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连续梁现浇段计算书
绕阳河80+128+80m连续梁悬臂浇注施工
现浇段支架计算书
一.荷载
1.现浇箱梁自重所产生的荷载:
①钢筋混凝土按2600kg/m3计算,
②单侧翼缘板混凝土线性荷载为:
py0=1.274*2.6*10=33.124kN/m
py1=33.12kN/m
③单侧腹板处混凝土线荷载为:
pf0=(5.5483+4.5312)/2*2.6*10=131.0335kN/m
pf1=131.03kN/m
④单侧底板和顶板混凝土线荷载为:
pd0=(3.06+2.0403)/2*26*=66.3039kN/m
pd1=66.3N/m.
⑤现浇段悬出墩顶混凝土的总量为:
p=(33.12+131.03+66.3)*2*14.7=6775.23kN
2.模板体系荷载按规范规定:
P2=0.75kPa
3.砼施工倾倒荷载按规范规定:
P3=4.0kPa
4.砼施工振捣荷载按规范规定:
P4=2.0kPa
5.施工机具人员荷载按规范规定:
P5=2.5kPa
二、线形荷载分布计算
采用工字钢进行支撑。
下面对支架进行有限元计算
1、按概率极限承载力计算
即Sd(rgG;rqΣQ)=1.2SG+1.4 SQ
式中SQ:
基本可变荷载产生的力学效应
SG:
永久荷载中结构重力产生的效应
Sd:
荷载效应函数
rg :
永久荷载结构重力的安全系数
rq:
基本可变荷载的安全系数
强度满足的条件为:
Sd(rgG;rqΣQ)≤rbRd
式中rb:
结构工作条件系数
Rd:
结构抗力系数
Sd(rgG;rqΣQ)=1.2SG+1.4 SQ
=1.2*6775.23+1.2*0.75*14*14.7+1.4*(4+2+2.4)*14*14.7
=10735.7kN
2.支架布置及相关荷载
顺桥向共14.7m长。
横桥向共布置25根工字钢,横向布置为:
(3*0.6+4*0.3+5*0.45+0.5+5*0.45+4*0.3+3*0.6)m。
其中单侧腹板处布置4根,间距0.3m,底板下布置11根,间距0.45m,单侧翼缘板布置3根,间距0.6m。
①将模板荷载震动等其它荷载转换成线性荷载为:
pq=(0.75+4+2+2.4)*14.7/25=5.38kN/m
②单侧翼缘板共布置3根工字钢,线荷载为:
py=33.12*1.2/3+1.4*5.38=18.71kN/m
③单侧腹板布置4根工字钢,线荷载为
pf0=131.03*1.2/4+1.4*5.38=46.84kN/m
④底板共布置11根工字钢,线荷载为pd0=66.3*2*1.2/11+1.4*5.38=22kN/m
三、计算模型
1.支架平面模型如下:
2.支架空间有限元计算模型如下:
①下面进行有限元计算。
荷载输入按最大均布荷载设置,即底板按22kN/m,翼缘板按19kN/m,腹板按47kN/m输入。
②计算软件采用Midascivil2006
③材料:
均采用Q235
④规格:
纵梁I28a,横梁采用工56a;钢管桩采用Φ630,壁厚10mm钢管;钢管桩顶横梁采用双工56a;钢管桩间剪刀撑采用[20a和219×4mm钢管。
⑤空间计算模型如下:
⑥加载模型:
3.支架空间有限元计算结果分析:
①支点反力
支点反力图
支点反力表
序号
节点
荷载
FX(kN)
FY(kN)
FZ(kN)
MX(kN*m)
MY(kN*m)
MZ(kN*m)
1
86
gLCB1
6.760424
-2.12611
1480.942
-0.43011
17.72414
-3.56381
2
95
gLCB1
2.041392
-2.5005
1476.29
1.6096
17.33085
-2.2415
3
288
gLCB1
-0.11115
4.506793
2029.186
-6.15858
-3.49199
-1.61963
4
297
gLCB1
4.93685
4.128355
2041.391
-3.32369
22.44468
-1.06232
5
515
gLCB1
-4.97855
-4.45892
2039.282
4.757336
-22.8009
-1.12596
6
524
gLCB1
0.155335
-4.88348
2037.76
7.742346
3.413587
-1.21448
7
717
gLCB1
-2.06398
2.884139
1483.086
-2.52528
-17.6557
-2.24081
8
726
gLCB1
-6.74033
2.449731
1540.77
-0.28754
-17.7454
-4.22967
②节点位移与应力
结构位移图
经以上计算,最大位移为22mmcm<1470/400=36.75mm
最大值212.4Mpa<215Mpa
位移和应力满足要求。
各部位应力与位移
(1)纵梁(I28a)
应力
最大值207Mpa<215Mpa
位移
最大值22mm<1470/400=36.75mm
(2)横梁(I56a)
应力
最大值207Mpa<215Mp
位移
最大值16mm<12000/400=30mm
(3)钢管柱(630×10mm)
应力
最大值212.4Mpa<215Mpa
位移
最大值11.2mm<19000/400=47.5mm
(4)连接钢管(219×4mm)剪刀撑([20a)等
应力
最大值113Mpa<215Mpa
(5)斜支撑(2×[20a)
最大124MPa<215MPa。
经过以上计算,各部位位移和应力满足要求。
四、钻孔桩
拟定钻孔桩混凝土采用C30,直径1m,桩长30m(其中承台低以上5.3m由于承台开挖回填,不计摩阻力)
钢管柱最大支反力2039.3KN,桩基础采用容许应力法计算的,支架采用极限概率法计算的,那么桩的受力为
2039.3/1.2=1699.4KN
根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB10002.5-2005要求,单桩的轴向容许承载力应分别按桩身材料强度和土的阻力进行计算,取其较小者。
1、桩身材料强度强度检算
单根桩自重:
3.14×1.02/4×30m×25=588.75KN
承台自重2×1×9×25=450KN
单根自重合计:
588.75+450/2=813.75KN
受力合计:
1699.4+813.75=2513KN
扣除土体重量:
2513-18×30×0.785=2089.1KN
桩身材料强度:
桩的应力为2089.1/(3.14×1.02/4)=2.7MPa<20.1MPa
2土的阻力检算
单桩承载力为,以最不利计算
细砂砂层,考虑密实,
=300Kpa,取
=4,
=2.0,d=1.0,
=10
=460Kpa
单桩最大容许承载力
序号
地层名称
深度
桩侧摩阻
极限承载力
m
单层计算值
m
Kpa
Kpa
KN
1
细砂
1
40
90
62.8
2
粉砂
3
40
90
188.4
3
细砂
0.6
48
190
45.216
4
粉砂
9.4
55
210
811.69
5
粉质粘土
0.8
50
180
62.8
6
粉砂
1.6
45
110
113.04
细砂
1.9
53
210
158.099
细砂
6
58
300
546.36
7
桩端承载力
460
0.35
126.4
8
合计
2114.805
最大容许承载力2114.8KN>2089.1KN
桩的水平力和弯矩右承台(埋入地面以下)和桩侧土承受,由上面支反力表格可知,水平力和弯矩很小,不再验算水平位移和受力。
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