馬山坡1#、2#大橋高墩蓋梁支架計(jì)算書

2016-10-29  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

一、基本資料

馬山坡1#、2#大橋高墩蓋梁砼最大方量為94.5m3,支架主縱梁采用4排貝雷架組成(每側(cè)2排),每排由9片貝雷架組成,橫向分上下兩排采用五點(diǎn)法進(jìn)行固定,最大跨徑l=14.2m,經(jīng)分析將其簡化為中跨14.2m邊跨為4.85m梁進(jìn)行驗(yàn)算。

圖1 蓋梁構(gòu)造圖

圖2 蓋梁支架構(gòu)造圖

 

二、貝雷梁承受荷載

① 蓋梁自身荷載:G1=4.049×2.6=10.5t/m

② 貝雷桁架自重:G2=5×0.27×4/15=0.36 t/m

③ 模板自重:G3=7.45×0.12=0.90t/m

④ 分配梁自重:G4=4×0.0198×72/14.2=0.40 t/m

⑤  傾倒混凝土:G5=1×1.3×2/10=0.26t/m

⑥  振搗混凝土:G6=1×1.3×2/10=0.26t/m

⑦ 施工人員及機(jī)具:G7=2.7×1×2.5/10=0.68t/m     

以上荷載乘以分項(xiàng)系數(shù)后荷載:P=1.2×(10.5+0.36+0.9+0.4)+1.4×(0.26+0.26+0.68)=16.3t/m

三、貝雷梁材料力學(xué)特性

表1 材料斷面特性及容許應(yīng)力表

斷面組成	材質(zhì)	A(cm2)	Ix(cm4)	Wx(cm3)	容許拉、壓、彎曲應(yīng)力(MPa)	容許剪應(yīng)力(MPa)
弦桿2[10	16Mn	25.48	396.6	79.4	273	208
斜桿I8	16Mn	9.53	99	24.8	273	208
銷軸	30CrMnTi				1105	585

注:考慮到桁架屬限制荷載的臨時(shí)性構(gòu)件,16Mn的容許拉、壓、彎曲應(yīng)力按1.3×210MPa計(jì)算,容許剪應(yīng)力按1.3×160MPa計(jì)算;30CrMnTi的容許拉、壓、彎曲應(yīng)力按0.85×1300MPa計(jì)算,容許剪應(yīng)力按0.45×1300MPa計(jì)算。

四、貝雷架受力驗(yàn)算

①貝雷架主橫梁計(jì)算:

a.主橫梁強(qiáng)度計(jì)算:

主橫梁將整體看成一剛梁,承壓軸線以貝雷架中切面為準(zhǔn):

主橫梁為受彎構(gòu)件,在水平面內(nèi),由主橫梁均布荷載的最大彎矩為:

彎曲應(yīng)力:

b.主橫梁撓度計(jì)算

1)彈性撓度:

鋼材彈性模量:E=2.1×105Mpa

均布荷載產(chǎn)生的撓度:

集中荷載產(chǎn)生的撓度:

總彈性撓度:

2)拼裝撓度(非彈性撓度)fp:

該貝雷梁是國產(chǎn)新的貝雷桁架,則單銷與銷孔之間間隙

中跨采用5片組拼,則n=5,經(jīng)按公式計(jì)算知:

橫梁總撓度

實(shí)際使用中非彈性變形可以通過先期荷載予以消除,實(shí)際撓度比此值小,故支架安全。

c.主橫梁鋼銷抗剪計(jì)算

貝雷架鋼銷采用30鉻錳鈦合金鋼,單個鋼銷(直徑Ф49.5mm)容許抗剪力(鋼銷處于雙剪狀態(tài))

單個鋼銷最不利剪力

鋼銷抗剪安全系數(shù)

結(jié)構(gòu)鋼銷抗剪安全。

d.主桁架內(nèi)力計(jì)算:

貝雷架內(nèi)力計(jì)算時(shí),將整個主桁架簡化為平面桁架片,其內(nèi)力簡圖如:  

圖3 純彎距圖

圖4 純剪切圖

根據(jù)單元桁架受力底特點(diǎn),可以將內(nèi)力分成純受彎和純受剪切底部分疊加而成。

1)受純彎曲

不難看出,純彎曲時(shí),桁架僅在弦桿產(chǎn)生由彎距而產(chǎn)生底軸向力N。故弦桿只承受彎距:

弦桿內(nèi)力:

結(jié)構(gòu)弦桿安全。

2)受純剪切

同受純彎曲一樣,可以得出剪力是由腹桿承受且雙斜桿平分剪力:

查?裝配式公路鋼橋(貝雷梁)使用手冊?得斜桿容許承受力:

查?裝配式公路鋼橋(貝雷梁)使用手冊?得豎桿容許承受力:

結(jié)構(gòu)斜桿及端豎桿安全。

五、分配梁受力驗(yàn)算

分配梁為[16b,間距0.2m。單根分配梁按最不利受力工況既按簡支梁計(jì)算。

模板支架荷載:q1=7.45×0.12+4×0.0198×72/14.2×0.2=0.26t/m

鋼筋混凝土自重:q2=4.049×2.6×0.2=2.1t/m

施工人員、機(jī)具重:q3=2.7×1×2.5/10×0.2=0.14t/m 

傾倒、振搗混凝土?xí)r荷載:q4=1×1.3×2/10×2=0.1t/m

強(qiáng)度計(jì)算荷載組合:q=Σqn=1.2×(0.26+2.1)+1.4×(0.14+0.1)=3.17t/m。

剛度計(jì)算荷載組合:q=Σqn=1.2×(0.26+2.1)=2.83 t/m。

[16b:W=116.8cm3,I=934.5cm4,E=2.1×105Mpa,S=70.3cm3,δ=8.5mm。

圖5 分配梁計(jì)算簡圖

M=3.17×1.652/8=1.08 t·m

Q=3.17×1.65/2=2.62t

σ=1.08×104/116.8=92.47Mpa<[s]=145Mpa

t=2.62×104×70.3×103/(934.5×104×8.5)=23.19 Mpa<[s]=85Mpa

f=5×2.83×1.654/384×EI=1.4<[f]=1650/400=4.13mm

五、鋼棒受力驗(yàn)算

Ф140mm鋼棒材質(zhì)為45#鋼。

根據(jù)主縱梁計(jì)算得:V1=-16.3×4.85=79.06t;V2=-16.3×4.85+16.3×(4.85+14.2/2)=115.73t

則單根鋼棒受力為:P=115.73/4=28.93t

將鋼棒受力簡化為承受集中荷載的懸臂梁進(jìn)行驗(yàn)算。

圖6 鋼棒計(jì)算簡圖

M=28.93×0.2=5.79 t·m

σw=5.79×107/(3.14×73/4×103)=215Mpa<[sw]=220Mpa

t=28.93×104/(3.14×702)=18.8Mpa<[t]=125Mpa

I=1885.75cm4,E=2.1×105Mpa

f=28.93×104×2002×600×(3-20/60)/(6×2.1×105×1885.75×104)

=0.8mm<[f]=200/200=1mm

六、角鋼桁架驗(yàn)算

桁架采用midas civil進(jìn)行計(jì)算,荷載根據(jù)實(shí)際砼荷載考慮1.2倍安全系數(shù)后進(jìn)行加載。

圖7 調(diào)坡架組合應(yīng)力圖

   計(jì)算得知最大組合應(yīng)力為:σw=94.3Mpa<[sw]=140Mpa

圖8 調(diào)坡架剪應(yīng)力圖

計(jì)算得知最大剪應(yīng)力為:t=19.4Mpa<[t]=85Mpa

圖9 調(diào)坡架位移圖

計(jì)算得知最大位移為:f=0.34mm<[f]=440/400=1.1mm

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