新建哈大铁路客运专线
伊通河特大桥 崔家营道岔区连续梁
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审核日期:支架结构 施 工 计 算 书 中交三航局哈大铁路客运专线工程经理部一分部
伊通河特大桥崔家营子道岔区连续梁施工方案 中交三航局哈大铁路客运专线工程经理部一分部 支架结构计算
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一、第三联支架结构计算
钢管柱每孔两端布置在承台上,钢管边缘距承台边缘20cm。跨中布置在孔桩基础上。钢管柱平面横向根据梁宽布置,间距不大于3.0m。钢管柱纵向最大跨距为
7.605m,最小跨距为4.63m。钢管壁厚8mm,在钢管底面和顶面各焊接一块钢板80*80*1cm钢板,每排钢管柱顶面并排横向安放两根H446窄翼型钢作为下横梁,长度为梁宽+1m,再沿纵向铺设H446窄翼型钢作为下纵梁,横向间距为0.6m。每道下纵梁上铺设一层碗扣式脚手架以调节底模高度,纵距为0.6m,横距为0.6m,脚手架顶面纵向铺设一层10×10cm方木(上纵梁),纵向间距为60cm,再在方木上横向铺设10×10cm方木(上横梁),方木横向间距为30cm。悬臂处方木基本上满铺,方木上铺设底模,梁体模板采用18mm厚的竹胶板。
为简化计算,各结构均按简支结构考虑。
1、上横梁检算(10×10cm方木):
方木间距最大为30cm,其受力为:
查表得:E=10Gpa,I=8×10m,W=0.167×10m -64-33
单根方木上的均布力:q=(35.78+0.14)*0.3*1.2+(3+1)*0.3*1.4=14.6KN/m 最大弯矩:M=1/8×q×l2=0.125×14.6×0.36=0.66KNm
最大挠度:Fc=5ql4/(384EI)=0.3mm<[f]=1.5mm
安全系数取n=1.5
最大拉应力:σ=nM/W=5.9MPa<[σ]=10MPa
最大剪应力:τ=n*1/2q2l/(bh)=0.66MPa<[τ]=2MPa
2、上纵梁检算(中间承受1个10×10cm方木的集中荷载):
单根方木上的集中力:
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伊通河特大桥崔家营子道岔区连续梁施工方案 中交三航局哈大铁路客运专线工程经理部一分部
P=(35.78+0.14+0.26)*0.3*0.6*1.2+ (3+1) *0.3*0.6*1.4=8.8KN
最大弯矩:M=1/4×P×l=0.25×8.8×0.6=1.32KNm
最大挠度:Fc=Pl3/(48EI)=8.8*103*0.63/(48*10*109*8*10-6)=0.5mm<[f]=1.5mm 最大拉应力:σ=nM/W=1.5*1.32/0.167=1.2Mpa<[σ]=10MPa
最大剪应力:τ=n*1/2P/(bh)=0.66MPa<[τ]=2MPa
3、下纵梁检算(H446窄翼型钢,规格:446*199*8):
H446窄翼型钢的几何材料参数为:E=210Gpa,I=2.87×10-4m4,A=0.0084m2;
q1q2
RARB
型钢均布力:
q1=((35.78+0.14+0.26+0.13+0.06)*0.6*1.2+ (3+1) *0.6*1.4=29.5KN/m
q2=((35.78+54.33)/2+0.14+0.26+0.13+0.06)*0.6*1.2+ (3+1) *0.6*1.4=36.2KN/m
RA=110KN RB=168.8KN
最大弯矩在距RA点3.72m处:M=0.5×q1×RA2=205KNm
最大挠度:(负号表方向向下)
Fc=(1/6RA*3.723-1/24q1*3.724-508*3.72)/EI =-18mm<[f]=19mm
最大拉应力:σ=M/W=My/I =159.3Mpa<[σW]=188.3MPa
[σW]—按照《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)表1.2.5规
定,弯曲应力值取[σW]=145MPa;表1.2.10规定提高系数K=1.3,因此[σW]=145MPa*1.3=188.3 MPa。
4、下横梁检算(跨中处下横梁荷载最大):
H446窄翼型钢的几何材料参数为:E=210Gpa,I=2.87×10-4m4,A=0.0084m2;
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伊通河特大桥崔家营子道岔区连续梁施工方案 中交三航局哈大铁路客运专线工程经理部一分部 横梁上的均布载荷:(纵梁间距为0.6m,由两根H446型钢组成)
q=RA*2*5/3/2=183.3KN/m
横梁中部最大弯矩:M=1/8×q×l2=0.125×183.3×3.02=206.3KNm
最大挠度:
Fc=5ql4/(384EI)=5×206.3×3.04/(384×210×2.87)=3.6mm<[f]=7.5mm
最大拉应力:σ=M/W =206.3KNm/2.87*104×0.223=160.3Mpa<[σW]=188.3MPa
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5、钢管稳定性验算:
610型钢管截面特性:i=212mm
由于钢管立在砼基础上,有效长度μ取1
λ=μl/i=1×8.5/0.212=40.1<100 不用考虑压杆稳定
A=3.14(0.612-0.596)/4=0.0151m2
N=υ*A*f=0.955*0.0151*170000=2451 KN
N —根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)5.1.2-1条, N=υ*A*f;
υ—轴心受压构件的稳定系数,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表C-1,λ√(fy/235)=34.1,υ值取0.955;
f—钢管抗压强度,设计值取170MPa
钢管柱荷载(跨中钢管):N钢管=RA*5*2=1100KN <2451KN
满足要求。
6、孔桩基础长度计算
孔桩基础按磨擦桩考虑
[P]=UΣfili+A[σ]≥1100KN
式中:U—极限摩阻力,根据设计资料,0~5m范围内取30KN/m2,5m以下取50KN/m2 ;
fi—桩的侧面积(m2);
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伊通河特大桥崔家营子道岔区连续梁施工方案 中交三航局哈大铁路客运专线工程经理部一分部
li—桩长(m); A—桩底面积(m2);
[σ]—桩底承载力,取200KPa。
30*5*3.14+50*3.14*(li-5)+200*0.785≥1100 li≥(1100-0.785*200-30*5*3.14)/(50*3.14)+5=8m 实际取值li=10m,安全系数n=10/8=1.25 满足要求。
二、第http:///
一、二联支架结构计算 1、单肢立杆轴向力计算公式
N = [1.2Q1 + 1.4 (Q3+Q4)] · Lx·Ly +1.2 Q2V 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、设备及振捣砼荷载标准值; Q4—— 风荷载;
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)。 按此公式列表计算得:
Ⅱ类对应混凝土厚为1.35~2.05m; Ⅲ类对应混凝土厚为0.2~0.4m。 单肢立杆稳定性按下式计算: N≤υA f
式中:A —— 立杆横截面积,0.0004893 m2;
υ—— 轴心受压杆件稳定系数,按细长比λ值查《建筑施工碗扣
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伊通河特大桥崔家营子道岔区连续梁施工方案 中交三航局哈大铁路客运专线工程经理部一分部 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: λ=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
λ=1.155×1.7×1.2÷0.0158=149
根据λ=149,查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录C得υ值为0.312。 因此力杆容许轴力为:
υA f=0.312×0.0004893×205000=31.3(KN)
N≤υA f,
立杆稳定性满足要求。
2、 地基承载力计算
(1) 立杆基础底面的平均压力计算公式:
p=N/A;
N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值;
A——基础底面积;
(2)支座两侧共8m范围内下立杆基础底面的平均压力
p=N/A=26.56KN/(0.6m×0.6m)=73.8KPa
要求腹板下地基承载力必须达到100KPa。
(3)跨中(混凝土厚1.35)下立杆基础底面的平均压力
p=N/A=18.55KN/(0.6m×0.6m)=51.5KPa
要求跨中地基承载力必须达到60KPa。
(4)翼缘板下立杆基础底面的平均压力
p=N/A=23.03KN/(0.9m×1.2m)=21.3KPa
要求翼缘板下地基承载力必须达到30KPa。
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