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文檔簡介
橋梁臨時施工結(jié)構(gòu)計算1、滿堂支架計算2、墩梁式支架計算3、桂籃設(shè)計與計算(包括三角形與菱形桂籃)4、懸臂施工0#塊、現(xiàn)澆段及合攏段計算5、鋼棧橋的設(shè)計與計算6、基坑防護措施及穩(wěn)定性7、圍堰與施工單臺的設(shè)計與檢算231、滿堂支架計算模板為一次使用,支架可支架現(xiàn)澆法主要適用于澆注孔徑較少、工期不太緊的橋梁,其施工較靈活,適合于一些橋墩高度較矮(10m以下)的橋粱。支架主要采用貝雷梁、碗扣式支架、六四式軍用梁等。施工流程簡單:在支架上立模板、綁扎鋼筋、澆法混凝土屏張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋、支架需設(shè)置砂箱41、滿堂支架計算支架可以拆卸反復(fù)使用,節(jié)省部分費用。就地澆注是在支架上安裝模板、綁扎及安裝鋼筋骨架、預(yù)留孔道,并在現(xiàn)場澆泛混凝土與施加預(yù)應(yīng)力的施工方法。近年來由于臨時鋼構(gòu)件及萬能桿件的大量使用,在一些彎橋、變寬橋等異形橋梁,或是一些邊遠地區(qū)的中小跨徑橋梁中廣泛使5算例1-1(海口某酒店景觀橋-多跨35m連續(xù)梁支架)本橋采用滿堂支架法施工,通過鋼管立柱、縱橫梁、貝雷梁、滿堂支架形成施工平臺。施工平臺的支架基礎(chǔ)管樁采用直徑630mm、壁厚8管樁,橫向每排8根,鋼管樁中心距為3~3.5m;墊梁采用雙140b工字鋼。PO橋臺至P16橋墩支架縱梁橋臺支架縱粱采用156工字鋼。6滿堂支架算例1-1聯(lián)至第四聯(lián)貝雷梁采用間距45cm雙拼共20梁橫截面中心線雨邊12組橫向凈間距0.8m(中心間距1.25m),翼緣兩邊上8組凈問距為1.1m(中心間距1.55m);第五聯(lián)956工字鋼橫向中心間距腹板下為0.6m,空箱底板下為1.2m,翼緣板下為1.8m。分配梁采用920工字鋼,中心距為40cmo7滿堂支架算例1-1分配梁頂鋪12方木,中心距60cm;方木頂搭設(shè)滿堂支架為梁中部橫向60cm×縱向90cm×豎向60cm,梁端部為橫向60cm×縱向60cm×豎向60cm;支架頂縱向鋪設(shè)10#槽鋼,中心距60cm,槽鋼上橫向鋪設(shè)10×10cm方木,中心距滿堂支架算例1-18滿堂支架算例-1萬能桿件U型底托2140二字鋼9滿堂支架算例1-1計算依據(jù)·《海南省海口市??跒碂羲缶频昃坝^橋施工圖》(人民交通出版社)·《橋涵》下冊(人民交通出版社)·《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》·其他有關(guān)技木規(guī)范、視程及技術(shù)資料計算軟件滿堂支架算例1-1材料參數(shù)(1)方木(12cm×10cm):截面面積A=120cm2,截面模量W=240cm3,截面慣性矩I=1440性矩I=833cm?,抗彎設(shè)計強度f=11MPa,抗剪設(shè)計強度fy=1.4MPa,彈性模量(2)碗扣式支架:截面面積A=489mm2,直徑φ=48mm,壁厚δ=3.5mm,回轉(zhuǎn)半徑i=15.78mm;抗壓設(shè)計強度f=215MPa;(3)型鋼(Q235)I20:截面面積A=26.81cm2,截面模量W=184cm3,截面慣性矩I=1840cm?,截面面積矩S=104.2cm3,腹板厚L,=5.2mm,抗彎設(shè)計滿堂支架算例1-1材料參數(shù)(4)型鋼(Q235)I40b:截面面積A=94cm2,截面模量Wx=1140cm3,截面慣性矩Ix=22780cm?,截面面積矩S=678cm3,腹板厚tw=12.5mm,抗彎設(shè)計強度f=205MPa,抗剪設(shè)計強度fy=120MPa,彈性模量E=2.1×10?MPa;設(shè)計強度f=215MPa;(6)型鋼(Q235)[10#槽鋼:截面面積A=13cm2,截面模量W=40cm3,截面慣性矩I=198cm?,Sx=24cm3,tw=5.3mm,抗彎設(shè)計強度f=215MPa,抗剪設(shè)計強度fy=125MPa,彈性模量E=2.1×10?MPa;I=22780cm?,截面面積矩S,=678cm3,腹板厚tn=12.5mm,抗彎設(shè)計強度f=205MPa,抗剪設(shè)計強度f,=120MPa,彈性模量E-2105MP滿堂支架算例1-1材料參數(shù)(8)型鋼(Q235)I56a:截面面積A=135cm2,截面模量W=2342cm3,截面慣性矩I=65576cm?,截面面積矩S=1368.8cm3,腹板厚tw=12.5mm,抗彎設(shè)計強度f=205MPa,抗剪設(shè)計強度fy=120MPa,彈性模量E=2.1×10?MPa;(9)貝雷梁桁架上下弦桿:(Q345)2[10#槽鋼,截面面積A=25I=393cm?,I,=860cm?,抗拉、抗壓、抗彎設(shè)計強度f=310MPa,抗剪設(shè)計強度fv=180MPa,彈性模量E=2.1×10?MPa;(10)貝雷梁腹桿,斜桿:(Q345)I8,截面面積A=9.1cm2,截面慣性矩I=83.6cm?,(11)型鋼(Q235)T20b:截面面積A=395cm2,截面模量W=250cm3,截面慣性矩抗彎設(shè)計強度215MPa抗剪設(shè)計強度f,=125MPa,滿堂支架算例1-1!進五直丹實五4鋼輔集4po菜晏81n量回盒黑紅路施連2842A—梁端截面;B—支點附近加厚截面;C—典型截面滿堂支架算例1-1(1)B—B截面荷載計算截面梁高:2200mm,梁底寬度:1100mm,底板厚度:400mm,頂板厚度:240mm,翼緣板厚度取平均值(220+572)/2=396mm,混凝土容重γ=26KN/m3。施工荷載P施=2KPa,振搗荷載P振=2KPa,其他臨時設(shè)施構(gòu)件(膠合板、方木、頂板支架等)P臨=2KPa。按最不利荷載進行組合控制,那么最不利組合方式為:荷載分項系數(shù)取γ?=1.2,取γ?=1.4翼緣板、底板、腹板處恒載P重,h為翼緣板、底板、腹板處梁體計算高度,活載p=6KPa?;顫M堂支架算例1-1;滿堂支架算例1-1上層枕木計算位于梁端部及腹板下方枕木取最大荷載P腹=77KPa進行計算:如圖1.3所示,支架頂?shù)纳蠈臃侥句佋O(shè)的中心距為d=30cm,下方的型鋼[10#槽鋼計算的中距為l=0.6m,方木上方所受的均布線荷載值q=∑腹×l=77×0.3KN/m=23.1KN/m。則方木所受的彎矩,由2.3.1得到方木的截面模量W=167cm3,慣性矩I=833cm3。滿堂支架算例1-1上層枕木計算最大截面正應(yīng)力:;(滿足要求)最大截面剪應(yīng)力:;(滿足要求)最大撓度:滿堂支架算例1-1[10#槽鋼計算沿縱向置于支架頂托上,橫向的中心距為60cm,縱向的跨度為90cm,其布置圖參見圖1.4,[10#槽鋼計算上方沿縱向鋪設(shè)中距為30cm的方木,其計算圖參見圖1.5。方木上方所受的均布線荷載值q=77×0.3=23.1KN/m,則方木加在[10#槽鋼計算的集中力F=77×0.3×0.6=13.9KN支架立桿滿堂支架算例1-1彎矩圖剪力圖最大截面正應(yīng)力:;(滿足要求)最大撓度:滿堂支架算例1-1(1)梁中部支架(60x90cm)單根立桿承受荷載面積S=0.54m2,支架及以下荷載按照梁體平均荷載P平=40.8KPa均布分配取值,則立桿所承受的壓力F=40.8×0.54=22KN。根據(jù)《路橋施工計算手冊》P438,查得其回轉(zhuǎn)半徑i=15.78mm,計算長度取橫桿步距L=600mm,換算長細比,根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)附錄C,得軸心受壓穩(wěn)定系數(shù):φ=0.946,立桿截面面積:A=489mm2。(滿足要求)。軸向應(yīng)力:梁中部下枕木計算分配梁采用I20工字鋼,中心距40cm;分配梁頂鋪12cm×10cm方木,中心距60cm;方木頂搭設(shè)滿堂支架(橫向60cm×縱向90cm×豎向60cm)。詳見右圖。梁中部方木上方所受的集中力為單根支架承受的最大力F=22KN,則方木所受的彎矩,由2.3.1得到方木的截面模量W=240cm3,慣性矩I=1440cm3。最大截面正應(yīng)力:;(滿足要求)最大截面剪應(yīng)力:最大撓度:-;(滿足要求)梁端部下枕木計算分配梁采用I20工字鋼,中心距40cm;分配梁頂鋪12cm×10cm方木,中心距60cm;梁端部方木頂搭設(shè)滿堂支架(橫向60cm×縱向60cm×豎向60cm)。彎矩,由2.3.1得到方木的截面模量W=240cm3,最大截面正應(yīng)力:;(考慮臨時結(jié)構(gòu)容許承載力可擴最大截面剪應(yīng)力:;(根據(jù)木結(jié)構(gòu)規(guī)范,在施工和維修的短暫情況下,強度設(shè)計值可擴大1.2倍,認為剪應(yīng)力滿足要求)最大撓度:□ENTRL;(滿足要求)縱、橫梁及鋼管樁計算計算模型說明根據(jù)現(xiàn)澆箱梁概圖及模板、貝雷梁縱梁、956工字鋼縱梁布置情況,設(shè)現(xiàn)澆箱梁荷載均勻分布到920工字鋼分配梁上,再傳遞到貝雷梁或956工字鋼上。先進行橫向分析建立荷載橫向分配計算模型,以獲得各縱梁所受荷載情況,再對貝雷梁、956工字鋼縱梁及其各自下部結(jié)構(gòu)建立整體計算模型。分配梁工字鋼分布橫梁計算支架方案采用920工字鋼做分布橫梁,工字鋼鋪設(shè)中心間距0.4m,上方為碗扣式滿堂支架,第一聯(lián)至第四聯(lián)工字鋼搭于貝雷梁上,第五聯(lián)搭于756工字鋼縱梁上。(1)第一至第四聯(lián)分配橫梁第一至第四聯(lián)貝雷梁橫向布置凈間距0.8m(中心間距1.25m)和1.1m(中心間距型圖見圖4.1,應(yīng)力圖見圖4.2。圖4.1第一至四聯(lián)I20工字鋼分布橫梁模型圖4.2第一至四聯(lián)I20工字鋼分布橫梁應(yīng)力圖由計算結(jié)果得I20工字鋼應(yīng)力σ=26Mpa<215Mpa(滿足要求)。組合(最大值)1.59271+001旦期:05/10/2013(2)第五聯(lián)分配橫梁故I20工字鋼計算模型圖見圖4.3,應(yīng)力圖見圖4.4。由計算結(jié)果得I20工字鋼應(yīng)力σ=61.4Mpa<215Mpa(滿足要求)。組合(最大值)ST:上部荷教貝雷梁應(yīng)力圖:最大壓應(yīng)力位于腹桿處,其值為181.5Mpa。弦桿最大拉應(yīng)力為111.3Mpa,橫向聯(lián)系斜桿最大壓應(yīng)力為單片壓應(yīng)力最大值為腹桿最大應(yīng)力度滿足要求。橫向聯(lián)系斜桿最大應(yīng)力度滿足要求。組合(最大值)7.07492e+001CB:自重+上部結(jié)構(gòu)文件:3333??谶B續(xù)積日期:05/10/2013貝雷梁上下弦桿應(yīng)力圖a)腹桿穩(wěn)定計算腹桿最大壓應(yīng)力為180.3Mpa。設(shè)腹桿為兩端鉸接形式,故計算長度為lo=0.70m;腹桿為I8工字型截面,沿弱軸方向慣性矩I=9.53cm?,面積A=9.52cm2,回轉(zhuǎn)半徑長細比軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性系數(shù)φ=0.705,σ=180.3<φ×f=0.705x310=218Mpa,腹桿穩(wěn)定性滿足要求。b)橫向聯(lián)系斜桿的穩(wěn)定性計算斜桿最大壓應(yīng)力為23.9Mpa。設(shè)斜桿為兩端鉸接形式,故計算長度為Lo=0.994m;斜桿為I8工字型截面,沿弱軸方向慣性矩I=9.53cm?,面積A=9.52cm2,回轉(zhuǎn)半長細比λ=1?/i=99.截面軸心受壓構(gòu)件的折減因素?=0.470,σ=23.9<φ×f=0.47x310=145.7Mpa。橫向聯(lián)c:a-上假動構(gòu)三334□4雌e分配梁工字鋼分布橫梁計算業(yè)組合(最大值)1.04978e+0058.67870e+0046.85957e+0045.04044e+0043.22132e+0041.40219e+0040.00000e+000CB:自重+上部結(jié)構(gòu)CB:自重+上部結(jié)構(gòu)日期:06/26/2013I56工字鋼最大應(yīng)力為105Mpa。驗算整體穩(wěn)定性:I56工字鋼跨度L?=7.5m,寬度b?=166mm,L?/b?=45.2>13,不滿主縱梁穩(wěn)定計算足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》表4.2.1的要求,需進行整體穩(wěn)定性驗算。由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》4.2.2:考慮到工字鋼跨度比較大,在工字鋼橫向加三道橫撐,則計算跨度為2.5m。(滿足要求)。主縱梁變形分析跨中最大撓度f=16.6mm<L/400=7500/400=18.75mm,剛度滿足要求。鋼管立柱在橫橋向布置為I40b工字鋼主橫梁應(yīng)力圖CB:自重+上部結(jié)構(gòu)日期:06/26/2013I40b工字鋼所受最大應(yīng)力為109.2MPa小于規(guī)范要求f=205MPa。驗算整體穩(wěn)定性:I40b工字鋼跨度L?=4.0m,寬度b?=144mm,L?/b?=27.8>13,不滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》表4.2.1的要求,需進行整體穩(wěn)定性驗算。由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》4.2.2:(滿足要求)。承載力容許值[Ra],可按公式(5.3.3-3)計算:對于錘擊、靜壓沉樁,α、α取值均為1。根據(jù)橋型布置圖,針對不同地質(zhì)情況選取第2跨,第10跨,第16跨地質(zhì)情況較弱的樁位,計算公式5.3.3-3各系數(shù)。地質(zhì)勘查資料顯示計算樁位的地層分別為②淤泥、③黏土、④粗砂、⑤粉質(zhì)粘土,設(shè)計如土深度分別為18m、16m、18m。單樁承載力容許值計算表uA第2跨0跨2302平均第一至四聯(lián)鋼管樁反力圖第一至四聯(lián)鋼管樁反力圖單樁承載力安全系數(shù)計算表內(nèi)力-Z最小反力節(jié)點=10907最大反力節(jié)點=10928CB:自重+上部結(jié)構(gòu)目期:06/26/2013表示-方向橋跨號軸向受壓承載力容許值Ra軸向受壓承載力抗力1.25Ra 樁軸向力(最大值)安全系數(shù)第2跨第10跨第16跨平均CE1141R凡第一至四聯(lián)鋼管立柱應(yīng)力圖2直徑630mm,厚8mm鋼管立柱慣性矩I=75600cm?;其截面面積A=156cm2;鋼管的回轉(zhuǎn)半徑鋼管樁位移圖2方齋c:重+上配堵構(gòu).地基沉降最小值2.3mm,最大值4.4mm。鋼管立柱頂豎向位移最小值5.8mm,最大值11.1mm。位移值可供立模拋高參考用。承臺沖切破壞計算承臺在鋼管樁作用下正應(yīng)力0=0.75MPa<1.23MPa,T=0.58MPa<1.4MPa;滿足要求。(1)上層枕木采用10×10cm方木,中心距30cm;其強度和變形性能滿足規(guī)范要求。(2)支架頂縱向鋪設(shè)10#槽鋼,中心距60cm;其強度和變形性能滿足規(guī)范要求。(3)碗扣支架在梁中部采用采用橫向60cm×縱向90cm×豎向60cm,在梁端部采用橫向60cm×縱向60cm×豎向60cm,其強度和穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。(4)下層枕木采用12×10cm方木,中心距60cm;其強度和變形性能滿足規(guī)范要求。(5)分配梁采用I20工字鋼,中心間距為40cm,其強度和變形能力滿足規(guī)范要求。(6)PO橋臺~P16號橋墩貝雷梁縱梁,在梁橫截面中心線兩邊各采用6組(共12組)橫向凈間距0.8(中心距為1.25m),兩翼緣邊各4組(共8組)凈間距為1.1m(中心距1.55m)、貝雷梁上分配橫梁采用間距0.4m的I20工字鋼時,貝雷梁下支撐橫梁、鋼管立柱的強度,穩(wěn)定性,變形性能均滿足規(guī)范要求。(7)建議在P16橋墩~P19號橋臺I56工字鋼縱梁每跨7.5之間加設(shè)三道橫撐,5m之間加一道橫撐。(8)P16橋墩~P19號橋臺I56工字鋼縱梁,在腹板下中心間距0.6m、底板下中心間距1.2m、翼緣板下中心間距1.8m,其強度和變形性能滿足規(guī)范要求。(9)由于貝雷梁受壓腹桿穩(wěn)定富余應(yīng)力較小,為保證貝雷梁受壓腹桿的承載能力,應(yīng)加強貝雷梁間的橫向連接,尤其是在跨中三排鋼管樁支撐立柱上的腹桿。(10)鋼管立柱在0#到8#墩橋跨間采用入土深度為18m,在8#到13#墩橋跨間采用入土深度16m,在13#到19#墩橋跨間采用入土深度18m,滿足支撐要求。(11)承臺沖切穩(wěn)定性驗算滿足規(guī)范要求。(12)施工時請嚴格遵守地基處理及支架預(yù)壓的相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范。墩式梁支架計算1.工程概況一以P4蓋梁門洞為例新建商丘至合肥至杭州鐵路蕪湖長江公鐵大橋的組成部分,為公路橋接線跨越寧蕪、寧安鐵路段橋梁工程。橋梁組合45+40+35+45+35m全長200m,橋梁結(jié)構(gòu)采用先簡支,后連續(xù)的施工工藝。其中上跨寧蕪線、寧安線均采用45m跨徑,橋梁寬度為36m。P4蓋梁墩柱位于赤鑄山路非機動車道擋墻側(cè)邊,蓋梁北側(cè)1/2位于赤鑄山路非機動車道與機動車道上空,蓋梁南端1/2部分與P1施工相同,蓋梁北端部分在機動車道設(shè)3個門洞,機動車道3.5m的門洞、非機動車道門洞、人行道門洞。①300立管人擋墻行道0.72*0.6m基礎(chǔ)墩非道機動立柱擋墻P4蓋梁立面布置圖(單位:m)擋墻擋墻擋墻擋墻2.荷載計算計算荷載(1)支架門洞計算荷載臨時構(gòu)件(方木、支架等)P臨=2KPa,P4蓋梁1區(qū)梁高6.5m~3.8m,P4蓋梁2區(qū)梁高3.8m~2.2m;P5蓋梁高3m,P6梁根部高4m,中部梁高3m。對荷載進行1區(qū):P?=1.2×(26×6.5)+1.4×(2+2+2)=214KPa;2區(qū):P?=1.2×(26×3.8)+1.4×(2+2+2)=130KPa。2.1計算模型簡介梁下從上到下依次由竹膠板底模、縱向方木、橫肋、支架組成。竹膠板厚為1.2cm,縱方木采用截面為6×8cm規(guī)格,橫肋采用雙排Φ48×δ3.5架子管,支架采用尺寸為φ=48mm,δ=3.5mm的鋼管。因此可以建立計算模型為:橫肋橫向每隔0.6m或0.3m有豎向支架支撐,橫肋縱向每隔0.6m或0.3m擺設(shè)一個,縱向方木布置在橫肋上方,橫向每隔0.12m布置一個,縱向方木上方覆蓋厚為2.2各構(gòu)件計算上部荷載作用在竹膠板上,竹膠板傳給縱向方木,縱向方木傳給下方的橫向方木,橫向方木傳給支架。2.2.1底模板計算取寬度b=1mm的模板條進行計算,,模板的受力計算公式參見《路橋施工計算手冊》P433。考慮模板的連續(xù)性:1mm寬模板特征值截面最大正應(yīng)力:撓度計算:;滿足要求(2)P4蓋梁2區(qū);l為方木凈間;滿足要求。2.2.2縱向方木計算縱向方木上可認為承受連續(xù)的均布線荷載,荷載計算寬度縱向方木間距,計算跨度為1為支架縱向間距最大彎矩:最大剪力:最大彎矩:縱向方木使用截面為6cm×8cm的普通松木,橫向中心距為12cm,縱向跨度為支架縱向間距,縱向方木的截面模量,截面慣性矩,縱向方木計算圖見圖2.1。;(滿足要求)最大截面剪應(yīng)力:;(滿足要求)最大撓度:最大截面正應(yīng)力:;(滿足要求)最大截面剪應(yīng)力:;(滿足要求)最大撓度:↓4橫肋為雙排Φ48×δ3.5架子管,縱向中心距為60cm,最大截面正應(yīng)力:最大截面剪應(yīng)力:(滿足要求);最大撓度:側(cè)模板計算(1)混凝土側(cè)壓力計算側(cè)模高度采用墩高H=6.5m為設(shè)計數(shù)據(jù)。一般采用內(nèi)部振動器,混凝土灌筑作用于模板的最大側(cè)壓力,可按下列公式計算,并取值作計算依據(jù)。F=0.22γct?ββ?v12取β?=1.2,β?=1.15計算:F=0.22×26.5×8×1.2×1.15×新澆筑混凝土對模板的最大側(cè)壓力為p=46KN/m2,考慮振動荷載4KN/m2,(2)模板設(shè)計設(shè)計模板的面板采用的厚度為12mm的竹膠板,竹膠板背面敷設(shè)10cm×8cm立方木,方木間距200mm,方木背后每隔0.6m設(shè)斜撐1道,拉桿按照60cm的間距設(shè)置對拉,拉桿采用Φ22對拉螺栓。(3)面板檢算膠板的分配梁計算跨度l=0.12m(凈間距),分配梁上等效均布荷載9(滿足要求)竹膠板背面敷設(shè)選用10cm×8cm立方木,跨度按l=0.6m計算。其截面特性參數(shù)為:;fm=14N/mm2,彈性模量E=9×103MPa。間距為20cm(中心間距),方木上所受的均布荷載大小為(5)拉桿檢算由于拉桿是按照60cm的間距設(shè)置對拉,模板拉桿承受的拉力大小為對拉桿采用φ22的螺栓,根據(jù)《路橋施工計篡手冊》P187表,對拉桿選擇M22的拉桿(M22的拉桿容許拉力47.9KN)。滿足要求。2.2.5碗扣支架計算(橫×縱)則單根立桿承受荷載面積S=0.18m2。P4蓋梁1區(qū)S?=0.09m2?;剞D(zhuǎn)半徑i=15.78mm。計算長度取橫桿步距L=1200mm,那么換算長細比為P4(2區(qū))、P5、P6蓋梁支架軸向應(yīng)力:(滿足要求)。(滿足要求)。602.2.6地基承載力計算每個支架的底部加裝規(guī)格為10cm×10cm(長×寬)的平底托,故每根立桿的下的地基土承受壓力的面積為10cm×10cm。支架作用在厚為10cm的C15混凝土表面.瀝青混凝土路面9按照上節(jié)的計算結(jié)果計算,根部單根立桿的最大壓力為19.26KN?;炷帘砻鎽?yīng)力a(C15混凝土軸心抗壓強度)滿足要求。瀝青混凝土表214KPa<fr700KPa(瀝青混凝土容許承載力)滿足要求。P4蓋梁洞有限元模型為立柱(直徑300mm壁厚10mm的鋼管)固結(jié)在地基基礎(chǔ)上,立柱橫向3根;縱向向三跨,將橫梁(采用雙排40a工字鋼)剛結(jié)在立柱上。縱梁(采用30a工字鋼)與橫梁采用彈性連接連接起來,縱梁每隔0.3m變?yōu)镕?=39KN/m。P4蓋梁門洞的有限元模型見圖3.1:3.1縱梁計算縱梁采用30a工字鋼,間距為0.3m,由Midascivil2012對圖7.1所示模型進行計算分析,得到的計算結(jié)果見圖3.2~3.4。組合(最大值) 文件:P4蓋梁門洞1目期:10/08/2014表示-方向由圖3.2得:縱梁的最大組合應(yīng)力σ=114MPa<f=215MPa(滿足要求)剪力-z組合1文件:P4蓋梁門洞1單位:N/mm^2日期:10/08/2014表示-方向圖3.3縱梁剪應(yīng)力分布圖由圖3.3得:縱梁的最大剪應(yīng)力t=49MPa<f,=125MPa(滿足要求)。0縱梁是30a工字,縱梁上面作用支架傳下來的集中力,由Midascivil2012對圖3.1所示模型計算得到縱梁的彎矩分布如圖7.4所示,最大彎矩為M=51KN.m4.20220e+0013.26881e+0012.33542e+0011.40204e+0014.68648e+0000.00000e+000CB:組合1圖3.4縱梁彎矩分布圖穩(wěn)定性計算公式式中M,為繞強軸作用的最大彎矩,W為按受壓,縱梁30a工字鋼,Iy=4.36×10?m?,截面面積為A=4.99×103m2,,縱梁跨度為L=4.25m,,代入上式有φ?=0.81,取w,3.2橫梁計算橫梁采用兩個拼接的40a工字鋼,縱梁與橫梁通過彈性連接。由Midascivil2012對圖3.1所示模型進行計算分析,得到的計算結(jié)果見圖 CB:組合1圖3.5橫梁組合應(yīng)力分布圖2.79000e+0012.19186e+0011.59371e+0019.95562e+0003.97416e+0000.00000e+000表示-方間H垚基本由圖3.6得:橫梁的最大剪應(yīng)力τ=34MPa<f,=125MPa(滿足要求)。 Z-方間CB:組合1文件:P4蓋梁門洞1日期:10/08/2014表示-方向橫梁是兩個40a工字鋼拼接組成,橫梁上面作用縱梁傳下來的集中力,由Midascivil2012對圖3.1所示模型計算得到縱梁的彎矩分布如圖3.8所示,最大彎矩為M=140KN.m。穹矩-yCB:文件:P4蓋粱門洞1日期:10/08/2014f2:02gf梁用Q235鋼材,f,=235MPa,縱梁為兩個40a工字鋼拼接而成,利用midas查縱梁截面特性可知縱梁I,=1.1410n‘,截面面積為A=1.2416n,則,縱梁跨度L=2.14m,,《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》P134給出截面雙軸對稱時φb近似計算公式為φb=1.073.3立柱計算采用Midascivil2010對圖7.1所示模型計算得到縱梁的組合應(yīng)力分布如圖3.9所示,立柱最大組合應(yīng)力σ=93MPa<f=215MPa(滿足要求)組合(最大值)文件:P4蓋梁門洞1旦期:10/08/2014圖3.9立柱組合應(yīng)力分布圖圖3.10立柱反力分布圖立柱最大豎向反力:F=586KN,立柱高取為1=3.13m,立柱尺寸為直徑為600mm,壁厚為10mm,立柱的截面面積為A=18535mm2,截面慣性矩I=806753100mm?,回轉(zhuǎn)半徑長細比λ=圖3.11立柱與基礎(chǔ)連接簡圖(單位:m)鋼管立柱的基礎(chǔ)采用C15混凝土條形基礎(chǔ),在立柱的下方設(shè)置預(yù)埋鋼板,板厚1cm并與鋼管焊接,可認為立柱的承壓面積為預(yù)埋鋼板的面積,計算基礎(chǔ)的受力性能,可以按局部承壓的混凝土構(gòu)件計算。土抗壓特征值);滿足要求。口ELMH廣回回門LHnM區(qū)nLA1=0.5×tan45°×2+0.4=1.4m,瀝青混凝土計算寬度為C15混凝土基礎(chǔ)寬度b=0.8m(瀝青混凝土承載力特征值)3.1、三角形桂籃的設(shè)計與計算1.工程概況一寧安鐵路青弋江特大橋(72+136+72m)四線連續(xù)梁本橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計采用(72+136+72)m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。全橋采用單箱三室截面,頂板寬22.8m,底板寬16.5m(除支座截面加寬外)。橋面組成為防護墻內(nèi)側(cè)寬度19.6m,防護墻外翼緣板寬度各1.4m。各控制截面的梁高分別為:端支座處及邊跨直線段和跨中截面特征點處為5.5m,中支點截面特征點處梁高為11.0m,梁高按照圓曲線45cm,腹板厚分別為45cm、75cm、95cm,底板厚由跨中的50cm按圓曲線變化至中支點梁根部的125cm,中支點處加厚到155cm;全橋共設(shè)5道橫隔梁,分別設(shè)于中支點、端支點和中間跨的跨中截面。中支點處設(shè)置厚4.0m的橫隔梁,邊支點處設(shè)置厚1.4m的端隔梁,跨中合龍段設(shè)置厚0.8m的中橫隔梁。隔板設(shè)有孔洞,供檢查人員通過。單B5B三隔隔心中稱中心線稱中心線員二易g633后33支座中心座中心線箱梁典型截面示意圖(單位:mm)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁采用懸臂澆注法施工,采用三角主桁結(jié)構(gòu)后支點錨固掛籃。掛籃澆筑時在后支點采用精軋螺紋鋼錨固于箱梁頂板內(nèi),以提供掛籃抗傾覆力;掛籃行走時放松后支點錨固鋼筋,采用反壓小車反壓于軌道梁的翼緣板上,以提供掛籃抗傾覆力。1.2.1掛籃總體布置懸澆掛籃采用三角形掛籃形式,掛籃由承重主桁系統(tǒng)、底籃系統(tǒng)、行走及錨固系統(tǒng)、模板及調(diào)整系統(tǒng)和附屬系統(tǒng)(操作平臺、爬梯、欄桿等)組成。掛籃立面及正面布置見圖1.2~1.3。其余部分示意圖見圖1.4-1.7。由設(shè)計圖得掛籃自重約90t,模板系統(tǒng)重約90t,掛藍及模板系統(tǒng)的總計算重量約為180t。曲藍曲藍上前橫梁曲千斤頂固滑船(前支點)固滑船(前支點)主梁4044內(nèi)滑梁(外滑梁)吊桿底籃縱梁申底籃前橫梁圖1.2掛籃布置立面圖屬半中屬半中圖牌屬1、尺極稅來,共em1、尺極稅來,共em2,在主幅校有燃上重微川位間史.中中叩圖1.3掛籃布置正面圖(單位:cm)預(yù)應(yīng)力箱梁懸澆掛籃采用三角形掛籃形式,掛籃由主桁、底籃、懸吊系統(tǒng)、后錨及行走系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等部分組成。主桁為三角桁片,由立柱、軌道橫梁、斜拉帶組成,每個掛四片組合梁支架由桁架連接形成整體,立柱與主梁之間采用鉸接形式。BB主粱可D4475+大樣二大樣一圖1.4主桁結(jié)構(gòu)圖(單位:cm)81掛籃結(jié)構(gòu)及構(gòu)件組成(1)主梁由2根HN600×200×11×17/Q235A型鋼加工而成,共長1200cm;(2)立柱由2根HN600×200×11×17/Q235A型鋼加工而成,共長610cm;(3)前斜拉帶由1道250mm×40mm16Mn鋼板加工而成,端部兩側(cè)各加焊1cm厚的16Mn鋼板;后斜拉帶由2道250mm×20mm16Mn鋼板加工而成,端部兩側(cè)各加焊1cm厚的16Mn鋼板。(4)立柱橫聯(lián)采用由桁片連接的形式。桁片上下弦桿采用I14型鋼,斜桿及橫豎(1)前橫梁:底籃前橫梁采用2根HN600×200×11×17/Q235A(2)后橫梁:底籃后橫梁采用2根HN600×200×11×17/Q235A組成,底部后橫梁長20m;(3)縱梁:腹板下底籃縱梁由2根HM350×250×9×14/Q235A底板下底籃縱梁由2根HN350×175×7×11/Q235A型鋼加工而成,縱梁長700cm。中中中典中神中卿圖1.5底籃結(jié)構(gòu)圖(單位:cm)833、懸吊系統(tǒng):懸吊系統(tǒng)包括前橫梁、模板滑梁和吊桿,前橫梁為型鋼結(jié)構(gòu),通過吊桿與底欄連接?;阂矠樾弯摻Y(jié)構(gòu),通過吊桿與前橫梁及已澆筑混凝土箱梁頂板連接。(1)前橫梁:前橫梁采用2根HN600×200×11×17/Q235A型鋼,長2000cm。(2)滑梁:內(nèi)滑梁、外滑梁采用2根HN350×175×7×11/Q235A型鋼加工而成,(3)掛籃行走時,外滑梁的最大跨度達到11m,跨度過大,因此在每根外滑梁上增加一個滑梁滾動小車,以減少外滑梁跨度,并在局部增加加勁肋板。增加滑梁滾動小車后,保證外滑梁的最大跨度不超過7m。(4)吊桿采用直徑為φ32、φ40精扎螺紋鋼。94、錨固系統(tǒng):鋼筋和連接器錨于箱梁上。初步擬定一個掛籃主桁的后錨共設(shè)4根Φ40精軋螺紋鋼,一個掛籃后錨總共需要16根Φ40精軋螺紋鋼錨固。掛籃錨固系統(tǒng)圖見圖1.6。掛籃后錨固千斤頂上墊梁掛籃后錨固千斤頂上墊梁掛籃后錨固千斤頂掛籃后錨固墊梁主桁架縱梁反壓小車連接座反壓小車連接器反壓小車軌道主桁縱架梁底面圖1.6掛籃錨固系統(tǒng)圖(單位:cm)5、行走系統(tǒng):整個桁架結(jié)構(gòu)支承在由型鋼加工而成的前、后支腿上。每組主梁的支腿下設(shè)一套行走系統(tǒng),行走系統(tǒng)主要包括:行走軌道橫梁、行走支腿及行走輪、前后支腿行走軌道、頂推千斤頂?shù)?。掛籃行走系統(tǒng)圖見圖1.7。十佛6、模板系統(tǒng):模板采用吊掛式,由內(nèi)、外模板組成。內(nèi)模:由加工的大塊鋼板模與桁架組成。頂板由鋼模、槽鋼和木條、木楔形成桁架,內(nèi)頂模板通過鉤頭螺栓連接成整體;側(cè)板也由大塊鋼模組拼,槽鋼加勁,內(nèi)側(cè)模與頂模之間采用螺栓連接。之間采用螺栓連接。外模:由型鋼和大塊平面鋼模板組成桁架式模板,翼緣懸臂模板和腹板之間采用螺栓連接。(2)施工活荷載:人員、機具和其他堆料的荷載共同取2.5kN/m2。(3)混凝土超載系數(shù)取1.05,新澆混凝土動力系數(shù)取1.2,掛籃行走時的沖擊系數(shù)取1.3,抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)取2.0。(3)懸澆梁段荷載說明:按照不同的澆筑長度懸臂澆筑可能出現(xiàn)的掛籃最不利受力狀態(tài)可能出現(xiàn)在2#塊、6#塊、10#塊。荷載計算與組合(1)混凝土自重+掛籃自重+施工、人群機具荷載+動力系數(shù)附加荷載(強度驗算);(2)混凝土自重+掛籃自重(剛度驗算);(3)掛籃自重+沖擊系數(shù)附加荷載(行走穩(wěn)定性驗算)。S1的重量由外側(cè)?;撼袚?dān),S2的重量由外側(cè)模滑梁承擔(dān),S4的重量由內(nèi)模滑梁承擔(dān),S3、S5的重量由底板下縱梁承擔(dān),通過底板下橫梁、吊桿傳遞給前上橫梁,最終傳遞給主桁架。I表2.1A2段分塊重量計算表分塊號面積(m2)單位重量(kN/m)分塊號面積(m2)單位重量(kN/m)節(jié)段總自重(kN)表2.2掛籃構(gòu)件自重表序號名稱數(shù)量單件重量(kg)總重量(kg)1三角主桁架42主桁架橫聯(lián)13后錨固、滑船及軌道44上前橫梁及吊桿系統(tǒng)15底籃系統(tǒng)16模板外滑梁系統(tǒng)47模板內(nèi)滑梁系統(tǒng)68底籃后錨固系統(tǒng)6總計模板自重鋼模板總重量為900KN,將模板重量按面積均攤,計算單位面積的掛籃重量,再計算縱梁或滑梁所支撐的模板面積,得出掛籃構(gòu)件分攤的模板荷載,計算結(jié)果見表2.5。底籃系統(tǒng)縱梁(kN/m)外滑梁(kN/m)內(nèi)滑梁(kN/m)人員、機具和其他堆料的荷載共同取2.5kN/m2;計算面積取各澆筑梁段的底板面積,2#塊22×3.5=77m2,6#塊22×4=88m2,10#塊22×5=110m2。掛籃澆筑工況I工況I為掛籃澆筑混凝土梁段工況,建立掛籃結(jié)構(gòu)有限元空間模型,全結(jié)構(gòu)建立366個節(jié)點,劃分520個單元。其中,主桁架的前斜拉帶和后斜拉帶采用只受拉的桁架單元、精軋螺紋鋼采用索單元、其余桿件采用梁單元。對主桁架立柱與主梁銷軸連接處釋放立柱的兩端約束彎矩,對底籃縱梁與橫梁連接處釋放縱梁梁端彎矩約束,對內(nèi)滑梁、外滑梁與吊帶連接處釋放梁端彎矩約束。結(jié)構(gòu)空間模型見圖3.1。掛籃行走工況II建立空間模型見圖3.2。工況I的主要計算結(jié)果底??v梁計算配華分房s推腹板下縱梁最大正應(yīng)力為σ=185.8MPa<f=215MPa,其強度滿足規(guī)范要求。84+000Mn剛度驗算剛度驗算:跳李腹板下縱梁跨中相對位移計算表(單位:mm)梁端I節(jié)點實際位移跨中節(jié)點實際位移梁端J節(jié)點實際位移跨中節(jié)點相對位移腹板下縱梁跨中最大相對位移為f=37.483-(7.793+31.01/2=18.037mm,縱梁與前底橫梁連接處最大實際位移為同理:得底板下縱梁的計算結(jié)果底板下縱梁跨中相對位移計算表(單位:mm)梁端I節(jié)點實際位移跨中節(jié)點實際位移梁端J節(jié)點實際位移跨中節(jié)點相對位移掛籃計算變形比較大,本掛籃三角主桁系統(tǒng)與前支點設(shè)計為鉸接,施工過程中可以通過調(diào)節(jié)后錨固系統(tǒng)來減小掛籃前吊點的豎向變形;將后支點直徑32mm的螺紋鋼改用直徑40mm來增加后錨點的錨固剛度;另外,立模時應(yīng)注意設(shè)置相應(yīng)的拋高值來消除荷載作用下的掛籃變形對橋梁最終線形的影響。計算可得:扣除前吊點主梁下?lián)喜糠趾螅瑨旎@的實際最大變形為33.48-19.78=前下橫梁最大正應(yīng)力為σ=42.9MPa<f=215MPa,其強度滿足規(guī)范要求。前下橫梁最大剪應(yīng)力為τ=27.1MPa<f,=125MPa,其強度滿足規(guī)范要求。外側(cè)?;河嬎阃鈧?cè)模滑梁最大剪應(yīng)力為t=45.3MPa<f,=125MPa,其強度滿足規(guī)范要求。由計算結(jié)果可得外側(cè)模滑梁最大實際位移為:i內(nèi)側(cè)?;河嬎憬Y(jié)果從略三角主桁架計算三角主桁架計算主要包括桁架主梁計算、桁架立柱計算、桁架前后斜拉帶計算以及桁架支反力計算。三角桁架主梁最大正應(yīng)力為σ=114.8MPa<f=205MPa,其強度滿足規(guī)范要求。三角桁架主梁前端最大剪應(yīng)力91.7Mpa,后端最大剪應(yīng)力107.2Mpa。最大剪應(yīng)力為T=107.2MPa<f,=120MP:,其強度滿足規(guī)范要求。主桁架變形最大值為f=21mm,變形值較大。三角桁架立柱最大正應(yīng)力為σ=93.4MPa<f=205MPa,其強度滿足規(guī)范要求。,滿足穩(wěn)定性要求。前斜拉帶最大拉應(yīng)力σ=140.5MPa<f=265MPa(厚度35~50mm),滿足要求。后斜拉帶最大拉應(yīng)力σ=147.5MPa<f=295MPa(厚度16~35mm),滿足要求。最小支反力1083KN。每個后支點由4根直徑32mm的PSB930型精軋螺紋鋼錨固于箱梁頂板,螺紋鋼公稱面積804mm2,抗拉強度設(shè)計值770Mpa。每根螺紋鋼承受荷載F=1145/4=286.3KN??箖A覆穩(wěn)定系數(shù)取2.0。2F=2×286.3=572.6<[F]=804×770=619kN;抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。精軋螺紋鋼吊帶計算底籃后橫梁吊帶中直徑40mm的精軋螺紋鋼受力最大為427KN,最小為206KN。底籃后橫梁吊帶中直徑32mm的精軋螺紋鋼受力為70.6KN。取安全系數(shù)2.0,對φ40螺紋鋼F=427KN<[F]/2=483.5KN;對φ32螺紋鋼F=70.6KN<[F]/2=308KN;精軋螺紋鋼吊帶的承載能力滿足要求。底籃后橫梁吊帶中直徑40mm的精軋螺紋鋼受力最大為330KN,最小為258KN。取安全系數(shù)2.0。對φ40螺紋鋼F=330KN<[F]/2=483.5KN,精軋螺紋鋼吊帶的承載能力滿足要求。工況Ⅱ計算結(jié)果及分析從略掛籃局部受力計算掛籃局部受力驗算主要包括主桁架桿件連接驗算、軌道行走系統(tǒng)局部受力驗算、上前橫梁及前斜拉帶與主梁連接局部受力驗算。三角主桁架桿件連接驗算節(jié)點驗算軌道行走系統(tǒng)局部驗算上前橫梁、主梁連接局部驗算通過建立三維有限元模型,并對掛籃施工中(1)掛籃主桁架、橫梁、底縱梁和內(nèi)外側(cè)滑梁構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性均滿足規(guī)范(2)掛籃吊桿以及錨固系統(tǒng)驗算表明,精軋螺紋鋼吊桿以及后錨吊桿強度滿足規(guī)范設(shè)(3)掛籃行走狀態(tài)驗算表明,行走時吊桿、反扣輪以及懸挑結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范設(shè)計要求。(4)掛籃強度及剛度驗算雖然滿足規(guī)范要求,但個別構(gòu)件應(yīng)力較高、變形較大,在掛籃使用前須對相關(guān)構(gòu)件應(yīng)力較高處進行局部(5)掛籃所使用的材料必須可靠。掛籃系統(tǒng)拼裝完成驗收合格后,必須嚴格依照施工規(guī)3.2菱形掛籃設(shè)計與計算工程概況寧安鐵路某大橋—(40.6+64+40.6)m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁,全長145.2m,合攏段為2m,邊跨現(xiàn)澆段長7.6m,梁底下緣按二次拋物線變化。箱部梁高5.2m,腹板厚90cm~45cm,底板厚度為73cm~44cm,37cm。承臺及樁基礎(chǔ)采用C40混凝土,墩身采用C35混凝土,支承墊石及主梁采用C50混凝土。0號梁段長8m,1~2號梁段長3m,3~8號梁段長3.5m,合攏段梁段長2.0m,邊跨現(xiàn)澆段長7.6m,懸臂最重梁段為1號梁段(127t)。該橋的施工方案為平衡懸臂現(xiàn)澆施工。根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計要求,采用菱形掛籃進行箱梁懸臂澆筑施工。按照施工過程中掛籃所承受的最不利荷載對掛籃進行驗算。用菱形掛籃進行箱梁懸臂澆筑施工。按照施工過程中掛籃所承受的最不利荷載菱形掛籃總重為43.9t(包括模板系統(tǒng)),由主桁承重系統(tǒng)、底籃系統(tǒng)、行走及錨固系統(tǒng)、模板及調(diào)整系統(tǒng)和附屬系統(tǒng)(操作平臺、爬梯、欄桿等)組成。A|恤吸R底籃飄渠底藍飄染前下模染一中分畫/肆掛籃結(jié)構(gòu)說明(1)主梁承重系統(tǒng)掛籃主梁承重系統(tǒng)主要由兩片主梁、前上橫梁、前下橫梁、后下橫梁及滑梁組成。主梁桁架為菱形桁片,采用雙[32a槽鋼,由下平桿A1、立柱A2、后拉桿A3、前拉桿A4、前斜桿A5組成。前上橫梁、后上橫梁均為1.6所示。(2)行走及錨固系統(tǒng)a)行走系統(tǒng):掛籃行走采用雙軌自錨形式。每榀主桁下兩根軌道,兩組反扣輪,軌道用壓梁、豎向預(yù)埋鋼筋錨固。主桁前端支座采用滑船形式,與主桁立柱鉸接。行走軌道采用鋼板焊接H型鋼,軌道整根布置,兩根軌道之間不設(shè)置橫向聯(lián)結(jié),現(xiàn)場根據(jù)需要采取措施。軌道前移采用掛籃頂起后拖動。掛籃行走可采用穿心千斤頂拖動,軌道前端可安裝反力裝置,支座上設(shè)置穿心孔。b)錨固系統(tǒng):掛籃行走軌道錨固利用φ25mm預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼筋。其余預(yù)留孔采用φ32mm預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼筋錨固。(3)底模及懸吊系統(tǒng)a)底模系統(tǒng):菱形掛籃底模系統(tǒng)主要由前、后下橫梁、底板縱梁和底模組成。底??v梁為HN350×175×7×11型鋼。底模采用竹膠板。(4)模板系統(tǒng)掛籃內(nèi)模板系統(tǒng)采用滑梁吊掛模板于掛籃前上橫梁和已澆塊段上,外模板系統(tǒng)均采鋼筋拉桿以防止跑模。所有堵頭模板均采用木模,施工時固定在內(nèi)外模上。(1)混凝土自重+掛籃自重+施工、人群機具荷載+動力系數(shù)附加荷載(強度驗算)(2)混凝土重+掛籃自重(剛度驗算)(3)掛籃自重+沖擊系數(shù)附加荷載(行走穩(wěn)定性驗算)。各梁段混凝土重量不同,分別計算1號、2號、3號段混凝土自重,只要能保證最不利工況下,梁段澆注時掛籃的強度及剛度符合要求,其他梁段亦能保證。圖中A1的重量由外側(cè)模導(dǎo)梁承擔(dān),A2的重量由外側(cè)模滑梁承擔(dān),A4的重量由內(nèi)模分塊號面積面積表3.22號段分塊重量計算表面積面積表3.33號段分塊重量計算表分塊號面積單位重量分塊號面積單位重量連體掛籃澆筑工況I工況I為連體掛籃澆筑1號梁段工況,該工況下掛籃結(jié)構(gòu)形式與其他梁段的掛籃結(jié)構(gòu)形式不同,承受的荷載最為不利,空間模型見圖3.1。圖3.5工況I空間計算模型菱形掛籃澆筑工況Ⅱ工況Ⅱ為菱形掛籃澆筑2~8號梁段工況,根據(jù)表2.1~2.3的計算結(jié)果,可知該工況下澆筑3號梁段時,掛籃承受最不利荷載,取3號梁段進行安全驗算空間模型見圖3.6。底??v梁計算x:-0.483 日期:07/03/2012表示-方向底板下縱梁最大正應(yīng)力為,其強度滿足規(guī)范要求。1.04351e+0024.82332a+0012.95270e+001-4.52974a+0018.27096e+001-1.01416e+002文件:抽籃_全結(jié)構(gòu)_1單位;N/mm^2日期:07/03/2012腹板下縱梁跨中最大相對位移為,其最大實際位移為15.6mm,小于20mm,其剛度滿足規(guī)范要求。日期:07/03/2012Y:-0.837前下橫梁最大正應(yīng)力為由計算結(jié)果可得前下橫梁跨中最大相對位移為:f=15.621-(14.717+14.717)/2=0.9mm<[f]=3360/400=8.4mm,其最大實際位移為15.6mm,小于20mm,其剛度滿足規(guī)范要求。-組合(最大值)2.90912e+0012.26044e+0011.61176e+0019.63087e+0000.00000e+000旦期:07/03/2012PZ-方向剛度驗算文件:掛盜全結(jié)構(gòu)_1日期:07/03/2012表示-方向后下橫梁、前上橫梁的計算結(jié)果從略。內(nèi)外側(cè)?;杭皩?dǎo)梁計算組合(最大值)組合(最大值)日期:07/04/2012ST-PROCESSOR6.852B3e+0008.73056e+0009.66943e+000文件:技籃_全結(jié)構(gòu)_1巨期:07/04/2012f=9.7mm<[f]=4800/400=12.0mm,其最大實際位移為9.6mm,小于20mm,其剛度滿足規(guī)范要求。組合(最大值)CB:強度驗算文件:掛籃_金結(jié)構(gòu)_1表示-方向,其強度滿足規(guī)范要求。由計算結(jié)果可得外側(cè)模導(dǎo)梁最大位移為:8.393f=8.4mm<[f]=4800/400=12.0mm-4.41657e+000文件:抽籃金結(jié)構(gòu)_1日期:07/04/2012Y:-0.837,其最大實際位移為8.4mm,小于20mm,其剛度滿足規(guī)范要求。內(nèi)?;旱挠嬎憬Y(jié)果從略。掛籃主桁架計算掛籃主桁架豎向變形,其剛度滿足規(guī)范要求。。文件:掛籃金結(jié)構(gòu)_1日期:07/04/2012袖力2.50256e+0021.19048e+0020.00000e+0D0日期:07/04/2012掛籃主桁構(gòu)件強度、穩(wěn)定性分析菱形主桁架結(jié)構(gòu)平面桿系共8根桿件,桿件截面2[32a槽鋼。(1)主桁截面特性面積A=0.00974m2;回轉(zhuǎn)半徑i=0.125m,i,=0.13m;單肢回轉(zhuǎn)半徑ix?=0.125m,iy?=0.025m;(2)構(gòu)件軸心受壓驗算:主桁A5桿件穩(wěn)定性:a)軸向壓應(yīng)力:,其強度滿足規(guī)范要求;b)彎矩平面內(nèi)穩(wěn)定性:桿件細長比計算綴板間距按L?=80cm考慮,則單肢對其1-1軸的長細比為:則對虛軸的換算長細比為:因oy>λ,取穩(wěn)定系數(shù)φ=0.833,穩(wěn)定性驗算:,滿足穩(wěn)定性要求。(3)構(gòu)件軸心受拉驗算:A4拉桿受最大軸拉力:N=643.9kN;拉桿長L=4800mm。a)軸向拉應(yīng)力,其強度滿足規(guī)范要求。工況Ⅱ的計算結(jié)果從略。掛籃行走時,前端還是通過前吊桿、導(dǎo)梁吊桿把底籃、翼板模板及頂板模板吊在前上橫梁上;后端通過平聯(lián)外側(cè)挑梁吊住后下橫梁(底籃),翼板、頂板模板后端吊在己澆筑完的箱梁上。行走時后下橫梁變換成了一根簡支梁、跨徑12.8m。內(nèi)外滑梁為一簡支梁,隨掛籃的行走跨徑在不斷變化,最大跨徑為8.7m。內(nèi)滑梁支承頂板、外滑梁支承側(cè)模,行走時空間計算模型見圖7.1。 溫合(最大皿)0.00000e+000行龍計算文件:抽翼撞盆行度三期:07/04/2012掛籃行走時的橫梁、內(nèi)外滑梁及吊桿拉力計算從略。反扣輪驗算從略。通過三維有限元模型,并對施工中出現(xiàn)的兩個最不利工況進行分析,得到各構(gòu)件的內(nèi)力、應(yīng)力及變形,并依照規(guī)范進行構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的強度和剛度校核,得出的主要檢算結(jié)論如下:(1)掛籃主桁架、橫梁、底縱梁和內(nèi)外側(cè)滑梁構(gòu)件的強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定都能滿足規(guī)范設(shè)計要求。(2)掛籃吊桿以及錨固系統(tǒng)驗算表明,精軋螺紋鋼吊桿以及后錨吊桿能滿足規(guī)范設(shè)計要求。(3)掛籃行走驗算表明,行走吊桿、反扣輪以及懸挑結(jié)構(gòu)都能滿足規(guī)范設(shè)計要求。(4)掛籃剛度驗算雖然滿足規(guī)范要求,但個別構(gòu)件出現(xiàn)較大位移(最大為19mm),在立模時應(yīng)注意設(shè)置相應(yīng)的拋高值來消除荷載作用下的掛籃變形對橋梁最終線形的影(5)掛籃所使用的材料必須可靠。掛籃系統(tǒng)拼裝完成驗收合格后,必須嚴格依照施工規(guī)范對其進行預(yù)壓試驗,滿足相關(guān)規(guī)范的要求后,方可使用。4、0#塊、現(xiàn)澆段及合攏段計算主墩墩身混凝土澆筑完成后,即可進行臨時支墩搭設(shè)工作,根據(jù)64m連續(xù)梁設(shè)計圖紙:0#段長度8m,橋梁頂面寬12.2m,設(shè)計10根外徑Φ630鋼管作支墩(如圖1.2),鋼管內(nèi)部灌滿細沙,加大支撐鋼管豎向承載力。鋼管落在承臺預(yù)埋鋼板上,不需做地基處理。單側(cè)兩個鋼管樁之間采用[10槽鋼做斜撐,并焊接垂直橫聯(lián)。底層鋼管樁與墩身之間用[10槽鋼連接,頂部2I40a工字鋼穿越鋼管與預(yù)埋在墩身上的鋼板焊接在一起。在底層2I40a工字鋼的上面布置間距0.6m的橫向I25b工字鋼。鋼管樁下底和承臺預(yù)埋鋼板處利用三角形鋼板楔塊進行焊接,防止鋼管受外力側(cè)移。CENTRRLSDUTH在I25b工字鋼上布置12cm×10cm方木,其上碗扣式鋼管支架,腹板下立桿間距為30×60cm(橫向×縱向),橫桿步距為120cm;底板下立桿間距為90×60cm(橫向×縱向),橫桿步距為120cm;翼板下立桿間距為90×60cm(橫向×縱向),橫桿步距為120cm,0#段墩頂部分底模及內(nèi)模采用竹膠板,側(cè)模采用廠制大型組合鋼模。側(cè)模及桁架側(cè)模及桁架連續(xù)梁梁體整體鋼底模碗扣式支架平底托I25b工字鋼2I40a工字鋼下墊鋼板對拉螺桿0#段施工完畢,采用掛籃對其余的梁段進行施工,每個墩上一個T型結(jié)構(gòu)向兩端開展,每個T型結(jié)構(gòu)有4個臨時混凝土支座,分別設(shè)置在兩個永久支座兩側(cè),考慮到梁體施工中風(fēng)力、施工荷載產(chǎn)生扭矩及不平衡力矩,在主墩頂部支承墊石兩側(cè)分別采用C50鋼筋混凝土臨時固結(jié)支座,臨時支座平面尺寸200cm×40cm,臨時固結(jié)支座內(nèi)設(shè)置一層φ12鋼筋網(wǎng)片,鋼筋網(wǎng)片間距15cm,凈保護層5cm。連續(xù)梁主墩墩身模板支立完成后,在要求的位置將精軋螺紋鋼固定在墩身鋼筋上,固定需用綁扎,嚴格禁止焊接。精軋螺紋鋼筋埋入墩身長度為1.5m,在精軋螺紋鋼筋底部設(shè)錨固鋼板,鋼板下設(shè)大螺帽,將鋼板固定在精軋螺紋鋼筋上。開始綁扎0#段鋼筋前在底模板相應(yīng)位置鉆孔,將精軋螺紋鋼筋穿過底模板,穿入0#段1m,將墩柱與0#段錨固起來。然后開始綁扎0#段鋼筋,鋼筋安裝施工完成后將精軋螺紋鋼筋牢固的綁扎在梁體鋼筋上,在精軋螺紋鋼筋頂部安裝錨固鋼板。每個臨時固結(jié)支座內(nèi)設(shè)置8φ32精軋螺紋鋼,長3.12m。在墩身施工時應(yīng)注意預(yù)埋,鋼筋錨入梁體為1m。Φ32精軋螺紋鋼8根錨固大螺帽支座墊石中32長3.12m精軋螺紋鋼邊跨直線現(xiàn)澆段支架布置管制成的定長桿配件,橫桿與立桿連接采用碗扣接頭。由下碗扣承接橫桿插頭,上碗扣鎖緊橫桿插頭。碗扣支架的布設(shè)為:底板處碗扣支架間距為0.6m×0.6m(縱(縱向×橫向),橫桿步距為90cm;翼緣板處間距0.6m×0.9m(縱向×橫向),橫桿步距為90cm。橫斷面布置2個剪刀撐。在最上一層水平支架上面放上縱、橫向方木,在底部模板底部縱向支撐采用12cm×12cm方木,間距20cm;橫向采用12cm×15cm方木,間距為90cm,位于U型托撐中心。用頂托調(diào)整橫向方木頂面高度并固定。地基處理采用換填墊層法,挖除淤泥至實地基,用8%灰土料換填0.8m并夯實,再澆筑20cm厚C25混凝土,為方便支架搭設(shè),每個支架的底部加裝規(guī)格為設(shè)計荷載取基本組合一,p=Y?×P恒+Y?×P活,荷載分項系數(shù)γ?=1.2,Y?=1.4,則綜合恒載重和可變荷載后:底板位置荷載P翼=1.2×28.4+1.4×6=42.5KN/m2;翼緣腹板計算寬度(m)計算跨度(m)荷載計算值(KN/m)最大剪力(KN)截面彎曲正應(yīng)力(N/mm2)抗彎強度設(shè)計值(N/mm2)截面最大剪應(yīng)力(N/mm2)抗剪強度設(shè)計值(N/mm2)撓度值(mm)容許撓度值(mm)I25b工字鋼橫梁計算800I25b工字鋼橫梁橫梁上的彎曲正應(yīng)力最大值*三三一一i*i*地縱梁上的彎曲正應(yīng)力最大值,滿足要求。鋼管立柱及混凝土基礎(chǔ)計算從略0#段臨時錨固工況分析當(dāng)只考慮正常施工的情況,即不考慮一側(cè)掛籃突然墜落的情況(施工時應(yīng)加強掛籃錨固,杜絕該類事故發(fā)生),有以下兩種工況。工況1:懸澆節(jié)段工況,即在澆筑混凝土?xí)r,考慮施工機具荷載和風(fēng)荷載的不對稱作用,不同步澆筑節(jié)段混凝土的重量差為20t(8m3)。工況2:掛籃行走工況,即在掛籃行走時,考慮施工機具荷載和風(fēng)荷載的不對稱作用的同時,不同步移動掛籃。兩種工況的荷載分別計算,不會同時產(chǎn)生。荷載類型懸臂澆注施工時,產(chǎn)生不平衡彎矩的原因主要有五個方面:①風(fēng)荷載;②梁體自重不均勻(如脹模等);③施工荷載;④施工機具(如掛籃、吊機等);⑤兩側(cè)塊段混凝土澆注不同步引起的不平衡彎矩。LA①風(fēng)荷載:1)風(fēng)壓值取基本風(fēng)壓W?=250Pa2)基本風(fēng)速:3)設(shè)計基準風(fēng)速Va橋址區(qū)屬Ⅱ類場地,高度為10m,取K1=1.0。4)由于進行施工階段的驗算,根據(jù)《抗風(fēng)設(shè)計指南》第10.2.1條,施工階段的式中:η——風(fēng)速重現(xiàn)期系數(shù),一般取10年重現(xiàn)期的設(shè)計基準風(fēng)速,查表得η=0.84??紤]陣風(fēng)荷載時,V=G×Va=14.1×1.38豎向風(fēng)荷載式中:p——空氣密度,一般取p=1.225;Cv——系數(shù),Cv=0.4(B/D=2.4)。P、=0.613×19.42×0.4×12.2=1125.9N/m=1.126KN/m②梁體自重不均勻荷載梁段號012345678節(jié)段特性0#塊懸澆段懸澆段懸澆段懸澆段懸澆段懸澆段懸澆段懸澆段長度(m)833自重G梁=5071+2541+2293+2532+2403+2300+2125+1980+1960=23206KN,考慮一側(cè)梁體比另一側(cè)梁體重5%,梁體自重的不均勻彎矩為M?=(2535×2+1271×5.5+1146×8.5+1266×11.7③施工荷載考慮掛籃施工動力系數(shù)為1.3,則施工不平衡活荷載為一側(cè)掛籃的0.3倍。G活=0.3×300=90KN;M?=300×0.3×29.25=2633KN·m。④施工機具掛籃、模板、施工機具重為G=600KN,施工機具位置考慮一個節(jié)段差,⑤混凝土澆注的不同步荷載兩側(cè)節(jié)段混凝土不同步澆筑時,引起的不平衡力與彎矩,取最大差值8m3混凝土引起的彎矩計算,則G=8×25=200KN;M?=200×31=6200KN·m。136荷載為豎向荷載和不平衡彎矩。豎向荷載計算如下:臨時支墩所承受的豎向力為混凝土自重與掛籃荷載,考慮人群機械及沖擊活=23206+600+90×2=23986KN最大不平衡彎矩荷載組合為:取較大值組合一,即最大支撐力為23986KN,最大不平衡彎矩為17093KN·m永久支座臨時支座永久支座備注:N一設(shè)計反力;Ⅲ傾一最大不平衡彎矩;R—一分別為A、B鋼管支撐合力;L一鋼管支撐縱向間距。由式(4-1)求得:(4-2)由式(4-2)得出A、B兩臨時支座處的反力,即混凝土的最大壓應(yīng)力,以確定混凝土標號;計算出豎向主筋(墩梁錨固鋼筋)的最大壓力和最大拉力,按最大值(一般拉應(yīng)力偏大)配置墩梁錨固鋼筋。本計算中L=1.35m,N=23986KN,M=17093KN·m,可求得得A、B兩臨時支座處的反力均為壓力。根據(jù)不平衡彎矩M和相應(yīng)豎向反力N計算結(jié)果,墩頂臨時支座均為壓應(yīng)力。按此結(jié)果設(shè)置混凝土臨時支座就可滿足抗傾覆要求,可根據(jù)此壓力確定臨時支座的混凝土標號。臨時支座的橫截面尺寸為0.4×2m,最大豎向力為18624KN,支座混凝土采考慮施工中特殊荷載在施工中,懸臂澆筑到最后節(jié)段,如果沒有做好掛籃錨固,會發(fā)生掛籃連需分析掛籃墜落工況。在這種工況下,最不利的傾覆彎矩會產(chǎn)生拉應(yīng)力,就該在臨時支座處設(shè)置抗拉錨固鋼筋。設(shè)計計算荷載主要是豎向荷載和不平衡彎矩,豎向荷載計算同上節(jié),為23986KN。不平衡彎矩計算時應(yīng)考慮掛籃墜落的最大荷載,此時其他荷載均應(yīng)免去,可以大大簡化計算程序。即考慮一側(cè)各節(jié)段混凝土自重超重5%,以及一側(cè)掛籃與梁段混凝土掉落,由此產(chǎn)生的不平衡彎矩為最不利受力狀態(tài)。以最遠端的8號塊為計算節(jié)段,其自重為96t,其重心距離墩中心為29.25m,則:M=7719+(300+960)×29.25=44574KNM一按最大彎矩計算,取L=1.35m,N=23986按最大彎矩計算,取L=1.35m,N=23986KN,M傾=44574KN·m,可求得即最大壓力為28502kN,最大拉力為4516kN,由最大壓力確定混凝土強度考慮采用Φ32精軋螺紋鋼,材料屬性為:截面面積A=804.2mm2,標準強度故需設(shè)置精軋螺紋鋼為4516/522=9根。本結(jié)構(gòu)4個臨時支座每個設(shè)置精軋螺紋鋼8根,一側(cè)16根,安全系數(shù)臨時支座的橫截面尺寸為0.8×2m,最大豎向力為285
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