贝雷架的检算单层与双层.docx

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贝雷架的检算单层与双层

附件1:

32m简支箱梁现浇单层支架系统力学检算

现浇32m梁检算时检算时根据通桥(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

双排单层W=7157.1cm3,I=500994.4cm4

桁片容许内力:

单排单层[M]=788.2KN·m,[Q]=245.2KN

双排单层[M]=1576.4KN·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×(0.58+0.62)=30KN/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3个双排单层

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=30+(0.75+1.5+4+2)×2=46.5KN/m,考虑1.3倍安全系数q=46.5×1.3=60.45KN/m。

Mmax=qL2/8=60.45×162/8=1934.4KN·M

σmax=Mmax/W=1934.4/(7157.1×3)×103=90MPa<[σ]=273MPa

贝雷梁6片(3个双排单层)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=30+0.75×2=31.5KN/m,考虑1.3倍安全系数:

q=31.5×1.3=40.96KN/m

fmax=5ql4/384EI=5×40.96×164/(384×2.1×500994.4)×103=33.2mm

(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=25×2.06=51.5KN/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,6个单排单层

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=51.5+(0.25+1.5+4+2)×2=67KN/m,考虑1.3倍安全系数q=67×1.3=87.1KN/m。

Mmax=qL2/8=87.1×162/8=2787.2KN·M

σmax=Mmax/W=2787.2/(3578.5×6)×103=129.8MPa<[σ]=273MPa满足。

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=51.5+0.25×2=60KN/m,考虑1.3倍安全系数:

q=60×1.3=78KN/m

fmax=5ql4/384EI=5×78×164/(384×2.1×250497.2×6)×103=21.1mm

(三)翼板部分

(1)模板:

q1=0.25Kpa

(2)混凝土:

q2=25×0.82=20.5KN/m(2.7m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=20.5+(0.25+1.5+4+2)×2=36KN/m,考虑1.3倍安全系数q=36×1.3=46.8KN/m。

Mmax=qL2/8=46.8×162/8=1497.6KN·M

σmax=Mmax/W=1497.6/(3578.5×3)×103=139.5MPa>[σ]=273MPa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=20.5+0.75×2=22KN/m,考虑1.3倍安全系数:

q=22×1.3=28.6KN/m

fmax=5ql4/384EI=5×28.6×164/(384×2.1×250497.2×3)×103=15.5mm

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。

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