橋面運(yùn)梁驗(yàn)算.doc

國(guó)道112高速30合同橋面炮車(chē)運(yùn)梁驗(yàn)算說(shuō)明書(shū)一、工程概況本工程永定河泛區(qū)特大橋2，起訖樁號(hào)為K81+722.127(右K81+721.224)K83+890.65，全長(zhǎng)2168.52m,共有樁基800根、承臺(tái)158個(gè)、墩柱466根、肋板8塊、蓋梁臺(tái)帽158片、25m預(yù)制小箱梁672片、40m預(yù)制小箱梁144片、現(xiàn)澆梁?jiǎn)畏?聯(lián)22跨等。全橋混凝土總方量約為15萬(wàn)m，工程總造價(jià)2.479億元。半幅橋布置6片箱梁，4片中梁，2片邊梁。全幅總計(jì)布置12片。全橋梁體的分布情況如下：81-89號(hào)墩之間，為25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計(jì)96片。89-97號(hào)墩之間，為40m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計(jì)72片。97-121號(hào)墩之間，為25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計(jì)288片。121-127號(hào)墩之間，為40m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計(jì)72片。127-137號(hào)墩之間，為25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計(jì)120片。137-141號(hào)墩之間，為左右幅8跨總計(jì)2聯(lián)普通混凝土現(xiàn)澆箱梁。141-145號(hào)墩之間，為斜交12525m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計(jì)48片。145-148號(hào)墩之間，為左右幅6跨總計(jì)2聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁。148-152號(hào)墩之間，為左右幅8跨總計(jì)2聯(lián)普通混凝土現(xiàn)澆箱梁。152-162號(hào)墩之間，為25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計(jì)120片。根據(jù)本工程的總體施工安排，大預(yù)制場(chǎng)垂直橋梁走向居中布置于121-122號(hào)墩40m小箱梁左幅，在橋梁主線左幅118-122之間，又增加布置10個(gè)25m小箱梁的預(yù)制臺(tái)座，其中121-122號(hào)墩之間靠道路中線一側(cè)布置2個(gè)，此處其他地方用作大預(yù)制場(chǎng)梁體周轉(zhuǎn)的存梁場(chǎng)，剩下8個(gè)臺(tái)座布置于118-121號(hào)墩之間。118-110號(hào)墩之間，作為梁體的存放場(chǎng)地。存梁場(chǎng)和小預(yù)制場(chǎng)共用2臺(tái)沿橋梁走向布置的25m跨徑凈高21m額重100噸的門(mén)式起重機(jī)。同時(shí)110-108號(hào)墩之間左幅的12片25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，用此2臺(tái)門(mén)式起重機(jī)直接安裝，作為架橋機(jī)的拼裝平臺(tái)。然后用架橋機(jī)安裝108-109號(hào)墩右幅。從107-108號(hào)墩開(kāi)始，全幅往小樁號(hào)安裝25m小箱梁。到96-97號(hào)墩之間40m小箱梁時(shí)，單幅往小樁號(hào)安裝40m小箱梁。至88-89號(hào)墩之間，再全幅安裝25m小箱梁。到起點(diǎn)墩位81號(hào)墩后調(diào)頭架橋機(jī)，安裝89-97號(hào)墩之間40m小箱梁。架橋機(jī)移動(dòng)到109-110號(hào)墩,開(kāi)始安裝109-121號(hào)墩之間右幅的25m小箱梁及121-123號(hào)墩之間右幅的40m小箱梁。從123-124號(hào)墩之間，開(kāi)始全幅安裝40m小箱梁，一直到127號(hào)墩為止。從此以后，一直到162號(hào)墩全幅安裝25m小箱梁。最后再調(diào)轉(zhuǎn)架橋機(jī)到122-123號(hào)墩的左幅，安裝此處6片40m小箱梁。對(duì)于110-122號(hào)墩之間作存梁區(qū)及小預(yù)制場(chǎng)的25m、40m小箱梁，全部采用2臺(tái)跨徑25m凈高21m額重100噸的門(mén)式起重機(jī)進(jìn)行安裝。由此可以看出，在梁體安裝的過(guò)程當(dāng)中，共有如下六種工況需要進(jìn)行承載驗(yàn)算。工況一：25m小箱梁上行走運(yùn)移25m小箱梁的炮車(chē)；工況二：25m小箱梁上行走運(yùn)移40m小箱梁的炮車(chē)；工況三：40m小箱梁上行走運(yùn)移25m小箱梁的炮車(chē)；工況四：40m小箱梁上行走運(yùn)移40m小箱梁的炮車(chē)；工況五：普通鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁上行走運(yùn)移25m小箱梁的炮車(chē)；工況六：預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁上行走運(yùn)移25m小箱梁的炮車(chē)。二、各種參數(shù)的選取1、梁體荷載的選取根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，考慮施工的實(shí)際情況，各種型號(hào)的梁體的自重統(tǒng)計(jì)如下表所示：型號(hào)規(guī)格砼方量（m）設(shè)計(jì)重量（kN）驗(yàn)算重量（kN）25m正交邊跨中梁26.12 679.12 800.00 25m正交邊跨邊梁28.75 747.50 800.00 25m正交中跨中梁25.90 673.40 800.00 25m正交中跨邊梁28.40 738.40 800.00 25m斜交邊跨中梁26.12 679.12 800.00 25m斜交邊跨邊梁28.71 746.46 800.00 25m斜交中跨中梁25.90 673.40 800.00 25m斜交中跨邊梁28.40 738.40 800.00 40m正交邊跨中梁62.04 1613.04 1700.00 40m正交邊跨邊梁64.51 1677.26 1700.00 40m正交中跨中梁59.69 1551.94 1700.00 40m正交中跨邊梁60.25 1566.50 1700.00 所以結(jié)合施工的實(shí)際情況，偏安全地將驗(yàn)算梁體荷載分別選取為：25m小箱梁為800kN，40m小箱梁為1700kN。2、承重梁計(jì)算跨徑的選取已知運(yùn)梁炮車(chē)在橋面上運(yùn)移時(shí)，一般情況上橋面系還未全部施工，承重梁體與其他梁體之間簡(jiǎn)單地將縱向濕接縫鋼筋及橫隔板的主筋搭接。橫向濕接縫處面板上的鋼筋搭接后，再在其上鋪設(shè)1.5cm厚的鋼板。所以，此種情況下的承重梁體都可以偏安全地模擬成簡(jiǎn)支狀態(tài)，邊跨一端支撐在橡膠支座上，一端支撐在臨時(shí)支座上；中跨兩端全部支撐在臨時(shí)支座上，得到各種規(guī)格承重梁體的計(jì)算跨徑如下：型號(hào)規(guī)格計(jì)算跨徑（m）型號(hào)規(guī)格計(jì)算跨徑（m）25m正交邊跨中梁24.1225m斜交中跨中梁24.0025m正交邊跨邊梁25m斜交中跨邊梁25m正交中跨中梁24.0040m正交邊跨中梁390425m正交中跨邊梁40m正交邊跨邊梁25m斜交邊跨中梁24.1240m正交中跨中梁390025m斜交邊跨邊梁40m正交中跨邊梁3、運(yùn)梁炮車(chē)的選取根據(jù)上述各梁體的自重情況，本工程選取額重1800kN的ZTQJ-DL-07-00炮車(chē)。動(dòng)力支撐炮車(chē)自重為23.53kN，助力支撐炮車(chē)自重為20kN?？v向輪距分別為1.375m+2.695m，1.375m+1.755m，橫向輪距都為2.0m，輪胎總寬為2.56m。整個(gè)炮車(chē)，動(dòng)力支撐部分為3個(gè)軸，助力支撐部分為3個(gè)軸，總計(jì)6個(gè)軸，每軸4個(gè)輪胎，總計(jì)24個(gè)輪胎。三、橋面炮車(chē)運(yùn)梁驗(yàn)算分析上述六種工況可以看出，為了減少驗(yàn)算的工作量，可以只驗(yàn)算最不利工況的工況二、工況四、工況五及工況六，具體的驗(yàn)算如下：1、工況二25m小箱梁上行走運(yùn)移40m小箱梁時(shí)，最不利荷載的作用工況為行走至跨中的時(shí)候。根據(jù)炮車(chē)輪距可知，一臺(tái)炮車(chē)行走在兩片承重梁上的腹板內(nèi)側(cè)，如下圖所示：則得到每軸單端輪胎對(duì)承重梁的作用力為：圖1、工況二運(yùn)梁示意圖P=G/12+Qmax/6=1700/12+23.53/6=146kN式中：P輪胎對(duì)承重梁的作用力，kN；G梁體自重，此處為40m小箱梁的自重，kN；Qmax炮車(chē)最大支撐的重量，主要選動(dòng)力支撐的重量，kN。輪胎的著地面積為：0.60.2。則得到輪胎對(duì)承重梁頂板的壓應(yīng)力為：146kN/（0.6m0.2m）=1.22Mpa。小于C50混凝土強(qiáng)度50Mpa。最不利荷載工況下跨中彎矩為：如圖所示，得到最不利荷載的跨中彎矩為：2230.16kNm。而根據(jù)設(shè)計(jì)給出的25m中跨小箱梁的設(shè)計(jì)跨中彎矩為：2836kNm。能滿(mǎn)足安全要求。考慮炮車(chē)碾壓在承重梁體腹板的外側(cè)，則需驗(yàn)算梁體的橫向穩(wěn)定性。已知臨時(shí)支座距承重梁體的形心位置為0.25m，炮車(chē)單側(cè)輪胎碾壓位置的中心距臨時(shí)支座的距離為0.451m。所以得到承重梁相對(duì)于臨時(shí)支座的抵抗彎矩為：M=GL=8000.25=200 kNm。炮車(chē)單側(cè)輪胎作用在承重梁上對(duì)臨時(shí)支座的彎矩為：M=RL=14630.451=198 kNm。小于抵抗彎矩，再將橋面梁板的縱向濕接縫的鋼筋及橫隔板的主筋進(jìn)行連接，總體穩(wěn)定性更加安全可靠。2、工況四圖2、工況四運(yùn)梁示意圖同工況二，得到40m承重梁上運(yùn)移40m小箱梁時(shí)每軸單端輪胎對(duì)承重梁的作用力為：146kN（如圖2所示）。輪胎對(duì)梁體頂板的壓應(yīng)力也同工況二。而最不利荷載的跨中彎矩如下圖所示：如圖所示，得到最不利荷載的跨中彎矩為：3957.33kNm。而根據(jù)設(shè)計(jì)給出的40m中跨小箱梁的設(shè)計(jì)跨中彎矩為：4721kNm。能滿(mǎn)足安全要求。同工況二再驗(yàn)算梁體的橫向穩(wěn)定性。已知臨時(shí)支座距承重梁體的形心位置為0.25m，炮車(chē)單側(cè)輪胎碾壓位置的中心距臨時(shí)支座的距離為0.451m。所以得到承重梁相對(duì)于臨時(shí)支座的抵抗彎矩為：M=GL=17000.25=425 kNm。炮車(chē)單側(cè)輪胎作用在承重梁上對(duì)臨時(shí)支座的彎矩為：M=RL=14630.451=198 kNm。小于抵抗彎矩，能滿(mǎn)足安全要求。3、工況五工況五的最不利狀態(tài)是當(dāng)運(yùn)移25m小箱梁的炮車(chē)作用在最大跨徑普通現(xiàn)澆混凝土的跨中（如圖3所示）。已知最大跨徑為18.5+l(1/tan1-1/tan2)=18.5+10.625(1/tan60-1/tan70)=20.767m。每軸單端輪胎對(duì)承重梁的作用力為：P=G/12+Qmax/6=800/12+23.53/6=71kN式中：P輪胎對(duì)承重梁的作用力，kN；G梁體自重，此處為25m小箱梁的自重，kN；Qmax炮車(chē)最大支撐的重量，主要選動(dòng)力支撐的重量，kN。輪胎的著地面積為：0.60.2。則得到輪胎對(duì)承重梁頂板的壓應(yīng)力為：71kN/（0.6m0.2m）=0.59Mpa。小于C50混凝土強(qiáng)度50Mpa。圖3、工況五運(yùn)梁示意圖得到炮車(chē)單側(cè)最不利荷載的跨中彎矩如下圖所示：如圖所示，得到最不利荷載的跨中彎矩為：958.402=1916.8kNm。而根據(jù)設(shè)計(jì)給出的跨徑為18.5m的現(xiàn)澆箱梁的設(shè)計(jì)跨中彎矩為：3168kNm。能滿(mǎn)足安全要求。因?yàn)榇颂庍\(yùn)移梁都是單幅居中行駛，所以不需要驗(yàn)算抗傾覆的情況。4、工況六工況六的最不利荷載工作狀態(tài)是當(dāng)運(yùn)梁炮車(chē)行駛到最大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆段的跨中時(shí)（如圖4所示）。已知最大跨徑為58m。因此炮車(chē)的動(dòng)力支撐及助力支撐全部作用到該跨徑內(nèi)。則對(duì)于動(dòng)力支撐每軸單端輪胎對(duì)承重梁的作用力同工況五，對(duì)于助力支撐每軸單端輪胎對(duì)承重梁的作用力如下所示：P=G/12+Q/6=800/12+20/6=70kN式中：P輪胎對(duì)承重梁的作用力，kN；G梁體自重，此處為25m小箱梁的自重，kN；Q助力支撐的重量，kN。輪胎的著地面積為：0.60.2。則得到輪胎對(duì)承重梁頂板的壓應(yīng)力為：70kN/（0.6m0.2m）=0.58Mpa。小于C50混凝土強(qiáng)度50Mpa。圖4、工況六運(yùn)梁示意圖得到炮車(chē)單側(cè)最不利荷載的跨中彎矩如下圖所示：如圖所示，得到最不利荷載的跨中彎矩為：3660.672=7321.34kNm。而根據(jù)設(shè)計(jì)給出跨徑為58m現(xiàn)澆箱梁的設(shè)計(jì)跨中彎矩為：10234kNm。能滿(mǎn)足安全要求。因?yàn)榇颂庍\(yùn)移梁都是單幅居中行駛，所以不需要驗(yàn)算抗傾覆的情況。四、結(jié)論綜上所述，全