桥宽95m现浇箱梁模板支架计算书1文档格式.docx
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3.2.3钢管支墩上采用2XI36b型钢做分配梁。
3.3贝雷梁设计
3.3.1箱梁跨长取30m,主跨贝雷梁设计最大计算跨度为10.5m,贝雷梁6组,间距1.8m,双排单层、非加强、321型贝雷梁,共12片。
3.3.2贝雷梁上设10cm×
10cm方木横向分配梁,间距75cm。
3.3.3贝雷梁支墩两端悬空部分采用钢管支架加固。
3.4构件特性
3.4.1模板力学性能
E=0.1×
105MPa
I=bh3/12=100×
1.53/12=14.40cm4
W=bh2/6=100×
1.52/6=24.0cm3
A=b×
h=100×
1.2=120cm2
3.4.2100×
100mm方木
[σw]=13MPa
E=1×
104MPa
W=10×
102/6=166.7cm3
I=10×
103/12=833.3cm4
3.4.3贝雷片(国产、非加强、单层)
E=2.1×
105N/mm2
[Q]=245.2KN
[M]=788.2KN·
m
I=250497.2cm4
W=3578.5cm3
3.4.436b工字钢
[σ]=215MPa
I=16530cm4
W=919cm3
3.4.5直径426mm×
8mm钢管柱
A=105.06cm2
Ix=22952.91cm4
W=107.760cm3
ix=14.781cm
4荷载分析及组合
4.1荷载分析
(1)箱梁自重
每米箱梁混凝土重=断面面积×
容重=5.6㎡×
1m×
26kN/m³
=145.6kN。
(2)模板自重
模板体系荷载按规范取值1.5kN每平方米,箱梁底面宽度4.5m,则每米模板重量为1.5kN×
4.5m=6.75kN,即6.75kN/m。
(3)施工人员及机具及振捣时所产生的荷载
根据规范要求,取每平米8.5kN(设备及人工荷载:
2.5Kn/m2;
混凝土浇筑冲击荷载、混凝土振捣荷载均为2.0KN/m2),箱梁底面宽度为4.5m,则每米产生的荷载为6.5kN×
4.5m=38.25kN,即38.25kN/m。
(4)贝雷架重量
贝雷架为标准构件,国产、非加强型,自重350kg/片
3.5×
12/3=14kN/m
4.2荷载组合
永久荷载:
(1)+
(2)+(4)
可变荷载:
(3)
荷载组合=[
(1)+
(2)+(4)]×
1.2+(3)×
1.4
[
(1)+
(2)+(4)]=145.6+6.75+14=166.35>38.25×
2.8=107.1,取永久荷载分项系数为1.35.。
q=(145.6+6.75+14)×
1.35+38.25×
1.4=278.12kN/m
荷载通过100×
100mm、间距为750mm的横向分配方木转化为集中荷载。
R=278.12×
0.75=208.59kN
5各构件受力分析及计算
5.1模板
底模采用12㎜竹胶板,取1m宽度进行计算,即b=1000。
底模板为受弯结构,可以看作多跨等跨连续梁,按照三等跨均布荷载作用连续梁计算。
5.1.1腹板模板(下部方木间距为20cm)检算
q强=【1.2×
(1.5×
26+0.12)+1.4×
(4.0+2.0+2.5)】×
1=58.844kN/m
q刚=1.2×
26+0.12)×
1=46.944kN/m
(1)强度
Mmax=0.101ql2=0.101×
58.844×
0.22=0.238kN·
σ=M/W=0.238×
1000/(24×
10-6)=9.917MPa<[σ0]=90MPa,满足要求。
(2)挠度
f=0.677ql4/100EI=0.677×
46.944×
0.24/(100×
0.1×
105×
14.40×
10-8)=0.353mm<L/400=200/400=0.5mm,满足要求。
5.1.2底板模板检算(下部方木间距为30cm)
底板下混凝土重:
(0.25+0.25)×
26=13kN/㎡
(13+0.15)+1.4×
(4+2.0+2.5)】×
1=27.68kN/m
(13+0.15)×
1=15.78kN/m
27.68×
0.32=0.252kN·
σ=M/W=0.252×
1000/(54×
10-6)=10.50MPa<[σ0]=90MPa,满足要求。
15.78×
0.34/(100×
28.13×
10-8)=0.601mm<
L/400=300/400=0.75mm,满足要求。
5.2纵向方木受力计算
纵向方木为100×
100mm,横向间距:
腹板下为20cm,底板下为30cm,搁置在间距为750mm的分配方木上。
截面地抗矩:
W=bh2/6=0.1×
0.12/6=1.67×
10-4m3
截面惯性矩:
I=bh3/12=0.1×
0.13/12=8.3×
10-6m4
5.2.1腹板下方木承载力计算
荷载组合:
(1.8×
26+0.15)+1.4×
0.2=13.648kN/m
26+0.15)×
0.2=11.268kN/m
强度:
13.648×
0.452=0.276kN·
σ=M/W=0.286×
10/1.67=1.71MPa<[σ0]=10MPa,满足要求。
挠度:
105MpaI=bh3/12=100×
100×
1003/12=8.33×
106mm4
11.268×
106×
3004/(100×
8.33×
106)=0.08mm<L/400=300/400=0.75mm,刚度满足要求。
5.2.2底板下方木承载力计算
由于底板线荷载均小于腹板线荷载,因此底板的抗弯强度及刚度也满足要求,不再计算。
5.3100×
图3现浇箱梁横断面区域划分
100mm、间距为750mm的横向分配方木受力简图如下:
图4100×
100mm方木受力图
根据不同断面面积,混凝土箱梁横断面上重力分配如下:
SG1=1.306㎡
SG2=3.152㎡
SG3=1.204㎡
S=1.306+3.152+1.204=5.662㎡
根据面积比例分配受力
RG1=1.306/5.662×
208.59/2=24.06kN
RG2=3.152/5.662×
208.59/2=58.06kN
q1=58.06/1.721=33.74kN/m
RG3=1.204/5.662×
208.59=44.36kN
q2=44.36/2.526=17.56kN/m
100mm方木,其容许应力、弹性模量分别取值为:
[σw]=13Mpa,E=1×
104Mpa。
10×
10cm方木的截面特性为:
102/6=(166.7)cm3,I=10×
103/12=(833.3)cm4
方木承受最大弯矩为Mmax=0.125ql2=0.125*33.74*1.721*1.721=12.49KN·
m,则:
σw=12.49×
106/(166.7×
104)=7.5Mpa<[σw]=11MPa,满足要求。
12.49×
9004/(100×
1010×
833.3×
105)=0.67mm<L/400=900/400=2.25mm,刚度满足要求。
根据支架方案,在两侧的翼板下增加立杆,间距900mm,可显著提高该部位的方木受力特性。
5.4贝雷梁
105N/mm2,[Q]=245.2kN,[M]=788.2kN·
m,I=250497.2cm4,W=3578.5cm3。
以9.5m宽箱梁为计算断面,共布置12片贝雷片,按(2.25+10.5+4.5+10.5+2.25)计算。
q=12.56/0.3=41.89kN/m,贝雷梁所受弯矩、剪力如下图所示:
图5贝雷梁弯矩图
图6贝雷梁剪力图
M=492.9<[M]=788.2(kN·
m)
Q=219.61(KN)<[Q]=245.2(kN)
强度满足要求。
贝雷架挠度验算:
相邻支架最大跨度计算,取10.50m进行验算:
允许挠度[f]=L/4=10500/400=26.25mm
弹性挠度:
f=5ql4/384EI=5×
41.89×
105004/(384×
2.1×
250500×
104)=12.603mm
销间挠度:
n=12.0/3.0=4,f=0.05(n2)=0.05×
(42)=8.0mm
腹杆引起的挠度:
=(tg45°
+ctg45°
)×
1.5/10.5×
21.50=3.601mm
则:
f=12.603+8.0+3.603=24.204<[f]=26.25mm。
刚度满足要求。
5.5采用midas进行结构受力计算,双拼36b工字钢受力分析如下:
100mm×
100mm方木下为贝雷梁,贝雷梁简化为简支结构分析。
贝雷架上的均布荷载q=100×
100mm方木对贝雷架的集中荷载÷
0.75m
双拼36b工字钢支反力R=q×
(2.25+10.5+2.25)÷
2
计算贝雷架所受均布荷载及36b工字钢支反力见下表:
36b工字钢支反力计算表
节点编号
荷载类型
FZ(KN)
q(KN/m)
R(KN)
恒载
-0.73034
-1.78231
-11.1394
3
10.72487
26.17276
163.5797
4
8.226629
20.0765
125.4781
5
17.15986
41.87836
261.7397
6
13.32087
32.50762
203.1726
7
8.268312
20.17471
126.0919
8
9
10
11
12
13
双拼36b工字钢做分配梁,426×
8mm钢管支撑,受力分析图如下:
图7双拼36b工字钢受力分析图
图836b工字钢弯矩图
图936b工字钢剪力图
图1036b工字钢变形图
36b工字钢,[σ]=2×
215=430mpa,I=2×
16530cm4,E=2.1×
105Mpa,W=2×
919cm3
由图11可知,工字钢的最大弯矩Mmax=101kN·
m则:
σw=Mmax/W=98.5×
103/(2×
919)=53.59<[σ]=430MPa
Qmax=221KN<[σ]=430mpa,满足要求
双拼工字钢截面可简化为箱型截面,由图10可以看出,工字钢最大挠度为2.69mm<2700/400=6.75mm,满足要求。
5.6钢柱计算
钢管支柱顶端承受的压力为550.38kN。
支架钢柱采用直径426mm,t=8mm的钢立柱,其中钢立柱的截面特性为:
A=105.06cm2,I=22952.91cm4,W=1487.89cm3,i=14.781cm
受压构件强度:
σ=N/An=[550.38/(105.06×
10-4)]×
10-3=52.387MPa<215MPa(Q235钢)
受压构件长细比验算:
L/i=18m/0.14781=121.78<[150](最高墩约18m)
受压构件局部稳定性:
外径/壁厚=426/8=53.25<100(235/fy)=100
结论:
钢立柱的应力和稳定性均满足要求。
5.7基础承载力验算
a、钢管下端与混凝土预制块接触处设550×
550×
10mm钢板,混凝土预制块厚度为40cm,强度等级定为C30,轴向抗压强度设计值为14.3MPa,抗拉强度设计值为1.43Mpa。
钢管支柱顶端承受的最大压力为550.38kN,单根钢管重18m×
82.468kg/m/1000×
9.8=14.55KN。
σ=F/A=(550.38+14.55)×
103/(600×
600)=1.868MPa<11MPa,满足要求。
地基处理采用600㎜厚碎石,压实度93%,经过试验,地基承载力不小于200Kpa。
取[σ]=200kpa。
基础支撑面积为2.0×
2.0m,A=4.0㎡,钢筋混凝土基础板自重=2.0×
2.0×
0.4×
25=40.0KN,不考虑刚性角。
σ=F/A=(550.38+14.55+40.0)/(2.0*2.0)=151.233kPa<[σ]=200kPa
b、水中钢管桩基础:
用60t振动锤插打至不动及地质勘探图进入持力层双控。
钢管桩插打深度如下表
桥跨
施工插打深度(m)
ZL26-ZL29
24
ZL11-ZL12
20
ZR10-ZR11
16
ZR26-ZR28
ZL10-ZL11
ZR12-ZR13
A5-A8
B0-B2
E28-E29
D4-D6
H11-H13
E13-E15
17
基础满足要求
6结论
通过计算,该支架满足安全要求。