麓湖山2號(hào)大橋蓋梁支架計(jì)算書(shū)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、麓湖山2號(hào)大橋蓋梁支架方案計(jì)算書(shū) 第一節(jié)、支架概述大廣高速公路S25標(biāo)位于從化市良口鎮(zhèn)境內(nèi),全程路線穿越流溪河林場(chǎng),緊鄰黃龍帶水庫(kù);本合同段起點(diǎn)為K134+640,終點(diǎn)為K137+400,全長(zhǎng)2.76km,另外在K137+000附近預(yù)留黃龍帶互通(暫不實(shí)施)。本標(biāo)段主要工程量為:4座大橋(共計(jì)1777m,分別為本計(jì)算書(shū)僅為麓湖山2號(hào)大橋圓墩柱蓋梁梁式支架計(jì)算書(shū)。1、設(shè)計(jì)計(jì)算原則 (1)在滿足結(jié)構(gòu)受力情況下考慮撓度變形控制。(2)綜合考慮結(jié)構(gòu)的安全性。 (3)采取比較符合實(shí)際的力學(xué)模型。 (4)盡量采用已有的構(gòu)件和已經(jīng)使用過(guò)的支撐方法。 2、貝雷架查資料得

2、出相關(guān)數(shù)據(jù)。 3、本計(jì)算未扣除墩柱承擔(dān)的蓋梁砼重量,以做安全儲(chǔ)備。 4、抱箍安裝完成實(shí)施前,必須先進(jìn)行壓力試驗(yàn),變形滿足要求后方可使用。麓湖上2號(hào)大橋蓋梁結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)量表序號(hào)墩柱直徑截面尺寸(cm)柱間距(cm)備 注長(zhǎng)×寬×高11601540×200×180320+900+32021801550×240×200325+900+32531401720×220×180330+1060+33041601720×220×180330+1060+33051801730×240

3、×(200250)335+1060+33562201730×240×200335+1060+335支架施工圖詳見(jiàn)附圖,施工圖支架安全驗(yàn)算取梁的全截面高度。按最不利的截面計(jì)算,選取序號(hào)5蓋梁進(jìn)行驗(yàn)算。第二節(jié)、支架各構(gòu)件力學(xué)性能1、貝雷桁架貝雷桁架采取雙排單層形式成組,間距0cm,槽鋼連接。單層雙排貝雷桁架力學(xué)性能如下:截面特性:J=500994.4cm4;W=7157cm3;M=1576.4KN·m;Q=490.5KN貝雷桁架采取單排單層形式成組,槽鋼連接。單層雙排貝雷桁架力學(xué)性能如下:截面特性:J=250497.2cm4;W=3578.5cm3;M=78

4、8.2KN·m;Q=245.2KN2、10×10cm木方第三節(jié)、主要荷載取值1、鋼筋混凝土重力密度:取26kN/m3;2、施工荷載:2.5kN/m2;3、砼的振搗力: 2.0kN/m2;4、鋼模重量:1kN/m2;6、恒載分項(xiàng)系數(shù)?。?.2;動(dòng)載分項(xiàng)系數(shù)取1.4;第四節(jié)、側(cè)模板支撐計(jì)算書(shū)1、力學(xué)模型 假定砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力由拉桿和豎帶承受,Pm為砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力,T1、T2為拉桿承受的拉力,計(jì)算圖式如下圖: 2、荷載計(jì)算   砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力:Pm=Kh  式中:Pm-新澆砼對(duì)側(cè)模板的最大壓力Kpa;

5、60;K-外加劑影響修正系數(shù),摻外加劑時(shí),K=1.2;      -砼的容重,取26kN/m3;       h-有效壓頭高度 m;  砼澆筑速度v按0.3m/h,入模溫度按30考慮(澆筑蓋梁時(shí)間為412月份):         則:v/T=0.3/30=0.01<0.035 h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9

6、5;0.01=0.469m Pm= Kh=1.2×26×0.469=14.63(KPa) 砼振搗對(duì)模板產(chǎn)生的側(cè)壓力按4kPa考慮。 則:Pm=14.63+4=18.63kPa蓋梁長(zhǎng)度每延米上產(chǎn)生的側(cè)壓力按最不利情況考慮(即砼澆筑至蓋梁頂時(shí)):     P=Pm×(H-h)+Pm×h/2=18.63×(2.5-0.469)+18.63×0.469/2=42.2(KN) 3、拉桿拉力驗(yàn)算 拉桿(20圓鋼)間距1.2m,1.2m范圍

7、砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力由上、下兩根拉桿承受。則有: =(T1+T2)/A=1.2P/2r2 =1.2×42.2/(2×0.001)=80.6MPa<=160MPa 4、豎帶抗彎與撓度計(jì)算 設(shè)豎帶兩端的拉桿為豎帶支點(diǎn),豎帶為簡(jiǎn)支梁,梁長(zhǎng)l0=1.9m,砼側(cè)壓力按均布荷載q0考慮。  豎帶14b的彈性模量E=2.1×105MPa;慣性矩Ix=609.4cm4;抗彎模量Wx=87.1cm3  q0=18.63×1.2=22.356kN/m最大彎矩:Mmax= q0l02/

8、8=22.356×1.92/8=10.09kN·m = Mmax/Wx=115.84MPa<w=210MPa 撓度:fmax= 5q0l04/384×2×EIx=5×22.356×1.94/(384×2×2.1×108 ×609.4×10-8)=0.0015mf=l0/400=2.7/400=0.007m第五節(jié)、鋼底模板受力計(jì)算底模采用組合鋼模板,面板厚t=5mm,肋板高h(yuǎn)=63mm,厚b=8mm,面板及肋板總高H=68mm,驗(yàn)算

9、模板強(qiáng)度采用寬B=300mm平面鋼模板。 1、鋼模板力學(xué)性能 (1)彈性模量E=2.1×105MPa。 (2)截面慣性矩:I=by23+By13-(B-b)(y1-t)3/3     (公式1) 其中:y1=bH2+(B-b)t2/2(Bt+bh) =5×682+(300-8)×52/2(300×5+8×63)=7.59mm y2=H-y1=68-7.59=60.41mm 將y1=7.59mm,y2=60.41mm代入公式1得

10、: I=8×60.413+300×7.593-(300-8)(7.59-5)3/3=62.99cm4 (3)截面抵抗矩:W=I/y2=62.99/6.041=1.4cm3 (4)截面積:A=Bt+bh=300×5+8×63=20.42cm2 2、鋼模板受力計(jì)算 (1)底模板均布荷載:F= F1+F2+F3=1.8×2.6+2+2.5=51.3KN/m2 q=F×B=51.3×0.3=15.4KN/m (2)跨中最大彎矩:M=qL2/8=15.4&

11、#215;0.32/8=0.17KN·m (3)彎拉應(yīng)力:=M/W=0.17×103/1.4×10-6=121MPa=140MPa 鋼模板彎拉應(yīng)力滿足要求。 (4)撓度:f=5qL4/384EI =(5×15.4×0.34)/(384×2.1×105×62.99×10-8) =0.012mmL/400=0.75mm            

12、  鋼模板撓度滿足要求。 綜上,鋼模板受力滿足要求。 第五節(jié)、底模背楞木方受力計(jì)算 根據(jù)受力情況,按(2.22.5)m蓋梁最大截面進(jìn)行計(jì)算,選取蓋梁下底模背楞木方作為檢算對(duì)象,背楞采用采用雙層10×10 cm方木,按最大跨徑為2.0米,方木長(zhǎng)度為4米,按簡(jiǎn)支梁計(jì)算,其受力簡(jiǎn)圖如下:2、荷載分析小背楞木方在底模板下布置間距為20cm,跨度為2.0cm,選?。?.22.5)m蓋梁最大截面為檢算對(duì)象,方木長(zhǎng)度為4米,取簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算。(1)蓋梁自重:26×(2+2.5)/2×1= 58.5kN/m(2)模板自重:1×1=

13、1 kN/m(3)方木自重:0.075×3×1=0.225kN/m(4)砼的振搗力: 2×1=2.0 kN/m(5)人、機(jī)、臨設(shè):2.5×1=2.5 kN/m荷載設(shè)計(jì)值:q1=((1)+(2)+(3))×0.2×1.2+((4)+(5))×0.2×1.4=(58.5+1+0.225)×0.2×1.2+(2+2.5)×0.2×1.4=15.7kN/m3、受力計(jì)算使用MIDAS/civil 2010輸入以上參數(shù)。(1)、其支座反力圖如下:(單位:KN)RA=15.7KN, RB=

14、15.7KN (2)、其梁?jiǎn)卧獜澗貓D如下:(單位為:KN·m)分別為0 KN·m、7.9KN·m、0KN·m。 (3)其梁?jiǎn)卧獜澢鷳?yīng)力圖如下:(單位為:KN/m2)0 KN/m2、-11775.0KN/m2、0KN/m2。 (4)、其梁?jiǎn)卧袅D如下:(單位為:KN)-15.7KN、15.7KN。 (5)、其梁?jiǎn)卧袅?yīng)力圖如下:(單位為:KN/m2) -1177.5KN/m2、1177.5KN/m2。 (6)其梁?jiǎn)卧灰茍D如下:(單位為:m )F=0.000m 4、強(qiáng)度、剛度、撓度分析經(jīng)計(jì)算,最大彎矩值Mmax=7.9kN·m,最大彎曲應(yīng)力m

15、ax=11775.0KN/m2=11.8MPa<12MPa;最大剪力值Qmax=15.7kN,最大剪應(yīng)力為max=1177.5KN/m2=1.2MPa<1.9MPa; 項(xiàng) 目計(jì) 算 值允 許 值是否滿足要求最大正應(yīng)力(Mpa)11.812滿足受力要求最大剪應(yīng)力(Mpa)1.21.9滿足受力要求撓 度 (mm)05滿足受力要求第六節(jié)、雙排單層貝雷梁受力計(jì)算1、受力簡(jiǎn)圖2、荷載分析墩柱兩邊各設(shè)一組雙排單層貝雷梁,支撐于墩柱抱箍上,計(jì)算長(zhǎng)度為3.35+10.6+3.35m,兩側(cè)貝雷片上下弦用槽鋼連接。取一側(cè)的一片貝雷架縱梁為計(jì)算單元,受力范圍為上部總荷載的四分之一。1) 墩頂蓋梁荷載計(jì)算

16、: (1)蓋梁自重:26×(2.0+2.5)/2×2.4/4=35.1kN/m(2)模板自重:1×2.4/4=0.6 kN/m(3)小楞自重:0.075×4×4/4=0.3kN/m(4)貝雷架自重:2.7/30.9kN/m(5)砼的振搗力: 2×2.4/4=1.2 kN/m(6)人員及臨設(shè): 2.5×2.4/4=1.5 kN/m荷載設(shè)計(jì)值:q2=(1+2+3+4)×1.2+(5+6)×1.4=(35.1+0.6+0.3+0.9)×1.2+(1.2+1.5)×1.4=48.1kN/m2)

17、 其他截面蓋梁荷載計(jì)算: (1)蓋梁自重:26×(2.25+1)/2×2.4/4=25.4kN/m(2)模板自重:1×2.4/4=0.6 kN/m(3)小楞自重:0.075×4×4/4=0.3kN/m(4)貝雷架自重:2.7×/30.9kN/m(5)砼的振搗力: 2×2.4/4=1.2 kN/m(6)人員及臨設(shè): 2.5×2.4/4=1.5 kN/m荷載設(shè)計(jì)值:q2=(1+2+3+4)×1.2+(5+6)×1.4=(25.4+0.6+0.3+0.9)×1.2+(1.2+1.5)

18、5;1.4=36.4kN/m3、蓋梁受力計(jì)算 使用MIDAS/civil 2010輸入以上參數(shù)。(1)、其支座反力圖如下:(單位:KN) RA=574.2KN、RB=593.1KN (2)、其梁?jiǎn)卧獜澗貓D如下:(單位為:KN·m)分別為0 KN·m、-204.2KN·m、439.0KN·m、-204.2KN·m、0KN·m (3)、其梁?jiǎn)卧袅D如下:(單位為:KN)0KN 、182.9KN、 -391.3KN、398.4KN、-194.7KN、0KN。(4)梁?jiǎn)卧獡隙扔?jì)算 支架在荷載作用將發(fā)生彈性變形和非彈性變形,下面分別對(duì)彈性變形

19、和非彈性變形撓度進(jìn)計(jì)算、支架的非彈性撓度計(jì)算 貝雷桁架之間采用連接銷連接,因此存在由于錯(cuò)孔引起的結(jié)構(gòu)非彈性撓度f(wàn)1,計(jì)算按12米跨徑計(jì)算,由于桁架采用的是偶數(shù)節(jié),則:f1中=0.05×n2×=0.05×(4×4)=0.8cm、彈性變形撓度計(jì)算:理論依據(jù):按結(jié)構(gòu)力學(xué)變形體虛荷載法計(jì)算,計(jì)算方法為疊加法、圖乘法。計(jì)算跨中撓度來(lái)校核支架剛度:計(jì)算模型如下:M=439q=48.1 M=43.5Q=364.7Q=364.7不考慮軸力和剪力對(duì)變形的影響,則跨中彈性撓度為:2=l2(ql2/6-M1-M2)/8EI =12×12× (48.1

20、15;103×10.6×10.6/6-2×364.7×103)/(8×250497.2×10-8×2.1×1011)=0.006m 由以上彈性變形和非彈性變形量計(jì)算知跨中撓度為f1中+2=0.014m<L/400=0.027m,因此支架剛度滿足設(shè)計(jì)要求。、強(qiáng)度、剛度、撓度分析經(jīng)計(jì)算,最大彎矩值Mmax=744kN·m,最大剪力值Qmax=398.4kN, 最大撓度為18mm。項(xiàng) 目計(jì) 算 值允 許 值是否滿足要求最大彎矩值(kN·m)439788.2滿足受力要求最大剪力值(kN)242.7

21、245.2滿足受力要求撓 度 (mm)1427滿足受力要求第七節(jié)、抱箍受力計(jì)算對(duì)于1.4米和1.6米的蓋梁因蓋梁高度為1.8米,其蓋梁支架計(jì)算詳見(jiàn)黃龍帶大橋蓋梁支架計(jì)算,此處不在進(jìn)行計(jì)算。僅計(jì)算1.8米和2.2米的抱箍受力計(jì)算。1、1.8米的抱箍受力計(jì)算:根據(jù)前述計(jì)算單個(gè)抱箍體承受豎向壓力N =364.7×4=1458.8KN。1) 抱箍受力計(jì)算:?jiǎn)蝹€(gè)抱箍體承受豎向壓力N=1458.8KN。由10.9級(jí)M30高強(qiáng)螺栓的抗剪力產(chǎn)生。查表M30高強(qiáng)螺栓的允許預(yù)拉力:=355KN。 N1=µn(/K) =0.3×1×(355/1.7 ) = 62.647KN

22、式中: p高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力 查表取355KN µ摩檫系數(shù)取0.3 n傳力接觸面數(shù)目取 安全系數(shù) 取1.7螺栓數(shù)目m計(jì)算:m=Q/N1 =1458.8/62.647 =23.3個(gè)) 24個(gè) 取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=24個(gè)則每個(gè)高強(qiáng)螺栓提供的抗剪力: P'=Q/24=1458.8/24 =60.8KN<N1=62.647KN 故能承擔(dān)所需要求的荷載。3螺栓軸向受力計(jì)算: 按土工布與鋼之間的摩檫系數(shù)取µ=0.3計(jì)算;抱箍產(chǎn)生的壓力: Pb=Q/µ=1458.8/0.3=4862.7KN抱箍的壓力由24個(gè)高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生, 則每個(gè)高強(qiáng)螺栓的拉力: N1=

23、Pbm=4862.7KN24=202.6KN<=355KN抱箍以1800圓柱二柱一聯(lián)的抱箍為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)抱箍為75cm高,配螺栓的總數(shù)目20個(gè),未能達(dá)到計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=24個(gè)。為安全保險(xiǎn);故1800圓柱雙柱需設(shè)置雙層抱箍。上層抱箍為75cm,下層的抱箍為60cm,配置螺栓的總數(shù)目24個(gè)則螺栓所受的拉力為:= N2 = 4862.724×7.065X10-4=143Mpa< = 0.8 = 284 Mpa. 故螺栓縱向受拉滿足要求.4 抱箍體壓力計(jì)算:1抱箍體拉應(yīng)力: 雙抱箍.上層抱箍面板1.2cm厚板,鋼板高75cm,下層抱箍面板1.2cm厚板,鋼板高60cm,直徑

24、1.8m.P2=1-0.3×m× N1 = 0.7×24×202.6 = 3403.68KN抱箍的縱向截面積為:S1=0.12×1.3=0.156m²則有= P2S1 =3403.68×10³0.156×10 = 21.8Mpa. < = 140Mpa滿足設(shè)計(jì)要求.5 抱箍體剪應(yīng)力: =1/2×A2×S1(1/2×1458.8) ×10³/(2×0.156) ×10 =2.3Mpa<=85Mpa滿足設(shè)計(jì)要求. 6 抱箍體的抗

25、彎曲應(yīng)力.根椐第四強(qiáng)度理論: w=(²+3²)½ (21.8²+3×2.3²)½ 22.1Mpa<w=145Mpa 滿足設(shè)計(jì)要求. 7)混凝土抗壓強(qiáng)度檢算 C35砼=Rab=23.4Mpa 0.8Rab=0.8×23.4=18.7Mpa=砼 P2=3403.68KN =P2/S=3403.68/2r×1.3=3403.68/×2×0.9×1.3 =0.5<砼=18.7Mpa 故抱箍施工時(shí)墩身混凝土強(qiáng)度可滿足要求。4、2.2米的抱箍受力計(jì)算:根據(jù)前述計(jì)算單個(gè)抱箍體承

26、受豎向壓力N =364.7×4=1458.8KN。1) 抱箍受力計(jì)算:?jiǎn)蝹€(gè)抱箍體承受豎向壓力N=1458.8KN。由10.9級(jí)M30高強(qiáng)螺栓的抗剪力產(chǎn)生。查表M30高強(qiáng)螺栓的允許預(yù)拉力:=355KN。 N1=µn(/K) =0.3×1×(355/1.7 ) = 62.647KN 式中: p高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力 查表取355KN µ摩檫系數(shù)取0.3 n傳力接觸面數(shù)目取 安全系數(shù) 取1.7螺栓數(shù)目m計(jì)算:m=Q/N1 =1458.8/62.647 =23.3個(gè)) 24個(gè) 取計(jì)算截面上的螺栓數(shù)目m=24個(gè)則每個(gè)高強(qiáng)螺栓提供的抗剪力: P'=Q/24=1458.8/24 =60.8KN<N1=62.647KN 故能承擔(dān)所需要求的荷載。3螺栓軸向受力計(jì)算: 按土工布與鋼之間的摩檫系數(shù)取µ=0.3計(jì)算;抱箍產(chǎn)生的壓力: Pb=Q/µ=1458.8/0.3=4862.7KN抱箍的壓力由24個(gè)高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生, 則每個(gè)高強(qiáng)螺

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