资源描述
S目录
1 计算依据 1
2 荷载取值及荷载组合 1
2.1 荷载取值 1
2.2 荷载组合 1
3 主要材料技术参数 2
3.1 竹胶板 2
3.2木材(红松) 2
3.3 Q235钢材 2
4 0号块外侧模及内模验算 3
4.1外侧模及内模结构设计 3
4.2 混凝土侧压力计算 4
4.3外侧模板验算 4
4.4内模验算 7
4.4.1腹板模板验算 7
4.4.2顶板模板验算 9
4.4.3拉杆验算 10
5 0号块支架验算 11
5.1 支架结构设计 11
5.2 竹胶板面板验算 11
5.3 (100×100)mm2方木验算 12
5.4 (150×150)mm2方木排架验算 错误!未定义书签。
5.5 现浇支架整体计算 14
5.5.1整体模型建立 14
5.5.2支架整体计算结果 16
5.5.3翼缘板区域I28b工字钢计算结果 18
5.5.4 横桥向I28b工字钢计算结果 19
5.5.5 柱顶纵桥向2I45b工字钢计算结果 20
5.5.6 钢管桩计算结果 22
6 直线段支架验算 23
6.1 支架结构设计 23
6.2 竹胶板面板验算 24
6.3 (100×100)mm2方木验算 25
6.4 现浇支架整体计算 25
6.4.1整体模型建立 错误!未定义书签。
6.4.2支架整体计算结果 错误!未定义书签。
6.4.3纵桥向I28b工字钢计算结果 错误!未定义书签。
6.4.4 柱顶纵桥向2I45b工字钢计算结果 错误!未定义书签。
6.4.5 钢管桩计算结果 错误!未定义书签。
7 直线段内外侧模板验算 31
33
跨奥体大道(40+2×56+40)m连续梁验算附件
1 计算依据
《无砟轨道双线预应力混凝土连续梁(悬灌)40+2×56+40m图号:汉十施图(桥)参-29》
《襄阳东津站站区施工图东津1号特大桥》
《路桥施工计算手册》(周兴水等著,人民交通出版社)
《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)
《铁路桥涵施工技术规范》(TB10203-2002);
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003);
《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5-2005)
《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB10110-2011)
《竹胶合板模板》(JG/T156-2004)
《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)
2 荷载取值及荷载组合
按《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB10110-2011)中的荷载取值标准及组合规定。
2.1 荷载取值
(1)新浇筑混凝土自重为 q1=26kN/m3 (荷载代号①);
(2)模板自重(按 150kg/m2考虑) q2=1.5kN/m2(荷载代号②);
(3)施工荷载人员、材料及施工机具荷载 q3=2.5kN/m2(荷载代号③);
(4)振捣混凝土时产生的荷载,垂直面模板取 q4=4.0kN/m2,水平面模板取 q4=2.0kN/m2(荷载代号④);
(5)浇筑混凝土时产生的冲击荷载,取均布荷载 q5=2.0kN/m2(荷载代号⑤);
(6)新浇筑混凝土对侧面模板的压力,根据《规程》要求计算(荷载代号⑥)。
2.2 荷载组合
(1)承载能力极限状态考虑荷载效应的基本组合
计算底模板、模板下纵横梁强度时,荷载设计值=1.2×(①+②)+1.4×(③+④+⑤);计算侧模板强度时,荷载设计值=1.4×(④+⑥)。
(2)正常使用极限状态考虑荷载效应的标准组合
计算底模板、模板下纵横梁刚度时,荷载标准值=①+②;计算侧模板刚度时,荷载标准值=⑥。
3 主要材料技术参数
3.1 竹胶板
根据《竹胶合板模板》(JG/T156-2004)中竹胶合模板力学性能取值。
弹性模量:E=4.5×103MPa
抗弯强度:fw =50Mpa
3.2木材(红松)
根据《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB10110-2011)附录B取值。
抗弯强度:fw =13Mpa
抗剪强度:fv =1.9Mpa
弹性模量:E=9×103MPa
3.3 Q235钢材
根据《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB10110-2011)附录A取值。
抗弯、抗拉、抗压强度:fw=215Mpa
抗剪强度:fv=125Mpa
弹性模量 E=2.06×105MPa
3.4φ48×3.5WDJ型碗扣式脚手架
自重:包括立柱、纵向水平杆、横向水平杆、支承杆件、扣件等,可按表1查取。
表1 扣件式钢管截面特性
外径
d(mm)
壁厚
t(mm)
截面积A(mm2)
惯性矩I(mm4)
抵抗矩W(mm3)
回转半径
i(mm)
每米长自重(kg)
48
3.5
4.89×102
1.219×105
5.08×103
15.78
8.53
表2 立杆允许设计荷载
名称
步距(m)
允许设计荷载(kN)
立杆
0.6
40
1.2
30
1.8
25
4 0号块外侧模及内模验算
4.1外侧模及内模结构设计
0号块为整体一次性浇筑成型,长8m,高4.35m,梁底宽6.7m,梁顶宽12.6m。0号块外侧模及内模结构见图4.1-1。
图4.1-1 0号块外侧模及内模结构图
外侧模板采用钢模板,面板厚6mm;横肋选用[8槽钢,间距0.3m;竖肋采用双拼[10槽钢,间距1m。
内模(腹板模板及顶板模板)面板采用15mm厚竹胶板;背肋方木选用100mm×100mm方木,环向布置,间距0.25m;腹板主肋方木选用150mm×150mm方木,按竖向间距0.6m纵桥向布置;顶板主肋方木选用100mm×100mm方木,按横桥向间距0.6m纵桥向布置;腹板模板除采用拉杆与外侧模板对拉外,另设置钢管支撑,竖向间距0.6m,纵桥向间距0.9m;顶板模板支撑系统采用碗扣式脚手架支撑,横桥向间距0.6m,纵桥向间距0.9m。
内模与外侧模板之间采用Ø20圆钢对拉,并将两侧对拉杆横桥向贯通连接,间距1m(竖向)x 1m(纵桥向)。
4.2 混凝土侧压力计算
根据混凝土的施工条件计算混凝土侧压力如下:
(1)新浇混凝土对模板的水平侧压力
按照《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB10110-2011)模板荷载及荷载效应组合规定,可按下列二式计算,并取其最小值:
pm=0.22γc t0 k1 k2 v1/2
pm=γcH
式中 pm------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(KN/m2)。
γc------素混凝土的容重(kN/m3)取24 kN/m3。
t0------新浇混凝土的初凝时间(h),初凝时间按6小时。
T------混凝土的温度(25°C)。
v------混凝土的浇灌速度(m/h);浇筑速度约为1.5 m/h。
H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m);取4.35m。
k1------外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.0;掺缓凝外加剂取1.2,该工程取1.2。
k2------混凝土入模坍落度修正系数,当坍落度小于100mm时,取1.10;大于100mm,取1.15。本计算方案取1.15。
pm=0.22γc t0 k1 k2 v1/2
=0.22×24×6×1.2×1.15×1.51/2
=53.54kN/m2
pm=24x4.35=104.4kN/ m2
取二者中的较小值F=53.54kN/m2作为新浇筑混凝土对模板的最大侧压力。
(2)振捣混凝土时产生的荷载
振捣混凝土时产生的荷载取值4kN/m2 (垂直模板)。
(3)水平侧压力的荷载组合
F设=1.4×(53.54+4)=80.56kN/m2
F标=53.54kN/m2
4.3外侧模板验算
(1)面板验算
面板采用6mm钢板,为受弯构件,按三等跨连续梁进行验算,计算单元宽度取1mm,计算跨径取0.25m([8槽钢净距)。
①截面特性计算
截面惯性矩:I=bh3/12=1×63/12=18mm4
截面抵抗矩:W=bh2/6=1×62/6=6mm3
②受力计算
均布荷载:
计算强度时,q=80.56×0.001=8.056×10-2KN/m
计算挠度时,q=53.54×0.001=5.354×10-2KN/m
弯矩:M=0.1ql2=0.1×8.056×10-2×0.25×0.25=4.028×10-4KN·m
剪力:V=0.6ql=0.6×8.056×10-2×0.25=1.21×10-2KN。
③弯应力计算
σ=M/W=402.8/6=67.13MPa<215MPa,抗弯满足要求。
④剪应力计算
τ=1.5V/A=12.1×1.5/1×6=3.02MPa<125MPa,抗剪满足要求。
⑤挠度计算
ω=0.677ql4/100EI=0.677×5.354×10-2×2504/100×2.06×105×18=0.38mm<l/400=0.75mm,挠度满足要求。
(2)横肋[8槽钢验算
横肋[8槽钢间距0.3m,竖肋双拼[10槽钢间距1m,计算单元宽度取0.3m,计算跨径取1m。
①截面特性
截面惯性矩:I=1013000mm4
截面抵抗矩:W=25300mm3
半截面面积矩:Sx=15100mm3
腹板厚度:t=5.0mm
②受力计算
均布荷载:
计算强度时,q=80.56×0.3=24.17KN/m
计算挠度时,q=53.54×0.3=16.06KN/m
弯矩:M=0.1ql2=0.1×24.17×1×1=2.417KN·m
剪力:V=0.6ql=0.6×24.17×1=14.5KN
③弯应力计算
σ=M/W=2417000/25300=95.53Mpa<215MPa,抗弯满足要求。
④剪应力计算
τ=VSx/It=14500×15100/(1013000×5.0)=43.23Mpa<125MPa,抗剪满足要求。
⑤挠度计算
ω=0.677ql4/100EI=0.677×16.06×10004/100×2.06×105× 1013000 =0.52mm<l/400=2.5mm,挠度满足要求。
(3)竖肋双拼[10槽钢验算
竖肋双拼[10槽钢间距1m,采用间距1m(竖向)Ø20圆钢与内模主肋方木对拉。计算单元宽度取1m,计算跨径取1m。
① 截面特性
截面惯性矩:I=2289000mm4
截面抵抗矩:W=78800mm3
半截面面积矩:Sx=47000mm3
腹板厚度:t=10.6mm
②受力计算
均布荷载:
计算强度时,q=80.56×1=80.56KN/m
计算挠度时,q=53.54×1=53.54KN/m
弯矩:M=0.1ql2=0.1×80.56×1×1=8.56KN·m
剪力:V=0.6ql=0.6×80.56×1=48.34KN
③弯应力计算
σ=M/W=8560000/78800=108.6Mpa<215MPa,抗弯满足要求。
④剪应力计算
τ=VSx/It=48340×47000/(2289000×10.6)=93.6Mpa<125MPa,抗剪满足要求。
⑤挠度计算
ω=0.677ql4 / 100EI=0.677×48.34×10004/100×2.06×105× 2289000=0.69mm<1000/400=2.5mm,挠度满足要求。
4.4内模验算
4.4.1腹板模板验算
(1)竹胶板面板验算
面板采用15mm厚竹胶板,背肋方木(100mmx100mm)间距0.25m,按三等跨连续梁进行验算,取计算单元宽度为1mm,计算跨径0.15m(净距)。
①截面特性计算
惯性矩:I =bh3/12 = 1×153/12 =281.25mm4;
截面抵抗矩:W=bh2/6 =1×152/6 =37.5mm3。
②受力计算
均布荷载:
计算强度时,q=80.56×0.001=8.056×10-2KN/m
计算挠度时,q=53.54×0.001=5.354×10-2KN/m
弯矩:M=0.1ql2=0.1×8.056×10-2×0.15×0.15=1.81×10-4KN·m
③弯应力计算
σ=M/W=181/37.5=4.83MPa<50MPa,抗弯满足要求。
④挠度计算
ω=0.677ql4/100EI=0.677×5.354×10-2×1504/100x9×103×281.25=0.07mm<l/400= 150/400=0.375mm,挠度满足要求。
(2)背肋方木验算
背肋方木选用100mm×100mm方木,按间距0.25m布置,主肋方木 (150mm×150mm)间距0.6m,按三等跨连续梁进行验算,取计算单元宽度为0.25m,计算跨径0.6m。
①截面特性计算
截面惯性矩:I=bh3/12=100×1003/12=8333300mm4;
截面抵抗矩:W=bh2/6=100×1002/6=166670mm3。
②受力计算
均布荷载:
计算强度时,q=80.56×0.25=20.14KN/m
计算挠度时,q=53.54×0.25=13.385KN/m
弯矩:M=0.1ql2=0.1×20.14×0.62=0.725KN·m;
剪力:V=0.6ql=0.6×20.14×0.6=7.25KN。
③弯应力计算
σ=M/W=725000/166670=4.35Mpa<13MPa,抗弯满足要求。
④剪应力计算
τ=1.5V/A=7250×1.5/(100×100)=1.087Mpa<1.9MPa,抗剪满足要求。
⑤挠度计算
ω=0.677ql4/100EI=0.677×13.385×6004/100×9000×8333300 =0.16mm<l/400= 600/400=1.5mm,挠度满足要求。
(3)腹板主肋方木验算
腹板主肋采用150mm×150mm方木,间距0.6m,对拉杆间距为1 m。内模腹板主肋方木(150mm×150mm)后背贴竖向双拼[10槽钢,纵桥向间距1m,与外侧模板之间采用Ø20圆钢对拉,并将两侧对拉杆横桥向贯通连接,间距1m(竖向)x 1m(纵桥向)。 按三等跨连续梁进行验算,取计算单元宽度0.6m,计算跨径1m。
①截面特性计算
截面惯性矩:I=bh3/12=150×1503/12=42187500mm4;
截面抵抗矩:W=bh2/6=150×150×150/6=562500mm3。
②受力计算
均布荷载:
计算强度时,q=80.56×0.6=48.33KN/m
计算挠度时,q=53.54×0.6=32.12KN/m
弯矩:M=0.1ql2=0.1×48.34×12=4.834KN·m;
剪力:V=0.6ql=0.6×48.33×1=29KN。
③弯应力计算
σ=M/W=4834000/562500=8.59Mpa<13MPa,抗弯满足要求。
④剪应力计算
τ=1.5V/A=29000/(150×150)=1.29Mpa<1.9MPa,抗剪满足要求。
⑤挠度计算
ω=0.677ql4/100EI=0.677×32.12×10004/100×9000×42187500 =0.57mm<l/400= 1000/400=2.25mm,挠度满足要求。
(4)双拼[10槽钢验算
腹板内模双拼[10槽钢与外侧钢模板双拼[10槽钢对称布置,以便于对拉杆施作,其受力与外侧钢模板双拼[10槽钢相同,不再重复计算。
(5)腹板钢管支撑验算
因腹板模板与外侧模采用拉杆对拉,支撑钢管受力较小,故不对支撑钢管进行验算。
4.4.2顶板模板验算
顶板厚度0.385m,模板采用15mm厚竹胶板,背肋方木纵桥向净间距0.15m,主肋方木横桥向间距0.6m。
因顶板处竹胶板面板及背肋方木计算跨度均与内侧模模板相同,而受力小于内侧模模板,故不对顶板竹胶板面板及背肋方木进行验算,以下仅对顶板处主肋方木及支撑钢管进行验算。
(1)顶板主肋方木验算
顶板主肋方木选用100mm×100mm方木,按横桥向间距0.6m纵桥向布置,顶板模板支撑系统采用钢管支撑,横桥向间距0.6m,纵桥向间距0.9m。按三等跨连续梁进行验算,取计算单元宽度为0.6m,计算跨径0.9m。
①截面特性计算
截面惯性矩:I=bh3/12=100×1003/12=8333300mm4;
截面抵抗矩:W=bh2/6=100×1002/6=166670mm3。
②受力计算
均布荷载:
计算强度时,q=1.2×(26×0.385×0.6+1.5×0.6)+1.4×(2.5+2+2)×0.6=13.75KN/m
计算挠度时,q=26×0.385×0.6+1.5×0.6=6.91KN/m
弯矩:M=0.1ql2=0.1×13.75×0.92=1.113KN·m;
剪力:V=0.6ql=0.6×13.75×0.9=7.425KN。
③弯应力计算
σ = M / W=1113000/166670=6.68Mpa<13MPa,抗弯满足要求。
④剪应力计算
τ=1.5V/A=7425×1.5/(100×100)=1.113Mpa<1.9MPa,抗剪满足要求。
⑤挠度计算
ω=0.677ql4/100EI=0.677×6.91×9004/100×9000×8333300 =0.41mm<l/400= 900/400=2.25mm,挠度满足要求。
(2)支撑钢管进行验算
立杆轴力:N=1.2NGK+1.4NQK(不考虑风荷载)
N—承载力设计值
NGK—永久荷载标准值在立杆中产生的轴心力。
NQiK—可变荷载标准值在立杆中产生的轴心力。
腹板下立杆承重面积为0.6×0.9=0.54 m2
N=1.2NGK+1.4NQK=1.2×(26×0.385×0.54+1.5×0.54)
+1.4×(2.5+2+2)×0.54=10.49KN
强度验算:
σ=N/A=10.49×103/(4.89×102)=21.45Mpa<f w=205Mpa,满足要求!
立杆稳定性验算:
模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度,a=0.3m,立杆步距,h=1.2m。
立杆计算长度l0=h+2a=1.8m
长细比λ=l0/i=1800/15.8=113.92
查表立杆的稳定系数φ=0.489
N/ψA=10.49×103/(0.489×4.89×102)=43.86Mpa<205 Mpa
立杆稳定性满足要求!
4.4.3拉杆验算
拉杆选用Ø20钢筋制作而成,布设间距不大于1m(竖向)×1m(纵桥向),其截面积为S=314mm2,其抗拉强度为fy=270MPa。
拉杆受力F=1×1×80.56=80.56KN
拉杆受拉应力f=F/S=80560/314=256,MPa<270MPa,拉杆强度满足要求。
5 0号块支架验算
5.1 支架结构设计
0号块采用钢管支架现浇法施工。钢管支架直接安装在承台预埋钢板上,支架在墩身两侧对称布置。支架支撑立柱采用直径630mm壁厚8mm的钢管,横桥向3排,间距按3.1m标准排列,纵桥向两排,间距为1.85m。柱顶分配梁采用双拼I45b工字钢,其上为横桥向I28b工字钢,间距0.6m。工字钢上设置纵桥向150mm×150mm方木排架,排架上方设置100mm×100mm横桥向方木,间距按0.25m布置,上铺18mm竹胶板底模面板。
支架结构设计见图5.1-1 支架结构设计图。
图5.1-1支架结构设计图
5.2 竹胶板面板验算
面板采用18mm厚竹胶板,背肋方木(100mmx100mm)间距0.25m,按三等跨连续梁进行验算,取计算单元宽度为1mm,计算跨径0.15m(净距)。
① 截面特性计算
惯性矩: I=bh3/12=1×183/12 =486mm4;
截面抵抗矩:W=bh2/6 =1×182/6 =54mm3。
②受力计算
均布荷载:
计算强度时,q1=1.2×(26×6.58×0.001+1.5×0.001)+1.4×(2.5+2+2)×0.001=21.61×10-2KN/m
计算挠度时,q2=26×6.58×0.001+1.5×0.001=17.2×10-2KN/m
弯矩:M=0.1ql2=0.1×21.61×10-2×0.15×0.15=4.86×10-4KN·m
③弯应力计算
σ=M/W=486/54=9MPa<50MPa,抗弯满足要求。
④挠度计算
ω=0.677ql4/100EI=0.677×17.2×10-2×1504/100x9×103×486=0.13mm<l/400= 150/400=0.375mm,挠度满足要求
5.3 (100×100)mm2方木验算
竹胶板下设置横桥向(100×100)mm2方木,布置间距为 0.25m。其下为I25b工字钢,排架间距为腹板区0.3m,底板区0.6m。
(1)(100×100)mm2方木荷载计算
采用荷载较大的墩边断面按均布荷载进行计算。见图5.3-1墩边断面图。
图5.3-1墩边断面图(单位:m)
腹板下区域
恒载 4.85/1.15×0.25×26+1.5×0.25=27.8kN/m
活载 6.5×0.25=1.63 kN/m
底板下区域
恒载 (2.81+4.43)/4.4×0.25×26+1.5×0.25=11.07kN/m
活载 6.5×0.25=1.63 kN/m
(2)(100×100)mm2方木计算模型
采用有限元分析软件Midas/civil进行建模计算,计算模型如图5.3-2,图5.3-3,图5.3-4。计算模型中施加荷载标准值,方木自重荷载由软件自动计算,荷载组合由计算程序完成。
图5.3-2 (100×100)mm2方木计算模型
图5.3-3 恒载加载图
图5.3-4 活载加载图
(3)(100×100)mm2方木计算结果
正应力计算取荷载设计值,正应力结果如图 5.6 所示。
图5.3-5 正应力分析结果图
最大正应力为3.2 Mpa< fw =13Mpa,安全。
图5.3-6 剪应力分析结果图
最大剪应力为0.8 Mpa< fv =1.9Mpa,安全。
图5.3-7 变形分析结果图
最大变形为0.07mm< 600/400=1.5mm,安全。
5.4 现浇支架整体计算
5.4.1整体模型建立
采用有限元分析软件 Midas 进行模型建立,用梁单元进行模拟。从I28b工字钢以下建立整体计算模型,模型中包括的构件从上向下依次为翼缘板纵向工字钢(I25b)、柱顶分配梁(2I45b)、钢管立柱(Φ630Χ8)及柱间[20支撑槽钢。整体计算模型如图 5.4-1所示。
5.4-1 现浇支架整体模型
荷载计算及整体模型加载,采用荷载较大的墩边断面按均布荷载进行计算。见图5.4-2,5.4-3,5.4-4。
底腹板荷载施加在纵向工字钢(I25b)上,工字钢腹板间距0.3m,底板间距0.6m。翼缘板荷载施加在纵桥向翼缘板区域两排工字钢(2I40b)上,两排工字钢间距0.9m。
图5.4-2 墩边断面图
腹板下区域
恒载:5.16/4×26+1.5×1.25/4=33.63kN/m
活载:6.5×1.25/4= 2.03kN/m
底板下区域
恒载:(2.16+5.05)/7×26+1.5×4.2/7= 23.85kN/m
活载:6.5×4.2/7=3.9kN/m
翼缘板区域(纵桥向2根I40b支撑)
恒载:1.19/2×26+2.95/2×1.5=17.68kN/m
活载:2.95/2×6.5=9.59kN/m
图5.4-3 底腹板区域加载图
图5.4-4 翼缘板区域加载图
5.4.2支架整体计算结果
(1)正应力计算取荷载设计值,正应力结果如图 5.5-5 所示。
图 5.4-5 支架整体正应力分析结果图
最大正应力103 MPa< fw =215Mpa,安全。
(2)剪应力计算取荷载设计值,剪应力结果如图 5.4-6 所示。
最大剪应力为25Mpa< fv =125Mpa,安全。
(3)变形计算结果取荷载的标准组合,结果如图 5.5-7 所示。
图 5.4-7 支架整体变形分析结果图
支架整体变形13.06mm。
5.4.3翼缘板区域2I40b工字钢计算结果
(1)正应力计算取荷载设计值,正应力结果如图 5.4-8 所示。
图 5.4-8正应力分析结果图
最大正应力103MPa< fw =215Mpa,安全。
(2)剪应力计算取荷载设计值,剪应力结果如图5.4-9 所示。
图 5.4-9剪应力分析结果图
最大剪应力为15Mpa< fv =125Mpa,安全。
(3)变形计算结果取荷载的标准组合,结果如图 5.4-10所示。
图 5.4-10变形分析结果图
最大变形为13.072-3.464=9.608mm< 7000/400=17.5mm,安全。
5.4.4 纵桥向I25b工字钢计算结果
(1)正应力计算取荷载设计值,正应力结果如图 5.4-11 所示。
图5.4-11正应力分析结果图
最大正应力61.4 MPa< fw =215Mpa,安全。
(2)剪应力计算取荷载设计值,剪应力结果如图 5.4-12 所示。
图 5.4-12剪应力分析结果图
最大剪应力为19Mpa< fv =125Mpa,安全。
(3)变形计算结果取荷载的标准组合,结果如图 5.4-13所示。
图 5.4-13变形分析结果图
最大变形为1.181mm<500/250=2mm,安全。
5.4.5 柱顶纵桥向2I45b工字钢计算结果
(1)正应力计算取荷载设计值,正应力结果如图 5.4-14 所示。
图 5.4-14正应力分析结果图
最大正应力70 MPa< fw =215Mpa,安全。
(2)剪应力计算取荷载设计值,剪应力结果如图 5.4-15 所示。
图 5.4-15剪应力分析结果图
最大剪应力为25.4Mpa< fv =125Mpa,安全。
(3)变形计算结果取荷载的标准组合,结果如图 5.4-16所示。
图 5.4-16变形分析结果图
经比较:
悬臂1.4m侧最大变形为3.46-0.873=2.6mm<1950/250=7.8mm;安全。
5.4.6 钢管桩计算结果
(1)正应力计算取荷载设计值,正应力结果如图 5.4-17 所示。
图 5.5-17正应力分析结果图
最大正应力37 MPa< fw =215Mpa,安全。
(2)钢管桩反力计算取荷载设计值,反力结果如图 5.4-18 所示。
图 5.4-18反力分析结果图
钢管桩最大反力为508KN。
(3)钢管桩基础混凝土强度验算
钢管立柱支撑在桥梁承台混凝土之上,为C35钢筋混凝土。C35混凝土轴心抗压强度设计值11.9Mpa。桩底预埋钢板正方形钢板边长 0.7m,则混凝土承受荷载:
σ1=Σax/A=508×103/7002
=1.03Mpa<σ=11.9Mpa,满足要求!
(4)钢管桩稳定性验算
立柱按一端铰接一端自由,则计算长度l0=2.0×1.5=3m
钢管立柱回转半径i==219.92mm
λ= l0/i=3000/219.92=13.6<[λ]=150(钢构件立柱)
查表得稳定系数ψ=0.993,安全系数取2;
2σ=P/ψA=508000/(0.993×15624.6)=32.7Mpa<215 Mpa
6 直线段支架验算
6.1 支架结构设计
直线段采用碗扣式脚手架施工,碗扣式支架的立杆间距:纵桥向为0.6m;横桥向在腹板位置加密为0.3m,其余部位及底板处为0.6m,翼缘板下为0.9m。横杆层距为1.2m。取墩旁Ⅰ-Ⅰ截面进行计算,腹板立杆间距0.6×0.3m,底板立杆间距0.6×0.6m,翼缘板立杆间距0.6×0.9m,立杆步距1.2m。
其上为纵桥向150mm×150mm方木,方木上设置横桥向100mm×10mm方木间距按0.20m布置,上铺18mm竹胶板底模面板。
支架结构设计见图6.1-1 支架结构设计图。
图6.1-1支架结构设计图
6.2 竹胶板面板验算
面板采用18mm厚竹胶板,背肋方木(100mmx100mm)间距0.2m,按三等跨连续梁进行验算,取计算单元宽度为1mm,计算跨径0.1m(净距)。
② 截面特性计算
惯性矩: I=bh3/12=1×183/12 =486mm4;
截面抵抗矩:W=bh2/6 =1×182/6 =54mm3。
②受力计算
均布荷载:
计算强度时,q1=1.2×(26×3.02/5.14×0.001+1.5×0.001)+1.4×(2.5+2+2)×0.001=2.9×10-2KN/m
计算挠度时,q2=26×3.02/5.14×0.001+1.5×0.001=1.6×10-2KN/m
弯矩:M=0.1ql2=0.1×2.9×10-2×0.1×0.1=2.9×10-5KN·m
③弯应力计算
σ=M/W=29/54=0.53MPa<50MPa,抗弯满足要求。
④挠度计算
ω=0.677ql4/100EI=0.677×1.6×10-2×1004/100x9×103×486=0.002mm<l/400= 100/400=0.25mm,挠度满足要求
6.3 (100×100)mm2方木验算
竹胶板下设置横桥向(100×100)mm2方木,布置间距为 0.2m。其下为I28b工字钢,工字钢间距为腹板区0.3m,底板区0.6m。
(1)(100×100)mm2方木荷载计算
采用荷载较大的墩边断面按均布荷载进行计算。见图4.3-1墩边断面图。
图6.3-1墩边断面图(单位:m)
⑴ 腹板处方木受力验算
根据方木布置情况,按三等跨连续梁取计算单元宽度200mm,跨度300mm进行验算。
计算强度时,q1=1.2×(26×3.06×0.2+1.5×0.2)+1.4×(2.5+2+2)×0.2=23.07N/m
计算挠度时,q2=26×3.06×0.2+1.5×0.2=16.21KN/m
抗弯强度:
M=0.1ql2=0.1×23.07×0.32=0.207kN.m
σ=M/W =0.207×106/166667=1.24 Mpa<fw =12 Mpa,满足要求!
抗剪强度:
V=0.6ql=0.6×23.07×0.3=4.15KN
τ=1.5V/A =3×4150/(2×100×100)=0.62Mpa<fv =1.9Mpa,满足要求!
挠度:
ω= 0.677ql4 / 100EI=0.677×16.21×3004
/(100×9000×8333333)=0.011mm<300mm/400=0.75mm,满足要求!
⑵ 底板处方木受力验算
根据方木布置情况,按三等跨连续梁取计算单元宽度200mm,跨度600mm,墩旁顶板厚度53.6cm,底板厚度58.2cm。
计算强度时,q1=1.2×[26×(0.536+0.582)×0.2+1.5×0.2) +1.4×(2.5+2+2)×0.2=9.16KN/m
计算挠度时,q2=26×(0.536+0.582)×0.2+1.5×0.2=6.11KN/m
抗弯强度:
M=0.1ql2=0.1×9.16×0.62=0.32kN.m
σ=M/W=0.32×106/166667=1.9Mpa<fw =12 Mpa,满足要求!
抗剪强度:
V=0.6ql=0.6×9.16×0.6=3.29KN
τ=1.5V/A =3×3290/(2×100×100)=0.49Mpa<fv =1.9Mpa,满足要求!
挠度:
ω=0.677ql4 / 100EI=0.677×6.11×6004
/(100×9000×8333333)=0.07mm<600mm/400=1.5mm,满足要求!
6.4 底腹板大楞方木受力计算
15×15cm2大楞方木顺桥向布置,在腹板位置间距为30cm,底板位置间距60cm。大楞方木下设DWJ型碗扣式支架,顺桥向间距60cm,腹板位置横桥向间距30cm,底板位置横桥向间距60cm。
⑴ 腹板处方木受力验算
根据方木布置情况,按三等跨连续梁取计算单元宽度300mm,跨度600mm进行验算。
计算强度时,q1=1.2×(26×3.06×0.3+1.5×0.3)+1.4×(2.5+2+2)×0.3=31.91KN/m
计算挠度时,q2=26×3.06×0.3+1.5×0.3=24.32KN/m
抗弯强度:
M= 0.1ql2=0.1×31.91×0.62=1.148kN.m
σ= M/W=1.148×106/562500=2.04Mpa<fw=12Mpa,满足要求!
抗剪强度:
v=0.6ql=0.6×31.91×0.6=11.49KN
τ=1.5V/A =1.5×11490/(150×150)=0.766 Mpa<fv =1.9Mpa,满足要求!
挠度:
ω=0.677ql4/100EI=0.677×24.32×6004/(100×9000×42187500)=0.056mm<600mm/400=1.5mm,满足要求!
⑵ 底板处方木受力验算
根据方木布置情况,按三等跨连续梁取计算单元宽度600mm,跨度600mm,并取墩外侧最大截面进行验算。
计算强度时,q1=1.2×(26×(0.536+0.582)×0.6+1.5×0.6)+1.4×(2.5+2+2)×0.6=27.47KN/m
计算挠度时,q2=26×(0.536+0.582×0.6+1.5×0.6=19.31KN/m
抗弯强度:
M= 0.1ql2=0.1×27.47×0.62=0.986kN.m
σ= M/W=0.986×106/562500=1.753Mpa<fw=12Mpa,满足要求!
抗剪强度:
v=0.6ql=0.6×27.47×0.6=9.89KN
τ=1.5V/A =1.5×9890/(150×150)=0.659 Mpa<fv =1.9Mpa,满足要求!
挠度:
ω=0.677ql4/100EI=0.677×19.31×6004/(100×9000×42187500)=0.044mm<600mm/400=1.5mm,满足要求!
⑶翼缘板支架及模板验算
翼板竹胶板下顺桥向采用15×15cm方木,间距60cm。由于受力小于底板处故不作验算。
6.5 碗扣支架计算
底板立杆间距0.6×0.6m,腹板立杆间距0.3×0.6m,立杆步距1.2m。
⑴腹板段验算
①无风荷载时
立杆轴力:
N=1.2NGK+1.4NQK
腹板下立杆承重面积为0.3×0.6=0.18 m2
N=1.2×(26×2.36/0.77×0.18+1.5×0.18)
+1.4×(2.5+2+2)×0.18=19.17KN<30KN
换
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