箱梁满堂支架检算Word文档格式.docx
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根据《桥涵混凝土工程施工技术指南》
钢筋混凝土取重度为2.7t/m3
箱梁支架模板重量取4KN/m2
取施工人员、施工料具运输、堆放荷载:
g4=3.8KN/m2
取倾倒砼产生荷载:
g5=2KN/m2,
振捣砼产生荷载:
g6=2KN/m2
由于上述倾倒砼和振捣砼两项不同时发生,故计算时只取一项荷载。
按照支架搭设情况,按照腹板纵向间距30cm、箱室纵向间距60cm、翼板纵向间距60cm区进行检算,分别检算箱室、腹板和翼板三部分。
1.1.2、支架检算
A、箱梁腹板支架检算
箱梁腹板下荷载为:
a、立杆检算
(1).强度检算
立杆实际间距为0.6m×
0.6m,每排立杆承受力为:
q×
0.6=41.82KN,腹板最宽1.0m,横向每排立杆数为1.0÷
0.6+1=3,故每根立杆受力为N=41.82÷
3=13.94KN<
30KN满足要求。
(2).刚度检算
碗扣式支架立杆钢管规格为中φ48×
3.5。
钢管回转半径:
i=
=15.8mm;
横杆步距h=1.2m,故与=μh=1.0×
1.2=1.2m(偏于安全考虑按两端铰支,取μ=1.0)。
长细比:
λ=
=
=75.95<
[λ]=150,立杆的刚度满足要求。
(3).稳定性检算
由上面的计算知长细比λ=75.95,查表可得稳定系数:
Ψ=0.744,立杆截面积:
A=489mm2,故
=38.32MPa<
[σ]=150MPa,立杆强度满足要求。
由上面的计算可知,杆件在强度、刚度及稳定性上均满足要求。
B、箱梁箱室支架检算
箱梁箱室下荷载为:
=159.72KN/m
立杆实际间距为0.9m×
0.6m,按0.9m计算,每排立杆承受力为:
0.9=143.75KN,箱室宽4.1m横向每排立杆数为4.1÷
0.9+1=5,故每根立杆受力为N=143.75÷
5=28.75KN<
=79.02MPa<
B、槽钢检算
纵梁由10#槽钢,间距为0.6m,支架间距在箱室部位为0.6m,按三跨连续梁计算。
(1)、应力检算
q=0.6×
G箱室/4.1=0.6×
159.72/4.1=23.37KN/m=23.37N/mm
净截面抵抗弯矩
Wj=((48*1003-89.43*(48-5.3))/(6*100)=2.92×
104mm3
σ=qL2/8Wj=23.37×
6002/(8×
2.92×
104)=36MPa<〔σw〕=145MPa
〔σw〕--槽钢容许抗弯曲应力145MPa,故强度满足要求。
(2)、刚度检算
槽钢E=2.1×
105MPa
I=(((48*1003-89.43*(48-5.3))/12=1.46×
106mm4
f=5qL4/384EI=5*23.37×
6004/(384×
2.1×
105×
1.46×
106)
=0.13mm<L/400=600/400=1.5mm,故刚度满足要求
二、门洞检算
2.1、上门洞检算
在道路设置一个跨度为5m、4.4m高过车门洞,门洞立柱采用直径50cm、壁厚10mm钢管柱,顶部横梁与钢管柱采用壁厚10mm的法兰连接,钢管柱之间用100mm等边角钢连接成整体,门洞立柱基础采用C20钢筋混凝土基础,宽1m,高0.8m,长度根据门洞实际长度设置。
立柱上方采用I40b双工字钢作为横梁,纵梁采用321型贝雷梁,间距布置按照腹板位置60cm,箱室位置60cm,梁翼缘下方间距90cm布置。
贝雷梁上满铺一层2mm厚的钢板,立杆下垫10双工字钢,支架与工字钢连接可用带槽口的底托卡住工字钢即可。
门洞上支架搭设立杆纵向间距60cm;
翼板处横向间距为90cm,腹板位置30cm,箱室处60cm。
搭设时注意钢管柱及工字钢的位置,以保证受力均匀,确保安全。
由前面检算,门洞上方支架均合格,门洞位于梁体等截面处,门洞检算只需检算一跨门洞及门洞以下立柱即可。
桥梁与既有道路间夹角90°
,门洞净宽5m,根据既有道路与桥梁位置,过车门洞位于距墩13m处。
按照梁底直线及图纸计算,门洞最大荷载处箱梁结构尺寸为:
梁高:
1.75m,腹板厚度:
0.45m;
底板下厚为0.22m,顶板厚为:
0.5m,翼板厚为0.35m。
过车门洞按此处箱梁荷载计算。
贝雷支架自重。
每片重量为270kg;
加强杆每根重量为80kg,贝雷连接片每片重量按70kg估计,每组节(3m长)需要2片;
贝雷连接销子每组节需要4个,重量3kg/个;
贝雷连接片螺栓0.7kg/个,每片需要4个;
加强杆连接螺栓每组节需要4个,重量3kg/个。
则每片加强型重量G=467kg,加强型贝雷折算成每米荷载:
q1=4.67/3=1.56KN/m,贝雷支架23组加强,加强型贝雷梁惯性矩I=577434.4cm4,截面抵抗弯矩W=7699.1cm3,最大弯矩M=1687.5kN·
m,最大剪力T=245.2kN。
2.1.1、过车门洞箱室部分检算
=109.26KN/m
A、箱室处纵梁上Ⅰ10工字钢
Ⅰ10工字钢荷载均由门洞上模板,Ⅰ10工字钢按照均布荷载进行检算,Ⅰ10工字钢下纵梁间距最大为90cm。
经查Ⅰ10工字钢每m重11.25kgq工=112.5N/m=0.1125N/mm
Wj=4.9×
104mm3E=2.1×
105MPaI=2.45×
㈠应力检算
q=q工+0.9×
G腹板/4.1=0.1125+0.9×
109.26/4.1=24.1N/mm
按近似公式计算
σ=qL2/10Wj=24.1×
9002/(10×
4.9×
104)=39.84MPa<〔σw〕=170MPa
〔σw〕--工字钢容许抗弯曲应力170MPa
故强度满足要求。
㈡刚度检算
f=5qL4/384EI=5*24.1×
9004/(384×
2.45×
=0.4mm<L/400=900/400=2.25mm满足要求
B、过车门洞箱室处纵梁检算
a、强度检算
多排单层加强型贝雷梁间距90cm,计算长度L=6m。
纵梁所受总荷载为:
q=1.56+109.26/4.1×
0.9=25.54KN/m
纵梁截面最大弯矩:
Mmax=qL2/8=25.54×
62÷
8=114.93KN·
m
纵梁截面应力:
σmax=Mmax/W=114.93×
106/7.699×
106
=14.93Mpa<
〔σw〕=245.2MPa故强度满足要求。
〔σw〕单层加强型贝雷梁容许抗弯曲应力245.2MPa
b、挠度检算
Wmax=5qL4/384EI=5×
25.54×
60004/(384×
210×
103×
5.77×
109)
=0.36mm<
L/400=15mm,挠度满足要求。
c、竖杆内力Q=G箱室×
6÷
(7×
2)=97.06KN<210KN,
(加强型贝雷梁的竖杆设计容许承载能力为210KN)
d、斜杆内力Sp=1.414÷
2×
Q=1.414÷
97.06
=68.62KN<208KN。
(加强型贝雷梁的斜杆容许承载能力为208KN)
e、弦杆内力Sx=M/h=162.22÷
1.7=95.42KN<1205KN
(加强型贝雷梁的竖杆设计容许承载能力为1205KN)
C、门洞箱室下横梁I40b双工字钢检算
箱室:
由贝雷梁传给两端双工字钢,箱室处I40b工字钢受力;
根据受力情况,计算长度L=6m。
按照二等跨连续梁均布荷载计算.
P=25.54×
6×
5=766.2KN
q=P/2/3=766.2/2/3=127.7KN/m
I40b工字钢参数:
惯性矩I=4.56×
108mm4截面抵抗矩W=2.28×
106mm3每米重147.756kg/m,即1.45KN/m,L=2.0m
强度检算:
横梁截面最大弯矩:
Mmax=0.125qL2=0.125×
127.7×
22=63.85KN·
m
σmax=Mmax/W=63.85×
106/2.28×
106=28MPa<
〔σw〕=170MPa
故强度满足要求,〔σw〕工字钢容许抗弯曲应力170MPa。
挠度检算:
横梁最大挠度fmax=6.81qL4/384EI
=6.81×
20004/(384×
4.56×
108)
=0.378mm<2000/400=5mm满足要求
D、箱室处钢管立柱检算
a荷载计算
钢管立柱承受上部型钢传下的荷载,大小为工字钢支点反力。
取压力(支点反力)最大的验算,即R=1.2×
2/2=153.24KN。
b稳定验算
取钢管立柱L=3.2m检算。
钢管回转半径r=
/4=173.3mm
长细比λ=L/r=3200/173.3=18.5
查轴心受压稳定系数表,φ=0.983
钢管容许承载力[N]=ΦA[σ]=0.983×
3.14×
(5002-4802)/4×
210
=3176.13KN
钢管受到最大压力为153.24KN<
[N]=3176.13KN钢管处于稳定状态。
2.1.2、过车门洞腹板部位检算
箱梁腹板部分计算荷载为:
A、门洞纵梁上Ⅰ10工字钢检算
Ⅰ10工字钢荷载均由门洞上支架立杆传递,Ⅰ10工字钢按照均布荷载进行检算,Ⅰ10工字钢下纵梁间距为60cm。
q=q工+0.6×
G腹板/0.45=0.1125+0.6×
30.82/0.45=41.21N/mm
σ=qL2/10Wj=41.21×
6002/(10×
104)=30.28MPa<〔σw〕=170MPa
F=5qL4/384EI=5*41.21×
=0.135mm<L/400=600/400=1.5mm满足要求
B、过车门洞腹板处纵梁检算
单层加强型贝雷梁间距60cm,计算长度L=6m。
q=1.56+30.82/0.45×
0.6=64.1KN/m
Mmax=qL2/8=64.1×
8=288.45KN·
σmax=Mmax/W=288.45×
=37.47Mpa<
64.1×
=0.89mm<
c、竖杆内力Q=G腹板×
7.3÷
(4×
2)=85.35KN<210KN,
85.35
=60.34KN<208KN。
e、弦杆内力Sx=M/h=268.25÷
1.7=157.79KN<1205KN
C、门洞腹板下横梁I40b双工字钢检算
腹板:
根据受力情况,按照简支梁均布荷载计算,计算长度L=6m。
P=64.1×
2+25.54×
1=794.74KN
q=P/2=794.74/2=397.37KN/m
397.37×
2.02=198.69KN·
σmax=Mmax/W=198.69×
106=87.14MPa<
故强度满足要求,〔σw〕工字钢容许抗弯曲应力170MPa
横梁最大挠度fmax=5qL4/384EI
=5×
=0.86mm<2000/400=5mm满足要求
D、腹板处钢管立柱检算
2/2=476.84KN。
=3176KN
钢管受到最大压力为476.84KN<
[N]=3176KN钢管处于稳定状态。
三、侧模板检算
考虑模板本身的连续性,取1.0m长模板,按三跨连续梁形式进行检算,模板厚度d=15mm,其中L为相邻两小肋板之间的距离,即模板计算跨径。
模板材料为竹胶板,其静弯曲强度为
,弹性模量为:
。
模板截面抵抗矩
模板截面惯性矩
a已知温度T=30度,V=2m/h,β1=β2=1
F=0.22Υct0β1β2V1/2
=0.22×
27×
×
1×
=37.33KN/m2
混凝土侧压力设计值为:
q1=37.33×
1.2=44.8KN/m2
倾倒混凝土产生的水平荷载标准值4KN/m2,荷载组合为:
q2=4×
1.4=5.6KN/m2则q=44.8+5.6=50.4KN/m2
b竖楞木间距(即侧板的跨度)
侧板计算宽度取1000mm,则强度要求内楞间距设为300~500mm,则L/h=300~500/15=20mm~33mm,故由挠度控制:
L=231mm取竖楞木间距为200mm。
横槽钢间距
q=50.4×
0.2=10.08N/mm
横槽钢间距设为500~1000mm则
L/h=500-1000/100=5~10,故由剪力控制
qL2/10=24×
hb2/6
L=
=1408mm
L=1408mm取横槽钢间距为1000mm。
四、地基承载力检算
由上面的计算知支架立杆受力最大为:
N=19.4KN,立杆与地面接触面积为:
0.15m×
0.15m,C20混凝土的应力扩散角取45°
,计算模型如下:
立杆对混凝土表面压强为:
P1=N/S=28.75×
103/0.15×
0.15=1.3Mpa,混凝土标号为C10,满足要求。
立杆通过枕木对三七灰土层的压强为:
P1=N/S=28.75/0.22×
0.6=218Kpa
灰土层所受总压强为:
P=P1*1.1=218*1.1=239.8(kPa)地基换填处理后要求其承载力不小于250kPa,满足要求。
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