钢管桩及贝雷片架空支架计算书.docx
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钢管桩及贝雷片架空支架计算书.docx
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钢管桩及贝雷片架空支架计算书
支架设计计算
1、支架构造
1.1、满堂式支架形式
满堂式钢管支架钢管外径4.8cm,壁厚0.35cm。
支架顺桥向纵
向间距0.8m,横桥向横向间距腹板底为0.4m,中部空心地点为
0.975m,其他为0.8m,纵横水平杆竖向间距1.2m。
无盖梁的桥
墩部分需加密钢管支架。
在顶托上沿线路方向安置2根D48壁厚
的钢管,在钢管上横向间距30cm安置10×10cm的方木横
梁。
1.2、钢管高支架形式
现浇箱梁高支架由Ф630mm,壁厚10mm钢管桩,I56a工字钢横
梁及贝雷片纵梁构成。
每一跨单幅部署24根钢管桩,墩身竣工后
进行Ф
630mm钢管桩施打,钢管桩与钢管桩之间用
[16a
槽钢焊接连
接系,用
I56a
工字钢作横梁、贝雷片作纵梁,
在贝雷片纵梁上铺
设间距为50cm的I10工字钢横梁,而后再纵向铺设间距为30cm的10
×10mm木枋。
2、计算依照
1、《路桥施工计算手册》;
2、《钢构造设计规范》;
3、《公路桥涵施工规范》;
4、《金九大桥施工组织设计》;
5、国家部委拟订的其他规定、规程、规范。
3、支架受力计算
工况一、选用2m高箱梁进行验算(满堂支架)
箱梁腹板为箱梁最大集中荷载处,以此作为自重验算。
以下列图。
竖向荷载
永远荷载(分项系数取
1.2):
①模板及连结件的自重力
800N/m2
②可变荷载(分项系数取1.4):
③施工荷载
1000N/m2
④混凝土倾倒荷载
2000N/m2
⑤振捣荷载
2000N/m2
共计
5800N/m
2
现浇箱梁梁段空心断面
现浇箱梁梁段空心断面(简化)
CBCBC
A
现浇箱梁梁端荷载分区断面
A
现浇箱梁横断面钢管支架地点表示图
箱梁各部位荷载简化表
起点
终点
序号
部位
部位
起点砼厚
荷载大小
累加其他
终点砼厚
荷载大
累加其他
荷载
小
荷载
度(cm)
(KN/m2)
度(cm)
(KN/m2)
(KN/m2)
(KN/m2)
1
B区
腹板地点
200
53
200
53
2A区翼板地点2004520045
3C区空心地点2828
现浇箱梁横断面荷载表示图
依据上表利用空间有限元软件MIDASCIVIL2006依据实质现浇支架搭设成立现浇梁段的模形,模形取梁段端最重地点进行模拟。
建模成效图如下:
按最梁端最大荷载支架的受力加载。
腹板处:
每区格面积为0.4×
每根立杆蒙受的荷载为0.32m×
梁体空心处:
每区格面积为0.8×
每根立杆蒙受的荷载为0.78m2×14.1KPa=11KN
立杆蒙受荷载取最大值即:
用midascivil2006有限元软件计算得最大支反力为,
与计算结果邻近
用φ48×钢管,A=489mm2
钢管的展转半径为:
i=(D2d2)/4=(482412)
(1)、立杆计算强度计算:
立柱的受压应力为:
σ
<[σ]=205N/mm2
按稳固性计算支柱的受压应力:
计算杆件为竖杆,计算长度1.2米,按两端铰接考虑,杆件的长度系数取μ=1
长细比λ=μ
查表得:
折减系数φ
σ=F/A=18.8KN/489mm2=38.5N/mm2<φ[σ]=0.754×受力知足要求
计算钢管最大应力值为,小于钢材的设计应力值170Mpa,知足要求。
钢管支架产生的弹性变型最大值为,知足施工要求。
(2)、面板计算
1)、计算简图
底模面板取
12mm厚度(资料种类取
A-3
类),木枋间距
,
面板按四跨连续梁计算,以下图,取
宽面板验算,混凝土
的压力
q=49000N/m
2)、强度验算
跨度/板厚=300/12=25<100,属小挠度连续板,查“荷载与构造静力计算表”,得
弯矩系数。
2
M=Kmql=0.071×49000×0.32=313N·.m
取1.2m宽板带计算,截面抵挡矩
bh2
/6=1.2×
2
-53
W=
/6=2.9×10m
面板的最大应力为:
σ×106N/m2<σw=12×106N/m2(A-3类木材)
知足要求
3)、挠度验算
松木的弹性模量E=9×109N/m2,I=1×0.0123/12=2.07×10-5
查“荷载与构造静力计算表”,得挠度系数Kf=0.632。
f=Kf(ql4×(49000×0.34)/[100×9×109××
10-7
知足要求
(3)、横向顶木枋计算
1)、计算简图
横向顶木枋是面板的支撑,间距,取0.3米宽度受力为一根顶木枋的受力,按三跨连续梁计算,其计算简
图以下图,荷载为:
q=58800×0.3=17640N/m
q=17640N/m
查“荷载与构造静力计算表”,得弯矩系数Km=-0.1。
因此弯矩为
×17640×0.42=282.2N·m
W=(bh2)/6=(0.1××10-4m3
I=(bh3)/12=(0.1×0.13)/12=8.33×10-6m4
纵向木枋最大曲折内力:
σ=M/W=282.2/(1.67×10-4)=1.69×106N/m2<σw=12×106N/m2(允许曲折应力)
知足要求
2)、挠度验算
查“荷载与构造静力计算表”,得跨中最大挠度系数Kf=0.677。
×(17640×0.44)/(100×9×109××
10-6)=0.05mm 知足要求 (4)纵向底钢管计算 1)、计算简图 纵向底梁是采纳双D48㎜厚3.5㎜厚钢管,横向木枋间距0.3米,跨度0.4米,横 向木枋间距较小传达下来的力可简化为均部荷载,纵向底钢管按三跨连续梁计算,其计 算简图以下图,荷载为: q=58800× q=11760N/m 2)、强度验算 查“荷载与构造静力计算表”,得弯矩系数Km=-0.1。 因此弯矩为 ×11760×0.82=752.6N? m W= R4 r4 =5079mm3 4R I= D4 d4 =1.21×105mm4 64 横向钢管最大曲折内力: σ×106N/m2<σw=170×106N/m2 知足要求 3)、挠度验算 查“荷载与构造静力计算表”,得跨中最大挠度系数Kf=0.677。 ×(11760×0.84)/(100××108kN/㎡× 54 ×10mm)=1.5mm 知足要求 工况二、现浇箱梁标准段高支架验算(右幅6#墩~10#墩)4x21为例进行计算 现浇箱梁梁段空心断面 现浇箱梁梁段空心断面(简化) CBCBC A 现浇箱梁梁端荷载分区断面 A 现浇箱梁横断面 现浇箱梁横断面钢管支架地点表示图 钢管高支架箱梁各部位荷载简化表 起点 终点 序号 部位 部位 起点砼厚 荷载大小 累加其他 终点砼厚 荷载大 累加其他 荷载 小 荷载 度(cm) (KN/m2) 度(cm) (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2) 1 B区 腹板地点 200 53 200 53 2 A区 翼板地点 200 45 200 45 3 C区 空心地点 28 28 依据荷载其受力以下列图所示 现浇箱梁横断面荷载表示图 现浇箱梁横断面钢管桩表示图 现浇箱梁横断面贝雷片地点表示图 受力争以下: 贝雷片具体参数如下: ****************************************8 资料: 16Mn,弦杆2[10a槽钢(C100×48×, 间距8cm),腹杆I8(h=80mm,b=50mm,tf=4.5mm, tw=6.5mm),贝雷片的连结为销接 方木采纳A3型。 采纳Civil2006计算程序计算。 1、方木、受力验算: 方木内力争 计算得方木内力为9.39Mpa<12Mpa,知足要求。 贝雷片内力争 由受力剖析得出贝雷片最大应力为: M=-173MPa。 2、56a工字钢受力计算 I56a弯矩图 此中中跨地点的I56a工字钢受力最大 由受力剖析得出I56a工字钢最大弯矩为: M=-178kN·m,位于第3个支点。 σ=M/W=17800/2340×10-6=76Mpa<σw=170Mpa 采用Civil2006计算程序计算如下图: I56a应力争 由图得σ=78.9Mpa强度知足要求 支架变型图 *************************************************************************** *************************************************************************** ***************************由图得支架最大变形为,知足要求。 3、钢管桩受力计算 钢管桩受竖向荷载图 计算得出钢管桩最大受力为。 依据现场施工要求,桩的最大自由长度为10m,为增强支架的整体稳固性,桩与桩之间设置两道[16a槽钢斜撑。 钢管桩斜撑应力争 计算得斜撑最大应力为43.7Mpa<[σ]=170Mpa,知足要求。 钢管桩拟打入土深度10m左右,以保证入岩深度。 依据地质资料,穿过的土层以下 图。 河床面 粉质粘土 粉砂岩 (1)、单桩轴向受压允许承载力: 用90KW振动锤施打管桩,按入土深度10m计算。 张口钢管桩的极限承载力为: QukQskQpkuqsiklipqpkAp u为桩周长3.14×0.63= qsik、qpk分别为桩的极限侧阻力标准值、桩的极限端阻力标准值 p为桩端土塞效应系数,关于敞口钢管桩,当hb/d5时,p; 当hb/d5时,pb/d hb为桩端进入持力层深度 d为钢管桩外径 Ap为桩底有效面积=××=m2依据地质资料得qsik分别为30kPa、45kPa;忽视qpk代入公式 Quk=×(4×30+6×45)=> (2)、按强度计算: N 772.2*103 2 2 A 19800 39N/mm 145N/mm 综上所述。 钢管桩承载力知足要求。
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