1、现浇连续梁盘扣支架门洞支架验算报告 XX城际铁路X标 (48+80+48)连续梁支架验 算 报 告XXXXXXX设计研究有限公司二一八年 X月 XX城际铁路六标 (48+80+48)连续梁支架验 算 报 告编制人:复核人:审核人:XXXXXXXX设计研究有限公司二一八年 X月1、编制依据(1)、施工图设计文件(2)、铁路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)(3)、钢结构设计规范(GB 50017-2017)(4)、钢结构设计手册(第三版)(5)、建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程JGJ231-2010(6)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2012)(7)、混凝土结构设计
2、规范(GB 50010-2010)(8)、建筑桩基技术规范(JGJ 94-2008)(9)、建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)(10)、钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)(11)、普通碳素结构钢技术条件(GB700-88)(12)、桥梁支架安全施工手册2、项目概况方案概述转体连续梁采用满堂盘扣支架现浇施工。施工方法如下:原地表压实处理,换填30cm厚8%灰土层,浇筑20cm厚C25混凝土硬化,在混凝土硬化上搭设满堂盘扣支架。支架安装完成后进行预压。预压完成后,根据预压成果及设计预拱度,计算立模标高,调整模板。安装钢筋、预应力管道。安装外侧模。按设计分段要求进行
3、箱梁混凝土分段浇筑施工。立杆:横桥向:间距全部为31.2m +30.6m+0.9m+21.2m+0.9m+30.6m+31.2m。纵桥向:从梁远端为起点:分别为1.2m,0.9m,0.6m。步距:均为1.5m。底模:采用20mm竹胶板。次龙骨采用100mm*150mm方木方木横桥向20cm间隔布置主龙骨采用单根(14工字钢),横桥方向布置。翼板:主龙骨采用单根(14工字钢),纵桥向布置。次龙骨横向布置,采用100mm*100mm方木,间距30cm。边跨现浇段支架横桥向步距:1.2m+1.5m+1.2m+3*0.6m+1.5m+0.9m+1.5m+3*0.6m+1.2m+1.5m+1.2m边跨现
4、浇段支架纵桥向步距:3*0.9m+3*1.5m3、材料特性根据钢结构设计规范要求,Q345钢材抗拉强度设计值=310Mpa、抗剪强度设计值=180Mpa;Q235钢材抗拉强度设计值=215Mpa、抗剪强度设计值=125Mpa。 4、荷载计算4.1 施工各项荷载计算(1)钢筋混凝土自重:26kN/m(2)模板及次龙骨取:1.5 kN/m2(3)施工人员及设备荷载取:4 kN/m2(4)振捣荷载:2.0 kN/m24.2 结构特性1.盘扣支架特性主 架:Q345B,=300 N/mm2,E =2.06105 N/mm2横 斜 杆: Q235,=200N/mm2,E =2.06105 N/mm2图2
5、-1盘扣支架截面图2.盘扣支架尺寸主 架:60.2mm t:3.2mm 横 杆:48.2mm t:2.5mm 斜 杆:48.2mm t:2.75mm材料特性一览表材料名称材质截面尺寸(mm)壁厚(mm)强度fm(N/mm2)弹性模量E(N/mm2)惯性矩I(mm4)抵抗矩W(mm3)回转半径i(mm)立杆Q345B60.23.23002.061052.311057.710320.10水平杆Q235B48.22.52002.061059.281043.861031.61竖向斜杆Q23548.22.752002.061059.281043.861031.61竹胶板2013顺纹60006666676
6、6667I14Q235B2002.06105方木1001001390008333333.3240000方木100150139000281250002400004.3设计工况及荷载组合4.3.1 分项系数本项目盘扣支架计算按照基本组合,各荷载组合系数取值如下:(1)结构自重,分项系数1.2;(2)施工人员机具荷载、风荷载、振捣荷载,分项系数1.4;4.3.2 荷载组合(1)强度荷载组合1.2混凝土自重1.2支架与模板系统自重1.4(施工人员及机具+振捣混凝土荷载+风荷载)。(2)刚度荷载组合1.0混凝土自重1.0支架与模板系统自重1.0风荷载。4.3.3 箱梁荷载计算混凝土箱梁荷载表控制截面区域
7、面积(m2)容重(KN/m3)截面荷载荷载(KN/m2)B-B翼缘1.2326.00 32.06腹板1.8 47.80 顶底板4.9 126.854D-D翼缘1.2332.06腹板4.2 108.95 顶底板5.7 147.446E-E翼缘1.2332.06 腹板5.8 150.86 顶底板6.2 161.7983、风荷载计算:根据建筑施工承插型盘扣件钢管支架安全技术规程(JGJ 231-2010)第4.2.2条规定,作用在脚手架及模板支撑架上的水平风荷载标准值按下式计算:式中:为风荷载标准值(KN/m2);为风压高度变化系数,按现行国家标准建筑结构荷载规范(GB 50009-2012)采用;
8、为风荷载体型系数,取0.8;为基本风压,按现行国家标准建筑结构荷载规范(GB 50009-2012)采用。按建筑结构荷载规范(GB 50009-2012)第8.2.1条规定地面粗糙度为B类,查阅表8.2.1条可以得到风压高度变化系数为1.39。河北地区50年一遇基本风压根据建筑结构荷载规范(GB 50009-2012)附录E可以得到为0.5KN/m2,所以风荷载标准值为:4.2 荷载组合表2 荷载组合系数表荷 载 工 况分 项 系 数自 重 (ST)1.2现 浇 箱 梁 湿 重(ST)1.2施工人员、施工材料及运输堆放荷载(ST)1.4振捣混凝土产生的荷载(ST)1.4风荷载1.45、 模型建
9、立依据委托方提供的支架设计图纸和地质等参数,进行结构建模计算。5.1 建立模型结构采用大型结构有限元计算分析软件Midas civil 进行整体空间受力分析,计算模型均采用梁单元进行模拟. 5.2 模型说明为了真实模拟支架受力情况,构件之间的空间位置按照真实情况模拟,构件之间的连接采用弹性连接之中的刚性连接,以保证结构整体受力的一致性。5.3 支架计算结果5.3.1支架刚度结果在考虑分项系数的荷载组合作用下,盘扣支架的Z向位移如下所示: 支架盘扣Z向位移图支架I14工字钢Z向位移支架盘扣Y向位移图支架I14工字钢Y向位移由以上结果可知,支架结构最大竖向位移为5.413mm,最大横向位移为7.5
10、1mm。I14工钢相对位移为1.61mm,则有容许位移L/400=1200/400=3mm,所以I14工钢Z方向位移也满足规范要求。5.3.2支架强度分析考虑分项系数的荷载组合作用,支架各构件组合应力如下:盘扣支架应力图支架I14工字钢应力图 支架竖杆应力图 由上图可知:支架各构件最大组合应力表编号构件类型材料拉应力(兆帕)压应力(兆帕)容许应力(兆帕)冗余度1盘扣支架竖杆Q34558-234.130021.9%2盘扣支架横杆Q23558-32.521573%3I14工字钢Q23552.1-67.221568.7%考虑分项系数的荷载组合作用,支架各构件剪应力如下:盘扣支架竖杆剪力图盘扣支架横杆
11、剪力图盘扣支架I14工字钢剪力图由上图可知:各构件最大剪应力表编号构件类型材料最大剪应力(兆帕)最小剪应力(兆帕)容许剪应力(兆帕)冗余度1盘扣支架竖杆Q3459.76-4.5218094.6%2盘扣支架横杆Q2350.11-0.1112599.9%3I14工字钢Q23557.8-58.212553.4%通过对支架结构进行强度分析结果可知,在组合荷载作用下,结构组合应力及剪应力均满足规范要求。5.3.3支架稳定分析对支架结构进行屈曲分析,定义自重荷载常量,其他全部结构荷载为变量,得到其临界稳定系数,从而判断其整体稳定性。支架屈曲分析设置本计算报告取一阶的模态进行判定,结果图形如下:支架第一阶模
12、态由上图及模型分析可知支架稳定系数10.2,大于规范规定的失稳系数45的限值,故支架稳定性方面满足规范要求。5.4局部受力分析1.立杆稳定性计算不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式:其中:N立杆的轴心压力设计值,N=48736N 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.55。i计算立杆的截面回转半径(cm);i=2.01A立杆净截面面积(mm2);A=571=48736/(0.55571) =155.2N/mm2300N/mm2稳定性满足要求。考虑风荷载时立杆的稳定性计算公式:其中:Mw计算立杆段由风荷载设计值的弯矩(KNm),可按建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程公式5.4
13、.2计算。Mw=0.9MWk=(0.91.4wkLah2)/10=187790Nmm。f钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值,f =300N/mm2轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.55。W立杆截面模量(7700mm3)A-立杆截面积(571mm2)=155.2+24.4=179.6300N/mm2稳定性满足要求。5.5方木和竹胶板验算(1)竹胶板验算最不利截面在A-A截面腹板处,梁高6.635m,竹胶板20mm厚计算,因腹板位置10cm15cm方木间距200mm,所以竹胶板最大跨度为100mm。竹胶板去1000mm板宽计算:截面抗弯模量:W=1/6bh2=1/61000202=66666.7mm3截面惯性矩:I=1/12bh3=1/121000203=666666.7mm4按照最不利位置腹板处计算作用于20mm竹胶板的最大荷载:a、钢筋及砼自重取26kN/m36.635m(梁高)=172.5kN/m2b、施工人员及设备荷载取4kN/m2c、振捣荷载取2kN/m2荷载组合:恒荷载分项系数取1.2,活荷载分项系数取1.4。取1m宽的板为计算单元。 则q1 =(a+b+c
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