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文檔簡介
1、匝道橋現澆支架施工方案一、工程概況某匝道橋全橋長度為228.58米,橋型布置為為4X25+3X20+3X20嘀頃應力連續箱梁,全橋共計三聯,本橋位于圓曲線和緩和曲線上,其中1、2、3、5、6號墩采用墩梁固結,橋墩采用雙柱式橋墩,橋臺為肋式橋臺,鉆孔樁基礎。上部構造施工時,先澆注第一聯4X25m采用兩端張拉,一次落架的施工方法,然后依次澆注第二聯,第三聯,采用一端張拉,一次落架的施工方法。全橋現澆梁共有C50硅1490nio二、施工方案本橋對于墩高采用搭u425或u325鋼管柱,壁厚有6mm8mnffi種,鋼管柱基礎采用片石混凝土和鋼筋混凝土作為基礎,鋼管柱上鋪工字鋼,工字鋼上用貝雷片作梁,貝雷
2、片上用工字鋼和頂托調平,方案如下:1、基礎:將路基壓實或處理后現澆8mx1.6mx0.40m厚C25鋼筋混凝土基礎,鋼筋采用底部布20cm*20cmi間距的鋼筋網,保護層厚度為7cm地基處理可采用片石硅、漿砌片石、碎石、片石等換填,對于基底下軟弱層較厚的地方可采用人工挖孔樁上作承臺的方法,具體采用哪種方法要待基礎開挖時決定。2、支架:因地形原因第一聯第一跨的頭10米和第三聯采用扣件式鋼管滿堂支架,其他跨采用鋼管柱作立柱,貝雷梁為梁的支架形式。其中第一聯第一跨中間支墩和靠1#墩身采用325(各4根)鋼管柱,壁厚6mm第一聯第二跨靠1#墩身支墩采用425(各4根)鋼管柱,壁厚6mm第一聯其他跨采用
3、425鋼管柱,壁厚8mm第二聯采用425鋼管柱,壁厚6mm第三聯采用鋼管型號48X3.5的鋼管滿堂支架搭設滿堂支架A、滿堂支架采用鋼管型號48X3.5。滿堂架基礎采用10cm厚C25硅硬化。鋼管支架采用方木支墊,方木底必須墊實,必要時可用砂漿找平。鋼管架必須設置縱、橫掃地桿,距底座小于20cm的立桿上;縱向水平桿宜設置在立桿內側,其長度不宜小于3跨,其對接或搭接扣件應交錯布置,搭接長度不應小于1米,并應等間距設置3個旋轉扣件固定;立桿上部采用頂托并搭接連接,立桿上的扣件接頭應交錯布置,搭接長度大于1米,立桿必須垂直,腹板下3x50cm范圍內立桿扣件至少6個,其他部位立桿扣件至少4個,立桿下部采
4、用對接連接,注意鋼管接頭不得在同一平面,應錯開搭接;鋼管沿縱向在跨中平均布置間距為1米,在兩端靠墩柱處間距為0.5米;橫向間距在腹板底為0.6米,底板其他處為0.8,翼緣板底1.0米。鋼管支架兩端應與墩身連為整體,增強穩定性;每根剪刀撐跨越立桿的根數不少于是2根并應超過5根,與地面的傾角為4560°之間,縱向剪刀撐沿橫向每隔4排支架立桿設置一道,橫向剪刀撐沿縱向每隔34米設置一道。底板頂托上采用10號工字設縱向梁,工字鋼上橫鋪方木作為小橫梁(凈間距20cm),其上鋪底板。B、對于高墩橋跨采用鋼管柱與貝雷桁架片組合的臨時支架,鋼管柱頂部采用兩根40b工字鋼焊接,貝雷桁架片兩兩組合成一幅
5、。貝雷梁每兩片用連接連為整體,同時用48鋼管每隔4米將全部貝雷梁連接。貝雷梁上大橫梁為兩根梢鋼用48鋼管焊接(共焊8個鋼管,每根四面滿焊,見頂托示意圖)。頂托插入梢鋼上鋼管內,支撐縱向小縱梁(小縱梁采用10號工字鋼,見頂托示意圖)。小橫梁采用10X10或10X15的方木橫鋪在小縱梁上,凈間距為20cmi鋼管立桿基礎采用C25號鋼筋,并在施工基礎前對地基進行承載力試驗。鋼管立桿的連接宜采用法蘭盤連接,當采用焊接連接時應嚴格控制其對接的精確度。鋼管立桿與基礎的接觸處焊接法蘭盤或650X650X12鋼墊板。鋼管立桿沿高度方向每6米設置平面連接,鋼管立桿之間用梢鋼焊接,并設置抗傾覆抱箍與該平面墩身連接
6、,使其連為整體,增強其穩定性。橫向墊木:采用10cm梢鋼,間距1m調平:采用頂托調平。縱向墊木:采用10cmx15cm方木為縱向墊木,間距為30cm,凈間距20cm)模板:采用1.15cm厚竹膠板。3、加強施工范圍內的排水,四周水溝用水泥砂漿抹面,使地面排水與預壓水箱的抽排水系統成為整體,嚴防水浸地基。在每個地面臺階處采用片石硅護坡。三、結構驗算3.1、 荷載計算:根據公路橋涵施工技術規范主要由以下荷載組成1、硅荷載:25米梁跨:在梁端一米的范圍內為10.3*26=267.8kN/m,其中腹板重:(267.8-31.2)/6.5=36.4kN/m2;在梁距端12.5米的范圍內為線型變化荷載,平
7、均為(10.3+6.13)/2*26=213.59kN/m,其中腹板重:(213.59-31.2)/6.5=28.06kN/m2;梁中為6.13*26=159.38kN/m,其中腹板重:(159.38-31.2)/6.5=19.72kN/m2;20米梁跨:在梁端一米的范圍內為10.3*26=267.8kN/m,其中腹板重:(267.8-31.2)/6.5=36.4kN/m2;在梁距端12.5米的范圍內為線型變化荷載,平均為(10.3+6.13)/2*26=213.59kN/m,其中腹板重:(213.59-31.2)/6.5=28.06kN/m2;梁中為6.13*26=159.38kN/m,其中
8、腹板重:(159.38-31.2)/6.5=19.72kN/m其中:翼緣板每米重:(0.15+0.45)X2/2X2.6X2=3.12T計0.78T/m2,翼緣板處荷載q=7.8+2.5+1+2=13.3KN/m2。b、方料、模板自重按1.0KN/m2。2c、施工人員和施工機具行走荷載:2.5KN/m。d、振搗硅產生的荷載:2KN/m2。e、貝雷梁自重:270kg/片X8片X9組+25M=0.77t/m。3.2、 支架受力計算(貝雷梁與鋼管柱組合)3.2.1、 二十五米梁跨(第一聯)根據梁體斷面圖,硅荷載可簡化如下圖布置模式:q1=10.3*26=267.8KN/mq2=6.13*26=159
9、.38KN/ml-41|25米梁跨硅荷載分布圖其他荷載只計算人員、施工機具行走荷載2.5KN/m2、振搗硅產生的荷載2.KN/m2、方料及模板荷載1.00KN/m2o布置如下圖:振動碎荷載人員機械行走荷載方料及模板荷載分布圖3.2.1.1、 貝雷梁及兩端反力計算根據對稱原理可將貝雷梁及臨時支座受力布置簡化成下圖(貝雷梁按簡支計算):q1=q1+q+q'=(267.8+57.75+7.7)=333.25KN/mq2=q2+q+q'=(159.38+57.75+7.7)=224.83kN/mQ1+Q2=12.5<224.83+(1.0+0.75)X(333.25-224.83
10、)=30009.5*Q1+224.83*1.52/2=224.83*112/2+(333.25-224.83)*1.75*(11-1.75/2)解方程式得:Q1=1607.4KN,Q2=1392.6KN取梁受力最不利情況,假設受均布荷載,求最大彎矩和撓度q=240.07KN/m25米跨貝雷梁彎矩計算簡圖Mmax=qL/8=240.07*9.52/8=2708.29KN.M標準國產貝雷梁桁片允許彎矩788kN.ni假設每片貝雷片均勻受力,Mmax/M=2852.71/788=3.44片。根據施工及受力需要,共布置8片貝雷梁,因梁體的主要荷載在腹板上,所以在布置貝雷片時在腹位置6片貝雷片,兩邊翼緣
11、板處各一片??紤]到箱梁斷面硅的分布,將荷載q按如下分配到每片貝雷梁桁片上(如下梁體橫斷面硅分布圖),得最大q'=240.07*1.005/(0.3047+1.0036+0.7517+1.0050)=78.72kN.m,計算最大受彎矩為:Mmax=qL2/8=888.06kN.m<1.3*788=1024.4kN.m(取1.3的提高系數)。而實際上因整個支架鋼構受力通過從上到下的分配,到貝雷梁受力時可大致按均勻分布考慮,實際此片貝雷桁架受力要比計算小。滿足要求。貝雷片與鋼柱布置圖貝雷梁撓度計算:假設所有荷載為中間六片貝雷梁承擔,以均布荷載q=240.07/6=40.01kN/m,跨
12、度L=9.5米的簡支梁計算,f=5*qL4/(384*EI)=5*40.01*103*9.54/(384*2.1*105*106*250500*10-8)=8.1mm<9.5/400=23.8mm。3.2.1.2、 工字鋼及鋼管柱受力計算算法一:根據箱梁橫斷面硅的分布和貝雷梁的布置型。計算最大受力處(即中間立柱),根據對稱原理,取大橫梁左半部計算,不考慮大橫梁中間截面的彎矩,取如下的受力計算模型:、大橫梁受力計算:1UJJ梁體橫斷面硅分布圖計算受力最大端,將Q1按硅在橫斷面上的面體分配。S1+S2+S3+S4=0.3047:1.0036:0.7517:1.0050Q1+Q2+Q3+Q4=
13、Q1/2=1607.4/2=803.7kNQ1=79.90kNQ2=263.16kNQ3=197.11kZQ4=263.53kN求得:R1=430.80kN,R2=372.90kN最大彎矩Mmax=127.82KN.M最大剪力Tmax=350.90KN算法二:按上述貝雷梁桁片傳給大橫梁的荷載計算工字鋼和鋼管柱的受力。受力模型如下圖25米跨工字鋼受力圖(算法二)根據對稱原理:R1=R4R2=R3Q左1=、右1,Q左2=、右2,Q左3=、右3,Q左4=Q右4。解二次超靜定結構方程,建立力法的典型方程為:S11X1+S12X2+A1p=0S21X1+S22X2+A2p=0求解解方程得:R2=R3=3
14、45.45kNR1=R4=458.25kN最大彎矩Mmax=119.45KN.M最大剪力Tmax=378.35KN注:通過以上兩種方法的計算,簡化計算(算法一)與解超靜定結構方程計算出的結果接近,在以下的計算中用簡化計算法。大橫梁受力計算:大橫梁為兩根40b型工字鋼如下圖焊接:焊接鋼管柱頂大橫梁(兩根40b工字焊接)圖A=2*94.07cm2,Ix=2*22781cm4,Wx=2*1139cm3。剪應力rmax=Tmax/A=378.35/(2*94.07)=20.11MPa<r=125MPa3.6=M/W=119.45X10/(1139X2)=53.6MPa彎曲容許應力g=210MPa
15、>52.44MPa所以采用二根40b工字鋼能滿足要求.、鋼管立柱計算:鋼管立柱及貝雷布置圖鋼管立柱為細長壓桿用歐拉公式計算壓桿穩定性,壓桿的長度系數w取1(按一端固定,另一端可移動但不能轉動):Pcr=%2EI/(wL)a、鋼管立柱采用425mmg厚8mmi勺鋼管。鋼管柱按最高28米計算,對于鋼管要求超過28米的用基礎調高。算法一:計算最大受力的臨時鋼管立柱支墩受力,Rmax=Q中=468.4kN。不考慮偏心受用按歐拉公式計算)。_2_-54_A=104.803cm,I=22.7886X10cm,E=210GPa,L=28mRmax=R1=458.25kNPcr=%2EI/(wL)2=6
16、02.25kN>R1=458.25kN又因鋼管立柱沿垂直方向每隔68米在平面上設置了平面聯系,大大減小了鋼管立柱的自長度,增加了鋼管立柱的整體性。其軸心受壓荷載應大于Pcr(計算如下),因此壓桿是穩定的。算法二:按水平面設置一道中間橫向計:i=(4252+4092)1/2/4=147.4589入=L/i=14/147.4589=94.94A=(4252-4092)*%/4=104.83cm2o查表內插得u=0.6174P壓=Au(t=104.803*0.6174*210=1358.8kN>R1=458.25kN算法三:假設最大有10cn«心,偏心受壓彎矩:M45.83kN
17、.m(r=N/Aui+M/u2岫,按水平面10米設置中間橫向連接計:W=0.0982(42.54-40.94)/42.5=1072.68cm3i=(4252+4092)1/2/4=147.4589入=L/i=10000/147.4589=67.8155查表內插得u1=0.7259入e=%Ldx/(hiy)=1.8*10000/425=42.3529查表內插得u2=0.8655,p=16=N/Aui+M/uW=458.25/(104.83*0.7259)+45.83/(1*0.8655*1072.68)=109.58MPaC210MPa鋼管柱柱滿足要求b、鋼管立柱采用425mm壁厚6mm勺鋼管。
18、第一聯第二跨中間臨時支墩鋼管柱按最高18米計算。計算中間臨時支墩最大受力,將Q2按硅在橫斷面上的面積比分配。S1+S2+S3+S4=0.30470:1.0036:0.7517:1.0050Q1+Q2+Q3+Q4=Q2/2=Q2=1392.6/2=696.3kNQ1=69.22kNQ2=228.00kNQ3=170.77kZQ4=228.32kN求得:R1中=373.22kN,R2中=323.08kN鋼管立柱的驗算:計算最大受力的臨時鋼管立柱支墩受力Rmax=R1=373.22kNA=78.979crm,I=17.3357X10-5,E=210GPa,L=18Pcr=%2EI/(pL)2=110
19、8.96kN>Rmax=373.22kN按水平面不設置中間橫向連接計:i=(4252+4132)1/2/4=148.15入=L/i=18000/148.15=121.4985A=(4252-4132)*%/4=78.979cm2o查表內插得u=0.416P壓=Au(t=78.979*0.416*210=689.6kN>Rmax=373.22kN未考慮水平連接已滿足要求,而實際施工時有兩道水平連接,因而立鋼管桿滿足要求。c、其中第一聯第一跨中間支墩和靠1#墩身采用325(各4根)鋼管柱,壁厚6mm勺鋼管,10片貝雷桁架片。鋼管柱按最高10米計算。如下比例荷載分布q將分配到每片貝雷桁架
20、上,求出受力最大的貝雷片的第一跨梁體橫斷面硅分布圖S1:S2:S3:S4:S5=0,3047:0.7153:0.7648:0.5519:0.7284將受力荷載按以上面積比分配計算如下:q1+q2+q3+q4+q5q/2=240/2=120kNq1=11.93kNq2=28.01kNq3=29.94kNq4=21.61kNq5=28.52kN對貝雷片進行受力計算:R1左=良1右=89.48kNR'2左=R2右=210.08kNr'3左=R3右=224.55kNR'4左=R4右=162.08kNR5左=R5右=213.89kN由上可知從外向內第五片貝雷片的受力最大,其最大彎
21、矩在跨中,按最不利情況計算:Mmax=q5L8=29.94*122/8=538.92kN.m<788kN.ni國產貝雷桁片的允許彎矩788kN.ni而在施工現場因鋼構的變形而引起應力的重新分配,因而第3片貝雷桁片實際的受力比計算假設的受力要小的。所以貝雷梁的受力滿足要求。貝雷梁撓度計算:假設所有荷載為中間八片貝雷梁承擔,以均布荷載q=240.07/8=30.09kN/m,跨度L=12米的簡支梁計算,f=5*qL4/(384*EI)=5*30.09*103*127(384*2.1*105*106*250500*10-8)=15.4mmC12/400=30mm工字鋼及鋼管柱受力計算根據箱梁橫
22、斷面硅的分布和貝雷梁的布置取如下的受力計算模型(計算最大受力處,即中間立柱,根據對稱原理,將大橫梁工字鋼取一半簡化成簡支梁,取大橫梁左半部計算):第一跨工字鋼及立柱受力圖R1+R2=R1左+R'2左+R3左+R4左+R5左=R1左=89.48+210.08+224.55+162.08+213.89=900kN217R1+58.5R'5左=(366.5-360)R'4左+(366.5-210)R'3左+(366.5-150)R2左+366.5R'1左求得R1=469.86kNR2=430.14kN大橫梁受力計算:大橫梁為兩根40b型工字鋼如下圖焊接:焊接縫
23、鋼管柱頂大橫梁(兩根40b工字滿焊)圖A=2*94.07cm2,Ix=2*22781cm4,Wx=2*1139cm3。根據受力分析得最大彎矩Mmax=133.8KN.M最大剪力=401.9KN,剪應力Tmax=Qmax/A=380.38/(2*94.07)=20.22MPa<r=85MPa3.6=M/W=130.65X10/(1139X2)=58.7MPa彎曲容許應力(T=145MPa>57.4MPa所以采用二根40b工字鋼能滿足要求.鋼管立柱的驗算:算法一:計算最大受力的臨時鋼管立柱支墩受力Rmax=R1R1=469.86kNAf(32.52-31.32)/4=60.13cm2,
24、1=7,651*10-5,E=210GPa,W=0.0982*(D4-d4)/D=470.972cm3,L=10Pcr=%2EI/(wL)2=1585.8kNARmax=R1R1=469.86kN算法二:按水平面6米設置中間橫向連接計算:假設最大有10cm的偏心,偏心受壓彎矩:M=46,986kN.mi=(3252+3132)1/2/4=112,8035入=L/i=6000/112.8035=53.19查表內插得u=0.8101入e=%L0ix/(hiy)=1.8*6000/325=33.23查表內插得u2=0.893,w=1(T=N/Au1+M/uW=469.86/(60.13*0,8101
25、)+46.986/(1*0,893*470,972)=208.17MPa<210MPa鋼管立柱滿足要求。以上針對第一聯所有最不利情況進行了計算,因此所有跨度滿足要求??紤]到線路第一聯有1.15%的縱坡,而第一跨中間支墩為獨排支墩,因此第一跨中間支墩設四根風纜沿縱向對稱拉緊。考慮線路有縱坡,所有靠墩柱處支架設抱箍與墩身連接,墩身處貝雷片用方木與墩身抵緊。3.2.2、 二十米梁跨(第二聯)第二聯采用鋼管柱作為臨時支墩,靠墩柱3根鋼管柱,中間設臨時支墩,兩排共6根20米跨貝雷片及鋼管柱分布圖根據梁體斷面圖,硅荷載可簡化如下圖布置模式:q1=10.3*26=267.8KN/mq2=6.13*26
26、=159.38KN/m>q11q1hgq2/tT_7IIIIIIIIIIIIIIUIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIILIIIII一J-I.其他荷載只計算人員、施工機具行走荷載2.5KN/m2、振搗硅產生的荷載2.KN/m2、方料及模板荷載1.00KN/M。布置如下圖:q=(1.0+2+2.5)*10.5=57.75KN/m二米梁振動破荷載人員機械行走荷載方料及模板荷載分布圖3.2.2.1、 貝雷梁及兩端反力計算根據對稱原理取貝雷梁一半,按簡支梁計算貝雷梁及臨時支座受力,受力布置簡化成下圖(貝雷梁按簡支計算):q
27、1=q1+q+q=(267.8+57.75+7.7)=333.25KN/mq2=q2+q+%=(159.38+57.75+7.7)=224.83kN/mqiQ+Qh=10X224.83+(1.0+0.75)X(333.25-224.83)=2438.37.0*Q+224.83*1.52/2=224.83*8.52/2+(333.25-224.83)*1.75*(8.5-1.75/2)解方程式得:Q=1338.3KN,Q中=1107.47KN取梁受力最不利情況,假設受均布荷載,求最大彎矩和撓度Q+Q=10X224.83+(1.0+0.75)乂(333.25-224.83)=2438.37.0*Q
28、+224.83*1.52/2=224.83*8.52/2+(333.25-224.83)*1.75*(8.5-1.75/2)解方程式得:Q=1338.3KN,Q中=1107.47KN取梁受力最不利情況,假設受均布荷載,求最大彎矩和撓度q=243.80kNj=1=rn-rr=獷=廣=r"r"|i&t=i-I20米梁均布荷載(中間設支墩)Mmax=q12/8=243.8*72/8=1493.28KN.M標準國產貝雷梁桁片允許彎矩788kN.ni假設每片貝雷片均勻受力,Mmax/M=1493.28/788=1.9片。根據施工及受力需要,共布置8片貝雷梁,因梁體的主要荷載在
29、腹板上,所以在布置貝雷片時在腹位置6片貝雷片,兩邊翼緣板處各一片。梁體橫斷面硅分布圖考慮到箱梁斷面硅的分布,將荷載q按如上圖分配到每片貝雷梁桁片上,計算最大受彎矩為:q'=243.8*1.005/(0.3047+1.0036+0.7517+1.0050)=79.94kN.m,Mmax=qL2/8=489.63kN.m<788kN.m而實際上因整個支架鋼構受力通過從上到下的分配,到貝雷梁受力時可大致按均勻分布考慮,實際此片貝雷桁架受力要比計算小。貝雷梁撓度計算:假設所有荷載為中間六片貝雷梁承擔,以均布荷載q=243.8/6=40.63kN/m,跨度L=7米的簡支梁計算,f=5*qL
30、4/(384*EI)=5*40.63*103*7.254/(384*2.1*105*106*250500*10-8)=2.4mm<7.25/400=17.5mm。滿足要求。3.2.2.2、 工字鋼及鋼管柱受力計算A、計算大橫梁及鋼管柱的最大受力算法一:根據箱梁橫斷面硅的分布和貝雷梁的布置型。計算最大受力處,根據對稱原理,取大橫梁左半部計算,不考慮大橫梁中間截面的彎矩和剪力,取如下的受力計算模型:R1R2R3R4寸»g_AAII_二川.二£)_qa/2鋼管柱及大橫梁受力設算圖將最大受力Q硅分布圖分配到每片貝雷梁桁片上,計算得:S1+S2+S3+S4=0.3047:1.0
31、036:0.7517:1.0050R1+R2+R3+R4=Q/2=1330.8/2=665.4kNR1=66.15kN、R2=217.88kNR3=163.20kNR4=218.18kN求得:Q左=467.5kN,Q中/2=197.92kN,Q中=395.84kN大橫梁(工字鋼)最彎矩在R4處Mmax=118.79kN.m最剪力在Q左處Tmax=284.05kN算法二:按上述貝雷梁桁片傳給大橫梁的荷載計算工字鋼和鋼管柱的受力。受力模型如下圖:R1R2R3R41tfR4R3R2R1-11111-.1二1-.0.1二;,鋼管柱及大橫梁受力設算圖根據對稱原理:R1=R1R2=R2R3=R3R4=R4
32、Q左=Q右。解一次超靜定結構方程,建立力法的典型方程為:S11X1+A1p=0求得:S11=5.4613/EI,1r1=1r1=3.9682/EI,1r2=1r2=0.1278/EI,1r3=A1r3=-2.7055/EI,1r4=®=5.1918/EI。解方程得:Q中=470.18kN,Q左=Q右=430.31kN大橫梁(工字鋼)最大彎矩在Q中處Mmax=118.95kN.m最大剪力在Q中處Tmax=235.09kN取上述兩種算法的最大值:Mmax=118.95kN.mTmax=284.05kNB、大橫梁受力計算:大橫梁為兩根40b型工字鋼如下圖焊接:JHl-1廣一4-1一鋼管柱頂
33、大橫梁(兩根40b工字滿焊)圖A=2*94.07cm2,Ix=2*22781cm4,Wx=2*1139cm3。剪應力Tmax=Qmax/A=284.05/(2*94.07)=15.10MPa<r=85MPa3.6=M/W=118.95X10/(1139X2)=52.2MPa彎曲容許應力(T=145MPa>52.2MPa撓度計算:將大橫梁上受力按均布分配在大橫梁上得:q=1369/6.5=204.74m,跨中撓度f=0.521*ql4/(100EI)=3.07m<L/400=8mm所以采用二根40b工字鋼能滿足要求.C鋼管立柱的驗算:計算最大受力的臨時鋼管立柱支墩受力,Rmax
34、=Q=470.18kN。算法一:鋼管立柱按425mms厚6mmi勺鋼管計,不考慮偏心受壓。A(42.52-41.32)/4=78.98cm2I=17.3357x10-5cm4,E=210GPa,L=17米W=0.0982(42.54-41.34)/42.5=816.01cm3按一端固定,另一端可移動但不可轉動取:w=1按歐拉公式計算得:Pcr=%2EI/(wL)2=814.7kNARmax=Q中=470.18kN按水平面不設置中間橫向連接計:i=(4252+4132)1/2/4=148.15入=L/i=21000/148.15=141.75查表內插得u=0.3202P壓=Au(T=78.98*
35、0.3202*210=531.04kN>Rmax=Q中=470.18kN因沿鋼管立柱垂直方向每隔6米在平面上設置了平面聯系,減小了鋼管立柱的自長度,增加了鋼管立柱的整體性。其軸心受壓荷載應遠大于以上計算值。算法二:假設最大有10cm心,偏心受壓彎矩:M=47.02kN.mo=N/Aui+M/u2岫,按水平面10米設置中間橫向連接計:i=(4252+4132)1/2/4=148.15入=L/i=10000/148.15=67.5查表內插得u1=0.7278入e=%L0ix/(hiy)=1.8*10000/425=42.3529查表內插得u2=0.8655,區=1(T=N/Aui+M/u2岫
36、=470.18/(78.98*0.7278)+47.02/(1*0.8655*816.01)=141.75MPa<210MPa因沿鋼管立柱垂直方向每隔6米在平面上設置了平面聯系,減小了鋼管立柱的自長度,增加了鋼管立柱的整體性。其軸心受壓荷載應遠大于以上計算值。鋼管立柱滿足要求。以上計算是以本聯最不利的梁跨進行計算,所其它跨也滿足要求。3.2.3、 貝雷梁與鋼管柱組合上部結構受力驗算3.2.3.1、 底模強度計算:箱梁底模采用高強度竹膠板,板厚t=11.5mm,竹膠板方木背肋凈間距:梁中20cm,梁端2.5米范圍內10cm,因梁端荷載不足中部2倍,下面驗算梁中板模。以驗算模板強度采用跨度b
37、=200mnff面竹膠板(以1米為計算單元,見下圖)。a、模板力學性能彈性模量:E=0.1X105MPa截面慣性矩:I=bh3/12=100X1.153/12=12.674cm4截面抵抗矩:W=bK/6=100x1.152/6=22.042cm3截面面積:A=bh=100x1.15=115cm2b、模板受力計算為增加保險系數,計算時按梁體所有荷載全部分布在腹板底部計(扣除方料、模板自重),底模板均布荷載:q=159.38/6.5+2.5+2=29.02KN/mq'=qxb=29.02乂1=29.02KN/m跨中最大彎矩:M=qL2/8=29.02X0.22/8=0.1451KN/m彎拉
38、應力:(r=M/W=0.145僅103/22.042x10-6=6.583MPa<(r=11MPa竹膠板彎拉應力滿足要求撓度:f=5qL4/384EI=(5X29.02X0.24)/(384X0.1x1011X12.674x10-8)=0.474mm<L/400=0.5mm竹膠板彎拉應力滿足要求綜合上述,竹膠板受力滿足要求3.2.3.2、 小橫梁強度計算因腹板底部荷載大,計算因腹板底部小橫梁,以最不利情況10x10cm方木,最大跨徑0.8m計算,中對中間距0.3m,凈間距20cm截面慣性矩:I=bh3/12=0.1X0.103/12=8.333x10-6n4截面抵抗矩:W=bK/6
39、=0.1x0.12/6=1.667X10-4m3因梁體端頭小橫梁凈間距為10cm,而荷載達不到中部的二倍,所以驗算梁中部位置小橫梁。作用在橫梁上的均布荷載為:q=(19.72+2.5+2+1)X0.3=25.22X0.3=7.566KN/m小橫梁、縱梁及頂托平面布置荷載計算示意圖(均以最不利受力布置)跨中最大彎矩:M=q0.82/8=7.566乂0.82/8=0.61KN/m落葉松容許抗彎應力(r=14.5MPa,彈性模量E=11X103MPaa、橫梁彎拉應力:6=M/W=0.61區103/1.667X10-4=3.63MPa<(r=14.5MPa橫梁彎拉應力滿足要求b.橫梁撓度:f=5
40、qL4/384EI=(5X7.566X0.84)/(384X11x106x8.333x10-6)=0.44mm<0.8/400=2mm小橫梁撓度滿足要求綜合上述,小橫梁受力滿足要求3.2.3.3、 縱向I字鋼強度計算:橫向梢鋼梁端頭縱向間距為0.6m,在梁中部為1m因此梁中部縱梁受力最不利,以梁體中部位置驗算I字鋼強度,I字鋼承受寬1.25米范圍內荷載,縱向每米荷載:q=1.25X(19.72+2.5+2+1)=25.25kN/m截面慣性矩:I=488cm4截面抵抗矩:W=77.4cm3截面面積:A=18.10cm2跨中最大彎距:M=ql2/8=25.25X12/8=2.02KN.M容許
41、彎曲應力:(Tq=145mPa縱向最大彎曲應力:(TwfM/W=2.02X103/77.4=26.1MPa<(tw=145mPa縱向撓度:f=5ql4/384EI=5X25.25x14/384x2.1x488=0.321mm<L/400=2.5mm小縱梁滿足要求3.2.3.4、 頂托的計算:頂托放在下圖鋼管中,鋼管為中48mm壁厚3.5mm標準鋼管,并與兩片大橫梁(梢鋼)之間用焊縫連接(見下圖),焊縫計算厚度hu按2mm計。以頂托承受的最大荷載N=1.25*1*(19.72+2.5+2+1)=31.525KN計算焊縫的抗剪強度。r=N/(huElf)=31.525/(4*0.1*0
42、.002)=39.41MPa<r=85MPa所以焊縫滿足要求IJ3.2.3.5、 、梢鋼驗算:因腹板荷載大,因此計算梢鋼及頂托受力時,只計算腹板位置受力梢鋼及頂托受力。Q1S1S2Q2iQ4R2R3R4頂托及槽鋼受力分布圖因梁體兩端荷載較大,所以在兩端2.5米的范圍內梢鋼縱向間距為0.6米,在梁體中部梢鋼梢鋼縱向間距為1.0米,如上圖所示中部頂托受力最大為Q4,受力計算如下(兩端因梢鋼間距小,不予計算):以最大受力頂托計算,每個頂托受力Q4=1*0.7849*26+(1.0+2+2.5)*0.925)=25.5KN。簡化計算中間段梢鋼的受力情況(以簡支梁計算),布置圖見下:Q4槽鋼受力計
43、算簡圖(簡支)根據上圖求得最大彎距:Mmax=0.3Q4=7.67KN.M最剪力:Tmax=Q4=25.575KN截面慣性矩:I=396.6cm4截面抵抗矩:W=78.8cm截面面積:A=25.48cm2容許彎曲應力:(rq=145MPa最大彎曲應力:(tw=M/W=7.67><103/78.8=97.3MPa<(rw=145MPar=Tmax/A=10.03MPa<r=85MPa梢鋼滿足要求3.2.3.6、 、翼緣板處受力計算:翼緣板處荷載q=13,3KN/m2。(1)、小橫桿計算(方木梁)小橫梁用10*10cm方木鋪設,中對中間距為30cm,凈距為20cm截面慣性矩
44、:I=bh3/12=0,1X0.13/12=8.333Xl0-6m截面抵抗矩:W=bh2/6=1.667x10-4m3小橫梁計算均布荷載q橫=13.3*0,3=3.99KN/m跨中最大彎距:M=ql2/8=3.99X1.52/8=1最222KN.M落葉松容許抗彎應力:(t=12MPa小橫梁彎拉應力:M/W=1.1222X3/1.667x10-4=6.732MPaW(t=12MPa橫梁撓度:f=5ql4/384EI=5x3.99X103x1.54/(384X10X103X106x8.333乂(2)縱梁計算:縱梁為10*15cm的方木,鋪設在頂托上(見后項托示意圖),每根縱梁計算荷載取q橫=13.
45、3*1=13.3KN/mr截面慣性矩:I=bh3/12=0.1X0.153/12=28.125X10-6帚截面抵抗矩:W=bh2/6=3.75x10-4m3跨中最大彎距:M=ql2/8=13.3X12/8=1.6625KN.M落葉松容許抗彎應力:(t=12MPa小橫梁彎拉應力:M/W=1.6625X103/3.75x10-4=4.433MPaW(t=12MPa橫梁撓度:f=5ql4/384EI=5x13,3x103x1.7(384乂10X103乂106X28.125乂10-6)=0.62mm<1/400=2.5mm3.2.4、 二十米梁跨(第三聯滿堂架)因本聯墩身高度小,全聯采用48X3
46、.5鋼管搭設滿堂支架。3.2.4.1、 地基處理用挖掘機及推土機清除地表,人工配合并將地表整平,壓路機碾壓密實,壓實度達到90%以上,然后澆注10cm厚C25硅,橫斷面地基寬度應超出最外側立桿1m,并放1:1.5坡。地基范圍四周挖設50*50cm的排水溝,砂漿抹面,必須保證排水通暢,以防止雨水浸泡地基,避免碗扣支架產生不均勻沉降。3.2.4.2、 支架搭設滿堂支架采用鋼管型號48X3,5。滿堂架基礎采用10cm厚C25硅硬化。鋼管支架采用方木支墊,方木底必須墊實,必要時可用砂漿找平。鋼管架必須設置縱、橫掃地桿,距底座小于20cm的立桿上;縱向水平桿宜設置在立桿內側,其長度不宜小于3跨,其對接或
47、搭接扣件應交錯布置,搭接長度不應小于1米,并應等間距設置3個旋轉扣件固定;立桿上部采用頂托并搭接連接,立桿上的扣件接頭應交錯布置,搭接長度大于1米,立桿必須垂直,腹板下3X50cm范圍內立桿扣件至少6個,其他部位立桿扣件至少4個,立桿下部采用對接連接,注意鋼管接頭不得在同一平面,應錯開搭接;鋼管沿縱向在跨中平均布置間距為1米,在兩端靠墩柱處兩米范圍內間距為0.5米;橫向間距在腹板底為0.6米,底板其他處為0.8,翼緣板底1.0米。鋼管支架兩端應與墩身連為整體,增強穩定性;每根剪刀撐跨越立桿的根數不少于是2根并應超過5根,與地面的傾角為4560°之間,縱向剪刀撐沿橫向每隔4排支架立桿設
48、置一道,橫向剪刀撐沿縱向每隔34米設置一道。搭設前測量人員用全站儀放出箱梁在地基上的豎向投影線,并用白灰撒上標志線,根據投影線定出箱梁中心線,同樣用白灰作出標志。根據中心線向兩側對稱布置碗扣支架。根據立桿位置布設立桿墊板,墊板采用厚5cm噴20cm的木板,使立桿處于墊板中心,墊板必須放置平整,不得懸空,可用砂礫找平。鋼管支架上設置頂托,為了便于在支架上高空作業,安全省時,可在地面上大致調好頂托伸出量,再運至支架頂安裝。根據梁底高程變化決定橫橋向控制斷面間距,順橋向設左、中、右三個控制點,精確調出頂托標高。頂托伸出量一般控制在30cm以內為宜。3.2.4.3、 縱橫梁安裝頂托標高調整完畢后,在其
49、上安放10*15cm的方木縱梁。在縱梁上安放10*15cm或10*10的方木小橫梁,小橫梁在梁端2.5的范圍內中對中間距20cm,在梁跨中部其間跨為30cm,橫梁長度至少比頂板一邊寬出50cni安裝縱橫方木時,應注意橫向方木的接頭位置與縱向方木的接頭錯開,且任何相鄰兩根橫方木接頭的位置不在同一平面上。3.2.4.4、 模板安裝a.底模板底模板采用1.15cm厚高強度竹膠板,模板在安裝之前進行全面的涂刷脫模劑。底板橫坡按設計要求,橫向寬度要大于梁底寬度,梁底兩側模板要各超出梁底邊線不小于5cm,以利于在底模上支立側模。模板之間連接部位采用海綿膠條以防漏漿,模板之間的錯臺不超過1mm模板拼縫要縱橫
50、成線,避免出現錯縫現象。底模鋪設完畢后。進行平面放樣,全面測量底板縱橫向標高,縱橫向間隔5m檢測一點,根據測量結果將底模板調整到設計標高。底板標高調整完畢后,再次檢測標高,若標高不符合要求進行第二次調整。b.側模板和翼緣板側模板和翼緣板模板采用1.15cm厚高強度竹膠板,根據測量放樣定出箱梁底板邊緣線,在底模板上彈出墨線,然后安裝側模板。側模板與底模板接縫處粘貼海綿膠條防止漏漿。在側模板外側背設縱橫方木背肋,用鋼管及扣件與支架連接,用以支撐固定側模板。翼緣板模板安裝與箱梁底模板安裝相同,外側擋板安裝與側模板安裝相同。擋板模板安裝完畢后,全面檢測標高及線形,確保翼緣板線形美觀。c.箱室模板箱室模
51、板采用木板加工而成,施工時將芯模用彩條布裹好,防止漏漿,內支撐固定。澆筑頂板時預留人洞,模板由人洞中取出。3.2.4.5、 結構驗算1、底模強度計算箱梁底模采用高強度竹膠板,板厚t=11.5mm,竹膠板方木背肋凈間距:梁中20cm,梁端2.5米范圍內10cm,因梁端荷載不足中部2倍,下面驗算梁中板模。以驗算模板強度采用跨度b=200mnff面竹膠板(以1米為計算單元,見下圖)。a、模板力學性能彈性模量:E=0.1X105MPa截面慣性矩:I=bh3/12=100X1.153/12=12.674cm4截面抵抗矩:W=bK/6=100x1.152/6=22.042cm3截面面積:A=bh=100x
52、1.15=115cm2b、模板受力計算為增加保險系數,計算時按梁體所有荷載全部分布在腹板底部計(扣除方料、模板自重),底模板均布荷載:q=159.38/6.5+2.5+2=29.02KN/m2q'=qxb=29.02乂1=29.02KN/m跨中最大彎矩:M=qL/8=29.02X0.22/8=0.1451KN/m彎拉應力:(r=M/W=0.145僅103/22.042X10-6=6.583MPa<(r=11MPa竹膠板彎拉應力滿足要求撓度:f=5qL4/384EI=(5X29.02X0.24)/(384X0.1x1011X12.674x10-8)=0.474mm<L/400=0.5mm
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