钢管贝雷梁支架制梁法检算书第十七联.docx
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1、中铁22局海沧货运通道(疏港通道-海翔大道段)标箱梁贝雷梁支架检算书 一、工程概况(一)、本专项方案适用条件与范围海沧货运通道(疏港通道-海翔大道段)标桥梁上部结构。(二)、技术条件道路等级:城市快速路;设计行车速度:80km/h;设计汽车荷载:城-A级(荷载系数1.3)(三)、结构形式及设计主要参数 截面类型为单箱多室。截面见下图。 桥面宽度:主线桥宽度分13.25m、15.5m、26m、37m四种,B匝道为8m,C,D匝道为9.5m。梁体跨度为30m40m,梁高为2.2m。 梁体混凝土强度等级为C50,封锚采用强度等级为C50的补偿收缩混凝土。二、 模板支撑架总体方案概况现浇支架采用钢管贝
2、雷膺架,两端立柱支撑在承台上,中间支撑柱采用3721m条形混凝土基础。一次主梁之上的二次分配梁采用44排单层普通型贝雷片顺桥向布置。贝雷桁架梁与墩身间缺口处,采用I18工字钢或者20号槽钢搭接过渡,一端搭接在贝雷梁上,另一端搭在墩帽上。钢管柱顶高程逐一核对,并考虑支架预留拱度,支架卸落采用卸漏砂箱并临时连接成整体。贝雷桁架纵梁按设计图逐根组装,每两片为一组,中间设置标准桁撑,以求稳定防侧倾,然后使用吊车逐根吊装就位。贝雷桁架梁之上横桥向摆布I12.6工字钢分配梁, 间距采用50cm和80cm。再上铺设梁底方木楞、竹胶模板。力学传递程序:现浇箱梁砼模板工字钢横向分配梁(I12.6)贝雷纵梁(1.
3、5*3)支撑横梁(双拼40B工字钢)卸落装置钢管柱式支墩(630*8mm)承台顶或现浇砼基础顶。 此验算方案以Z57#-Z59#墩的第十七联(35+35)m(此联梁宽36.8m,为全桥最宽)作为验算对象。如下图单层支架纵段布置图及横断面示意图所示: 支架横断面布置图支架纵断面布置图模板:模板均采用木模,竹胶板采用2.44m*1.22m*15mm,方木采用4000100100mm。分配梁:采用I12.6工字钢,一般截面处间距0.8m,中横梁与端横梁处间距为0.5m,布置范围:贝雷梁桁架上;主力桁架:采用单层44排贝雷梁,每片贝雷梁用U型螺栓与横梁连接以增强支架整体稳定性;大横梁:置于支墩钢管顶砂
4、箱上,采用双拼40B工字钢,长37米布置范围:钢管柱支墩:采用630mm螺旋焊接钢管,厚8mm;每支墩13根钢管。起落架:采用卸漏砂箱,采用外径630mm钢管制作外套管、预制608砼块作内套管,高50cm,每个钢管支柱上设一个;基础:以桥墩台的承台及跨中现浇钢筋砼平台作为支墩基础。如承台宽度不足,加宽承台以保证钢管立柱的安装。三、 方案设计依据及参数1、海沧货运通道(疏港通道-海翔大道段)工程桥梁工程设计图;2、本工程各桥梁下部结构设计图纸及装配式公路钢桥多用途使用手册;3、公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011);4、公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004);5、
5、桥涵施工技术指南;6、路桥施工计算手册;7、建筑施工模板安全技术规范(JGJ162-2008)8、钢结构设计规范(GB500172003);9、混凝土结构设计规范(GB50010-2002);10、钢材弹性模量E=2.1105MPa;Q235钢材容许容许弯曲应力w=215 MPa,容许剪应力=125 MPa;贝雷桁架的允许压应力及弯应力为f273 MPa;剪应力fv=208 MPa。11、钢筋混凝土重度rc=26KN/m3;12、施工人员及机械活载按1KN/m2 、模板重量按2.5KN/m2,(参考【JGJ162-2008】建筑施工模板安全技术规范取值)。;13、振捣、倾倒混凝土荷载4KN/m
6、2,(参考【JGJ162-2008】建筑施工模板安全技术规范取值)。14、恒载系数1.2,活载系数1.4。15、主梁与分配梁允许挠度【】=L/400。四、荷载计算(一)、计算箱梁支撑段横截面积被支撑梁段一般截面横截面面积:A=25.53m2;箱梁顶面宽度B=36.8m。被支撑梁段中端横梁处横截面面积:A=67.6m2;箱梁顶面宽度B=36.8m。(二)、计算支撑架设计荷载、箱梁结构恒载:q1=rc*A=664KN/m(一般截面处) q1=rc*A=1757.6KN/m(中端横梁截面处) 验算取一般截面处的结构恒载。 、箱梁模板恒载:q2=B*q=92KN/m; (q为模板荷载,取2.5KN/m
7、2。) 、支撑架结构恒载:q3=14*q193KN/m; (按以往施工经验估算。) 、振捣、倾倒混凝土荷载:q4=4KN/m、施工人、机活载:q5=1*B=37KN/m。支撑架设计计算荷载:q=1.2*(q1+q2+q3)+1.4*(q4+q5)=1076KN/m。结构计算荷载放大系数K=1.62。五、内力计算(一)、绘制支撑架受力分析的荷载简图支撑架纵向受力荷载计算简图如下:(图2)(二)、使用结构力学法计算(利用三弯矩方程法)计算各支点弯矩 MA=MD=0,MB=-10826.31KNm,MC=-11383.53KNm ;(三)、利用力矩平衡法求支座反力 利用力矩平衡法,由A点开始对B点取
8、弯矩,力矩平衡方程为:1) 9.7R1-0.5*1076*9.72=MB=-10826.31 求得R1=4102.49 KN2) (9.7+10.5)*4102.49+10.5R2-0.5*1076*(9.7+10.5)2 =MC=-11383.53 求得R2= 11930.64 KN 3) 10R4-0.5*1076*102=MC=-11383.53 求得R4=4241.65KN4) (10+10.5)*4241.65+10.5R3-0.5*1076*(10+10.5)2 =MB=-10826.31 求得R3= 12220.42 KN 内力结构图如下: 结论:支点C处的反力(R3=12220
9、.42 KN)最大,故以此处为对象作荷载分析。六、结构设计内力及检算(一)、钢管支撑柱设计1、钢筋支撑柱的布置设计根据计算的支点反力结果判定,纵向钢管支撑柱C点的分担荷载最大。故以此为计算设计对象。纵向钢管支撑柱C点的横断面支撑结构如图所示。横向每个支撑点布置13根直径630mm、壁厚10mm钢管柱。钢管柱按等面积荷载布置。为设计计算简便,以受载最大C截面支撑点为基准计算。对应分担的最大计算荷载为R=R3/13=940KN。(若采用更多根钢管时,钢管立柱的承载能力更大更安全。)(1)、钢管柱几何参数本标段支架所用的钢管支撑柱全部拟选用直径630mm、壁厚10mm钢管做支撑柱。C点钢管柱受压高度
10、h=7.0m。属于受压短杆(小柔度杆,不适应于欧拉公式)(2)、立柱强度验算 a、立柱长细比回转半径长细比=150满足要求。b、立柱临界应力验算:此类钢管为b类,轴心受压杆件,A3钢,查钢结构设计与计算P520页知:0.929, A19400mm2, =140MPa允许轴向压力N=A=0.92915625140=2032.19KN N R=940 KN,满足要求。(3)、钢管立柱的布置 将箱梁横截面面积均分成13等份,每份面积A1=A/13=1.964m2,再求出每一份的形心,则每根钢管立柱布置在每份的形心处。如下图: 为减小工字钢主梁的悬臂长度,将最外侧钢管立柱外移65cm,则钢管立柱的实际
11、间距为2.85m +3.01 m +2.84 m +2 m + 3.42m + 2.28m + (二)、临时基础设计要求本支撑架支撑荷载R3=12220.42 KN,采用混凝土临时扩大基础,临时基础横桥向长度拟设37m、顺桥向宽度2m、高度0.6m(当跨既有线施工,基础作为车道的分隔带时,基础可加高到1.0m);地基基底允许承载能力不得小于200Kpa既满足要求。1、计算地基允许承载力要求F/s12220.42/(37*2)165KPa。(,满足!)2、临时支墩基础根据承台长度来定,拟设长37m,宽2m,高度0.6m,因基底坐落在既有路面上,承载能力较好,不需另作处理,基础采用c30混凝土,必
12、要时可在底层铺一层钢筋网片。(三)、 工字钢主梁 (双拼40B工字钢)计算由于纵向钢管支撑柱C点的支撑分担荷载最大,最大支撑反力R3=12220.42 KN。横向主梁在此处分担的荷载也最大,所以验算次此处的横梁受力即可,横梁拟采用双拼40B工字钢。查表得40B工字钢的截面特性:截面惯性矩Ix22781cm4,Wx=1139 cm3,Sx=671.2cm3,d=12.5mm。钢材的力学性能:弹性模量E=2.1105MPa,容许弯曲应力w=215 MPa,容许剪应力=125 MPa。梁宽为37m,每根H型钢长度按37m计算,则每米H型钢承受的荷载q=R3/37=330.3KN/m.。工字钢立在钢管
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