受力计算书Word格式.docx
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P5=200kg/m2=2kN/m2
5、砼浇注冲击及振捣荷载:
P4=200kg/m2=2kN/m2
则有P=(P1+P2+P3+P4)=53.3kN/m2
(二)空心段梁体荷载计算
P1=0.5×
26=13kN/m2(实际施工0.25+0.22=0.47m,按0.5m砼厚度计算)
2、模板荷载P2、设备及人工荷载P3、砼浇注冲击及振捣荷载P4等与实心段梁体相应荷载相同。
则有P=(P1+P2+P3+P4)=19.5kN/m2
计算立杆单根受力和基础受力时考虑支架自重每增加10m高度增加1kN的力。
三、受力分析
(一)底板面板的强度和刚度计算
1、实心段梁体底板面板强度验算
a、荷载的取值
由于箱梁混凝土浇筑分两次进行,先浇底板和腹板,第一次砼浇注对底模强度和刚度的要求较高;
第二次浇筑顶板混凝土时,箱梁底板已形成一个整体受力板,对底模的强度和刚度的要求相对较低,因此取第一次浇筑位于盖梁实心段或腹板底处横桥向1m宽的模板进行验算,现浇砼的浇筑高度h=1.20m。
q=1.20×
1×
26=31.2kN/m
b、跨度的取值
模板底纵向方木的横向间距按20cm布设,取:
lp=0.2m。
c、跨数的取值
底模的窄边宽度为1.22m,n=1.22÷
0.2≈6跨。
由于可能有小块板受力的情况,按较保守的4跨取值。
d、计算最大弯矩及最大剪力值
Mmax=0.107×
ql2=0.107×
31.2×
0.22=0.134kN.m
Qmax=0.607×
ql=0.607×
0.2=3.79kN
e、底板强度验算
①正应力
σ=Mmax÷
W=0.134÷
(bh2÷
6)=0.134×
106×
6÷
(1000×
122)=5.58Mpa<50Mpa(竹胶板宽方向静曲强度)满足正应力要求。
②
剪应力
τ=QS÷
Ib
其中S=1/8×
bh2=1/8×
100×
1.22=18cm3
I=1/12×
bh3=1/12×
1.23=14.4cm4,b=100cm,h=1.2cm
Ib=(3.79×
103×
18×
103)÷
(14.4×
104×
10)=0.474Mpa<[τ]=2Mpa(2Mpa为木材容许剪应力,竹胶板应该比木材大4倍)满足剪应力要求。
2、实心段梁体底板面板刚度验算
fmax=(0.632×
ql4)÷
(100×
EI)
其中E=4.5×
103Mpa(竹胶板宽方向弹性模量值),I=14.4cm4,q=31.2kN/m,l=0.2m
2004)÷
4.5×
14.4×
104)=0.487mm<[f]=1mm
故实心段梁体底板面板的刚度满足变形要求。
3、空心段梁体底板面板强度验算
取空心段位置横桥向1m宽的模板进行验算,现浇砼的浇筑高度实际0.22m计算取h=0.3m。
q=0.3×
26=7.8kN/m
模板底纵向方木的横向间距按30cm布设,取:
lp=0.3m。
底模的最小宽度为1.22m,取n=1.22÷
0.3≈4跨。
按4跨取值。
7.8×
0.32=0.075kN.m
0.3=1.42kN
①正应力
W=0.075÷
6)=0.075×
122)=3.13Mpa<50Mpa(竹胶板宽方向静曲强度)满足正应力要求。
其中Q=1.42kN,S=18cm3,I=14.4cm4,b=100cm,h=1.2cm
Ib=(1.42×
10)=0.18Mpa<[τ]=2Mpa(2Mpa为木材容许剪应力,竹胶板应该比木材大4倍)满足剪应力要求。
3、空心段梁体底板面板刚度验算
其中q=7.8kN/m,E=4.5×
103Mpa(竹胶板宽方向的弹性模量),I=14.4cm4,q=13kN/m,l=0.3m。
3004)÷
104)=0.616mm<[f]=1.5mm
故空心段梁体底板面板的刚度满足变形要求。
(二)、底板下纵向方木的强度和刚度计算
1、实心段梁体纵向方木的强度验算
P=53.3kN/m2,q=53.3×
0.2=10.66kN/m
纵向方木分配梁最大间距为0.9m,取lq=0.9m
因施工中有可能出现单跨受力,故取跨数n=1。
d、计算最大弯矩及剪力值
Mmax=1/8×
ql2=0.125×
10.66×
0.92=1.079kN.m
Qmax=1/2×
ql=0.5×
0.9=4.797kN
e、正应力及剪应力验算
W=1/6bh2=1÷
6×
122=144cm3,b=6cm,h=12cm
σmax=Mmax÷
W=1.079×
106÷
(144×
103)=7.49Mpa<[σ]=13.0Mpa(木材的容许弯拉强度值)
实心段梁体正应力满足要求。
τ=QmaxS÷
(Ib)
其中S=1/8bh2=1/8×
122=108cm3,I=1/12bh3=1/12×
123=864cm4,b=6cm,h=12cm
τ=(4.797×
108×
(864×
10)=0.999Mpa<[τ]=2.0Mpa(木材的容许剪应力值)
实心段梁体方木的剪应力满足要求。
2、实心段梁体纵向方木的刚度验算
fmax=5ql4÷
(384EI)
其中E=10×
103Mpa,I=864cm4,q=10.66kN/m,l=0.9m
fmax=(5×
9004)÷
(384×
10×
864×
104)=1.054mm<[L/400]=2.25mm
实心段梁体方木的刚度满足要求。
3、空心段梁体纵向方木的强度及刚度验算
空心段纵向方木荷载的取值(P=13kN/m2,q=13×
0.3=3.9kN/m)与实心段梁体纵向方木荷载的取值(P=53.3kN/m2,q=53.3×
0.2=10.66kN/m)相比较要小得多,而用料规格和跨径相同,所以空心段梁体纵向方木的强度及刚度满足要求。
(三)、横向承重梁方木的强度和刚度计算
1、实心段梁体横向承重梁方木的强度验算
0.9=47.97kN/m
实心段梁体横向承重梁支点间距为0.45m,取lq=0.45m
47.97×
0.452=1.214kN.m
0.45=10.79kN
122=240cm3,b=10cm,h=12cm
W=1.214×
(240×
103)=5.06Mpa<[σ]=13.0Mpa(木材的容许弯拉强度值)
实心段梁体横向承重梁正应力满足要求。
122=180cm3,I=1/12bh3=1/12×
123=1440cm4,b=10cm,h=12cm
τ=(10.79×
180×
(1440×
10)=1.349Mpa<[τ]=2.0Mpa(木材的容许剪应力值)
实心段梁体横向承重梁方木的剪应力满足要求。
2、实心段梁体横向承重梁方木的刚度验算
103Mpa,I=1440cm4,q=47.97kN/m,l=0.45m
4504)÷
1440×
104)=0.18mm<[L/400]=1.12mm
实心段梁体横向承重梁方木的刚度满足要求。
3、空心段梁体横向承重梁方木的强度验算
P=19.5kN/m2,q=19.5×
0.9=17.55kN/m
横向承重梁方木支点间距为0.9m,取lq=0.9m
17.55×
0.92=1.777kN.m
0.9=7.898kN
W=1.777×
103)=7.4Mpa<[σ]=13.0Mpa(木材的容许弯拉强度值)
所以空心段梁体横向承重梁方木的正应力满足要求。
τ=(7.898×
10)=0.987Mpa<[τ]=2.0Mpa(木材的容许剪应力值)
所以空心段梁体横向承重梁方木的剪应力满足要求。
4、空心段梁体横向承重梁方木的刚度验算
103Mpa,I=1440cm4,q=17.55kN/m,l=0.9m
104)=1.04mm<[L/400]=2.25mm
所以空心段梁体横向承重梁方木的刚度满足要求。
(四)、立杆强度验算
1、实心段梁体支架立杆的强度验算
实心段支架立杆(φ48×
3.0)的纵向间距为0.9m,横向间距为0.45m。
由于大横杆步距为1.2m,长细比为:
λ=ι/
I=1200/15.95=75.23;
查表可得φ=0.681(纵向弯曲系数)
[
N
]=φA[σ]=0.681×
424×
215=62080N=62kN
实际最大荷载P=53.3kN/m2
实际单根立杆受力N=P×
A=53.3×
0.45×
0.9=21.59
kN
考虑支架自重每增加10m高度,单根立杆增加1kN的力,按支架最大高度40m分析Nmax=21.59
+(40-10)/10=25kN
可见单根立杆受力Nmax25kN小于计算所得容许力[
]62kN,同时也小于《计算手册》之规定的φ48×
3.0大横杆步距为1.2m布设方式单根立杆容许力[
]29.2kN的强制要求。
所以实心段梁体支架立杆的抗压强度满足要求。
2、空心段梁体支架立杆的强度验算
空心段支架立杆(φ48×
3.0)的纵向间距为0.9m,横向间距为0.9m。
实际最大荷载P=19.5kN/m2
实际单根立杆受力:
N=P×
A=19.5×
0.9×
0.9=15.8kN,较实心段支架立杆N=21.59小,而其他情况一样,所以空心段梁体支架立杆的抗压强度满足要求。
(五)、地基承载力验算
1、总体地基承载力验算
桥跨下地表土质较为复杂,有天然裸露基岩、含水量较大的水稻田等多种情况,天然裸露基岩地基容许承载力较高满足施工要求。
含水量较大的水稻田土质为粘土或亚粘土,施工时按基地采用换填和盲沟排水处理,再用路基施工的方法分层碾压回填2~3m的石渣,表面用级配碎石细料填缝并找平20cm,基础处理其目的是为了形成一层有效的应力扩散传递的结构层。
地基碾压密实处理前原始地基承载力在80~100Kpa之间。
出于安全考虑不计处理后对原地基容许承载力的提高因素,处理后仍按80~100Kpa设计计算,即每平方米地基容许承载力为80~100KpakN/m2,而箱梁荷载(考虑各种施工荷载)最大为53.3kN/m2,从总体上来说完全满足施工要求。
2、局部地基承载力验算
条石基础下支撑面的局部地基容许承载力按最高支架40m的情况计算:
σmax=Nmax÷
A=25×
103÷
(220×
600)=0.189Mpa=189Kpa
按基础处理方式相当于中密碎石土,查表得[σ]=500~800Kpa,σmax小于[σ],说明条石基础下支撑面的局部地基承载力足够,局部地基承载力满足施工要求。