0號(hào)塊支架驗(yàn)算

0名目一、工程概況(2)二、支承方法與設(shè)備(2)三、力學(xué)分析(2)荷載分析(2)⑴、荷載取值(2)⑵、縱橋向每延米荷載計(jì)算(2)主墩各部受力、強(qiáng)度與剛度分析(3)⑴、0(3)①墩柱外橫梁(3)②墩柱內(nèi)橫梁(4)⑵、0(4)①墩柱外側(cè)縱桁梁(4)②砂筒和砂筒座梁(5)③牛腿(6)四、方案設(shè)計(jì)圖0.支架構(gòu)件數(shù)量及重量統(tǒng)計(jì)表1～20號(hào)塊施工方案布置圖牛腿鍵盒立面布置圖牛腿鍵盒平面布置圖牛腿上鍵盒構(gòu)造圖牛腿下鍵盒構(gòu)造圖7～14.斜腿構(gòu)造圖砂筒組裝圖砂筒上件構(gòu)造圖17.砂筒下件構(gòu)造圖斜腿限位件構(gòu)造圖砂筒座梁構(gòu)造圖螺旋筋構(gòu)造圖大海子大橋箱梁0號(hào)塊支架預(yù)壓方案圖〔一〕大海子大橋箱梁0號(hào)塊支架預(yù)壓方案圖〔二〕大海子大橋箱梁0號(hào)塊支架撤除方案圖一、工程概況大海子大橋上部結(jié)構(gòu)為 4x30m 先簡支后連續(xù)箱梁+〔81+150+81〕m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)+9x40m先簡支后連續(xù)箱梁，主橋箱梁為單箱單室斷面，箱梁頂寬12.0m，箱梁底寬6.5m，箱梁頂面設(shè)單向2.0%的橫坡〔左右幅相反〕，兩側(cè)翼緣各寬2.75m，0#塊件箱梁高度為9.2m，長度為13m，其中橋墩外懸出2.0m，內(nèi)懸局部〔兩片墩間凈距〕4.2米，混凝土標(biāo)號(hào)為C55，單個(gè)0號(hào)塊數(shù)量為445.8m31159.1二、支承方法與設(shè)備由于大海子大橋箱梁承受桁式斜拉掛籃懸臂澆筑，所以考慮該橋0號(hào)塊支承方案亦承受掛籃的構(gòu)件作為支架進(jìn)展施工。01、預(yù)先在墩柱橫橋向兩側(cè)外壁預(yù)埋螺旋鋼筋及鍵盒，安裝牛腿、用精軋螺紋鋼筋將牛腿錨固于墩柱上，在牛腿平梁上安放砂筒〔兩組縱桁12〕。2、在兩側(cè)平梁砂筒上各安裝一組縱桁梁，每組由三列貝雷桁架組成，用桁式斜拉掛籃的水平桁架作為縱桁梁。3、在兩墩柱橫橋向內(nèi)側(cè)鋪設(shè)內(nèi)橫梁〔安排橫梁〕，用桁式斜拉掛籃的滑梁〔Ⅰ56a，6根〕作為內(nèi)橫梁，兩側(cè)均支承于外側(cè)兩組縱桁梁上。在兩墩柱橫橋向外側(cè)設(shè)置0號(hào)塊支承系統(tǒng)的外橫梁〔8根Ⅰ56a〕，單側(cè)外橫梁有四根，外橫梁兩端均支承于牛腿上的縱桁梁上，同樣用桁式斜拉掛籃的滑梁作為外橫梁。4、在內(nèi)、外橫梁上安裝模板系統(tǒng)，進(jìn)展0號(hào)塊第一階段施工〔澆筑底板及腹板低側(cè)向上至4m高度〕。5、在第一階段施工完成后，開頭0號(hào)塊其次階段施工〔澆筑剩余5.2m腹板及頂板〕，搭建支承翼緣板與頂板澆筑的模板骨架及腳手管支架。三、力學(xué)分析1、荷載分析⑴、荷載取值①箱梁自重荷載箱梁自重依據(jù)每立方米26kN計(jì)算，0號(hào)梁段對(duì)應(yīng)于兩根墩柱局部的荷載直接傳于墩柱，支架只承受凌空局部的荷載。凌空局部約271.2m3705.1t。②模板系統(tǒng)荷載模板按100kg/m2，即1kN/m2的重量估算，將每延米寬度內(nèi)的1kN/m2③振搗混凝土荷載依據(jù)《大路橋涵施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〔JTJ041-2023〕附錄D，振搗混凝土對(duì)水平面模板產(chǎn)生的荷載為2.5kPa，即2.5kN/m2，將每延米2.5kN/m2④施工人員與施工機(jī)具荷載依據(jù)《大路橋涵施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〔JTJ041-2023〕附錄D，施工1.5kPa1.5kN/m2，計(jì)算方法同上。⑵、縱橋向每延米荷載計(jì)算①第一施工階段0號(hào)塊第一階段施工澆筑底板及腹板低側(cè)向上至4m高度，將底板與腹板分別計(jì)算。Ⅰ、底板荷載〔縱向每延米，半幅底板〕6.5/2=3.25m1.2m；砼與鋼筋荷載，容重取26kN/m3P1=1×3.25×1.2×26=101.4kN模板荷載，模板重量取1kN/m2P2=1×3.25×1=3.25kN振搗砼荷載，取2.5kN/m2P3=1×3.25×2.5=8.125kN施工人員及機(jī)具荷載，取1.5kN/m2P4=1×3.25×1.5=4.875kN縱橋向每延米半幅底板荷載合計(jì)：P底=P1+P2+P3+P4=101.4+3.25+8.125+4.875=117.65kNⅡ、腹板荷載〔含倒角〕腹板厚度為0.9m，高度為4-1.2=2.8m，倒角為0.4m×0.4m砼與鋼筋荷載(一側(cè)腹板)P11=1.0×〔2.8×0.9+0.4×0.4×0.5〕×26=67.6kN模板荷載，模板重量取1kN/m2P12=1×〔4+2.4+0.57〕×1=6.97kN腹板的振搗砼荷載、施工人員與機(jī)具荷載已按模板面積計(jì)入底板，不再重復(fù)計(jì)算。合計(jì)：P腹=P11+P12=67.6+6.97=74.57kN②其次施工階段其次階段施工澆筑剩余5.2m高的腹板及頂板，頂板和腹板正上方的箱梁荷載由已澆筑箱梁擔(dān)當(dāng)，支架只承受翼緣部位的荷載。取每延米單側(cè)翼緣板進(jìn)展計(jì)算，每延米單側(cè)翼緣板的截面積為1.24m2。砼重：1×1.24×26=32.24kN模板：1×6.022×1=6kN振搗及人員機(jī)具：1×3.122×〔2.5+1.5〕=12.49kN腳手架：1×21.03×0.25=5.26kN縱橋向每延米單側(cè)翼緣板荷載： P 翼緣=32.24+6+12.49+5.26=55.99kN2、主墩各部受力、強(qiáng)度與剛度分析⑴、0〔澆筑底板及腹板低側(cè)向上至4m〕①墩柱外橫梁Ⅰ、受力分析墩柱外橫梁為掛籃的后下橫梁，在箱梁2.0懸臂的下方，在第一施工階段受載最不利，其計(jì)算縱向荷載長度為2.0〔承受橋墩外縱向懸出2.0的箱梁荷載的1/3〕。墩柱外橫梁布置圖見施工方案布置圖2，懸出局部2.0m的荷載為2.6578×6.5×26=449.16kN，分布到橫橋向3.25m長度內(nèi)的分布荷載為449.16/3.25=138.2kN/m，考慮到懸臂荷載由四根墩柱外橫梁擔(dān)當(dāng)，一根外橫梁擔(dān)當(dāng)?shù)牡装寰剂=138.2/4=34.55kN/m,腹板及倒角集中力P=74.57/2=37.29kN〔近似作用于腹板中心處〕。支點(diǎn)反力R1=R2=〔37.29×1.08+37.29×6.68+34.55×6.5×3.88〕/7.76=149.58kNQ=R1=149.58kN剪力為0的位置彎矩最大，最大處距離左支點(diǎn)的距離：X=〔149.58-37.29〕/34.55+0.63=3.88m最大彎矩：M=149.58×3.88-33.8×〔3.88-1.08〕-34.55×〔3.88-1.08〕2×0.5=350.29kN〃m計(jì)算跨中撓度時(shí)，偏安全地將均布荷載q近似地按滿跨作用計(jì)算，集中力作用位置對(duì)稱計(jì)算。一根外橫梁由一根I56a組成，截面特性為：慣性矩=0.0006559m4彈性模量E=2.1×105MPa=2.1×108kPa分布荷載產(chǎn)生的跨中撓度：f1=5ql4/384EI=5×34.55×7.764/(384×2.1×108×0.0006559)=0.0118m兩個(gè)集中荷載產(chǎn)生的跨中撓度：f2=2×Pb 〔 3l2-4b2 〕 /48EI=2×37.29×1.08×(3×7.762-4×1.082)/(48×2.1×108×0.0006559)=0.00214m跨中撓度f=f1+f2=0.0118+0.00214=0.0137m=13.9mmⅡ、強(qiáng)度校核一根外橫梁由一根I56a組成，截面特性為：Wx=2342cm3=2.342×10-3m3Ix/Sx=47.7cm,b=1.25cmσw=M/Wx=336.75/2.342×10-3=143787.4kPa=143.8MPa其中：σw=143.8MPa＜[σw]=1.3×145MPa=188.5MPa〔滿足〕τ=QSx/ 〔 bIx 〕=146.09/(0.0125×0.477)=24501.5kPa=24.5MPa其中：τ=24.5MPa＜[τ]=1.3×85MPa=110.5MPa(Ⅲ、剛度校核前面已計(jì)算出外橫梁的跨中撓度為13.9mm，該值小于跨徑的L/400，即小于7760/400=19.4mm，從而滿足交通部頒《大路橋涵施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〔JTG/TF50-2023〕5.2.7-3②墩柱內(nèi)橫梁Ⅰ、受力分析在第一施工階段，內(nèi)橫梁受到腹板處的集中力和底板的分布力作用，然后傳給墩柱外側(cè)兩組縱桁梁?？v向相鄰兩根內(nèi)橫梁中點(diǎn)到中點(diǎn)0.7m前面已經(jīng)計(jì)算得出縱橋向每延米腹板荷載：P腹=74.57kN，底板荷載：P底=117.65kN，內(nèi)橫梁在第一施工階段所受荷載最大為：q=117.65×0.7/6.5=12.67kN〃mP=74.57×0.7=52.2kN墩柱外側(cè)兩組縱桁梁在箱梁兩側(cè)布置的位置一樣，則只計(jì)算一側(cè)縱桁梁。支點(diǎn)反力 R 外=R 內(nèi)=〔52.2×6.68+12.67×3.25×3.88〕/6.76=75.22kN最大剪力Q=R外=R內(nèi)=75.22kN，位于內(nèi)橫梁支點(diǎn)內(nèi)側(cè)〔〔4×26×1.08〕+〔1.2×2.35×26〕×〔0.63+0.9+2.35/2〕〕/〔4×26+1.2×2.35×26〕=1.752最大彎矩M=75.22×1.752-12.67×0.4×0.4×0.5=130.77kN〃m由內(nèi)橫梁的支點(diǎn)反力可以得到一側(cè)縱桁梁的縱橋向每延米荷載為R/0.7=75.22/0.7=107.46kNⅡ、強(qiáng)度校核左、右兩側(cè)內(nèi)橫梁的受力分析計(jì)算得出內(nèi)橫梁所受最大剪力Q=67.13kNM=116.74kN〃m。內(nèi)橫梁為一根I56a，截面特性為：Wx=2342cm3=2.342×10-3m3Ix/Sx=47.7cm,b=1.25cmσw=M/Wx=116.74/2.342×10-3=49846.3kPa=49.8MPa其中：σw=49.8MPa＜[σw]=1.3×145MPa=188.5MPa〔滿足〕τ=QSx/ 〔 bIx 〕=67.13/(0.0125×0.477)=11258.7kPa=11.3MPa其中：τ=11.3MPa＜[τ]=1.3×85MPa=110.5MPa(在第一施工階段，墩柱外側(cè)縱桁梁不把握設(shè)計(jì)，此兩組縱桁梁在在其次施工階段進(jìn)展組合荷載的構(gòu)造驗(yàn)算。⑵、0號(hào)塊其次階段施工〔5.2m高的腹板〕①墩柱外側(cè)縱桁梁Ⅰ、受力分析將第一施工階段、其次施工階段的荷載進(jìn)展組合后，驗(yàn)算墩柱外側(cè)縱桁梁。在前面內(nèi)橫梁的安排荷載計(jì)算中，已經(jīng)計(jì)算出外組縱桁梁在第一施工階段下每延米縱向荷載的安排荷載為107.46kN，即外組縱桁梁在第一施工階段的縱向分布荷載q1=107.46kN/m。在前面的外橫梁計(jì)算中，已計(jì)算出外組縱桁梁的支點(diǎn)反力為149.58kN，此反力即為外橫梁對(duì)墩柱外側(cè)縱桁梁的作用力P1=P2=149.58kN，q1、P1、P2即為外側(cè)縱桁梁在第一施工階段的荷載。在其次施工階段縱橋向每延米單側(cè)翼緣板荷載P翼緣=55.99kN，全部由外部由外側(cè)縱桁梁承受，外側(cè)縱桁梁在其次施工階段所承受的均布荷載為q2=55.99kN。將第一施工階段和其次施工階段的荷載進(jìn)展疊加，得到外側(cè)縱桁梁的受力狀況。依據(jù)荷載計(jì)算圖示得外側(cè)縱桁梁的跨中最大彎矩M中=107.46×2.1×1.95+55.99×3×1.5=692.00kN〃m值為M懸=(-149.58)×2.5+〔-55.99〕×3.5×1.75=-716.89kN〃m，經(jīng)比照得出該縱桁梁的最大彎矩為外懸段-716.89KN.m。Q支=149.58+55.99×3.5+107.46×2.1+55.99×3=739.2kN支反力RA=RB=Q=739.2kNⅡ、強(qiáng)度校核依據(jù)《裝配式大路鋼橋多用途使用手冊(cè)》貝雷桁片的弦桿容許軸力[N]=563kN,容許彎矩[M]=563×1.4=788.2kN〃m,斜桿容許軸向壓力[NX]=171kN,桁片容許剪力[Q]=2×171×sin45°=241.8kN，豎桿容許軸向壓力[Ns]=212.6kN,外側(cè)縱桁梁由三片貝雷桁片組成，其容許彎矩為[M]=3×788.2=2365kN〃m﹥M中=716.89kN〃m〔滿足〕容許剪力[Q]=3×241.8=725kN＜Q支=739.2kN〔不滿足〕故：平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)為滿足外組縱桁梁的局部抗剪要求，對(duì)支點(diǎn)處貝雷片進(jìn)展局部加強(qiáng)，承受掛籃的B1型和B2型加強(qiáng)貝雷片。一般貝雷橫梁的容許使用剪力為[Q]=241.8kN，加強(qiáng)區(qū)段消滅的最大剪力為739.2kN，安排到一片桁梁的剪力為739.2/3=246.4kN，該區(qū)段局部加強(qiáng)是在貝雷桁架下部加焊兩塊δ=6mm〔最小抗剪高度為150mm〕鋼板，由此增加的容許剪力為：[△Q]=(2/3)τS=(2/3)×1.3×120×150×6×2=187200N=187.2kN。加強(qiáng)段截面容許剪力為：[Q]=[Q]+[△Q]=241.8+187.2=429kNQ=246.4kN＜429kN〔滿足〕Ⅲ、剛度校核為計(jì)算剛度，先計(jì)算桁梁的跨中撓度，計(jì)算撓度時(shí)，偏安全地僅計(jì)算貝雷片桁片的弦桿的抗彎作用，3I=3×4〔0.001274×0.72+0.00000198〕=0.0075m4式中0.0001274m2為單肢[10的截面積，0.00000198m4為單肢[10對(duì)中性軸的慣性矩。跨中撓度 f 中=5×241.34×64/〔384×2.1×108×0.0075〕=0.00259mf=0.003m＜L/400=6/400=0.015(滿足)外懸段撓度f外=-(241.34×2.5×63)/〔24×2.1×108×0.0075〕×(-1+6×2.5×2.52/62+3×2.53/63)=-0.0006m ＜L/400=6/400=0.015(滿足)從而滿足交通部頒《大路橋涵施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〔JTG/TF50-2023〕5.2.7-3②砂筒和砂筒座梁Ⅰ、砂筒平臺(tái)上部桁梁的荷載是通過砂筒傳遞至砂筒座梁和牛腿的，每片橫梁下放置一個(gè)砂筒，墩柱外側(cè)橫梁的支點(diǎn)反力最大，為739.2kN，此力通過三個(gè)砂筒傳遞至座梁，所以每個(gè)砂筒受的力F=739.2/3=246.4kN。砂筒內(nèi)徑d1=217mm，砂筒頂心直徑d0=203mm，砂筒頂心放入砂筒高度為 H0=70mm，砂筒放砂的降落高度為H=110mm。砂承壓應(yīng)力：σ1=4P/(πd20)=4×253.7×103/〔3.14×2023〕=8.1MPa＜[σ1]=20MPa(滿足)要求在砂筒裝砂后用500KN荷載預(yù)壓嚴(yán)密，并持5砂筒壁的應(yīng)力計(jì)算公式為:σ2=[4Pd1H/(πd20)]/[(H+H0-d2)d3]式中：P 砂筒上部作用荷載d0 砂筒頂心直徑d1 砂筒內(nèi)徑d3 砂筒壁厚H 砂筒頂心降落高度H0 砂筒頂心放入砂筒高度故 砂 筒 筒 壁 受 拉 應(yīng) 力 為σ2=4×253.7×103×220×110/[〔3.14×2023〕×〔110+70-27〕×12]=106.5MPa＜[σ2]=1.3×140=182MPa(Ⅱ、砂筒座梁砂筒座梁截面特性為：A=101.81cm2,慣性矩Ix=10489cm4，形心距離下底面的距離為12.5cm，截面模量W=839cm3,腹板厚度b=0.018m，半截面面積矩Sx=478.5cm3,慣性矩與半截面面積矩之比Ix/Sx=0.22m。砂筒座梁容許彎矩[M]=W×1.3×[σ]=839×1.3×140=152.7kN〃m;容許剪力[Q]=1.3×241.8[τ]bIx/Sx=1.3×85×0.018×0.22=436kN。砂筒座梁的計(jì)算跨徑為0.9m，砂筒均布置于砂筒座梁的中心位置。F=246.4kN＜[Q]=436kN,滿足。最大彎矩M=253.7×0.9/4=57.1kN〃m＜[M]=152.7kN〃m，滿足。③牛腿墩柱外側(cè)縱桁梁的最大支點(diǎn)反力為739.2kN，單個(gè)砂筒的支點(diǎn)反力F=252.7kN,然后按節(jié)點(diǎn)荷載分別加于牛腿上進(jìn)展牛腿構(gòu)造的計(jì)算。計(jì)算牛腿至考慮外側(cè)斜撐的作用，內(nèi)側(cè)斜撐增加構(gòu)造的整體性和安全貯存。牛腿的計(jì)算由按整體荷載考慮，一個(gè)牛腿軸向壓力=1/4〔支架荷載+0〕=990KNⅠ、水平預(yù)加力為保證牛腿平梁具有足夠的水平剛度，需要使平梁與墩柱接觸點(diǎn)不消滅縫隙，擬在牛腿平梁傳力橫桿兩端施加水平預(yù)加力，預(yù)加力大1.5F=1.5×487.2=707.5kN兩根平梁傳力橫桿共設(shè)有4根直徑32mm的精軋螺紋鋼筋，每根張拉力：F1=707.2/4=177kNⅡ、牛腿斜撐牛腿斜撐為受壓桿，由兩根I20b及鋼板組成等截面桿，兩側(cè)各加焊一塊δ=12mm的鋼板，截面積為A=2×(39.5+2×1.2×20)=17500mm2牛腿斜撐在橫橋向的撓曲長度為197cm，截面特性為：慣性矩Ix=8200cm4截面回轉(zhuǎn)半徑rx=6.85cm長細(xì)比λx=197/6.85=28.8牛腿斜撐在縱橋向撓曲已由構(gòu)造聯(lián)系桿得到保證，不做驗(yàn)算。此處驗(yàn)算橫橋向豎直平面內(nèi)的撓曲穩(wěn)定，由λx=28.8查表得縱向ф=0.91，容許軸壓力[N]=2898kN。牛腿的軸向壓力N=739.2kN＜[N]=2898kN(滿足)Ⅲ、牛腿斜撐支座下混凝土局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算牛腿斜撐的力通過轉(zhuǎn)向