0#块计算书Word文档格式.docx
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托架设计中的组焊结构,应制定合理的加工工艺,减少其焊接变形和焊接应力。
预埋件、桁梁结点等主要受力部件,必须保证焊接质量,焊后应仔细检查,焊接完毕后,清除焊渣。
3.托架牛腿预埋
牛腿为组焊件,分为上牛腿和下牛腿,每片桁梁设2个牛腿,上牛腿1个,下牛腿1个。
牛腿均位于同一水平面。
由于牛腿为主要受力构件,除加工时要求严格按设计执行外,预埋定位前,还应再次检查各牛腿的焊接质量,合格后方可投入使用。
牛腿预埋件结构为:
水平杆(2根[16槽钢)加斜向钢筋(6φ20二级钢筋)并与墩身主筋焊接,£16mm预埋板上焊接£16mm抗剪钢板。
抗剪钢板的焊接是此托盘施工的关键,亦是受力集中区,采用坡口单面焊接,焊高不的小于15mm,单个钢板有效焊缝不小于45cm。
4.托架组装
托架总体施工顺序为:
先安装预埋部分,然后焊接连接板,再连接桁梁。
焊接时,注意采取合理工艺,保证连接板不因焊接而变形。
4片桁梁后,检查4片桁梁顶面高程,保证基本在一个水平面内,连接桁梁横联,完成托架主桁的安装。
托架各部件均采用Q235钢材,组焊结构。
三.0#块托架的结构计算
1.材料选择
竹胶合板厚:
18mm,抗弯强度:
15Mpa,弹性模量:
5200Mpa;
木楞宽:
100mm,高:
150mm
抗弯强度:
15Mpa,抗剪强度:
1.3Mpa,弹性模量:
9000Mpa;
[25槽钢、I20工字钢。
2.荷载计算
1、箱梁混凝土容重25KN/m3。
2、模板自重
外模重量55KN,内模重量30KN,底模竹胶板重量10KN。
3、木楞、型钢的重量由计算程序自动考虑,自重系数1.2。
4、施工荷载按2.5KN/㎡计算。
5、混凝土振捣荷载按1KN/㎡计算。
3.受力计算
3.1、底模(竹胶板)检算
由下图可以看出位于箱梁腹板底部的底模板(竹胶板)和木楞的受力情况为最不利受力状态,需进行检算。
底模检算时按三跨连续梁检算,梁宽取1.0m。
恒荷载标准值qk1=5.6×
25×
1.0=140(kN/m)
恒荷载设计值q1=1.2×
140=168(kN/m)
活荷载标准值qk2=2.5×
1.0+1×
1.0=3.5(kN/m)
活荷载设计值q2=1.4×
3.5=4.9(kN/m)
荷载设计值q=168+4.9=172.9(kN/m)
弯矩:
M=ql\2=172.9×
0.1×
0.018÷
2=0.16KN·
m
挠度:
挠度允许值
,故挠度满足要求。
3.2、底模木楞检算
⑴q1计算(如图1所示,外侧第二根2#方木为受力最大方木):
木楞恒荷载标准值qk1=5.6×
0.2=28(kN/m)
木楞恒荷载设计值q1’=1.2×
28=33.6(kN/m)
木楞活荷载标准值qk2=2.5×
0.2+1×
0.2=0.7(kN/m)
木楞活荷载设计值q2’=1.4×
0.7=0.98(kN/m)
木楞荷载设计值q1=33.6+0.98=34.6(kN/m)
木楞按受均布荷载作用的多跨连续梁模型计算。
弯矩MMax=ql\2=34.6×
0.5×
0.15÷
2=0.87(KN·
m)
弯曲正应力:
剪力:
QMax=34.6×
0.5÷
2=8.65KN
剪应力
挠度
支反力R1=21.4KN
方木编号
I20a编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
6.8
2.4
19.6
16.6
5.8
3.3、横向分配梁I20工字钢检算
受力及计算如下图:
分析计算以上模型得:
-------------------------------------------------------------------
[基本信息]
左支座自由右支座自由
跨号跨长(m)截面名称
11.916热轧普通工字钢(GB706-88):
xh=I20b(型号)xh=I20
22.725热轧普通工字钢(GB706-88):
32.725热轧普通工字钢(GB706-88):
41.916热轧普通工字钢(GB706-88):
[计算结果]
跨号:
1
左中右
上部弯矩(kN-m):
0.000011.208645.2276
下部弯矩(kN-m):
0.00000.00000.0000
剪力(kN):
-11.7000-11.7000-74.3000
2
45.22760.81050.0000
0.00005.66252.3665
75.906116.3061-10.8939
3
0.00001.440545.2276
2.36654.64450.0000
7.7563-15.8437-75.4437
4
45.227611.20860.0000
74.300011.700011.7000
[容许安全系数]
侧向稳定性安全系数:
1.00000
抗弯强度安全系数:
抗剪强度安全系数:
[最小安全系数]
跨号侧向稳定抗弯强度抗剪强度安全状态
11.0661.2822.559安全
21.0391.3232.505安全
31.0071.2822.521安全
41.0991.3222.559安全
[各跨截面几何特性]
跨号面积惯性矩Ix抵抗矩WxA抵抗矩WxB回转半径ix惯性矩Iy抵抗矩WyA抵抗矩WyB回转半径iy面积矩Sxγx1γx2
(cm2)(cm4)(cm3)(cm3)(cm)(cm4)(cm3)(cm3)(cm)(cm3)
139.582500.00250.00250.007.96169.00141.00141.002.06147.901.051.05
239.582500.00250.00250.007.96169.00141.00141.002.06147.901.051.05
339.582500.00250.00250.007.96169.00141.00141.002.06147.901.051.05
439.582500.00250.00250.007.96169.00141.00141.002.06147.901.051.05
注:
WxA—截面上部对x轴的抵抗矩;
WxB—截面下部对x轴的抵抗矩。
WyA—截面左侧对y轴的抵抗矩。
WyB—截面右侧对y轴的抵抗矩。
γx1—截面上部的塑性发展系数。
γx2—截面下部的塑性发展系数。
[各跨材料特性]
跨号抗拉强度抗压强度抗弯强度抗剪强度屈服强度弹性模量
(N/mm2)(N/mm2)(N/mm2)(N/mm2)(N/mm2)(N/mm2)
1215.00215.00215.00125.00235.00206000
2215.00215.00215.00125.00235.00206000
3215.00215.00215.00125.00235.00206000
4215.00215.00215.00125.00235.00206000
横向分配梁满足受力要求。
3.4、主构件检算
如下图所示,主构件部分取一桁片进行分析:
1、浇筑0#块载荷
1.1砼载荷
悬臂长度1.5m,其中悬臂端截面积17.12m2,悬臂根部截面积19.06m2,按照台体体积公式计算得体积V=27.12m3,钢筋砼密度取2.6t/m3,有G1=27.12*2.6*9.8=691.02KN
1.2侧模重量G2=(5.266/1.8)*1.6*9.8=45.9KN
1.3底模系统按照5吨考虑,G3=5*9.8=49KN
1.4人员机具载荷F=1.5KPa*1.5*12.2=27.45KN
1.5静载荷分项系数取1.2,动载荷分项系数取1.4,有沿线路方向每延米载荷集度:
Q=[(691.02+45.9+49)*1.2+27.45*1.4]/1.5=654.4KN/m
设置4片托架,考虑不均匀系数,按照3片平均承受载荷计算单片载荷集度
Q=654.4/3=218.1KN/m
载荷作用范围为沿轴线砼投影均匀分布。
2、0#块载荷卸除,浇筑1#块载荷
2.11#块单面砼体积46m3,G1=1172.08KN
2.2侧模重量G2=(5.266/1.8)*4*9.8=114.68KN
2.3底模重量按照8吨考虑,G3=8*9.8=78.4KN
2.4人员机具载荷F=1.5*3*12.2=54.9KN
2.5浇筑1#块时,0#块底部木排架拆除,0#块砼载荷不作用在托架上。
静载荷分项系数取1.2,动载荷分项系数取1.4,按照所有载荷沿轴线均匀分布考虑。
考虑到托架不均匀系数,按照3片平均承受载荷计算。
沿线路方向每片托架每延米载荷集度
Q=[(1172.08+114.68+78.4)*1.2+54.9*1.4]/3/3=190.56KN/m
3、浇筑边跨直线段载荷
边跨直线段投影悬臂长5.7m。
3.1砼载荷:
砼悬臂端头截面积9.74m2,直到距端头3.2m处为同面积截面,从距端头3.2m至距端头5.7m为均匀变化截面,5.7m处截面积为11.72m2。
有V=31.17+26.79=57.96m3
G1=57.96*2.6*9.8=1476.8KN
3.2模板载荷。
采用高强覆膜竹胶板,钢管架、方木组合加固。
载荷取20吨。
G2=20*9.8=196KN
3.3人员机具载荷:
G3=1.5*12.2*5.7=104.31KN
3.4静载荷分项系数取1.2,动载荷分项系数取1.4,按照所有载荷沿轴线均匀分布考虑。
Q=[(1476.8+196)*1.2+104.31*1.4]/5.7/3=125.93KN/m
图3-4
左支座固定右支座自由
12.100热轧普通槽钢(GB707-88)组合梁:
xh=[25(型号)xh=[25d=174
126.35970.000026.0952
0.000071.69770.0000
295.925793.1260-161.6737
11.6161.6971.855安全
197.0215200.00950.00950.0012.5223202.821325.881325.8815.46553.801.051.05
主构件满足受力要求。
3.5、螺栓检算
主构件螺栓连接强检算(按螺栓受剪承力检算)
3.6、牛腿焊缝检算
1)牛腿A、B抗剪计算
焊缝高15mm,长450mm×
2,单面坡口贴角焊缝,手工焊,二级,E43焊条
查规范GB50017-2003,角焊缝设计抗剪强度ffw=160MPa
由以上3.4计算知牛腿A为最不利部位,其受剪力为Q=295.9kN,弯矩M=126.4kN-M
入下图示1处为最不利点,
弯曲正应力σ1=M/W=126.4*106*3/0.7*15*4502*2=89.2MPa
剪应力ζ1=Q/A=295.9*103/0.7*15*450*2=31.3MPa
安全系数为:
160/94.5=1.7
为提高牛腿的抗弯性能,在牛腿抗剪钢板焊接安装就位后,在其外侧上部各加焊一个加劲板与预埋钢板焊接。
单面坡口贴角焊缝,焊缝高度12mm,焊缝长度单个不小于
100毫米,保证安全达到两倍以上.
通过以上验算本托架能够满足使用要求.