各种受力计算.doc

渝黔高速公路门架通道计算 寨子坡互通式立交主线桥第六联（M25M26跨）跨越渝黔高速公路。在施工过程中为了保证渝黔高速公路过往车辆正常通行，上部现浇箱梁满堂支架搭建时，在渝黔高速公路左、右幅各搭建一个宽米，高米的行车通道，通道顶部采用32a型工字钢作横梁，间距按90cm排列。一个门架通道需23根32a型工字钢。根据规范：1碗扣式多功能脚下手架中规格为3000mm的立杆应标为：LG-300主要参数和性能 a.允许均布荷载：Q3KWN/平方米 b.允许集中荷载：P2KN c.立杆（顶杆）允许最大荷载应符合下表的规定：横杆步距mm600120018002400最大荷载KN40302520 d.横杆允许最大荷载应符合下表的规定：项目 标记HG-900HG-1200HG-1500HG-1800HG-2400尺寸规格mm9001200150018002400最大集中荷载KN65432最大均布荷载KN1210864e.横杆允许最大挠度：f1/150Lf.可调支座、可调上托、钢模板支撑托允许最大荷载P50KNg.转角支座、转角上托、允许最大荷载P30KN根据规范：新浇混凝土容重为26KN/m3 施工荷载为2.5Kpa 振捣混凝土时产生的荷载：对水平模板2.0 Kpa（20kg/m2） 型号3000mm的立杆每米重量为5.8kg 型号600mm的立杆每米重量为6.76kg 型号900mm的立杆每米重量为6.10kg根据施工图纸，M25M26跨每延米箱梁砼为17.36 m3。 9m 4m立面图9米工字钢以上的箱梁重量为：17.36926KN/m3 =4062.24KN施工荷载产生的力为：2.5920=450KN振捣混凝土时产生的力：2.0920=360KN32a型工字钢横梁重量：23952.72kg/m=109.13 KN所以工字钢以上部分的总压力为：4062.24+450+360+109.13=4981.37KN步距1200mm的立杆最大荷载为30KN，本工程的步距采用0.60.91.2。以1.2m的步距为例计算而门架以下的立杆为238=184根 所以门架以下立杆的最大荷载为30184=5520KN因此立杆的承载能力能满足施工要求。9m 5m4m平面图2、工字钢上面宽4m的箱梁的重量为：17.36426 =1805.44KN施工荷载产生的力为：2.5420=200KN振捣混凝土时产生的力：2.0420=160KN所以工字钢以上部分的总压力为：1805.44+200+160=2165.44KN每米工字钢的均布荷载： g= 2165.44/（423）=23537N/m查规范有工字钢的弹性模量E=2.0105Mpa，惯性矩I=11075.5cm4，=90Mpa，=160Mpa抗弯截面模量Wz=692.2cm3，剪力：Q=1/4gL=1/4235374=23537N弯矩：M=1/8gL2=1/82353742=47074Nm根据公式：梁跨中最大绕度为ymax=5qL4/384EI=52353744/3842101111075.510-8=0.0035m跨中最大绕度为0.0035米，满足施工要求。根据公式max=FqmaxS*zmax/Izdd=9.5mm=0.9510-2mIz/S*zmax=27.46cm=0.2746mmax=23537/(0.27460.9510-2)=9.02106pa=7.02Mpamax，因此满足施工要求。 max=M/692.210-6=68.0106pa max,因此满足施工要求。满堂支架计算一、基本情况根据绕城公路南段S12合同段寨子坡互通式立交桥工程特点，主线桥墩柱高度15和匝道桥的上部结构现浇预应力连续箱梁，全部采用满堂支架施工。该计算取匝道墩柱最高的H匝道H=30计算支架及地基的竖向承载能力。二、荷载取值箱梁混凝土浇注施工时，支架及地基受荷载考虑如下几种情况：1） 新浇箱梁混凝土重力荷载；2） 箱梁模板重力荷载；3） 箱梁施工人员机具重力荷载；4） 混凝土浇筑时振捣产生的荷载；5） 拼装支架自重荷载。1、 箱梁混凝土重力荷载根据桥梁设计图，箱梁支座处断面面积为9.26m2,跨中断面面积为4.26 m2 ,新浇混凝土容重取26KN/m2。箱梁每延米重支座处为240.76 KN/m，跨中为110.76 KN/m。2、 支架、模板箱梁内模板支架采用扣件式钢管（483.5）拼装,钢管每延米重0.0384 KN/m,考虑扣件重,实际计算取0.04 KN/m。箱梁模板每延米模板面积支座处为11.02 m2,跨中为22.09 m2,模板单位面积重25kg/m2,即0.25 KN/m2。则每延米模板重支座处为2.755 KN/m,跨中为5.523 KN/m。跨中箱梁箱内支架暂考虑为11步距，则每延米为（91.3+31.63）0.04=1.044 KN/m,则模板与梁内支架每延米重支座处为:2.755 KN/m,跨中为:6.567 KN/m。3、 施工荷载根据公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000，施工荷载取2.5 Kpa,混凝土振捣荷载取2.0 Kpa。则箱梁跨中与支座断面每延米施工荷载为8.5(2.5+2.0)=38.25 KN/m。三、满堂支架计算钢管计算参数如下规格mm截面积mm 2惯性矩mm 4抵抗矩mm 3回转半径mm 延米自重kg483.54.891021.2151055.07810315.785.77横杆按照步距1.2 m设置;支座下立杆间距按照0.60.6设置,桥宽方向设置15根,而其余部分按照0.90.9设置,支架高度按照30计算。最长立杆为3000 mm，横杆步距为L=1.2,自由长度偏安全地按2.4计,则长细比=240015.78=152.09,查表得=0.297,则考虑稳定的容许承载力为N=A=0.2974892151000=31KN。1、立杆计算 支架自重为：（30+251.2）0.0577=3.462KN,偏安全地假定全断面所有重量均由箱梁底板下钢管承受,底板下横向钢管数量均匀设置为10根。则支座处立杆承受荷载为:(240.76+2.755)0.610+3.462=18.07KN,满足要求。箱梁跨中立杆承受荷载为:(110.76+6.567)0.910+3.462=14.02KN, 满足要求。2、横杆计算 横杆计算跨径为0.9, 偏安全地假定全断面所有重量均由箱梁底板下钢管承受,则横杆所承受最大均布荷载为:(110.76+6.567)0.9100.9=11.73KN/. 弯曲强度为: =l2/10w =11.739002(105078)=187.11Mpa215 Mpa。满足要求。 弯曲刚度为： =l4/150EI=11.739002(150210000121500)=2.5mm3mm。满足要求。3、支架地基承载力计算 实际施工时要求填土的容许承载力应不小于250Kpa，立杆最大受力为18.07KN,则至少需地基受力面积为:18.07250=0.0722。4、预拱度 支架弹性变形为：30100018.071000(210000489)=5.3 mm,不预压时,非弹性变形和地基沉降应素可按照1.52.5cm考虑。支墩支架受力计算一、 施工概述由于本互通式立交桥跨越河流及农田、鱼塘等软基地带，给搭满堂架的基础处理带来了十分困难；加上墩柱的平均高度约26米左右，且半幅箱梁的平均宽度在17米以上，若搭设满堂支架将增加工程成本，给经济带来巨大压力，并延长了施工周期，严重制约工期。因此，综合比较，主线桥除第五联第七联（M22M31跨）外，其余跨采用支墩法施工，用25T吊车配合搭架。支墩立柱采用500无缝钢管，无缝钢管内浇注C20砼，增加50无缝钢管的承载能力。支墩立柱按横向中心间距5米布置，支墩立柱顶面采用50型I字钢作纵、横梁，纵梁横向间距按0.9排列。见支墩立柱结构示意图。二、 支墩支架受力计算本计算以M15M16跨为例。1、 荷载取值箱梁荷载自重每平方g1=0.6626 KN/m2=17.16 KN/m2模板每平方自重g2=0.25 KN/m2施工人群荷载g3=2.5KN/m2混凝土倾倒、振捣产生的荷载g4=2.0 KN/m2 分配梁50a型工字钢主纵梁每米g5=0.94 KN/m2、 纵向主梁计算以每16.5m宽、11.5m长范围的箱梁为计算单元，纵向主梁间距按0.9排列，共计19根,则每根工字钢计算荷载为:g=(17.16+0.25+2.5+2)(16.511.5)19=218.81KN q=19.027KN/m查规范有50a型工字钢的弹性模量E=2.1105Mpa，惯性矩I=46500cm4，=120Mpa，=210Mpa，抗弯截面模量Wz=1860cm3，剪力：Q=1/4gL=1/41902711.5=54703N弯矩：M=1/8gL2=1/81902711.52=314540Nm根据公式：梁跨中最大绕度为ymax=5qL4/384EI=51902711.54/384210114650010-8=0.044m跨中最大绕度为0.044米，满足施工要求。根据公式max=FqmaxS*zmax/Izdd=12mm=0.012mIz/S*zmax=42.8cm=0.4286mmax=54703/(0.42860.012)=10.64Mpamax，因此满足施工要求。 max=M/186010-6=169.11pa max,因此满足施工要求。3、支墩立柱计算 支墩立柱按钢管混凝土结构计算，钢管混凝土支墩立柱的轴向受压承载力应满足NNU（式中：N轴向压力设计值；NU钢管混凝土立柱的承载力设计值）。 1）、轴向压力设计值计算 荷载取值见上，g=(17.16+0.25+2.5+2)(16.511.5)+（19+2）11.50.94=9131.21KN, 荷载共由4根单肢柱承受。故