连续梁0号段支架检算Word格式文档下载.docx
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其中在DK916+739.101到DK917+260.651处跨越同升路和规划中的长沙绕城高速立交桥,在施工过程中采用连续梁跨越,孔跨布置为:
60+4*100+60(m),施工时采用挂篮施工,以下为施工过程中0号段及尾端的支架方案验算。
连续梁0#段支架现浇验算
支架是0#节段灌注过程中主要受力结构,0#节段支架设置在悬灌主墩两侧,支架施工在承台上进行,无需地基处理,直接搭设,在墩身上预埋16厚的钢板用于钢管桩施工时进行加固。
支架采用内径529mm,壁厚8mm的钢管及工字钢组成,具体布置见附图。
支架的底模上采用刚度较强的组合钢模。
一、0#段支架检算
1、计算依据
《0#段现浇施工支架拼装图》
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
《钢结构设计及工程应用》
《路桥施工计算手册》周水兴等编著,人民交通出版社。
2、计算过程中用到的各种力学参数
Q235钢:
E=2.1×
105GPa、[
]=170Mpa、[
]=100MPa、f=215MPa
16Mn钢:
E=2.1×
]=210Mpa、[
]=175MPa
单层贝雷片:
I=250497.2cm4,A=50.94cm2,
W=3578.5cm3[M]=788.2kN.m,[Q]=245.2kN,
贝雷片自重:
305/3=102kg/m=1.02kN/m;
双排单层贝雷片:
I=500994.4cm4,A=101.88cm2,
W=7157cm3[M]=1576.4kN.m,[Q]=490.4kN;
三排单层贝雷片:
I=751491.6cm4,A=152.82cm2,
W=10735.5cm3,[M]=2364.6kN.m,[Q]=735.6kN;
I20a工字钢I=2370cm4,A=35.578cm2,W=237cm3,
q=27.929kg/m,S=138cm3
I32a工字钢I=11100cm4,A=67.156cm2,W=692cm3,
q=52.717kg/m,S=404cm3
3、施工荷载计算
由于0#段在浇注施工过程中中间4m主要依据桥墩支撑,则在解算过程中钢管桩受力只针对外侧悬臂5m段进行分析。
在浇筑过程中混凝土超灌系数取1.05,动载系数取1.1。
翼板:
1.23×
2×
25×
1.1×
1.05=71.033kN/m
底板:
5.91×
1.05=170.651kN/m
顶板:
2.49×
1.05=71.899kN/m
侧板:
7.88×
1.05=455.07kN/m
0#段钢筋总量为49.9吨,均分为:
35.64kN/m
综上所述:
悬臂5m段梁段总重402.15吨
内模模板重为:
5.046/4=1.262kN/m
底模模板重为:
2.333/4=0.583kN/m
外模模板重为:
12.13/4=3.033kN/m
4、贝雷片计算
4.1腹板处三排贝雷片
⑴贝雷片自重q1=3.05kN/m;
⑵施工人员荷载q2=2.4×
1=2.4kN/m;
⑶振捣荷载q3=2.0×
2.4=4.8kN/m;
⑷模板支架荷载(在腹板处)
q4=(1.262+3.033+0.583)/2=2.439kN/m;
⑸腹板处荷载总和为:
q5=227.535+71.899/2+170.651/2+71.033/4=366.568KN/m
⑹分配型钢(20号工字钢间距0.5m)1m按3根计算。
q6=2.95×
0.2793×
3+2.55×
3=4.608kN/m
贝雷片所受荷载q=q1+q2+q3+q4+q5=1.4×
(2.4+4.8)+1.2×
(3.05+2.439+366.568+4.608)=462.078kN/m
贝雷梁检算时按简支梁外加悬臂受均布荷载进行简化计算:
f=0.677ql4/(100EI)=0.677×
462.078×
3.185
/(100×
2.1×
10
×
751491.6×
)=0mm<
[f]=L/400=3.185/400=7.963mm
Mmax=406.962kN·
m<
[M]=2364.6kN.m
满足强度及刚度要求。
4.2翼缘板距箱梁中心5.5m处两排贝雷片
⑴贝雷片自重q1=2.033kN/m
⑵施工人员荷载q2=1×
2.4=2.4kN/m
2=4.8kN/m
⑷模板支架荷载(在翼板处)
q4=3.033/2=1.517kN/m;
⑸翼缘板处荷载总和为:
q5=71.033/2=35.517KN/m
q6=3.05×
3=2.556kN/m
(2.033+1.517+35.517+2.556)=60.028kN/m
60.028×
500994.4×
Mmax=52.868kN·
[M]=2364.6kN.m,
4.3底板下箱心梁中心处两排贝雷片
⑴贝雷片自重q1=203.3kg/m=2.033kN/m
⑷模板支架荷载(在底板处)
q4=1.262+1.517=1.845kN/m;
⑸底板处荷载总和为:
q5=170.651+71.899=242.55KN/m
(2.033+1.845+242.55+2.556)=308.861kN/m
308.861×
Mmax=272.021kN·
5、分配梁计算(工20a)
由于箱梁结构断面上,腹板位置截面尺寸厚度相对梁高和梁长均较小,因此可视为板结构,由于该板结构放置方式为立放,因此计算结构时视为集中荷载,因次布置钢管桩时钢管桩首先基本与腹板中心重合,因此腹板混凝土荷载基本直接通过钢管桩传至基础,因而对分配量产生的弯矩、剪力以及挠度均很小,因此进行检算时按4跨连续梁受均布荷载进行检算。
分配梁检算过程中所考虑的荷载:
⑴施工人员荷载q1=2.5×
1=2.5kN/m
⑵振捣荷载q2=2.0×
2=4kN/m
⑶模板荷载(在底板处)
q3=1.262+1.517=1.845kN/m
⑷梁体自重
q4=5.91×
1.05/4=33.461kN/m
q5=2.49×
1.05/4=14.10kN/m
⑸分配型钢自重:
q6=27.9kg/m=0.279kN/m
工字钢所受荷载q=q1+q2+q3+q4+q5+q6=
(2.5+4)×
1.4+1.2×
(1.845+33.461+14.10+0.279)=68.72kN/m,由于实际荷载小于上述所算荷载:
按四跨等跨连续梁集中荷载均布荷载检算:
计算模型
弯矩图
剪力图
弯矩(KN·
m)
剪切力(KN)
Y向位移(mm)
63.99
123.053
2
查建筑施工手册得该四跨连续梁最大弯矩系数为0.107,最大剪力系数为0.607,最大挠度系数为0.632,因此:
,
6、钢管立柱顶横梁(工32a)计算
由于钢管桩立柱中心与贝雷梁中心线重合,因此从上往下传递的集中荷载对横梁不产生弯曲,直接通过钢管桩传至基础,该梁只受压力。
由于腹板处砼数量较多,荷载较大,因此腹板下钢管桩承受荷载最大,经分析梁体砼、模板支架、分配量、贝雷梁按最大荷载计算选用1000KN。
则有:
满足要求。
7、砂箱强度计算
砂箱在施工过程中轴向受力为:
1000KN,且因为砂箱为圆形,在受力时只对底板产生抗剪和对侧板产生抗拉作用,计算过程如下:
(1)砂箱底面钢板抗剪受力为:
,满足要求
(2)砂箱侧面钢板抗拉受力为:
,满足要求。
8、钢管立柱强度及稳定性验算计算
选用Φ530×
8钢管桩,截面特性如下:
A=π(R
-r
)=3.14×
(26.5
-25.7
)=131.126cm2
I=π(D
-d
)/64=3.14×
(53
-51.4
)/64=44695.46cm4
i=(I/A)
=(44695.46/131.126)
=18.5cm
钢钢管桩长l=12m(标高未定,暂时按12m考虑)
λ=l/i=1200/18.5=64.86<
[λ]=150
查表得:
当λ=64时φ=0.867,当λ=65时φ=0.863,有直线内插法计算得φ=0.864
令σmax=1000/(Aφ)=88.267Mpa<[σ]=170Mpa,则
[N]=[σ]×
(Aφ)=170×
131.126×
0.864×
10-1=1926KN
即每根钢管桩承受的最大轴向压力为1926kN
N=1000kN<
[N]=1926kN,强度及稳定性均满足要求。
连续梁现浇段支架验算
支架是连续梁现浇段灌注过程中主要受力结构,现浇段支架设置在悬灌尾墩靠近主墩一侧,支架施工时在承台上设置一排钢管桩,无需地基处理;
在距7.05m处设一排钢管桩用于支架现浇支撑,基础采用8米长的钻孔桩素桩。
二、尾端现浇段支架检算
《连续梁现浇段施工支架拼装图》
由于现浇段在浇注施工过程梁端主要依据桥墩支撑,则在解算过程中钢管桩受力只针对外侧7.95m段进行分析。
(5.3×
0.6×
2.5+5.5*0.4*5.45)*25/7.95*
1.1*1.05=72.424kN/m
2.5+5.5×
0.4×
5.45)*25/7.95
*1.1*1.05=72.424kN/m
(0.7*4.878*2.5+0.6*4.878*5.45)*2*25/7.95
*1.1*1.05=177.881kN/m
现浇段钢筋总量为23.137吨,均分为:
23.73kN/m
悬臂7.95m段梁段总重331.9吨
由于实际受力为两跨变截面连续梁的内力计算,简化为单跨简支梁受均布荷载作用,计算安全系数将更大,假设满足要求。
q5=177.881/2+72.424/2+72.424/2+71.033/4=179.123KN/m
⑹分配型钢(20号工字钢间距0.6m)1m按3根计算。
贝雷片所受荷载q=q1+q2+q3+q4+q5+q6=1.4×
(3.05+2.439+179.123+4.608)=237.144kN/m
贝雷梁检算时按简支梁受均布荷载进行简化计算:
237.144×
6.55
)=0.002mm<
[f]=L/400=6.55/400=16mm
Mmax=ql2/8=1271.759kN·
)=0.001mm<
Mmax=ql2/8=321.919kN·
q5=72.424+72.424=144.848KN/m
(2.033+1.845+144.848+2.556)=191.618kN/m
191.618×
Mmax=ql2/8=1027.611kN·
q4=72.424/5.3=13.665kN/m
q5=72.424/5.3=13.665kN/m
(1.845+13.665*2+0.279)=44.445kN/m
由于实际荷载小于上述所算荷载,按四跨等跨连续梁集中荷载均布荷载检算:
41.386
79.585
4.056
由于腹板处砼数量较多,荷载较大,因此腹板下钢管桩承受荷载最大,经分析梁体砼、模板支架、分配量、贝雷梁按最大荷载计算选用830KN。
830KN,且因为砂箱为圆形,在受力时只对底板产生抗剪和对侧板产生抗拉作用,计算过程如下:
令σmax=830/(Aφ)=73.262Mpa<[σ]=170Mpa,则
N=830kN<
9、础承载力计算
采用桩径为1.0m,桩长为8m的素混凝土桩位桩基础,根据该桥施工图,该桥位区经过基础承台施工后的地面以下4m范围后为泥质粉砂岩结构,土质为粘性,地基承载力达到300kpa,查表得其极限摩阻力35-75kpa,为了保险起见,取f=35kpa,地基承载力选取150KPa。
当l=8.0m时,由公式
计算桩基承载力为
因此地基满足强度要求。