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南友路K85+175斜腿刚构支架设计

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南友路K85+175斜腿刚构支架设计,毕业设计论文
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南友路 K85+175斜腿刚构支架设计 【摘 要】文章介绍了南友路 K85+175 斜腿刚构支架设计以及支架搭设的构造处理。 【关键词】支架;强度;刚度;斜腿刚构 一、概况 南友路 K85+175 斜腿刚构中跨 25 米,边跨 12 米,桥面净宽 4.5 米,设计荷载:汽车 10 级。该斜腿刚构属有台斜腿刚构。斜腿与主梁连结设计为刚节点。刚节点各杆按其刚度大小参与节点弯矩分配,承受弯矩。斜腿断面形式为矩形变截面。主梁截面形式为空心梁悬臂板。两空心园直径为 0.68 米。斜腿、主梁现浇砼量为 158.1m3。因施 工条件限制,斜腿刚构所在位置无施工便道。施工来往车辆必须从主线通行。在支架设计时要考虑施工过车门洞设置。 二、支架设计 (一)支架设计的有关资料和材料要求 1.支架搭设使用的材料:采用 Q235A( 3 号)钢焊接钢管,外径 48 毫米,壁厚 3 毫米。其化学成份与机械性能符合国家标准普通碳素钢技术条件( GB 700 88)中的 3 号镇静钢的要求。 钢管扣件主要采用直角扣件,作两垂直相交的钢管连接用;旋转扣件,用于 2 根任意相交钢管连接;对接扣件,供对接钢管用。扣件应符合可锻铸铁分类及技术条件( GB978 67)的规定。机械性能不低于 KT33 8 的锻铸铁制造要求。扣件附件: T 形螺栓、螺母、垫圈所采用的材料应符合普通碳素结构钢技术条件( GB700 79)中 A3 的规定;螺纹要符合普通螺纹( GB196 81)的规定;垫圈要符合垫圈( GB96 76)的规定;单个可调支托设计荷载为 30KN。 2.斜腿刚构采用 C50 砼现浇。 3.底模采用 1.51.8m 大片刚模和 1.50.3m 组合钢模,内模采用竹笼制成。 4.支架主杆纵横间距拟为 700700 毫米,竖向步距 1200 毫米,视计算结果再行调 整。 5.中跨跨中预拱度 3.5cm,其余点预拱度值按 y=4f 拱 ( L X) /L2 进行计算。边跨不设预拱值。 6.地面处理:主线地面铺装水稳层,设计强度为 2.5MPa;斜坡部分 7.5 号砂浆砌片石台阶 45cm 厚。 7.斜腿、主梁构造(见图 1、图 2、图 3): 图 1 立面 nts 图 2 A A 图 3 B B (二)支架杆件受力计算 1荷载计算 : ( 1)组合钢模板: G1=0.50KN/m2 ( 2)竹笼内模 (实测 0.10KN/m): G2=20.11/2.5=0.08KN/m2 ( 3)现浇砼空心梁重: (2.50.9 3.140.3422)125=38.00KN G3=38/(12.5)=15.20KN/m2 ( 4)施工人员及机具荷载: G4=1.50KN/m2 ( 5)振动砼产生的荷载: G6=2.00KN/m2 ( 6)钢管支架重( 33.3N/m): G6=( 51.4+5) 33.3/(0.70.7)=815.51N/m21.00KN/m2 安全系数 K=1.2 G=1.2Gi=1.2(0.5+0.08+15.2+1.5+2.0+1.0)=24.34KN/m2 2大横杆计算: ( 1)荷载计算 (按均布线荷载考虑 ): q=0.7G=0.724.34=17.04KN/m ( 2)计算简图(按三跨连续梁考虑。见图 4) 图 4 计算简图 ( 3)计算 弯曲强度: max .1qL2 .117.040.7210( .49310) 185.84MPA 215.00MPa 弯曲刚度: qL4 150EI 17.047004( 1502.11051.078105) nts 1.21mm L 250 700/250 2.80mm 满足要求。 3小横杆计算: ( 1)荷载计算(大横杆传给小横杆为集中力): P q.L 17.040.7 11.93KN ( 2)计算简图(按二跨连续梁最不利荷载考虑。见图 5): 图 5 计算简图 ( 3)计算: 弯曲强度: 1 max 0.18811.930.710 (4.49310) 349.43Mpa 215.00Mpa 一根钢管不满足要求,改用两根钢管。得: 2 max 349.43/2 174.72Mpa 215Mpa 弯曲刚度(查表): 表中系数 PL3 100EI 0.91111.930.73106 (1002.11051.078105) 1.65mm 700/250 2.8mm 满足要求。 4立杆计算 ( 1)计算简图按两端铰接受压构件计算。 ( 2)每根立杆承受的力: N 24.340.70.7 11.93KN/根 立杆承受小横杆传来的荷载,其竖向步距为 1200 毫米。 L i 1200/15.95 75,查表得 0.682 0.682424215 62.17KN N满足要求。 nts ( 3)立杆地基承载力验算: N/Ab 11.93103/(3.142423) 2.20Mpa 2.50Mpa(地面为水稳层 ) (三 )过车门洞处理 1.构造处理(见图 6): 图 6 2.计算简图(见图 7): 图 7 3.杆件内力计算结果,详见计算结果图 8。 图 8 说明:因为结构、荷载对称,所以内力也对称。故只标注一半杆件内力;正号为受拉杆,负号为受压杆;计算过程略。 4.杆件强度验算 Nmax 30.31KN L 0.99m, 990/15.95 44, 查表得: 0.76 nts 0.76424215 69.28KN Nmax 满足要求。 (四)过斜腿处 横向支架处理 1.构造处理(见图 9): 图 9 2.计算简图(见图 10): 图 10 3.杆件内力计算结果,详见计算结果图 11。 图 11 说明:因为结构、荷载对称,所以内力也对称。故只标注一半杆件内力;正号为受拉杆,负号为受压杆;计算过程略。 4.杆件强度验算 Nmax 17.62KN L 0.7m, 700/15.95 62, 查表得: 0.867 1 0.867424215 79.04KN Nmax 1 满足要求。 另外斜杆: N 17.62KN(压 ) L 0.99 m, 990/15.95 62, 查表得: 0.76 nts 2 0.867424215 79.04KN N 2 满足要求。 (五)确定支架立杆纵、横间距和横杆竖向步距 根据以上计算结果支架立杆纵、横间距和横杆竖向步距可不调整。 (六)支架构造处理 1.斜腿支撑构造处理(图 12)。 图 12 2.横向剪刀撑(图 13)。 图 13 (下转第 17) (上接第 9 页) 3.纵向剪刀撑(图 14)。在支架外侧、主梁边各设一道纵向剪刀撑。 4.小横杆与可调支托的连接(图 15)。 5.在过车门洞顶设一道水平剪刀撑。 6.纵、横立杆均设扫地杆。 nts 7.过车门洞沿桥方向设扫地杆,并在其上填土 100 毫米厚,减少砼浇筑凝结过程行车对支架的振动。 三、结论 支架在 使用过程中,末发现异常情况;拆卸后,工程实体量测符合设计和施工规范要求,实践证明该支架强度、刚度和稳定性均满足施工使用要求。 【参考文献】 1周永兴,何兆益,邹毅松路桥施工计算手册 S人民交通出版社 一、概况 南友路 K85+175 斜腿刚构中跨 25 米,边跨 12 米,桥面净宽 4.5 米,设计荷载:汽车 10 级。该斜腿刚构属有台斜腿刚构。斜腿与主梁连结设计为刚节点。刚节点各杆按其刚度大小参与节点弯矩分配,承受弯矩。斜腿断面形式为矩形变截面。主梁截面形式为空心梁悬臂板。两空心园直径为 0.68 米。斜腿、主梁现浇砼量为 158.1m3。因施工条件限制,斜腿刚构所在位置无施工便道。施工来往车辆必须从主线通行。在支架设计时要考虑施工过车门洞设置。 二、支架设计 (一)支架设计的有关资料和材料要求 1.支架搭设使用的材料:采用 Q235A( 3 号)钢焊接钢管,外径 48 毫米,壁厚 3 毫米。其化学成份与机械性能符合国家标 准普通碳素钢技术条件( GB 700 88)中的 3 号镇静钢的要求。 钢管扣件主要采用直角扣件,作两垂直相交的钢管连接用;旋转扣件,用于 2 根任意相交钢管连接;对接扣件,供对接钢管用。扣件应符合可锻铸铁分类及技术条件( GB978 67)的规定。机械性能不低于 KT33 8 的锻铸铁制造要求。扣件附件: T 形螺栓、螺母、垫圈所采用的材料应符合普通碳素结构钢技术条件( GB700 79)中 A3 的规定;螺纹要符合普通螺纹( GB196 81)的规定;垫圈要符合垫圈( GB96 76)的规定;单个可调支托设计 荷载为 30KN。 2.斜腿刚构采用 C50 砼现浇。 3.底模采用 1.51.8m 大片刚模和 1.50.3m 组合钢模,内模采用竹笼制成。 4.支架主杆纵横间距拟为 700700 毫米,竖向步距 1200 毫米,视计算结果再行调整。 5.中跨跨中预拱度 3.5cm,其余点预拱度值按 y=4f 拱 ( L X) /L2 进行计算。边跨不设预拱值。 6.地面处理:主线地面铺装水稳层,设计强度为 2.5MPa;斜坡部分 7.5 号砂浆砌片石台阶 45cm 厚。 7.斜腿、主梁构造(见图 1、图 2、图 3): nts 图 1 立面 图 2 A A 图 3 B B (二)支架杆件受力计算 1荷载计算 : ( 1)组合钢模板: G1=0.50KN/m2 ( 2)竹笼内模 (实测 0.10KN/m): G2=20.11/2.5=0.08KN/m2 ( 3)现浇砼空心梁重: (2.50.9 3.140.3422)125=38.00KN G3=38/(12.5)=15.20KN/m2 ( 4)施工人员及机具荷载: G4=1.50KN/m2 ( 5)振 动砼产生的荷载: G6=2.00KN/m2 ( 6)钢管支架重( 33.3N/m): G6=( 51.4+5) 33.3/(0.70.7)=815.51N/m21.00KN/m2 安全系数 K=1.2 G=1.2Gi=1.2(0.5+0.08+15.2+1.5+2.0+1.0)=24.34KN/m2 2大横杆计算: ( 1)荷载计算 (按均布线荷载考虑 ): q=0.7G=0.724.34=17.04KN/m ( 2)计算简图(按三跨连续梁考虑。见图 4) 图 4 计算简图 ( 3)计算 弯曲强度: max .1qL2 .117.040.7210( .49310) nts 185.84MPA 215.00MPa 弯曲刚度: qL4 150EI 17.047004( 1502.11051.078105) 1.21mm L 250 700/250 2.80mm 满足要求。 3小横杆计算: ( 1)荷载计算(大横杆传给小横杆为集中力): P q.L 17.040.7 11.93KN ( 2)计算简图(按二跨连续梁最不利荷载考虑。见图 5): 图 5 计算简图 ( 3)计算: 弯曲强度: 1 max 0.18811.930.710 (4.49310) 349.43Mpa 215.00Mpa 一根钢管不满足要求,改用两根钢管。得: 2 max 349.43/2 174.72Mpa 215Mpa 弯曲刚度(查表): 表中系数 PL3 100EI 0.91111.930.73106 (1002.11051.078105) 1.65mm 700/250 2.8mm 满足要求。 4立杆计算 ( 1)计算简图按两端铰接受压构件计算。 ( 2)每根立杆承受的力: N 24.340.70.7 11.93KN/根 立杆承受小横杆传来的荷载,其竖向步距为 1200 毫米。 nts L i 1200/15.95 75,查表得 0.682 0.682424215 62.17KN N满足要求。 ( 3)立杆地基承 载力验算: N/Ab 11.93103/(3.142423) 2.20Mpa 2.50Mpa(地面为水稳层 ) (三 )过车门洞处理 1.构造处理(见图 6): 图 6 2.计算简图(见图 7): 图 7 3.杆件内力计算结果,详见计算结果图 8。 图 8 说明:因为结构、荷载对称,所以内力也对称。故只标注一半杆件内力;正号为受拉杆,负号为受压杆;计算过程略。 nts 4.杆件强度验算 Nmax 30.31KN L 0.99m, 990/15.95 44, 查表得: 0.76 0.76424215 69.28KN Nmax 满足要求。 (四)过斜腿处横向支架处理 1.构造处理(见图 9): 图 9 2.计算简图(见图 10): 图 10 3.杆件内力计算结果,详见计算结果图 11。 图 11 说明:因为结构、荷载对称,所以内力也对称。故只标注一半杆件内力;正号为 受拉杆,负号为受压杆;计算过程略。 4.杆件强度验算 Nmax 17.62KN L 0.7m, 700/15.95 62, 查表得: 0.867 1 0.867424215 79.04KN Nmax 1 满足要求。 nts 另外斜杆: N 17.62KN(压 ) L 0.99 m, 990/15.95 62, 查表得: 0.76 2 0.867424215 79.04KN N 2 满足要求。 (五)确定支架立杆纵、横间距和横杆竖向步距 根据以上计算结果支架立杆纵、横间距和横杆竖向步距可不调整。 (六)支架构造处理 1.斜腿支撑构造处理(图 12)。 图 12
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