资源描述
附件1
新 建 铁 路
广深港客运专线ZH-3标段综合工程
高峰特大桥
(中心里程:DK97+629.13)
简支箱梁现浇贝雷桁架检算书
编制:
复核:
审核:
中铁二局广深港客运专线ZH-3标项目部第一分部
二〇〇九年三月
目 录
Ø 1、计算资料 4
1.1工程概况 4
1.2现浇支架方案 4
1.3材料参数 5
Ø 2、验算依据 6
Ø 3、设计说明 6
Ø 4、强度验算 6
4.1.底模胶合板验算 6
4.1.1.抗弯强度验算 7
4.1.2.抗剪强度验算 8
4.1.3.挠度验算 9
Ø 4.2. 10cm×10cm分布方木验算 9
4.2.1. 分布方木抗弯强度验算 10
4.2.2 分布方木抗剪强度验算 11
4.2.3. 分布方木挠度验算 11
4.3.1主受力方木强度验算 12
4.3.2.主受力方木抗剪强度验算 13
4.3.3.主受力方木挠度验算 14
4.4.1 立杆抗压强度验算 15
4.4.2 立杆稳定性验算 15
Ø 4.5 分派梁I18工字钢验算 16
4.5.1 分派梁强度验算 16
4.5.2. I18工字钢抗剪强度验算 17
4.5.3、分派梁I18工字钢挠度验算 18
Ø 4.6.贝雷梁验算 18
4.6.1抗弯强度验算 20
4.6.2抗剪强度验算 21
4.6.3.挠度验算 21
Ø 4.横桥向Ⅱ45a工字钢验算 22
4.1抗弯强度验算 24
4.2抗剪强度验算 24
4.3.挠度验算 25
Ø 5.钢管柱强度验算 25
5.1强度验算 26
5.2稳定性检算 26
Ø 6、地基承载力设计 26
Ø 7、模板验算 27
Ø 7.1、组合钢板的计算 28
7.1.1 抗弯强度验算 28
7.1.2 抗剪强度验算 29
7.1.3 挠度验算 30
Ø 7.2 顶板10X10cm方木的计算 30
7.2.1 内楞的抗弯强度验算 31
7.2.2 内楞的抗剪强度验算 32
7.2.3 内楞的挠度验算 32
Ø 8 、拉杆检算(φ32) 33
高峰特大桥贝雷桁架验算
Ø 1、计算资料
1.1工程概况
高峰水库特大桥17-32m简支梁,全桥总长569.81m,中心里程为DK97+629.13。此简支梁桥墩采用圆端形空心墩,桥台采用的是矩形空心台。3#墩~5#墩之间坡度较大,在3#墩~5墩之间采用贝雷桁架的现浇施工方法,水中梁采用造桥机现浇施工方法。其中跨度为32.6m,净跨度为31.3m。简支梁梁体为单箱单室斜腹板、等高度、不等截面结构,支点及跨中梁高均为3.05m。箱梁底宽为5.5m,梁顶板宽13.4m,顶板厚度30~61㎝,腹板厚45~105㎝,底板厚28~70㎝。
1.2现浇支架方案
高峰特大桥3#-5#墩的简支箱梁简支现浇平台拟采用贝雷式(321型)作主梁、φ800mm钢管作支墩,贝雷梁的布置通过计算拟定。
由于两墩之间净跨为31.3米,因此贝雷桁架设立为两跨简支形式,跨中采用单排φ800mm钢管柱作桁架,整跨采用单层双排321型贝雷梁做纵向重要承重结构,整跨需要特制2.1m长贝雷梁。两端支墩仍采用φ800mm钢管,支立于桥墩承台上;在钢管四周10×10cm钢板焊接,通过三角板与钢管更好的连接,三角板再和预埋承台里面的钢筋连接;在钢管柱横向采用φ300mm钢管以及[18槽钢做剪刀撑来增强钢管柱的稳定性。
结构布置:在钢管上开槽与双I45工字钢连接,在沿纵向方向搭设贝雷梁在双I工字钢上面;再在贝雷梁上部铺设I18工字钢作分派梁,顺I18工字钢的位置布置碗口式支架,其纵向间距与I18工字钢相协议为60cm,横向布置按计算规定布置,腹板下25cm,底板下60cm,翼缘板下90cm,其步距为120cm;在碗口式支架上沿横向方向铺设12×14cm的方木、间距按碗扣支架的横向间距布置,在承重方木12×14cm的垂直方向按间距为25cm布置10×10cm的小方木,再在小方木上直接铺设厚度为18mm的胶合板。
侧模采用钢模桁架;内模采用3015型组合钢模结构,采用普通钢管支架支撑加固形成整体。
在跨中位置的φ800mm钢管下面施工个基础支墩,在此基础支墩上以及3#-5#承台上预埋件(预埋件位置需准确)与钢管柱连接,施工基础前先对原地面进行整平、夯实,夯实后再用粹石加固,钢管柱下地基承载力为250kPa以上。
贝雷支架形式、具体尺寸结构详见施工图。
1.3材料参数
材料性能以及参数
截面抵抗矩(cm3)
截面惯性矩(cm4)
弹性模量(Mpa)
允许应力(Mpa)
允许剪力(Mpa)
备注
[10
62.1
391
2.06×105
160
80
I45a
1430
32240
2.06×105
160
80
321型贝雷梁
3578.5
250500
2.1×106
273
208
单层单排参数值
φ80cm钢管
2.06×105
215
80
I18
185
1660
2.06×105
140
80
附注:
竹胶板:规格1222x2444x18mm
弹性模量:纵向Ez=6.5GPa、横向Eh=4.5GPa
弯曲强度: f顺=80MPa、f横=55MPa
密度:9.5KN/m3
木 材:方木强度等级取TC13(木结构设计规范)。
设计抗弯强度 顺纹抗剪强度
弹性模量 密度8KN/m3
Ø 2、验算依据
《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2023)
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2023)
《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2023)
《钢结构设计规范》(GB 50017-2023)
《路桥施工计算手册》(周兴水等著,人民交通出版社)
《高峰特大桥箱梁施工方案》
Ø 3、设计说明
偏安全考虑,贝雷支架验算按照全联箱梁混凝土一次浇注成型验算。根据设计图知最不利位置位于墩旁支点处,以下计算均取此部位荷载计算。
取荷计算时,不考虑翼板下支架作用(偏安全),认为全断面荷载仅由底板下支架承受。
详见《现浇箱梁贝雷桁架设计图》。
Ø 4、强度验算
根据箱梁设计图知墩旁支点截面(顺桥向0-1.25m)处为最不利截面(此截面钢筋混凝土自重最大),计算得截面面积为14.556m2,则箱梁顺线路方向每延米钢筋混凝土自重为
14.556(中支点I-I截面面积)×1(延米)×25(C50混凝土自重)=370.5kN/延米
4.1.底模胶合板验算
主受力方木纵向间距为60cm,小方木按中心间距25cm布置。胶合板按支承在分布方木上的3跨连续梁进行受力分析。计算示意图:
4.1.1.抗弯强度验算
顺线路方向每延米宽跨中最大弯矩计算公式如下:
M=0.1ql2
其中, M--面板计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(小方木中对中间距): l=250mm;
q--作用在模板上的压力线荷载,它涉及:
钢筋混凝土荷载设计值q1=1.2(分项系数)×370.5/5.03=88.39kN/m;
倾倒混凝土荷载设计值q2=1.4×2.00×1=2.8kN/m;
振捣混凝土荷载设计值q3=1.4×2.00×1=2.8kN/m;
施工活荷载设计值q4=1.4×2.5×1=3.5kN/m;
q=q1+q2+q3+q4=88.39+2.8+2.8+3.5=97.49kN/m;
面板的最大弯距:
Mmax=0.1×97.49×2502=6.2×105N.mm
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
其中, σ--面板承受的应力(N/mm2);
M--面板计算最大弯距(N.mm);
W--面板的截面抵抗矩
(b面板截面宽度,h面板截面厚度)
W= 1000×18×18/6=5.4×104 mm3;
f—胶合板截面的抗弯强度设计值(N/mm2), f=55N/mm2;
面板截面的最大应力计算值:
σ= M/W =6.09×105/5.4×104 = 11.3N/mm2<[f横]=55N/mm2
满足规定!
4.1.2.抗剪强度验算
计算公式如下(查手册P763)
其中, V--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(小方木中对中间距): l=250mm;
q--作用在模板上的压力线荷载,q=97.49KN.m
面板的最大剪力:
V= 0.6×97.49×250=14623.5N
截面抗剪强度必须满足:
其中, T--面板截面的最大受剪应力(N/mm2);
V--面板计算最大剪力(N)
b--构件的截面宽度(mm):b=1000mm;
hn--面板厚度(mm):hn=18.0mm;
fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.6N/mm2
面板截面的最大受剪应力计算值:
T=3×14623.5/(2×1000×18)=1.22N/mm2<[fv]=1.600N/mm2
满足规定!
4.1.3.挠度验算
根据规范,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑活荷载作用。
挠度计算公式如下:
q--作用在底模上压力线荷载:q=88.39/1.2=73.66N/mm;
l--计算跨度(小方木中对中间距):l=250mm;
E--面板的弹性模量: E=4.5×103N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:I=100×1.8×1.8×1.8/12=48.6cm4;
面板的最大挠度计算值:
ω = 0.677×73.66×2504/(100×4500×48.6×104)=0.88mm≤[ω]=250/250=1mm
满足规定!
Ø 4.2. 10cm×10cm分布方木验算
主受力方木纵向间距为60cm,小方木每根长度4m,分布方木按支承在主受力方木上的3跨连续梁进行受力分析。取最不利腹板处进行计算(小方木中对中间距25cm),计算示意图:
本工程分布方木采用100×100mm规格,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=100×100×100/6 = 166.7cm3;
I=100×100×100×100/12=833.3cm4;
4.2.1. 分布方木抗弯强度验算
分布方木最大弯矩按下式计算:
M—分布方木计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(主受力方木中对中间距): l=600mm;
q--作用在分布方木上的线荷载,它涉及:
钢筋混凝土自重荷载设计值q1=1.2×0.25×3.05×26=23.79kN/m;
倾倒混凝土活荷载设计值q2=1.4×2×0.25=0.7kN/m;
振捣混凝土荷载设计值q3=1.4×2×0.25=0.7kN/m;
施工活荷载设计值q4=1.4×2.5×0.25=0.875kN/m;
q=q1+q2+q3+q4=23.79+0.7+0.7+0.875=9.38×105N.mm
分布方木抗弯强度应满足下式:
其中, σ--内楞承受的应力(N/mm2);
M--内楞计算最大弯距(N.mm);
W--内楞的截面抵抗矩(mm3),W=16.7×104;
f--内楞的抗弯强度设计值(N/mm2),f=13.000N/mm2;
分布方木最大应力:
σ=9.38×105/16.7×104=5.62N/mm2<[f]=13N/mm2
满足规定!
4.2.2 分布方木抗剪强度验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
V-分布方木承受的最大剪力;
l--计算跨度(主受力方木中对中间距)l=600mm;
q--作用在分布方木上的线荷载q=26.07 kN/m
分布方木最大剪力:
V= 0.6×26.07×600=9385.2N
截面抗剪强度必须满足下式:
其中, τ--内楞的截面的最大受剪应力(N/mm2);
V--内楞计算最大剪力(N);
b--内楞的截面宽度(mm):b=100mm ;
hn--内楞的截面高度(mm):hn=100mm ;
fv—分布方木抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.6 N/mm2;
分布方木截面的剪应力:
τ=3×9385.2/(2×100×100)=1.41N/mm2<[fv]=1.6N/mm2
满足规定!
4.2.3. 分布方木挠度验算
根据规范,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑活荷载作用。
挠度验算公式如下:
ω—分布方木的最大挠度(mm);
q--作用在分布方木上的线荷载(kN/m):q=19.83kN/m;
l--计算跨度(主受力方木间距): l=600mm ;
E—分布方木弹性模量(N/mm2):E=10000N/mm2;
I—分布方木截面惯性矩(mm4): I=833.3×104mm4;
分布方木最大挠度计算值:
ω=0.677×19.83×6004/(100×10000×833.3×104)=0.21mm≤[ω]= l/250=600/250=2.4mm
满足规定!
4.3.主受力方木验算
主受力方木纵向间距为60cm(支架纵距),按腹板下最不利考虑荷载,腹板先横向间距为30cm,主受力木每根长4m,承受分布方木传来的集中力。主方受力方木按支承在顶托上的承受分布方木传来集中荷载的3跨连续梁进行受力分析。计算示意图:
本工程分布方木采用120×140mm规格,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=120×1402/6 = 3.92×105mm3;
I=120×1403/12=2.75×107mm4;
4.3.1主受力方木强度验算
主受力方木跨中弯矩:
M=0.267×Pl
作用在主受力方木的荷载: P=3.05×0.6×0.3×26+2.5×0.3×0.6=12.3kN;
主受力方木计算跨度(支架纵距): l=600mm;
主受力方木最大弯矩:
M=0.267×12300×600= 1.97×106 N/mm
强度验算公式:
σ—主受力方木最大应力 (N/mm2);
M—主受力方木最大弯距(N.mm);
W—主受力方木净截面抵抗矩:W=3.92×105mm3;
[f]—主受力方木强度设计值(N/mm2):[f]=13.000N/mm2;
主受力方木最大应力:
σ=1.97×106/3.92×105=5.03N/mm2<[f]=13N/mm2
满足规定!
4.3.2.主受力方木抗剪强度验算
公式如下:
V=1.267×P
其中, V—主受力方木计算最大剪力(N);
l--计算跨度: l=600mm;
P--作用在主受力方木荷载: P=12300N
最大剪力:
V=1.267×12300=1.56×104N;
主受力方木截面抗剪强度必须满足:
τ--外楞截面的受剪应力 (N/mm2);
V--外楞计算最大剪力(N);
b--外楞的截面宽度(mm):b=140mm ;
hn--外楞的截面高度(mm):hn=200mm ;
fv--外楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv=1.6N/mm2;
主受力方木截面的剪应力:
τ=3×1.56×104/(2×120×140)=1.39N/mm2<[fv]=1.6N/mm2
满足规定!
4.3.3.主受力方木挠度验算
根据《手册》,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑活荷载作用。
挠度验算公式如下:
ω=1.883×Pl3/100EI
ω—主受力方木最大挠度(mm);
P—分布方木传来集中荷载(kN/m)
l--计算跨度: l=600mm ;
E--弹性模量(N/mm2):E=10000N/mm2;
I--截面惯性矩(mm4): I=2.744×10mm7;
主受力方木的最大挠度:
ω=1.883×12300×103×6003/100×10000×2.744×107)=0.18mm≤[ω]=l/250=600/250=2.4mm 满足规定!
4.4. 满堂支架立杆验算
本工程采用碗扣式钢管脚手架施工,为轴心受压构件。作用于模板支架的荷载涉及静荷载、活荷载,不考虑风载和偶尔荷载。取最不利位置腹板中支点处计算。
静荷载设计值Ng =1.2×(Ng1+Ng2+Ng3)=17.42kN
脚手架的自重(kN):Ng2=0.129×1.4= 0.18kN;
模板的自重(kN):Ng3=0.35×0.3×0.6=0.063kN;
钢筋混凝土自重(kN):Ng1 =0.3×0.6×3.05×26=14.27kN;
活荷载设计值Nq=1.4×(Ng1+Ng2+Ng3)=1.4×(2+2+2.5)=9.1kN
Ng1—混凝土振捣荷载,取2KN/m2;
Ng2—泵送混凝土荷载, 取2KN/m2;
Ng3—施工活荷载,取2.5KN/m2
综上,立杆的轴向压力设计值:
N=Ng+Nq=17.42+9.1=26.52KN;
4.4.1 立杆抗压强度验算
立杆抗压强度必须满足:
N <[N]=A×[f]
[N]--立杆抗压强度允许值;
A-- 立杆净截面面积(cm2),A=4.89 cm2
[f]-- 钢管立杆抗压强度设计值:[f]=205N/mm2
N=26.52KN<[N]=4.89×205=100.25KN,满足规定!
4.4.2 立杆稳定性验算
立杆的稳定性计算公式:
N--立杆的轴心压力设计值(kN) :N=26.52kN;
φ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i=120/1.58=76查《扣件规范》附录C得φ=0.5
i--计算立杆的截面回转半径(cm):i=1.58cm;
l0--计算长度(m) l0=h+2a=1.2+2×0.3=1.8m(h为步距,a为立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度,取0.3m)
A--立杆净截面面积(cm2):A=4.89cm2;
W--立杆净截面抵抗矩(cm3):W=5.08cm3;
σ--钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2);
[f]--钢管立杆抗压强度设计值 :[f]=160N/mm2;
钢管立杆最大应力:
σ=26520/(0.5×4.89×102)=108.9N/mm2<[f]=160N/mm2
满足规定!
Ø 4.5 分派梁I18工字钢验算
分派梁I18工字钢纵向间距为60cm,贝雷梁最大间距为1.2m,在翼缘板处,计算按底板0.6m跨度计算。分派梁I18工字钢,承受碗扣支架传来的集中力。分派梁直接横向铺设在纵向的贝雷梁上面,承受碗扣支架传来集中荷载的3跨连续梁进行受力分析。计算示意图如:
I18工字钢截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=1.85×105mm3;
I=1.66×107mm4;
4.5.1 分派梁强度验算
主受力方木跨中弯矩:
M=0.267×Pl
作用在主受力方木的荷载: P=(1.2×3.05×26+1.4×2+1.4×2+1.4×2.5)×0.6×0.6=37.51kN;
分派梁I18工字钢计算跨度(支架纵距): l=1200mm;
主受力方木最大弯矩:
M=0.267×37510×1200= 1.21×107 N/mm
强度验算公式:
σ—主受力方木最大应力 (N/mm2);
M—主受力方木最大弯距(N.mm);
W—主受力方木净截面抵抗矩:W=1.85×105mm3;
[f]—主受力方木强度设计值(N/mm2):[f]=160N/mm2;
主受力方木最大应力:
σ=1.21×107/1.85×105=65.4N/mm2<[f]=160N/mm2
满足规定!
4.5.2. I18工字钢抗剪强度验算
公式如下:
V=1.267×P
其中, V—主受力方木计算最大剪力(N);
l--计算跨度: l=600mm;
P--作用在主受力方木荷载: P=37510N
最大剪力:
V=1.267×37510=4.8×104N;
主受力方木截面抗剪强度必须满足:
τ= V/A<[fv]
其中, V--计算最大剪力(N);
A--构件的截面面积(mm2):A=3.06×103mm2 ;
[fv]--抗剪强度允许值(N/mm2):[fv] =80N/ mm2
主受力方木截面的剪应力:
τ=4.8×104/3.06×103=15.53/mm2<[fv]=80N/mm2
满足规定!
4.5.3、分派梁I18工字钢挠度验算
根据《手册》,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑活荷载作用。
挠度验算公式如下:
ω=1.883×Pl3/100EI
ω—主受力方木最大挠度(mm);
P—分布方木传来集中荷载(kN/m):P=1.2×0.6×0.6×3.05×26=34.26kN;
l--计算跨度: l=600mm ;
E--弹性模量(N/mm2):E=2.06×105N/mm2;
I--截面惯性矩(mm4): I=1.66×107mm4;
主受力方木的最大挠度:
ω=1.883×3.5×104×6003/100×206000×1.66×107)=0.42mm≤[ω]=l/400=600/400=1.5mm 满足规定!
Ø 4.6.贝雷梁验算
按支承在横桥向双排工字钢上的两跨连续梁,承受I18工字钢分派梁传来的集中荷载分析。因两端悬臂部分长度很短,为方便计算不予考虑。计算底板下承受的总荷载:F=200.01+438.52+1046.26+267.83=1952.62 KN
则折合每延米1952.62/5.05×14.5=24.48 KN/m
单片贝雷梁承受I18A工字钢传来的集中荷载P=0.6m×0.6m×24.48KN/m2=8.82KN
腹板处0-1.25处I18A工字钢传来的最大集中荷载P=1.2×0.6m×1.05m×26×3.05/5+1.4×2.5×0.6=14.1KN
腹板处1.25-4.25处I18A工字钢传来的最大集中荷载P=11.6KN
腹板处1.25-4.25处I18A工字钢传来的最大集中荷载P=0.45×3.05×26×0.6×1.2/5+2.5×1.4×0.6=7.24KN
则底板验算:有medas计算,最大弯矩M=637.9KN.m;最大剪力V=218.5 KN
;最大的支座反力集中在跨中这个位置即为R=437.1 KN。
腹板验算:最大弯矩M=610.1KN.m;最大剪力V=204KN
;最大的支座反力集中在跨中这个位置即为R=408 KN
贝雷梁相应的参数:
截面抵抗矩:W=3578.5cm3=3.6×10-5m3
截面惯性矩:I= 250500 cm4
腹板处的弯矩截图
底板处的弯矩截图
由上截图易知其腹板以及底板最大的弯矩分别MMAX=610.1KN.m、637.9 KN.m
腹板处的剪力截图
底板处的剪力截图
由此知其腹板以及底板分别最大的剪力Vmax=204KN、218 KN
4.6.1抗弯强度验算
运用结构计算软件输入荷载后,输出结果:(抓图1)
抗弯强度应满足下式:
其中, σ—工字钢承受的应力(N/mm2);
M--计算最大弯距;
W--截面抵抗矩(mm3),W=3578.5×103mm3;
f--抗弯强度设计值(N/mm2), f=270N/mm2;
底板处最大应力:
σ=637.9×106/3578.5×103=178.3N/mm2<f=270N/mm2
腹板处最大应力:
σ=610.1×106/3578.5×103=170.5N/mm2<f=270N/mm2
满足规定!
4.6.2抗剪强度验算
截面抗剪强度必须满足:
剪应力τ= V/A<[fv]
其中, V--计算最大剪力(N);
A--构件的截面面积(mm2):A=120×102mm2 ;
[fv]--抗剪强度允许值(N/mm2):[fv] =208N/mm2
底板处最大受剪应力计算值:
τ=218.5/120×102=182N/mm2<[fv]=208N/mm2
腹板处最大受剪应力计算值:
τ=204/120×102=170N/mm2<[fv]=208N/mm2
满足规定!
4.6.3.挠度验算
底板处最大挠度计算值:
ω=1.2 mm≤[ω]= l/400=14500/400=36.25mm
腹板处最大挠度计算值:
ω=1.2 mm≤[ω]= l/400=14500/400=36.25mm
满足规定!
Ø 4.横桥向Ⅱ45a工字钢验算
按支承在钢管立柱承受顺桥向贝雷梁传来的集中荷载分析(尺寸见CAD图)。底板处集中荷载P=437.1KN;腹板处集中荷载P=408KN (见抓图1)
由此图易知最大弯矩MMAX=555.7KN.m
由此知其最大的剪力Vmax=1311KN
4.1抗弯强度验算
运用结构计算软件分析内力(见抓图)
最大弯矩M=555.7KN.m
抗弯强度应满足下式:
其中, σ—工字钢承受的应力(N/mm2);
M--计算最大弯距;
W--截面抵抗矩(mm3),W=2×1860×103mm3;
f--抗弯强度设计值(N/mm2), f=160N/mm2;
最大应力:
σ=555.7×106/2×1860×103=149.4N/mm2<f=160N/mm2
满足规定!
4.2抗剪强度验算
最大剪力V=1311KN(见抓图)
截面抗剪强度必须满足:
剪应力τ= V/A<[fv]
其中, V--计算最大剪力(N);
A--构件的截面面积(mm2):A=2×119×102mm ;
[fv]--抗剪强度允许值(N/mm2):[fv]=80N/mm2
最大受剪应力计算值:
τ=1311000/2×119×102=55.1N/mm2<[fv]=80N/mm2
满足规定!
4.3.挠度验算
为计算方便,挠度计算按两跨连续梁承受均布荷载计算q=1952.62/5.5=355.0KN/m
挠度验算公式如下:
ω—最大挠度(mm);
q—均布荷载(kN/m)
l--计算跨度: l=3000mm;
E—弹性模量(N/mm2):E=206×103N/mm2 ;
I—截面惯性矩(mm4): I=2×46470×104mm4;
最大挠度计算值:
ω=5×355.0×103×30003/(100×206×103×2×46470×104)=2.5mm≤[ω]= l/400=7.5mm
满足规定!
Ø 5.钢管柱强度验算
根据上述受力分析可知,钢管柱承受最大反力为:N=2537.3KN;
钢管柱为轴心受压构件,按一端固结按一端固定一端铰支,取μ=0.7,根据钢结构设计规范(GB50017-2023)进行强度和稳定性检算。
φ800×10mm扎制钢管柱取基础支墩处的计算高度l0=10m,f=180Mpa,检算如下:
净截面积A:
回转半径i:
长细比:为长柱,查得=0.97
5.1强度验算
允许强度值[N]=A×f=0.024817×106×180=4467.1KN
设计强度值N(不考虑自重): N=4467.1KN
N=2537.3KN=<[N]= 4467.1KN
满足规定!
5.2稳定性检算
立柱稳定性验算必须满足以下公式:
满足规定!
Ø 6、地基承载力设计
基础混凝土采用C20砼
计算底面积:;局部承压面积:;
局部承压允许应力:;
立柱壁传给基础砼的局部压应力:;
需在柱底设法兰盘增大局部承压面积:;
; 求D;
;
即
综合考虑焊接法兰加劲肋等应设立宽不小于50mm(即超过φ800直径)法兰盘。
钢管柱底部通过基础支墩到地基后按均布荷载分布则其荷载为:
N=2537.3×2.5/2×2.5=1268.5
则此时钢管柱基地设计接触面积:2.2×2.5=5.5m2
故基础设计强度为:1268.7/5.5=231.4Kpa=0.231Mpa
故规定承载力不得低于231kpa,施工时按0.25Mpa控制。为满足承载力规定需经基础解决达成规定。
Ø 7、模板验算
箱梁施工过程中,模板系统承受的荷载重要有以下几个方面:
(1)施工人员和施工材料、机具行走运送或堆放荷载:
①计算模板及直接支撑模板的加劲肋时,均布荷载取2.5 kN/m2,验算以集中荷载2.5kN来进行。
②计算桁架时均布荷载取1.5 kN/m2;
(2)振捣混凝土时产生的荷载(作用范围在有效压头高度之内)垂直模板取4.0 kN/m2,水平模板取2.0 kN/m2。
(3)新浇箱梁混凝土对模板侧面的压力:新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力按以下公式计算(两者取小值):
其中 γ -- 混凝土的重力密度,取26.0kN/m3;
t -- 新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,此处按公式200/(T+15)计算,得8.0h;
T -- 混凝土的入模温度,取30.0℃;
V -- 混凝土的浇筑速度,取2.50m/h;
H – 内模板计算高度,取0.61m;
β1-- 外加剂影响修正系数,取1.20;
β2-- 混凝土坍落度影响修正系数,取1.15。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
取较小值15.86kN/m2作为本工程计算荷载。
计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=15.86kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2.000 kN/m2。
Ø 7.1、组合钢板的计算
3015组合钢板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。按规范规定,强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。 计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。
面板计算简图
7.1.1 抗弯强度验算
跨中弯矩计算公式如下:
其中, M--面板计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(内楞间距): l =750mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载,它涉及:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×15.86×0.90=17.13kN/m,其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.90=2.52kN/m;
q = q1 + q2 =17.13+2.52=19.65kN/m;
面板的最大弯距:M =0.1×19.65×0.75×0.75= 11.05×105N.mm;
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
其中, σ --面板承受的应力(N/mm2);
M --面板计算最大弯距(N.mm);
W --面板的截面抵抗矩 :
b:面板截面宽度,h:面板截面厚度;
W= 900×50.0×50.0/6=37.5×104 mm3;
f --面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2); f=140.000N/mm2;
面板截面的最大应力计算值:σ = M/W = 11.05×105 / 37.5×104 =2.95N/mm2;
面板截面的最大应力计算值 σ =2.95N/mm2 小于 面板截面的抗弯强度设计值 [f]=140N/mm2,满足规定!
7.1.2 抗剪强度验算
计算公式如下:
其中,∨--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(竖楞间距): l =750.0mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载,
面板的最大剪力:∨ = 0.6×19.65×0.75=8842.5N;
截面抗剪强度必须满足:
其中, Τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2);
∨--面板计算最大剪力(N);
b--构件的截面宽度(mm):b = 900mm ;
hn--面板厚度(mm):hn = 50.0mm ;
fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 80.0 N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值: T =3×8842.5/(2×900×50.0)=0.3N/mm2;
面板截面抗剪强度设计值: [fv]=80N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值 T=0.3N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [T]=80.0N/mm2,满足规定!
7.1.3 挠度验算
根据规范,刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载: q = 17.13×0.90 = 15.42N/mm;
l--计算跨度(内楞间距): l =750.00mm;
E--面板的弹性模量: E = 206000N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 90.00×5
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