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⑥新浇砼对侧模产生的侧压力:
Pm=4.6v1/4;
《路桥施工计算手册》表8-2按照泵送砼计算。
⑦荷载分项系数:
静载系数为1.2,活载系数为1.4。
《路桥施工计算手册》表8-5。
二、底模力学验算
(一)跨中底模验算
1、荷载计算
(1)、砼恒载计算
跨中砼恒载为:
g1=S/B*Υ=6.08/6.04*26=26.17KN/m2
砼断面积S由CAD绘图计算而来,见上图;
砼容重由《路桥施工计算手册》表8-1查得,当配筋率>
2%时Υ=26KN/m3。
(2)、倾倒砼产生冲击荷载:
g2=2KN/m2
(3)、振捣砼产生荷载:
g3=4KN/m2,《桥规》JTJ041-2000
(4)、模板及支撑恒载为:
g4=a+b+c=1.31KN/m2
木材为落叶松,容重为Υ=7.5KN/m3(源于《路桥施工计算手册》表8-1)。
a)钢模(芯模):
空心断面周长L(下部为缺口)
L=0.775+1.15-0.22-0.1+2*(0.92+0.22)1/2
+[0.832+(0.83/1.15*0.2)2]1/2=4.16m
钢模恒载:
0.75*4.16/3.02=1.03KN/m2
钢模为0.75KN/m2来自于《路桥施工计算手册》表8-1。
b)芯模木支撑:
4.16*0.1*0.15/0.8*7.5/3.02=0.19KN/m2。
其中,4.16为排架周长,0.8m为排架间距。
c)竹胶板:
0.012*7.5=0.09KN/m2
(5)、施工人员、施工料具运输堆放荷载:
g5=2.5KN/m2
合计G=K1g1+K2g2+K3g3+K4g4+K5g5
=26.17*1.2+2*1.4+4*1.4+1.31*1.2+2.5*1.4=44.876KN/m2
横桥向铺设方木净间距20cm。
则线载为q=G*L=44.876KN/m2*1m=44.876KN/m
2、弯拉应力验算
以下数据参数来源于《路桥施工计算手册》
б=Mmax/W=ql2/10W=3*44.876*103*0.22/(5*1*0.0122)=7.48MPa
<
[б弯]=12MPa。
结论:
跨中横桥向铺设方木净间距20cm,竹胶板弯拉强度符合要求。
3、挠度验算
f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*44.876*103*0.23/(32*9*109*1*0.0123)
=1/462<
[f/l]=1/400。
跨中横桥向铺设方木净间距20cm,竹胶板挠度符合要求。
(二)小横梁底模验算
、小横梁处砼恒载为:
g1=S/BΥ=11.27/6.04*26=48.5KN/m2
砼断面积S由CAD绘图计算而来,见附图;
砼容重由表8-1,当配筋率>
2%时为26KN/m3
、倾倒砼产生冲击荷载:
、振捣砼产生荷载:
g3=4KN/m2
、竹胶板:
0.012*7.5=0.09KN/m2
落叶松容重为7.5KN/m3来源于表8-1
、施工人员、施工料具运输堆放荷载:
来源于表8-1
=48.5*1.2+2*1.4+4*1.4+0.09*1.2+2.5*1.4=70.21KN/m2
横桥向铺设方木净间距15cm。
则线载为q=G*L=70.21KN/m2*1m=70.21KN/m
б=Mmax/W=ql2/10W=3*70.21*103*0.152/(5*1*0.0122)=6.58MPa
小横梁处横桥向铺设方木净间距15cm,竹胶板弯拉强度符合要求。
=3*70.21*103*0.153/(32*9*109*1*0.0123)
=1/700<
小横梁处横桥向铺设方木净间距15cm,竹胶板挠度符合要求。
三、侧模力学验算
倾倒砼产生冲击荷载:
g1=2.0KPa;
砼振捣产生荷载:
g2=4.0KPa;
施工人员、施工料具运输堆放荷载:
g3=2.5KPa;
以上数据来源于《桥规》JTJ041-2000
新浇砼对模板产生侧压力:
g4=4.6V1/4=4.6*201/4=9.7KPa;
(砼浇筑速度20m/h)
砼自重:
g5=hΥ=0.325*26=8.45KPa;
h为翼板平均厚度。
0.012*7.5=0.09KPa
落叶松容重为7.5KN/m3
以上数据来源于《路桥施工计算手册》表8-1
翼板荷载组合:
G1=K1g1+K2g2+K3g3+K5g5+K6g6
=1.4*2+1.4*4+1.4*2.5+8.45*1.2+1.2*0.09=22.15KPa。
腹板荷载组合:
G2=K2g2+K4g4+K1g1
=1.4*4+9.7*1.4+2*1.4=21.98KPa。
2、侧模弯拉应力验算
顺桥向铺设10*4cm方木,净间距25cm。
则翼板线载为q=G1*l=22.15KN/M;
腹板线载为q=G2*l=21.98KN/M;
б翼=Mmax/W=ql2/10W=3ql2/5bh2
=3*22.15*103*0.252/(5*1*0.0122)=5.8MPa
б腹=Mmax/W=ql2/10W
=3*21.98*103*0.252/(5*1*0.0122)=5.73MPa
侧模顺桥向铺设方木10*4cm方木,净间距25cm。
竹胶板弯拉强度符合要求。
3、侧模挠度验算
翼板:
=3*22.15*103*0.253/(32*9*109*1*0.0123)
=1/479<
腹板:
=3*21.98*103*0.253/(32*9*109*1*0.0123)
=1/485<
侧模顺桥向铺设方木10*4cm方木,净间距25cm,竹胶板挠度符合要求。
四、芯模力学验算
1、荷载计算(两端竹胶板处)
g5=hΥ=0.45*26=11.7KPa;
芯模顶部荷载组合:
=1.4*2+1.4*4+1.4*2.5+11.7*1.2+0.09*1.2
=26.05KPa。
芯模侧面荷载组合:
G2=K2g2+K4g4+K1g1
=1.4*4+9.7*1.4+2*1.4
=21.98KPa。
2、芯模弯拉应力验算
10*4cm间距20cm。
则芯模顶部线载为q=G1*l=26.05*1=26.05KN/M;
则芯模侧面线载为q=G2*l=21.98*1=21.98KN/M;
芯模顶部б顶=Mmax/W=ql2/10W
=3*26.05*103*0.202/(5*1*0.0122)=4.34MPa
[б]=12MPa。
芯模侧面б侧=Mmax/W=ql2/10W
=3*21.98*103*0.202/(5*1*0.0122)=3.7MPa
10*4cm方木净间距20cm,竹胶板芯模弯拉强度符合要求。
芯模顶部f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*26.05*103*0.203/(32*9*109*1*0.0123)
=1/796<
芯模侧面f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*19.18*103*0.203/(32*9*109*1*0.0123)
=1/943<
10*4cm方木净间距20cm,竹胶板芯模挠度符合要求。
4、组合钢模板芯模力学验算略。
五、立杆应力验算
(一)跨中段立杆受力验算
g3=2KN/m2
g4=a+b+c+d+e=1.75KN/m2
木材为落叶松,容重为Υ=7.5KN/m3《路桥施工计算手册》表8-1。
a)纵向水平方木:
1/0.6*0.1*0.15*7.5=0.19KN/m2
b)横向水平方木:
1/0.3*0.1*0.10*7.5=0.25KN/m2
d)钢模(芯模):
e)芯模木支撑:
g5=1KN/m2
来源于《路桥施工计算手册》表8-1。
=26.17*1.2+2*1.4+2*1.4+1.75*1.2+1*1.4=40.50KN/m2
由于跨中立杆间距为0.9m*0.6m,则每根立杆受力:
F=0.9*0.6G=0.9*0.6*40.5=21.87KN<
[N]=30KN
跨中立杆(间距0.9m*0.6m)能够满足力学要求。
(二)小横梁处立杆受力验算:
1、小横梁处砼恒载为:
2、倾倒砼产生冲击荷载:
3、振捣砼产生荷载:
4、模板及支撑恒载为:
g4=a+b+c=0.53KN/m2
木材为落叶松,容重为Υ=7.5KN/m3。
1/0.6*0.1*0.15*7.5=0.1875KN/m2
5、施工人员、施工料具运输堆放荷载:
=48.5*1.2+2*1.4+2*1.4+0.53*1.2+1*1.4=65.84KN/m2
由于小横梁处立杆间距为0.6m*0.6m,则每根立杆受力
F=0.6*0.6G=0.6*0.6*65.84=23.7KN<
小横梁处立杆(间距0.6m*0.6m)能够满足力学要求。
(三)立杆稳定性验算
钢管外径48mm,壁厚3.5mm。
I=(π/64)(D4-d4)=12.1867cm4;
A=(π/4)(D2-d2)=4.893cm2;
i=(I/A)1/2=1.578cm;
长细比λ=L/i=120/1.578=76;
查附表3-25,λ<
[λ]=100;
查附表3-26,得受压构件弯曲系数φ1=0.738
б=N/(φ1A)
跨中б=N/(φ1A)=21.87*103/(0.738*4.893*10-4)
=60.56MPa<
[б]=215MPa
横梁б=N/(φ1A)=23.7*103/(0.738*4.893*10-4)
=65.62MPa<
[б]=215MPa
六、方木力学验算(忽略自重)
(一)侧模横肋方木验算
排架间距50cm,横肋(10*4cm)间距25cm。
则
线载计算:
q=G*L=22.15*0.25=5.538KN/m;
跨径L=0.50m;
弯曲应力б=Mmax/W=ql2/10W=3*5.538*103*0.502/(5*0.1*0.042)
=5.2MPa<
[б]=14.5MPa。
(落叶松计算)
挠度验算f/l=ql3/128EI=3ql3/32Ebh3
=3*5.538*103*0.503/(32*11*109*0.1*0.043)
=1/1085<
侧模方木弯拉强度和挠度符合要求。
(二)跨中底模方木验算
托杆(10*15cm)间距60cm,横肋(10*10cm)间距20cm。
q=G*L=40.50*0.20=8.1KN/m;
跨径L=0.60m;
弯曲应力б=Mmax/W=ql2/10W=3*8.1*103*0.602/(5*0.1*0.12)
=1.75MPa<
=3*8.1*103*0.603/(32*9*109*0.1*0.13)
=1/6706<
跨中底模方木弯拉强度和挠度符合要求。
(三)小横梁底模方木验算
托杆(10*15cm)间距60cm,横肋(10*10cm)间距15cm。
q=G*L=65.84*0.15=9.876KN/m;
弯曲应力б=Mmax/W=ql2/10W=3*9.876*103*0.602/(5*0.1*0.12)
=2.13MPa<
[б]=14.5MPa。
=3*9.876*103*0.603/(32*11*109*0.1*0.13)
=1/5500<
小横梁底模方木弯拉强度和挠度符合要求。
七、门洞力学验算
1、说明
加密碗扣支架,配合工字钢搭设悬空支架:
为了安全并且不阻断交通,在205国道上左右各设一门洞。
洞宽3.5m。
在洞口上方4.5m处设56a工字钢托杆。
横向放置A40工字钢7道,底板位置5道,间距1.5m。
翼板位置左右各一道。
工字钢型号A40,每根长度3.5*2=7m。
在竹胶板底部对应工字钢上放置10*10cm方木,方木中心间距30cm。
立柱采用529钢管,钢管间距3m。
钢管顶部放置砂箱,底部为砼基础。
2、荷载计算:
以下数据参数均来自于“人民交通出版社《路桥施工计算手册》”
根据上述计算跨中荷载为40.5KN/m2
工字钢承受线载为q1=40.5*1.5m=60.75KN/m
工字钢线载为q2=0.6756KN/m
来源于表3-31
跨径L=3.5m。
钢材的弹性模量:
E=2.1*105MPa
来源于表3-19
A40工字钢截面惯性矩:
I=21714cm4
A40工字钢截面距:
W=1085.7cm3
来源于表3-31
A3钢材[б]=145MPa
来源于表3-20
[f/L]=1/400
来源于表8-11
3、工字钢弯曲应力验算:
Mmax=ql2/8=(q1+q2)l2/8=61.43*3.52/8=94.06KN.M
б=Mmax/W=94.06*103/(1085.7*10-6)=86.64MPa<
[б]=145MPa。
工字钢弯曲应力符合要求。
4、工字钢挠度验算
f/L=5ql3/384EI
=5*61.43*103*3.53/(384*2.1*1011*2.1714*10-4)
=1/1329<
工字钢挠度核算符合要求。
5、钢管立柱稳定性验算
钢管外径529mm,壁厚6mm。
I=(π/64)(D4-d4)=(π/64)(52.94-51.74)=19946cm4;
A=(π/4)(D2-d2)=98.6cm2;
i=(I/A)1/2=18.5cm;
长细比λ=L/i=450/18.6=24.3;
查附表3-26,得受压构件弯曲系数φ1=0.900
N=qL/2=142.82*3.0/2=214.23KN(q见56a工字钢验算)
跨中б=N/(φ1A)=214.23*103/(0.900*98.6*10-4)
=24.14MPa<
[б]=215MPa
立柱稳定性满足要求。
6、56a工字钢荷载计算:
56a工字钢自重:
q2=1.0627KN/m
56a工字钢承受荷载:
q1=40.5*3.5=141.75KN/m
q=q1+q2=142.82KN/m
A52工字钢弹性模型:
I=65574cm4
A52工字钢截面距:
W=2342cm3
、56a工字钢弯拉应力验算:
L=3.00m
б=Mmax/W=qL2/8W=142.82*103*32/(8*2.342*10-3)=68.6MPa
<
[б]=145MPa
、56a工字钢挠度验算:
f/l=5ql3/384EI=5*142.82*103*33/(384*2.1*1011*6.5574*10-4)
=1/2742<
[f/l]=1/400
56a工字钢弯曲预应力及挠度符合要求
八、地基承载力计算
1、横梁处:
力杆横向间距0.6m,纵向间距0.6m,枕木宽度0.2m。
每根力杆受力F=23.7KN。
力杆自重0.75KN。
(长度按照20m计算)
横梁处地基承载力为:
б=∑F/∑S=(L/0.6*B/0.6)*24.45/(L/0.6*0.2*B)
=200KPa。
2、跨中:
力杆横向间距0.6m,纵向间距0.9m,枕木宽度0.2m。
每根力杆受力F=21.87KN。
б=∑F/∑S=(L/0.9*B/0.6)*22.62/(L/0.9*0.2*B)
=185KPa。
国道205滨州至新泰高速公路
博山出口立交工程项目经理部
2006年3月15日
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