由于受力的不均衡性和计算模式的局限性以及箱粱非均布荷载,跨中部分受弯变形较大,将可能出现横向不均匀变形,同时由于腹板部分按照分段计算安全系数较小,因此施工中要注意贝雷架的整体连接,以保证贝雷片的整体稳定,达到设计检算预想效果,加强跨中部分的临时支柱。
二、加强端部分
由于加强端部分贝雷架所受弯矩较小,所以以剪力作为检算条件。
施工荷载主要由钢筋混凝土自重q1、模板自重q2、贝雷桁架自重q3、施工荷载q4构成。
q1=593×9.8/24.6=236.2KN/m
q2=(0.75×2+4.7×0.25)×2=5.35KN/m
q3=2.7×6×30/18=27KN/m(每片桁架节重2.7KN)
q4=13.4×7.5=100.5KN/m
支架承受的总荷载为:
q=q1+q2+q3+q4=369.05KN/m。
贝雷架所受最大剪力Qmax=1/2qL=3321.5KN
实际贝雷架为18排,故贝雷架容许剪力为[Q]=18×245.2=4413.6KN,满足要求
临时支柱的检算
跨中设置的临时支墩通过现场触探试验,原土层最大地基承载力为180Mpa,最小地基承载力为150Mpa,我们将原土层进行换填处理。
换填20cm厚的碎石垫层,然后再碎石垫层上再铺设1.5×1.5×0.6m的混凝土预制块作为临时支柱的基础,长度12.0m,碗口钢管支架上下安放底托和上托,上托安设100槽钢,碗口钢管支架底部相当于将安设在承台上,因检算后传到下面的力已很小,不再做检算。
附件2:
32m简支箱梁现浇双层支架系统力学检算
1.1贝雷架的检算
现浇32m梁通桥(2006)2221-V(4.6m线间距)检算时根据通桥(2006)2221-V图进行。
由于箱梁纵向为变截面和横向的不均匀分布,所以计算时纵向分为跨中部分和加厚端部分,横向分为中间部分、腹板部分和翼板部分,总体考虑1.3倍安全系数,按照中间部分与腹板部分的挠度基本相同的原则计算。
采用容许应力计算不考虑荷载分项系数,总体提高1.3倍进行计算。
根据《装配式公路钢桥多用途使用手册》查得:
桁片几何特性:
单排单层W0=3570cm3,I0=250500cm4
三排双层W=22226.8cm3,I=3222883.2cm4
双排双层W=14817.9cm3,I=2148588.8cm4
桁片容许内力:
单层单排[M]=788.2KN·m,[Q]=245.2KN
三排双层[M]=4653.2KN·m,[Q]=698.9KN
双排双层[M]=3265.4KN·m,[Q]=490.5KN
弦杆特性:
A=25.48cm2,W=79.4cm3,I=396.6cm4,[σ]=273MPa,[τ]=208MPa
桁架销子的双剪状态的容许剪力[Q]=550KN
弦杆螺栓的容许剪力[Q]=150KN
一、跨中部分
(一)中间部分
(1)模板:
底模和横梁采用50kg/m2,内模和支架采用25kg/m2。
q1=(50+25)kg/m2=0.75Kpa
(2)混凝土:
容重25KN/m3q2=25×(0.67+0.60)=31.75KN/m(2m宽线荷载)
(3)人群机具:
q3=1.5KPa
(4)倾倒:
q4=4.0KPa
(5)振捣:
q5=2.0KPa
(6)其他荷载:
根据实际情况不考虑
贝雷架按简支梁计算,按三排双层,W=22226.8cm3,I=3222883.2cm4
1、强度检算
荷载组合为1+2+3+4+5+6。
转化为2米宽度的纵向线荷载,所以
q=31.75+(0.75+1.5+4+2)×2=48.25KN/m,考虑1.3倍安全系数q=48.25×1.3=62.7KN/m。
Mmax=qL2/8=62.7×272/8=5713.5KN·M
σmax=Mmax/W=5713.5/22226.8×103=257MPa<[σ]=273MPa
贝雷梁6片(三排双层)满足要求。
2、刚度验算
荷载组合采用1+2+6,转化为2米宽度的纵向线荷载,所以
q=31.75+0.75×2=33.25KN/m,考虑1.3倍安全系数:
q=33.25×1.3=43.2KN/m
fmax=5ql4/384EI=5×43.2×274/(384×2.1×3222883.2)×103=44.2mm(二)腹板部分
(1)模板:
侧模及支架采用25kg/m2,q1=0.25Kpa
(2)混凝土:
q2=25×2.41=60.25KN/m(2m宽线荷载)
(3)人群机具:
q3=1.5KPa
(4)倾倒:
q4=4.0KPa
(5)振捣:
q5=2.0KPa
(6)其他荷载:
根据实际情况不考虑
贝雷架按简支梁计算,按四排双层(2个双排双层),W=2×14817.9=29635.8cm3,I=2×2148588.8=4297177.6cm4
1、强度检算
荷载组合为1+2+3+4+5+6。
转化为2米宽度的纵向线荷载,所以
q=60.25+(0.25+1.5+4+2)×2=75.75KN/m,考虑1.3倍安全系数q=75.75×1.3=98.48KN/m。
Mmax=qL2/8=98.48×272/8=8973.5KN·M
σmax=Mmax/W=8973.5/29635.8×103=303MPa>[σ]=273MPa
不满足,如考虑1.15倍安全系数则σmax=303×1.15/1.3=268MPa,可满足要求。
2、刚度验算
荷载组合采用1+2+6,转化为2米宽度的纵向线荷载,所以
q=60.25+0.25×2=60.75KN/m,考虑1.3倍安全系数:
q=60.75×1.3=78.98KN/m
fmax=5ql4/384EI=5×78.98×274/(384×2.1×4297177.6)×103=60.6mm(三)翼板部分
(1)模板:
q1=0.25Kpa
(2)混凝土:
q2=25×0.8=20KN/m(2.5m宽线荷载)
(3)人群机具:
q3=1.5KPa
(4)倾倒:
q4=4.0KPa
(5)振捣:
q5=2.0KPa
(6)其他荷载:
根据实际情况不考虑
贝雷架按简支梁计算,按双排双层W=14817.9cm3,I=2148588.8cm4
1、强度检算
荷载组合为1+2+3+4+5+6。
转化为2.5米宽度的纵向线荷载,所以
q=20+(0.25+1.5+4+2)×2=35.5KN/m,考虑1.3倍安全系数q=35.5×1.3=46.15KN/m。
Mmax=qL2/8=46.15×272/8=4205.4KN·M
σmax=Mmax/W=4205.4/14817.9×103=284MPa>[σ]=273MPa
不满足,如考虑1.2倍安全系数则σmax=284×1.2/1.3=262MPa,可满足要求。
2、刚度验算
荷载组合采用1+2+6,转化为2米宽度的纵向线荷载,所以
q=20+0.75×2=21.5KN/m,考虑1.3倍安全系数:
q=21.5×1.3=27.95KN/m
fmax=5ql4/384EI=5×27.95×274/(384×2.1×2148588.8)×103=43.8mm由于受力的不均衡性和计算模式的局限性以及箱粱非均布荷载,跨中部分受弯变形较大,将可能出现横向不均匀变形,同时由于腹板部分按照分段计算安全系数较小,因此施工中要注意贝雷架的整体连接,以保证贝雷片的整体稳定,达到设计检算预想效果。
二、加强端部分
由于加强端部分贝雷架所受弯矩较小,所以以剪力作为检算条件。
施工荷载主要由钢筋混凝土自重q1、模板自重q2、贝雷桁架自重q3、施工荷载q4构成。
q1=788×9.8/32.6=236.9KN/m
q2=(0.75×2+4.5×0.25)×2=5.25KN/m
q3=2.7×9×36/27=32.4KN/m(每片桁架节重2.7KN)
q4=13.4×7.5=100.5KN/m
支架承受的总荷载为:
q=q1+q2+q3+q4=375.1KN/m。
贝雷架所受最大剪力Qmax=1/2qL=5063KN
实际贝雷架为18排,故贝雷架容许剪力为[Q]=18×245.2=4413KN,考虑到临时结构容许应力提高1.3倍,则[Q]=4413×1.3=5737KN
满足要求
1.2钢管桩支墩的检算
一、分配横梁(I36b工字钢)
I36b工字钢W=1500cm3I=33800cm4每侧2根
由于模板下方木横梁已经分配一次荷载,所以I36b工字钢分配梁(计算长度L=12.5m)采用均布荷载,为简化计算,采用简支梁计算,最大跨按2.5m计,纵向承载长度为纵向长度的一半即13.5m计算。
考虑1.3倍安全系数
q=375.1×13.5/12.5×1.3=526.6KN/m
Mmax=qL2/8=526.6×2.52/8=411.4KN·m
σmax=Mmax/W=411.4/(1500×2)×103=137MPa>[σ]=170MPa
fmax=5ql4/384EI=5×526.6×2.54/(384×2.1×33800×2)×103
=1.8mm满足要求
二、钢管桩支墩
计算时视为支墩上每跨工字钢均为简支梁,且均受相同的均布荷载,则支墩的承载力为:
1316.5KN,921.5KN,1053.6KN,1053.6KN,921.5KN,1316.5KN
钢管支墩按两端铰接的受压构件计算,计算按照横联长度L=2.0米计算;
Ф500×10mm的普通焊管立杆截面几何特性
面积:
A=3.14×(500²-480²)/4=15386mm²
回转半径:
r=
/4=173.3mm
长细比:
λ=L/r=2000/173.3=11.5≤[λ]=100
钢管支架立杆按轴心受压进行强度计算
由λ=11.5查表得ф=0.9
[N]=ФA[σ]=0.9×15386×215=2977KN
根据《客运专线铁路桥涵工程施工计算指南》规定,支架系统取1.5倍的安全系数,所以钢管支架立杆按轴心受压容许承载力:
[N]=1984KN
各支墩承载力<[N]满足要求
1.3地基承载力
钢管支墩底部设钢板底座置于承台上,满足承载力要求,不再检算。