支撑系统受力计算书.docx
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支撑系统受力计算书
第一章盖梁施工托架设计概况
一、施工设计说明:
1、工程概况
陆渔公路改建工程第二合同段共有桥梁两座,分别为聂河大桥、金桥大桥。
桥长分别为166m、189.5m,共有桥墩15个,均为三柱式桥墩〔墩柱直径为1.3m的钢筋混凝土结构〕,墩柱上方为盖梁。
聂河大桥盖长19.44m,宽1.9m,高1.4m,如图1所示;金桥大桥盖梁长22.448m,宽1.9m,咼1.4m,如图1所示。
由于两座大桥大局部墩位于水中,均采用筑岛围堰的施工方案,如采用传统支架法施工,筑岛面地基承载力差,方案不可行,故桥墩盖梁施工均采用预留孔穿钢销作托架施工,两座大桥盖梁混凝土浇注量分别为49.76m3,57.45m3。
托架设计检算时以金桥大桥盖梁托架设计进行控制。
图1聂河大桥盖梁立面图
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222」 * O o 图2金桥大桥盖梁立面图 2、设计依据 1〕公路桥涵钢结构及木结构设计标准 2〕路桥施工计算手册 3〕建筑结构静力计算手册〔第二版〕 4〕江正荣编建筑施工计算手册 5〕最新钢结构实用设计手册 6〕陆渔公路改建工程聂河大桥、金桥大桥施工图设计文件 7〕国家、交通部相关标准和标准 8〕我单位类似工程施工经验 二、模板设计 1侧模与端模 侧模为特制大钢模,面模厚度为S6mm肋板高为10cm,在肋板外设[10背带。 在侧模外侧采用间距0.4m的[10作竖带,竖带高1.7m;在侧模上下设20的圆钢做拉杆,上下拉杆间间距1.52m,在竖带外设©48的钢管斜撑,支撑在横梁上。 端模为特制大钢模,面模厚度为S6mm肋高为10cm。 在端模外侧采用间距0.4m的[10作竖带,在竖带外设©48的钢管斜撑,支撑在横梁上。 2、底模 底模为2cm厚竹胶模,在底模下部采用间距0.4m[10型钢作横梁,横梁长4.1m。 盖梁悬出端底模下设三角支架支撑,三角架放在横梁上。 横梁底下设纵梁。 横梁上设钢垫块以调整盖梁底的横向坡度与安装误差。 与墩柱相交部位采用特制型钢支架作支撑。 3、纵梁 在横梁底部采用单层两排56b工字钢连接形成纵梁,长26.5m,两组工字钢纵梁位于墩柱两侧,工字钢之间采用拉杆连接。 纵、横梁之间采用U型螺栓连接;纵梁下为钢销。 4、托架 在浇注墩柱时距柱顶以下0.8~0.9m处采用内径为110PVC管埋置在墩柱钢筋上,拆模后形成预留孔洞,然后插入100钢销,两端各伸出30cm作为工字梁的支承牛腿。 在牛腿上架设156b工字钢,然后上铺盖梁支承平台。 5、防护栏杆与与工作平台 曲渣公離如: 砂二合再段頊甘螳SMf (1)栏杆采用©48X3的钢管搭设,在横梁上每隔2.4米设一道1.2m高的钢管立柱,横向设置两道水平栏杆,钢管之间采用扣件连接。 (2)工作平台设在横梁悬出端,在横梁上铺设2cm厚的木板,木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。 第二章盖梁施工托架设计计算 一、设计检算说明 1设计计算原那么 (1)在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。 (2)综合考虑结构的平安性。 (3)采取比拟符合实际的力学模型。 (4)尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。 2、对局部结构的不均布,不对称性采用较大的均布荷载。 3、本计算未扣除墩柱承当的盖梁砼重量。 以做平安储藏。 二、侧模支撑计算 1力学模型 假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受,Pm为砼浇筑时的侧压力,T1、T2为拉杆 承受的拉力,计算图式如图3所示。 图3侧模支撑计算图式 A T2 T1 h=0.6m. H=1.4m 2、荷载计算 砼浇筑时的侧压力: Pm 式中: K ---外加剂影响系数,取1.2; - --砼容重,取26kN/m3; h---有效压头高度。 砼浇筑速度v按0.3m/h,入模温度按20C0考虑。 那么: Y二03=0.015: : 「匸」h=0.2224.9 T20T pm=Kh=1.2,30.6=19kpa 砼振捣对模板产生的侧压力按4KPa考虑。 那么: p二Pm4二23KPa 0.22[,24.9Lm 盖梁侧模长度方向每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑〔即砼浇筑至盖梁顶时〕 ‘P*h23工06 p二pIHh230.825.3KN 22 3、拉杆拉力验算 拉杆间距0.75m,0.75m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。 按2倍平安 系数考虑,那么所需要的拉杆截面积为: A=2 (T1»20.7525.310心38®廿 160106 那么所需单根拉杆半径为: r=2A=20.238/2=6.156「m: 7mm, 3.14 选用14圆钢即可满足要求,实际根据工程部现有材料情况选用20圆钢作为拉杆 4、竖带抗弯与挠度计算 设竖带两端的拉杆为竖带支点,竖带为简支梁,梁长按上下两拉杆中心间距 Lq=1.52m,砼侧压力按均布荷载q°考虑。 竖带[10的弹性模量E=2.1X105Mpa;惯性矩lx=198.3cm4;抗弯模量Wx=39.4cm3 q0=231=23KN/m 满足要求 挠度: 1 爲二5^-238=0.00192m「f丨旦=0.0038m 384EI384二110二198.310400 最大弯矩: 22 Mmax二也=231.52=6.64KNLm 88 Mmax 截面强度: Wx t=84264KPa: 84MPa: : 丨-.「JPa 239.410' 满足要求 三、横梁计算 采用间距0.4m的[10型钢作横梁,横梁长4.2m 1、荷载计算 (1)盖梁砼自重: G=57.45m326KN/m3=1493.7KN (2)模板自重: G2=50.65KN(根据模板设计资料) (3)施工荷载与其它荷载: G3=30KN 那么横梁上的总荷载: Gh=GG2G3=1493.750.6530=1574.35KN Gh佰74.35〒.^©/m qh22.44822.448 横梁采用间距为0.4m的[10型钢,贝M乍用在单根横梁上的荷载为: Gh=qh0.4=70.13KN/m0.4m=28.05KN 那么作用在横梁上的均布荷载为: qhGl=28^=14.76KN/m 1.91.92、力学模型 如图4所示。 14.76 11i0B 彖C1310D y1.1> y1.9J <1.1> 图4横梁计算模型 3、横梁抗弯与挠度、抗剪验算 横梁[10的弹性模量E=2.1xiO5Mpa;惯性矩lx=198.3cm4;抗弯模量Wx=39.4cm3 最大弯矩: Mmax q°L。 214.761.92 =6.66KNLm 8 截面强度: 二二业^ 6.66 39.410“ =169MPa: : : …;上卜HlPa〔临时结构取1.3倍放大系 由结构力学公式计算出 ra二Rb二qhLh二14.761.9二14.022KN 截面剪应力: 14022 26456KPa=26.5MPa: : II-rJPa dh5.310010? 满足要求 最大挠度: 5q0L0 56.66: r[1.9 max8£=0.00279m: : : If0.00475m 384EI384汉ZU。 勺98.300400 满足要求四、纵梁计算 在横梁底部采用单层两排56b工字钢连接形成纵梁,长度按23.084m,两组工字钢 纵梁位于墩柱两侧,工字钢之间采用拉杆连接。 纵梁下为钢销牛腿。 1荷载计算 (1)横梁自重: G4=574.110kg/m=23.37KN (2)纵梁自重: G5=26.52116kg/m=61.48KN 纵梁上的总荷载: Gz=Gh23.3761.48T659.2KN 纵梁所承受的荷载假定为均布荷载qz: qz Gz 匚 1659.2 26.5 =62.62KN/m 2、力学计算模型 建立力学模型如图5所示 62.6262.62 62.6262.62 1鼻 (2) 2.864厂8.66 )5 7^777^77 866二一? 864 23.084 图5结构计算模型图在结构力学求器2.0版中输入如下INP数据: 结点,1,0,0 结点,2,2.864,0 结点,3,11.524,0 结点,4,20.184,0 结点,5,23.084,0 单元,1,2,0,0,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,0,0,0 结点支承23,0,0,0 结点支承,4,1,0,0 结点支承,3,1,0,0 单元荷载,2,3,62.62,0,1,90 单元荷载,3,3,62.62,0,1,90 单元荷载,1,3,62.62,0,1,90 单元荷载,4,3,62.62,0,1,90 单元材料性质,1,4,1,137006,0,0,-1 尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,0,-4,2.864,2.864,-4 尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,11.524,-4,8.66,20.184,-4 尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,2.864,-4,8.66,11.524,-4 尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,20.184,-4,2.864,23.084,-4尺寸线,1,0.3,0.3,7.8,1.0,0.5,0,-6,23.084,23.084,-6 软件运行计算得: 一打111256.82「 /-458.80 _y4b56.10 K4(4)5 Q6 229.22229.58 图6M图 2^F [17909 )2 -179.347 图7 3(中 294.47 N图 、4(4)5 -247.74 62.6262.6262.6262.62 IIIIII 1〔坐〔2〕3〔3〕4〔4〕5 427.165294688222589.017950503464426.832034808314 图8支座反力图 4、纵梁结构强度验算 (1)根据以上力学计算得知,最大弯矩出现在中间墩支座, Mmax=458KNm 那么: 二二458-=93.2MPa: : I-.魚IPa Wx2X2446.5^10 截面剪应力: •、氏589厂36.2MP: : : L卜r.iiPa dh2汉14.5汉560汉10 满足要求。 x 5、纵梁挠度验算 543 纵梁工56b的弹性模量E=2.1X10Mpa;惯性矩lx=68503cm;抗弯模量Wx=2446.5cm (2)最大挠度发生在盖梁端 max qzhl 384EI 62.62汉8.664 3842.110826850310“ 〔5- 2.86424.59 0.0076m: : [f]: 8.662400 0.0115m 满足要求 五、牛腿计算 1荷载计算 每个盖梁按墩柱设三个钢销牛腿支承上部荷载,由上面的计算可知: 支座反力 r=430KN R2=589KN 以最大值为牛腿需承受的竖向支承力进行计算,该竖向支承力由钢销两端共同提供,贝「端 KR2=589KN/2=295KN 牛腿主要承受上部纵梁荷载,牛腿受力验算主要以剪应力为主 100钢销: 232 A=3.140.05=7.8510m 3 截面剪应力: .R=29510-37.58M^-< A7.85沢10 满足要求 通过以上计算分析得知,盖梁托架支承钢销牛腿设计尺寸和型式满足受力要求,并有一定的平安储藏。
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