
GL1=*(11+12+11)/=㎡
gL1=㎡*=㎡
GL2=*(11+12+11)/=㎡
gL2=㎡*=㎡
GL3=*(11+12+11)/=㎡
gL3=㎡*=㎡
(2)模板自重
1)内外模板荷载
=()*(11+12+11)*=,其中为跨中横断面外轮廓线周长(AutoCAD查询),为顶板宽度,跨中横断面内轮廓线周长(AutoCAD查询),竹胶板自重取m2。
2)内模5×10cm背愣木方荷载
=(11+12+11)/****=,木方自重取m3。
3)内模钢管荷载
=(11+12+11)/*(*3+*2+++(+)*2)*=。
钢管自重取m,内模钢管加固详细见图6。
图6内模板钢管加固
4)侧模竖向5×10cm背愣木方荷载
=((11+12+11)/*)*2***=
5)侧模及翼缘板钢管支架荷载
=(11+12+11)/*14**=。
侧模钢管布置为*,从布置图得知横断面总共布置14根,最长,最短,取平均长度(+)/2=。
以上1)-5)汇总
Gm=++++=
换算的面荷载为:
=(11+12+11)/=㎡
gm=*=㎡(取的安全系数)
(3)纵向10×10cm木方荷载
纵向方木包含底模板、侧模板、翼缘板及钢管脚手架底托,根据布置图得知总共53根。
=53*(11+12+11)***=。
换算的面荷载为:
=(11+12+11)/=㎡
g木方=*=㎡(取的安全系数)
(4)I14工字钢自重
=((11+12+11)/+1)**=
换算的面荷载为:
=(11+12+11)/=㎡
gI14=*=㎡(取的安全系数)
(5)贝雷梁自重
=(11+12+11)*14*1=476KN
换算的面荷载为:
=476/(11+12+11)/=㎡
g贝雷=*=㎡(取的安全系数)
(6)双拼I36工字钢自重
=4***2=
换算的面荷载为:
=(11+12+11)/=㎡
gI36=*=㎡(取的安全系数)
(7)施工荷载
施工人员、机具、材料及其它临时荷载取m2;
振捣、倾倒混凝土荷载取4KN/m2;
则施工附加荷载
f=+4=m2
gf=*=㎡(取的安全系数)
3、支架验算
(1)竹胶板验算
竹胶板规格为1200mm*2400mm*15mm,其截面特性如下:
w=bh2/6=*6=×10-5m3;
I=bh3/12=*12=×10-7m4
最不利位置位于Ⅱ区,对其竹胶板进行简算
计算跨径为25-10=15cm,为简化计算按简支梁进行简算。
q=gL2+gf+gm=++=㎡
跨中弯矩M1/2=qbl2/8=**8=·m应力计算:
σ=M1/2/w=·m/(×10-5m3)=<[σ]=挠度计算:
f1/2=5q*b*l4/384EI=5***(384**103MPa*×10-7m4)=<[f]=150/400=
所以木模板满足要求。
(2)方木验算
纵梁方木规格为10cm×10cm,其截面特性如下:
w=bh2/6=*6=×10-4m3
I=bh3/12=*12=×10-6m4
纵梁自重=***m3/*=㎡
g纵=*=㎡(取的安全系数)
最不利位置位于Ⅱ区,对其进行简算。
q组=gL2+gf+gm+g纵=+++=
跨中弯矩:
M1/2=qbl2/8=**8=·m;
应力计算:
σ=M1/2/w=·m/(×10-4m3)=<[σ]=;
挠度计算:
f1/2=5q*b*l4/(384EI)=5***(384**103MPa*×10-6m4)=<[f]=600/400=
所以方木纵梁满足要求。
(3)I14工字钢验算
I14工字钢间距为60cm,贝雷梁间距45cm,工字钢截面特性为:
I=712cm4,W=102cm3
最不利位置位于Ⅱ区,对其工字钢进行简算。
q组=gL2+gf+gm+g纵+gI14
=++++=㎡
跨中弯矩:
M1/2=qbl2/8=**8=·m;
应力计算:
σ=M1/2/w=·m/102×10-6m3=<[σ]=140MPa;
挠度计算:
f1/2=5q*b*l4/384EI=5***384*2*105MPa*712×10-8m4=<[f]=450/400=
所以I14工字钢满足要求。
(4)贝雷梁验算:
1)贝雷桁架单元杆件性能
2)贝雷桁架容许内力表
3)贝雷桁架几何特性
注:
贝雷桁架挠度计算经验公式
①当桁架节数为奇数时:
fmax=d(n2-1)/8
②当桁架节数为偶数时:
fmax=dn2/8
式中:
n——桁架节数
d——常数,对单层桁架d=;
对双层桁架d=。
q1=*2++++*14+*14
=m
q2=*3++++*14+*14
=m
q3=*2++++*14+*14
=m
对中跨12mⅠ区翼缘板下贝雷梁进行简算
弯矩计算:
M1/2=q1l2/8=*122/8=·m<[M]=·m
剪力计算:
Q=q1l/2=*12/2=<[Q]=
挠度计算:
f1/2=5q1l4/384EI=5**124/(384*2*105MPa*×10-8m4)=<[f]=12000/400=30mm
所以贝雷梁满足要求。
对中跨12mⅡ区腹板下贝雷梁进行简算
跨中弯矩计算:
M1/2=q2l2/8=*122/8=·m<[M]=·m
剪力计算:
Q=q2l/2=*12/2=<[Q]=
挠度计算:
f1/2=5q2l4/384EI=5**124/(384*2*105MPa*×10-8m4)=<[f]=12000/400=30mm
所以贝雷梁满足要求。
对Ⅲ区底板下贝雷梁进行简算
跨中弯矩计算:
M1/2=q3l2/8=*122/8=·m<[M]=·m
剪力计算:
Q=q3l/2=*12/2=<[Q]=
挠度计算:
f1/2=5q3l4/384EI=5**124/(384*2*105MPa*×10-8m4)=<[f]=12000/400=30mm
所以贝雷梁满足要求
(5)I36工字钢验算:
最不利位置位于Ⅱ区,验算第2跨12m范围内工字钢。
I36a工字钢,A=,Ix=15800cm4,W=875cm3
q2=*4/*12=m
荷载计算
1)箱梁混凝土荷载
=×12×26=,其中:
为跨中箱梁面积(AutoCAD查询)。
2)内外模板荷载
=()*12*=,其中为跨中横断面外轮廓线周长(AutoCAD查询),为顶板宽度,跨中横断面内轮廓线周长(AutoCAD查询)
3)纵向10×10cm木方荷载
纵向方木包含底模板、侧模板、翼缘板及钢管脚手架底托,根据布置图得知总共53根。
=53×12×××=。
4)内模5×10cm背愣木方荷载
=12/××××=
5)内模钢管荷载
=12/*(*3+*2+++(+)*2)*=。
6)侧模竖向5×10cm背愣木方荷载
=(12/×)×2×××=
7)侧模及翼缘板钢管支架荷载
=12/×14××=。
侧模钢管布置为*,从布置图得知横断面总共布置14根,最长,最短,取平均长度(+)/2=。
8)I14工字钢荷载
=(12/+1)××=。
9)贝雷梁荷载=12×14×1=168KN。
10)混凝土倾倒、振捣荷载=12××4=504KN。
11)施工人员、机具、材料及其它临时荷载=12××=315KN。
上述荷载合计
(++++++++168+504+315)*=。
(取的安全系数)
均布荷载q=4/=m。
弯矩计算M=×8=·m,其中为工字钢跨度,详见布置图。
抗弯计算σ=M/W=*103/875=<[б]=145Mpa
挠度计算:
f=5ql4/384EI=5***(384**1011*15800*10-8)
=<(2700/400)=
所以I36工字钢满足要求。
(6)Φ529mm钢管桩计算
贝雷纵梁以上荷载=
工字钢荷载=4××*=(取的安全系数)
上述荷载合计=+=
钢管桩回转半径r=4×√(1+2)=
钢管桩长细比λ=1×22/=
稳定系数ф=,查《路桥施工计算手册》P790页a类截面轴心受压构件稳定系数。
单根钢管桩可承受最大压力
=140×106××4×。
单根钢管桩轴向压力N=2/4=<1386KN
所以Φ529mm钢管桩满足要求。
(7)C30混凝土独立基础计算
1)钢管桩自重荷载=4*22**=。
(取的安全系数)
2)单个混凝土条形基础自重荷载
=****=(取的安全系数)
3)地基所承受压力=2++=
4)所需的地基承载力==
结论:
根据以上计算结果可知,当基础尺寸为×,且在最不利的情况下,基底承载力达到,受力可以满足施工安全需要。
施工时按照220Kpa来控制地基承载力,在做条形基础前必须做触探试验。
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