沙河1号连续梁0#块支架计算.docx
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沙河1号连续梁0#块支架计算.docx
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沙河1号连续梁0#块支架计算
目录
附件1:
0#块支架计算2
一、0#结构形式2
二、计算说明2
三、梁底荷载计算3
3.1、梁底模板计算3
3.2、方木计算4
3.3、桁架计算5
4.4、I25a横向工字钢计算8
4.5、I25a纵向工字钢计算10
4.6、I32a双拼横冠梁计算11
4.7、529螺旋管计算13
4.9、侧模计算14
4.9.1侧模模板计算15
3.3.2竖向方木计算16
3.3.4对拉筋检算17
附件2:
现浇段支架检算18
一、结构形式18
二、计算说明18
2.1主要参数18
三、荷载计算19
3.1、模板计算19
3.2、方木计算20
3.3、I10工字钢计算21
3.4、钢管支架检算22
3.5基础检算23
附件1:
0#块支架计算
一、0#结构形式
沙河1号特大桥连续梁采用钢管支架搭设。
梁底模板采用2cm的竹胶板,竹胶板下方布置10cm×10cm方木,中心间距20cm布置。
方木下方布置桁架,横向中心间距60cm。
桁架下方横向布置I25a的工字钢,中心间距60cm。
I25a工字钢下方在设置纵向中心间距(60cm~90cm),腹板下方为60cm,底板下方90cm。
纵桥向下方在设置32a工字钢双拼横向冠梁。
横冠梁下方设置4根直径529mm壁厚8mm的钢管。
二、计算说明
计算时关键考虑中间跨距最大的最不利情况进行检算。
结构计算依据为《钢结构设计手册》、《建筑施工手册》第四版Q235钢设计值[σ]=205MPa。
依据设计要求,0#快采用C55混凝土一次浇筑成型。
预应力采用3向预应力体系。
2.1主要参数:
恒载分项系数取1.2
活载分项系数取1.4
C55钢筋混凝土容重取26.5KN/m3。
竹胶板木模选120m×240m×2cm矩形模板,弹性模量E=5.0×103MPa,,静弯强度 [σ]=11MPa。
松木采用10cm×10cm,计算参数:
E=9000Mpa,[δ]=17Mpa,W=bh2/6=166.7cm3,I=bh3/12=833.3cm4。
12.6cm槽钢参数,E=2.06×105Mpa,[δ]=17Mpa,W=62.1cm3,I=391cm4。
A=15.7cm2,每延米重量12.4kg/m。
25a工字钢参数,W=402cm3,I=5020cm4。
截面面积A=48.5cm2,单位质量38.1kg/m。
32a工字钢参数,W=692cm3,I=11080cm4。
截面面积A=67cm2,单位质量52.7kg/m,S=400.5cm3,b=9.5mm
直径52.9cm,壁厚8mm的钢管参数,截面面积A=130.88cm2,单位质量102.8kg/m,W=,1680.55cm3,I=44459.54cm4
荷载组合:
(1)施工人员、材料及施工机具荷载:
计算模板时2.5KN/m2
(2)振捣混凝土时产生的荷载:
2.0KN/m2
(3)浇筑混凝土时产生的冲击荷载:
2.0KN/m2
三、梁底荷载计算
3.1、梁底模板计算
横向取腹板(宽度56.5cm)下方单位长度1m计算,按4跨连续梁计算。
A=1×0.02=0.02m2,W=bh2/6=1×0.022/6=6.67×10-5m3,I=bh3/12=1×0.023/12=6.67×10-7m4。
N=1.2×(1×4.0×26.5)×0.565+1.4×(2.5+2+2)×0.565=77KN/m。
荷载布置图如下:
1)应力计算
弯矩图如下
由机构力学求解器计算知Mmax=330N·m
σ=Mmax/w=330÷(6.67×10-5)=4.9Mpa<11Mpa
2)挠度计算
位移图如下
变形最大的为1、4单元,最大位移为0.40mm
Fmax=0.23mm<200/400=0.5mm,满足要求。
3.2、方木计算
松木采用10cm×10cm,计算参数:
E=9000Mpa,[δ]=17Mpa,W=bh2/6=1.67×10-4m3,I=bh3/12=8.33×10-6m4,A=0.01m2
N=1.2×(1×4.0×26.5)×0.2+1.4×(2.5+2+2)×0.2=27.26KN/m
荷载布置如下图:
1)应力计算
弯矩图如下:
由结构力学求解器计算最大弯矩Mmax=981N·m
σ=Mmax/w=981÷(1.67×10-4)=5.9Mpa<17Mpa
2)挠度计算
位移图如下:
由结构力学求解器计算知1、3单元变形最大为0.3mm
Fmax=0.3mm<600/400=1.5mm,满足要求。
3.3、桁架计算
12.6cm槽钢参数,E=2.06×1011Mpa,[δ]=215Mpa,W=62.1cm3,I=391cm4。
A=15.7cm2,单位重量12.4kg/m,S=36.4cm3。
N=1.2×(1×4.0×26.5)×0.6+1.4×(2.5+2+2)×0.6=81.78KN/m
荷载布置图如下:
1)应力计算:
弯矩图如下:
由结构力学求解器计算知最大弯矩Mmax=3077.65N·m
σ=Mmax/w=3077.65÷(62.1×10-6)=49.6Mpa<215Mpa
2)剪力计算:
剪力图如下:
由结构力学求解器计算知最大剪力Vmax=28182.7N
τ=VS/(bI)=(28182.7×36.4×10-6)÷(5.5×10-3×391×10-6)=47.7Mpa<125Mpa
3)挠度计算:
位移图如下:
由结构力学求解器计算知最大变形为0.09mm
Fmax=0.09mm<600/400=1.5mm,满足要求。
4.4、I25a横向工字钢计算
25a工字钢参数,W=402cm3,I=5020cm4。
截面面积A=48.5cm2,单位质量38.1kg/m。
S=230.7cm3,b=8mm
沿梁体横向取1m计算:
N=1.2×(1×4×26.5)×0.6+1.4×(2.5+2+2)×0.6=81.78KN/m
荷载布置如下图:
1)应力计算
弯矩图如下:
由结构力学求解器计算知Mmax=7211N·m
σ=Mmax/w=7211÷(402×10-6)=17.9Mpa<215Mpa
2)剪力计算:
剪力图如下:
由结构力学求解器计算知最大剪力Vmax=44813N
τ=VS/(bI)=(44813×230.7×10-6)÷(8×10-3×5020×10-8)=25.7Mpa<125Mp,满足要求。
3)挠度计算:
位移图如下:
由结构力学求解器计算知3单元变形最大为0.03mm
Fmax=0.03mm<900/400=2.25mm,满足要求。
4.5、I25a纵向工字钢计算
I25a纵向中心间距40-60cm布置,腹板截面高度最大,取腹板下方的工字钢作为计算模型(支架布置见附图)
N=1.2×(1×4×26.5)×0.4+1.4×(2.5+2+2)×0.4=54.52KN/m
荷载布置图如下:
1)应力计算:
弯矩图如下:
由结构力学求解器计算知跨中弯矩最大Mmax=32984.6N·m
σ=Mmax/w=32984.6÷(402×10-6)=82.1Mpa<215Mpa
2)剪力计算:
剪力图如下:
由结构力学求解器计算得知最大剪力Vmax=71012.3N
τ=VS/(bI)=(71012.3×230.7×10-6)÷(8×10-3×5020×10-8)=40.8Mpa<125Mpa,满足要求。
3)挠度计算
位移图如下:
由结构力学求解器计算知2单元3号节点变形最大为2mm
Fmax=2mm<1500/400=3.75mm。
满足要求。
4.6、I32a双拼横冠梁计算
32a工字钢参数,W=692cm3,I=11080cm4。
截面面积A=67cm2,单位质量52.7kg/m,S=400.5cm3,b=9.5mm
由结构力学求解器计算,上部结构传递发力为130984.3N
则I32工字钢荷载布置图如下:
1)应力计算:
弯矩图如下:
由结构力学求解器计算知跨中弯矩最大为Mmax=73793.65N
σ=Mmax/W=73793.65/(692×10-6)=106.6Mpa,则单根I32工字钢受力为106.6/2=53.3Mpa<215Mpa,满足要求。
2)剪力计算
剪力图如下:
由结构力学求解器计算知最大剪力为Vmax=225307.6N
τ=VS/(bI)=(225307.6×400.5×10-6)÷(9.5×10-3×11080×10-8)=85.7Mpa,则单根I32工字钢所受剪力为85.7/2=42.9Mpa<125Mpa,满足要求。
3)挠度计算
位移图如下:
由结构力学求解器计算跨中变形最大为0.6mm
Fmax=0.6mm<2400/400=6mm,满足要求。
4.7、529螺旋管计算
由结构力学求解器计算知上部传递反力351256.2N
螺旋管顶部所受最大轴力N=351256.2+1.2×19×102.8×9.8=374225.8N
1)强度计算
σ=N/A=374225.8/(130.942×10-4)=28.6Mpa<215Mpa
(1)稳定性计算
螺旋管长度19m,计算长度L0=19×2=40m
A=130.942cm2,i=18.422cm
λ=4000/18.422=217<230,用查表φ=0.16。
σ=N/φA=28.6/(0.16×130.942×10-4)=169.5Mpa<215Mpa
结构满足要求。
4.8、基础强度检算
混凝土表面受力355219.2N,螺旋管预埋法兰盘,面积219675mm2,C35混凝土轴心抗压强度设计值则基础受力fc=23.4N/mm2
P=355219.2N/219675mm2=1.62N/mm2<23.4N/mm2,
满足要求。
4.9、侧模计算
梁体侧模采用2cm厚的竹胶板,外侧采用10
10的方木竖向向布置,间距25cm。
外侧背肋采用双拼Φ48钢管。
对拉筋采用[σ]=300Mpa钢筋。
恒载分项系数取1.2,活载分项系数取1.4。
利用新浇混凝土对侧《建筑施工计算手册》第二版P400中计算公式:
模板的侧压力
(式3—1),
(式3—2)
式中
—为新浇混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2);
—为素混凝土的容重(kN/m3),取值26.5;
—为混凝土初凝时间(h),根据试验结果,取值为6;
—外加剂修正系数,取值1.2;
—混凝土入模坍落度修正系数,取值1.15;
—混凝土浇筑速度(m/h),取值0.5;
—混凝土浇筑高度,取值2.7m;
由式3—1得,
由式3—2得,
取最小值,得混凝土对侧模板的
振捣混凝土产生的荷载2kN/m2、混凝土冲击荷载2kN/m2、人机荷载取值1.5
4.9.1侧模模板计算
梁底模板采用木胶合板木模加方木,底板上所受荷载按单向板考虑,底板纵向取b=1m,厚度h=0.02m,方木间距为25cm。
W=1/6×b×h2=6.67×10-5m3,I=h×b3×12=0.02×
(1)3÷12=6.67×10-7m4
N=1.4×(34.13+2+2+1.5)=55.5KN/m
1)应力计算:
弯矩图如下:
由结构力学求解器计算知跨中弯矩最大为Mmax=371.65N
σ=Mmax/W=371.65/(6.67×10-5)=5.6Mpa<11Mpa,满足要求。
2)挠度计算
位移图如下:
由结构力学求解器计算跨中变形最大为1、4mm
Fmax=0.4mm<300/400=0.75mm,满足要求。
3.3.2竖向方木计算
松木密度440kg/m3,抗弯强度[σ]=17MPa,弹性模量E=10×103MPa。
W=bl2÷6=0.1×0.12÷6=1.67×10-4m3。
I=bl3÷12=0.1×0.13÷12=8.33×10-6m4,A=0.1×0.1=0.01m2按3孔连续梁建模。
侧模所受荷载为:
N=1.4×(34.13+2+2+1.5)×0.25=13.87KN/m
荷载图如下:
(1)弯矩图如下:
Mmax=780.2N·m
σ=Mmax/w=780.2÷(1.67×10-4)=4.7Mpa<17Mpa
(2)方木挠度图如下:
由结构力学求解器计算知最大变形发生在1、3单元
Fma=0.36mm<750/400=1.875mm,满足要求。
3.3.4对拉筋检算
对拉筋选用HPB235光圆钢筋,直径为16mm,由上部计算可知混凝土的最大侧压力为34.13KN/m2,对拉筋纵向间距0.6m则单根对拉筋所受的最大拉力为:
F=34.13×0.75×0.6=15.4KN
σ=F/A=15400÷(201×10-6)=76.6Mpa<235Mpa,有以上计算结构知选用直径16mm的圆钢作为对拉筋能满足要求。
通过以上计算可知,整个结构满足设计要求。
附件2:
现浇段支架检算
一、结构形式
梁体为单箱单室、变截面、变高度箱梁,梁体全长为161.1m,中跨中部10m梁段和边跨13.55梁段为等高梁端,梁高2.7m,中墩梁高为4m,边跨端块处腹板厚由腹板厚由40cm-60cm。
边跨端块处底板厚由30cm渐变至60cm。
桥梁布置3向预应力体系。
边跨现浇段长度为7.55m,边跨现浇段采用钢管支架施工。
边跨梁体底板采用2cm厚的竹胶板,竹胶板下方铺设10×10cm方木,中心间距20cm。
方木下方设置横向I10的工字钢,中心间距60cm。
I10下方布置Φ48,壁厚3.5mm的碗扣脚手架。
二、计算说明
计算时关键考虑中间跨距最大的最不利情况进行检算。
结构计算依据为《钢结构设计手册》、《建筑施工手册》第四版Q235钢设计值[σ]=205MPa。
依据设计要求,现浇段采用C55混凝土一次浇筑成型。
预应力采用3级预应力体系。
2.1主要参数
恒载分项系数取1.2
活载分项系数取1.4
C55钢筋混凝土容重取26.5KN/m3。
竹胶板木模选120m×240m×2cm矩形模板,弹性模量E=5.0×103MPa,,静弯强度 [σ]=11MPa。
松木采用10cm×10cm,计算参数:
E=9000Mpa,[δ]=17Mpa,W=bh2/6=166.7cm3,I=bh3/12=833.3cm4。
Φ48钢管参数i=1.578,截面面积4.893cm2
荷载组合:
(1)施工人员、材料及施工机具荷载:
计算模板时2.5KN/m2
(2)振捣混凝土时产生的荷载:
2.0KN/m2
(3)浇筑混凝土时产生的冲击荷载:
2.0KN/m2
三、荷载计算
3.1、模板计算
去腹板下方重量计算,沿纵向取单位长度1m,按4跨连续梁计算。
A=1×0.02=0.02m2,W=bh2/6=1×0.022/6=6.67×10-5m3,I=bh3/12=1×0.023/12=6.67×10-7m4。
N=1.2×(1×2.7×26.5)+1.4×(2.5+2+2)=94.96KN/m。
荷载布置图如下:
1)应力计算
弯矩图如下:
由机构力学求解器计算知Mmax=407N·m
σ=Mmax/w=407÷(6.67×10-5)=6.1Mpa<11Mpa
2)挠度计算
位移图如下
变形最大的为1、4单元,最大位移为0.3mm
Fmax=0.3mm<200/400=0.5mm,满足要求。
3.2、方木计算
松木采用10cm×10cm,计算参数:
E=9000Mpa,[δ]=17Mpa,W=bh2/6=1.67×10-4m3,I=bh3/12=8.33×10-6m4,A=0.01m2
N=1.2×(2.7×26.5)×0.2+1.4×(2.5+2+2)×0.2=19KN/m
荷载布置如下图:
1)应力计算
弯矩图如下:
由结构力学求解器计算最大弯矩Mmax=684N·m
σ=Mmax/w=684÷(1.67×10-4)=4.1Mpa<17Mpa
2)挠度计算
位移图如下:
由结构力学求解器计算知1、3单元变形最大为0.2mm
Fmax=0.2mm<600/400=1.5mm,满足要求。
3.3、I10工字钢计算
I10工字钢截面抵抗矩W=49cm3,截面惯性矩I=245cm4,截面面积A=14.345cm2,每米重量11.261Kg/m。
弹性模量E=2.06×105MPa。
N=1.2×(2.7×26.5)×0.6+1.4×(2.5+2+2)×0.6=57KN/m
荷载受力图如下:
1)强度计算:
弯矩图如下:
由结构力学求解器计算最大弯矩Mmax=2052KN·m
σ=Mmax/w=2052÷(49×10-6)=41.9Mpa<215Mpa,满足要求。
2)剪力图如下:
由结构力学求解器计算知最大剪力Vmax=20520N
τ=VS/(bI)=(20520×28.2×10-6)÷(4.5×10-3×245×10-8)=52.5Mpa<125Mpa,满足要求。
3)位移图如下:
由结构力学求解器计算知1、3单元变形最大。
Fmax=0.1mm<600/400=1.5mm,满足要求。
3.4、钢管支架检算
由结构力学求解器计算知钢管支架反力。
最大反力为N=37620N
1)立杆强度计算:
σ=N/A=37620/4.893×10-4=76.9Mpa<215Mpa
2)稳定性计算
满堂支架搭设高度12m,步距60cm,立杆伸出顶层水平杆a=30cm。
A=4.893cm2,i=1.578cm
=1.155×1.5×0.6=1.04m
查表得φ=0.793
σ=N/φA=37620/(0.793×4.893×10-4)=97Mpa<215Mpa
支架满足要求。
3.5基础检算
1)混凝土基础计算
混凝土表面受力16997.3N,钢管底托面积面积10000mm2,C20混凝土轴心抗压强度设计值则基础受力fc=13.4Mpa
P=37620N/10000mm2=3.76Mpa<13.4Mpa,
满足要求。
2)地基检算
地基基础采用C20混凝土浇筑,C20混凝土轴心抗压强度设计值则基础受力fc=23.4N/mm2,基坑采用碎石垫层夯实填筑,土层受力面积按45°刚性扩散角计算。
Gk=(12+48)×3.841×9.8=2258N,A=0.6×0.6=0.36m2
PK=(N+Gk)/A=(37.620+2.258)/0.36=110.8Kpa,考虑安全系数1.2,
110.8×1.2=121.8KPa,要求原地面地基承载力不得小于133KPa。
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