京沪高速铁路某连续梁支架计算书.docx
- 文档编号:25728670
- 上传时间:2023-06-12
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:162.13KB
京沪高速铁路某连续梁支架计算书.docx
《京沪高速铁路某连续梁支架计算书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《京沪高速铁路某连续梁支架计算书.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
京沪高速铁路某连续梁支架计算书
跨XX港连续梁支架计算书
1、工程概况
XX高速铁路在DK1204+627处跨越XX港,线路与XX港斜交,斜交角度为43°,桥跨布置为40+72+40m预应力混凝土连续箱梁。
桥梁结构型式为:
现浇连续梁箱梁构造形式为单箱单室、变高度、变截面预应力砼连续箱梁。
箱梁桥面宽12m,底板宽6.7m,顶板厚40cm;腹板厚分别为48cm、60cm、90cm,按折线变化;底板厚40~100cm,按圆曲线变化。
中支点截面中心梁高6.2m,跨中2m直线段及边跨5.75m直线段截面中心梁高3.6m,梁底按R=217.117m圆曲线变化。
全联在端支点、中支点及中跨跨中处设横隔板,横隔板设有过人孔,中支点横隔板厚2.4m,端支点横隔板厚1.15m,中跨跨中横隔板厚0.8m。
箱梁两侧腹板与顶底板相交处均采用圆弧倒角过渡。
箱梁横断面示意图(215#、216#墩)
箱梁横断面示意图(跨中)
整联箱梁设计共分五个阶段进行施工,即2个阶段一(长度为35m)、1个阶段二(长度为37m)、2个阶段三(长度为23.25m)。
具体图示如下:
阶段三阶段一阶段二阶段一阶段三
各阶段的施工顺序为:
先施工阶段一,阶段一张拉压浆完成后,进行阶段二砼的施工,阶段二张拉压浆完成后,进行阶段三砼的施工。
2、支架设计依据
2.1、基础资料
(1)施工图及设计文件
2.2、主要技术标准
(1)《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》;
(2)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2001)。
2.3、主要参考工具书
(1)《实用土木工程手册》(第三版),杨文渊编,人民交通出版社出版;
(2)《基础工程施工手册》,基础工程施工手册编写组编著,中国计划出版社出版;
3、支架设计原则
(1)安全可靠,操作方便;
(2)因地制宜,经济实用。
4、支架结构布置型式
本连续梁采用满堂碗扣式钢管脚手架现浇施工,支架结构主要由:
模板系统,纵、横向分配梁、满堂支架支撑、支架基础几部分组成,结构见附后的《支架平面布置图》、《支架立面布置图》、《支架横截面布置图》。
4.1、模板
面板采用厚15mm的优质竹胶板;背肋采用10cm×10cm方木(平放),间距腹板下15cm(满铺),底板下20cm;支承横楞采用15cm×15cm工字钢,间距同支架纵距。
4.2、支架
立杆、横杆采用φ48碗扣式钢管脚手架。
立杆横截面布置方式为:
两边腹板下布置5根,间距0.3m,两侧翼板下各布置3根,间距0.6~0.9m,中部布置7根,间距0.6m。
立杆纵向布置为:
翼板下为1.2m,一阶段腹板下为0.3m,其余为0.6m。
水平杆步距:
腹板下为0.6m,其余为1.2m,支架顶部根据需要可以加密至0.6m。
可调底座KTZ-45,可调范围≤300mm;可调托座KTC-45,可调范围≤300mm。
另外横向每8排立杆设置一道剪刀撑,纵向设置7道剪刀撑,与地面夹角为45~60°,采用φ48×3.5mm扣件式脚手架钢管。
5、支架设计计算过程
5.1、荷载分析
5.1.1、恒载
该支架所受的恒载包括所浇注的连续梁自重、模板自重和支架自重。
各种荷载标准值为:
(1)、支撑架模板自重标准值:
模板及支承小楞均布荷载Q1=2.5kN/m2;
(2)、连续梁钢筋混凝土:
Q2=26KN/m3。
5.1.2、活载
支架所受的活荷载包括施工荷载、风荷载和温度荷载。
(1)振捣及施工荷载
施工人员及设备荷载值按均布活荷载Q3=1KN/m2;振捣混凝土产生的荷载为Q4=2kN/m2。
(2)风荷载和温度荷载。
本方案未考虑风荷载和温度荷载
5.2、脚手架整体稳定性验算
5.2.1、单肢立杆轴向力计算公式
N=[1.2Q1+1.4(Q3+Q4)]·Lx·Ly+1.2Q2V
式中:
Q1——支撑架模板自重标准值;
Q2——新浇砼及钢筋自重标准值;
Q3——施工人员及设备荷载标准值;
Q4——振捣砼产生的荷载;
Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距(m);
V——Lx、Ly段的混凝土体积(m3)。
5.2.2、单肢立杆轴向力计算公式
只计算同等支架布置截面最厚的Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ断面,断面布置见下图:
(1)Ⅰ—Ⅰ断面
本截面梁高按照6.2m,顶板厚度0.4m,底板厚度1.0m。
横杆步距为1.2m,翼板支架纵距1.2m,其余为0.3m,翼板支架横距为0.9m,腹板为0.3m,底板为0.6m。
按照5.2.1公式列表计算得:
参数
部位
Q1
(kN/m2)
Q2
(kN/m3)
Q3
(kN/m2)
Q4
(kN/m2)
Lx
(m)
Ly
(m)
V
(m3)
N
(kN)
翼板
2.5
26
1
2
1.2
0.9
0.549
24.9
腹板
2.5
26
1
2
0.3
0.3
0.558
18.06
底板
2.5
26
1
2
0.6
0.6
0.504
18.3
(2)II—II断面
本截面梁高按照4.05m,顶板厚度0.4m,底板厚度0.6m。
横杆步距为1.2m,翼板支架纵距1.2m,其余为0.6m,翼板支架横距为0.9m,腹板为0.3m,底板为0.6m。
按照5.2.1公式列表计算得:
参数
部位
Q1
(kN/m2)
Q2
(kN/m3)
Q3
(kN/m2)
Q4
(kN/m2)
Lx
(m)
Ly
(m)
V
(m3)
N
(kN)
翼板
2.5
26
1
2
1.2
0.9
0.549
24.9
腹板
2.5
26
1
2
0.6
0.3
0.729
24.0
底板
2.5
26
1
2
0.6
0.6
0.36
13.8
5.2.3、单肢立杆承载力计算
单肢立杆稳定性按下式计算:
N≤φAf
式中:
A——立杆横截面积,0.0004893m2;
φ——轴心受压杆件稳定系数,按细长比λ值查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录C;
f——钢材强度设计值,Q235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值205MPa。
其中:
φ=k.μ.h/i
i——截面回转半径,查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录B得0.0158m
k——计算长度附加系数,其值取1.155。
μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,查表得1.7;
h——立杆步距,为1.2m
φ=1.155×1.7×1.2÷0.0158=149
根据φ=149,查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录C得φ值为0.312。
因此力杆容许轴力为:
φAf=0.312×0.0004893×205000=31.3(KN)
∵N≤φAf,∴立杆稳定性满足要求。
5.3、支架基础承载力计算
5.3.1、支架基础结构
本连续梁支架采用钢管立柱支承,支撑体系由下至上为:
Φ0.30m混凝土静压桩基础,C30钢筋混凝土承台,φ720×10mm钢管立柱,双拼I56b型钢横梁,I45b型钢纵梁,I14工字钢横向分配梁。
横断面见下图:
每横断面布置三个承台,每个承台设置2根桩,单桩极限承载力为550KN,施工过程中下压力满足要求且静压5分钟桩不再下沉后方能终止该桩压注。
桩顶伸入承台40cm(钢筋20cm,桩身20cm),承台顶预埋一块90cm×90cm×1cm钢板,钢板中部挖Φ50cm圆孔,钢板上焊接Φ16锚筋。
每个承台各设置一根φ720钢管立柱,立柱焊于承台顶预埋钢板上,单个承台立柱间横向设置20#槽钢联系梁。
在立柱顶放置双拼I56b型钢横梁,要求两者间焊接牢固;纵梁上铺I45b型钢纵梁;纵梁一般地段断面布置8列,两侧翼板下各1列,两侧腹板下各1列,底板下两列,纵梁与横梁相交的节点需要点焊;纵梁上横铺I14工字钢,用于支承支架,间距同支架纵距。
经查表、计算,支架所需的其它构件力学性能见下表:
材料名称
截面实量尺寸
弹性模量
E
惯性矩
I
截面抵抗矩
W
材料许用应力[σ]
备注
I14工字钢
210GPa
712cm4
101.7cm3
205MPa
I45b型钢
210GPa
33759cm4
1500.4cm3
205MPa
I56b工字钢
210GPa
48556cm4
1942.2cm3
205MPa
5.3.2、支架基础各部位承载力计算
(1)横向I14工字钢横向分配梁
横向分配梁支点为I45b型钢纵梁,其结构如下图:
所以,腹板下横向I14工字钢能承载上部荷载。
所以,底板下横向I14工字钢能承载上部荷载。
(2)、I45b型钢纵梁检算
①、翼板下纵梁
翼板下设置1列纵梁,荷载按1.4混凝土重量计算,按最大跨度4.75m段计算,翼板混凝土量2.32m3/m。
q=1.4×2.32×26=84.4KN/m
Mmax=ql2/8=84.4×4.752/8=238(KN.m)
σ=MMmax/W=238KN.m÷(4×387.2)cm3=154MPa<[σ]=205MPa
纵梁强度满足要求。
f=5ql4/(384EI)
=5×84.4KN/m×4.754m4/(384×210GPa×4×5808.3cm4)
=11.47mm<[f]=L/400=4750/400=11.87mm
纵梁挠度满足要求。
②、腹板下纵梁
腹板下设置2列纵梁,间距1.2m,荷载按1.4混凝土重量计算,其中跨度3.5m段:
截面最厚5.9m,腹板厚0.9m,还承载0.3m宽的底板(底板厚0.92m,顶板厚0.4m,因位于倒角处,底板、顶板共增厚0.3m)。
q=1.4×(5.9×0.9+(0.92+0.4+0.3)×0.3)×26=211KN/m
Mmax=ql2/8=211×3.52/8=323(KN.m)
σ=MMmax/W=323KN.m÷(1500.4×2)cm3=108MPa<[σ]=205MPa
纵梁强度满足要求。
f=5ql4/(384EI)
=5×211KN/m×3.54m4/(384×210GPa×(2×33759)cm4)
=2.9mm<[f]=L/400=3500/400=8.75mm
纵梁挠度满足要求。
其中跨度4m段:
截面最厚5.4m,腹板厚0.9m,还承载0.3m宽的底板(底板厚0.81m,顶板厚0.4m,因位于倒角处,底板、顶板共增厚0.3m)。
q=1.4×(5.4×0.9+(0.81+0.4+0.3)×0.3)×26=193.4KN/m
Mmax=ql2/8=193.4×4.02/8=387(KN.m)
σ=MMmax/W=387KN.m÷(1500.4×2)cm3=129MPa<[σ]=205MPa
纵梁强度满足要求。
f=5ql4/(384EI)
=5×193.4KN/m×4.04m4/(384×210GPa×(2×33759)cm4)
=4.6mm<[f]=L/400=4000/400=10mm
纵梁挠度满足要求。
其中跨度4.5m段:
截面最厚4.9m,腹板厚0.9m,还承载0.3m宽的底板(底板厚0.69m,顶板厚0.4m,因位于倒角处,底板、顶板共增厚0.3m)。
q=1.4×(4.9×0.9+(0.69+0.4+0.3)×0.3)×26=175.7KN/m
Mmax=ql2/8=175.7×4.52/8=445(KN.m)
σ=MMmax/W=445KN.m÷(1500.4×2)cm3=148MPa<[σ]=205MPa
纵梁强度满足要求。
f=5ql4/(384EI)
=5×175.7KN/m×4.54m4/(384×210GPa×(2×33759)cm4)
=6.6mm<[f]=L/400=4500/400=11.25mm
纵梁挠度满足要求。
③、中间纵梁
底板下设置2列纵梁,间距1.6m,荷载按1.4混凝土重量计算,其中跨度3.5m段:
底板最厚0.92m,宽4.8m,顶板厚0.4m。
q=1.4×((0.92+0.4)×4.8)×26=230KN/m
Mmax=ql2/8=230×3.52/8=352(KN.m)
σ=MMmax/W=352KN.m÷(1500.4×2)cm3=117MPa<[σ]=205MPa
纵梁强度满足要求。
f=5ql4/(384EI)
=5×230KN/m×3.54m4/(384×210GPa×(2×33759)cm4)
=3.2mm<[f]=L/400=3500/400=8.75mm
纵梁挠度满足要求。
其中跨度4m段:
底板最厚0.81m,宽4.8m,顶板厚0.4m。
q=1.4×((0.81+0.4)×4.8)×26=211.4KN/m
Mmax=ql2/8=211.4×4.02/8=423(KN.m)
σ=MMmax/W=423KN.m÷(1500.4×2)cm3=141MPa<[σ]=205MPa
纵梁强度满足要求。
f=5ql4/(384EI)
=5×193.4KN/m×4.04m4/(384×210GPa×(2×33759)cm4)
=5.0mm<[f]=L/400=4000/400=10mm
纵梁挠度满足要求。
其中跨度4.5m段:
底板最厚0.69m,宽4.8m,顶板厚0.4m。
q=1.4×((0.69+0.4)×4.8)×26=190.4KN/m
Mmax=ql2/8=190.4×4.52/8=482(KN.m)
σ=MMmax/W=482KN.m÷(1500.4×2)cm3=161MPa<[σ]=205MP
纵梁强度满足要求。
f=5ql4/(384EI)
=5×175.7KN/m×4.54m4/(384×210GPa×(2×33759)cm4)
=7.15mm<[f]=L/400=4500/400=11.25mm
纵梁挠度满足要求。
(3)、双拼I56b型钢横梁检算
荷载按1.4混凝土重量计算。
其中跨度为1.65m-3.5m段:
截面最厚5.9m,腹板厚0.9m,底板厚0.92m,顶板厚0.4m。
S砼=6.7×(0.92+0.4)+(5.9-0.92-0.4)×0.9×2+0.9×0.3+0.6×0.3
=17.538m2
P=1.4×17.538×26×(1.65+1.75)=2171KN
其中跨度为3.5m-4.0m段:
截面最厚5.41m,腹板厚0.9m,底板厚0.82m,顶板厚0.4m。
S砼=6.7×(0.82+0.4)+(5.41-0.82-0.4)×0.9×2+0.9×0.3+0.6×0.3
=16.17m2
P=1.4×16.17×26×(1.75+2.0)=2207KN
其中跨度为4.0m-4.5m段:
截面最厚4.93m,腹板厚0.9m,底板厚0.71m,顶板厚0.4m。
S砼=6.7×(0.71+0.4)+(4.93-0.71-0.4)×0.9×2+0.9×0.3+0.6×0.3
=14.76m2
P=1.4×14.76×26×(2.0+2.25)=2284KN
其中跨度为4.5m段:
截面最厚4.47m,腹板厚0.6m,底板厚0.6m,顶板厚0.4m。
S砼=6.7×(0.6+0.4)+(4.47-0.6-0.4)×0.6×2+0.9×0.3+0.6×0.3
=11.31m2
P=1.4×11.31×26×(2.25+2.25)=1853KN
所以,其中跨度为4.0m-4.5m段最重,P=2284KN
双拼I56b工字钢横梁3.9m跨度范围内承受荷载为1142KN.
受力分析如下:
M1=Pab/L=425.5×0.8×3.1/3.9=270.6(KN.m)
M2=Pab/L=391×2.4×1.5/3.9=361(KN.m)
Mmax=M2+M1×1.5/3.1=492(KN.m)
σ=Mmax/W=492KN.m÷(2446.5×2)cm3=101MPa<[σ]=205MPa
横梁强度满足要求。
f=Pc((2c+a)l2-4c2l+2c3-ac2-a3)/(6EIl)
=391×1.5((2×1.5+0.8)3.92-4×1.52×3.9+2×1.53-0.8×1.52-0.83)/(6×210GPa(2×33759)cm4×3.9)
=2.4mm<[f]=L/400=3500/400=9.75mm
横梁挠度满足要求。
(4)、钢管立柱检算
钢管立柱的直径为Φ720mm,壁厚为10mm,每排布置3根立柱,荷载按1.4混凝土重量计算。
其中跨度为4.0m-4.5m段最重。
立柱受力分析简图如下:
N1为翼板荷载,N2为底、腹、顶板荷载
N1=1.4×2.32×26×4.25/4=89.25KN
N2=2284/6=380.7KN
边立柱受力N边=380.7×2+89.25×2=940.0KN
中立柱受力N中=380.7×2=761.4KN
钢管面积A=3.14(0.722-0.702)/4=0.022294m2
惯性矩I=π(d4-d14)/64=3.14(0.724-0.74)/64
=14.05×10-4
回转半径i=(d2+d12)1/2/4=(0.722+0.72)1/2/4=0.251
立柱按一端固定,另一端自由受力形式,u=2
λ=ul/i=2×6/0.251=48<λp=100所以立柱属于小柔度压杆。
按细长比λ值查《建筑施工手册》得:
轴心受压杆件稳定系数
φ=0.861
因此力杆容许轴力为:
φAf=0.861×0.022294×170000=3263(KN)
∵N≤φAf,∴立柱稳定性满足要求。
(5)、静压桩检算
阶段一段:
边立柱受力N边=380.7×2+89.25×2=940.0KN
中立柱受力N中=380.7×2=761.4KN
边立柱下布置三根静压桩,每根静压桩承受荷载为
N桩=940/3=313KN
中立柱下布置二根静压桩,每根静压桩承受荷载为
N桩=761.4/2=381KN
静压桩允许承载:
550KN
∴静压桩承载满足要求。
阶段二、三段:
S底、腹、顶板=6.7×0.858+(3.845-0.858)×0.6×2+0.9×0.3+0.6×0.3
=9.783m2
N底、腹、顶板=1.4×9.783×4.5×26=1602.5KN
N1=1.4×2.32×26×4.25/4=89.25KN
N2=1602.5/6=267.1KN
边立柱受力N边=267.1×2+89.25×2=713KN
中立柱受力N中=267.1×2=534KN
边立柱下布置二根静压桩,每根静压桩承受荷载为
N桩=713/2=357KN
中立柱下布置二根静压桩,每根静压桩承受荷载为
N桩=534/2=267KN
静压桩允许承载:
550KN
∴静压桩承载满足要求。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高速铁路 连续 支架 计算