跨线桥门洞计算.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除 跨*高速公路门洞支架验算一、 门洞的设计 门洞高5m，宽6.92m，净宽为6m，长度为23.50m。 选择通过施工具体位置，做混凝土临时支撑台（C50混凝土，厚度为50m，宽1m）预埋螺栓及钢筋。 在每根管桩上先用80805cm的钢板做垫块，上面用2根40工字钢并排做横梁,并且每个接触面均用焊接。 在横梁上采用40b的工字钢做横梁(每根工字钢的长度为8.1625.03+2225.35m)，T形梁在跨径8.18m处横桥向满布置，在跨径为5.03m处为中对中30cm，肋板处为50cm（如计算不满足要求，则需进行调整）。 在纵梁上横向铺满1515cm方木，并在方木上安装脚手架。二、 门洞承载力计算（6.92m T形梁处）门洞顺桥向布置和净跨布置图1、 恒载计算（1）T形梁最大截面处的面积为：门洞计算跨径为（门洞长7.38m）计算跨径为8.16m，则T形梁所产生的力为：（钢筋混凝土自重为）（2）碗扣脚手架的自重计算 T形梁下放脚手架立杆按布置；则：纵桥向根 横桥向根脚手架每米的重量为立杆长度，取6m自重为： 横杆按布置；则：纵桥向（竖向）根，横桥向为5根，每根计算长度8.16m横桥向（竖向）根，纵桥向为28根，每根计算长度1.4m横杆每根重量为4.4kg/m自重为： 门洞上方碗扣脚手架总重碗扣脚手架所产生的力计算公式为：（取值为）数值代入公式得： （3）模板自重力查施工手册得：采用木模的自重力为0.1t/m2，厚度为d=40mm垫方木自重为0.08t/ m2工字钢自身重量为0.52t/ m2将其单位转化为kN/ m2，分别为：2、 施工活载计算查桥规得知施工中产生的荷载为：查桥规得知施工过程中设备产生的荷载为：3、 荷载组合（1）恒载内力为：门洞上方（8.161.4）范围内总承受力1013.46kN，转化为每平方米的承受力为：（2）活栽内力为：荷载组合内力：2、 门洞承载力验算1） 计算横梁承载力将次梁按简支梁计算，按门洞设计间距（28.16+5.03）m，工字钢总承载力为，在T梁下方工字钢满铺，则每一根工字钢承载力为（40b工字钢宽度为144mm）：2） 内力计算弯距支点剪力3） 横梁弯强度验算（1）工字钢抗弯强度验算查表得知字钢（40b），钢结构设计规范查到强度验算公式为：式中： 同一截面处的弯距 截面塑性发展系数，对工字钢形截面=1.05 净截面模量 钢材的抗弯强度设计值，Q235钢取值为205Mpa，满足要求。（2）工字钢截面强度（挠度）验算：其中： 截面强度值，计 截面承受荷载，或计 截面跨长 钢材弹性模量， 截面惯性矩，计，查表得数值代入公式得：，满足要求（3）抗剪强度验算刚结构设计规范中查到抗剪强度验算公式为：式中： 计算截面的腹板平面作用的剪力 钢材的抗剪强度设计值 计算剪应力处的上毛截面对中和轴的面积矩 毛截面惯性矩 胶板厚度数值代入公式得： 满足抗剪要求。二、跨径为5.03m T形梁处门洞承载力计算1、 恒载计算（1）T形梁最大截面处的面积为：长为计算跨径为（门洞长6.03m）计算跨径为6.03-1=5.03m，则T形梁产生的力为：（钢筋混凝土自重为） （2）脚手架的自重计算 形梁下放脚手架立杆按布置；则：纵桥向根横桥向根脚手架每米的重量为立杆长度，取6m自重为： 横杆按布置；则：纵桥向（竖向）根，横桥向为5根，每根计算长度5.03m横桥向（竖向）根，纵桥向为17根，每根计算长度为1.4m横杆每根重量为4.4kg/m自重为： 门洞上方碗扣脚手架总重碗扣脚手架产生的力计算公式为：（取值为）数值代入公式得： （3）模板自重力查施工手册得：采用木模的自重力为0.1t/m2，厚度为d=40mm垫方木自重为0.08t/ m2工字钢自身重量为0.52t/ m2将其单位转化为kN/ m2，分别为：2、 施工活载计算查桥规得知施工中产生的荷载为：查桥规得知施工过程中设备产生的荷载为：3、 荷载组合（1）恒载内力为：门洞上方（5.031.4）范围内总承受力602.946kN，转化为每平方米的承受为：（2）活栽内力为：荷载组合内力：4、 门洞承载力验算（1）横梁承载力计算将次梁按简支梁计算，按门洞设计间距（28.16+5.03）m，工字钢总承载力为，主梁间隔为30cm，则每一根工字钢承载力为：（2）内力计算弯距支点剪力（3）工字钢抗弯强度验算查表得知字钢（40b），钢结构设计规范查到抗弯强度计算公式：式中： 同一截面处的弯距 截面塑性发展系数，对工字钢形截面=1.05 净截面模量 钢材的抗弯强度设计值，取值为205Mpa，满足要求。（4）截面强度（挠度）验算：其中： 截面强度值，计 截面承受荷载，或计 截面跨长 钢材弹性模量， 截面惯性矩，计，查表得数值代入公式得：，满足要求（5）抗剪强度验算钢结构设计规范查到抗剪强度计算公式： 式中： 计算截面的腹板平面作用的剪力 钢材的抗剪强度设计值 计算剪应力处的上毛截面对中和轴的面积矩 毛截面惯性矩 胶板厚度 满足施工要求。三、肋板处门洞承载力计算1、 恒载计算邻近桥台的肋板高度为：立杆布置按布置，长度为7.21m，横杆按布置1）碗扣脚手架的布置横桥向布置立杆根纵桥向布置立杆根横杆纵桥向14根，竖向根横杆横桥向9根，竖向12根2） 恒载内力计算（1）肋板荷载计算肋板面积为，自重产生单位荷载为，则：（2）脚手架自重计算立杆横桥向为9根，计算长度为7.21m。立杆纵桥向14根，计算长度为7.21m。横杆纵桥向14根，竖向12根。横杆横桥向9根，竖向12根。则脚手架的总重量为：（3） 模板自重力查施工手册得：采用木模的自重力为0.1t/m2，厚度为d=40mm垫方木自重为0.08t/ m2工字钢自身重量为0.52t/ m2将其单位转化为kN/ m2，分别为：2、活载计算查桥规得知施工中产生的荷载为：查桥规得知施工过程中设备产生的荷载为：3、 荷载组合恒载内力为：门洞上方（8.165.03）范围内总承受力475.288kN，转化为每平方米的承受力为：荷载组合内力：4、门洞承载力验算按简支梁计算，肋板下方门洞的横梁以50cm布置，则每根工字钢的承受力为为：。（1）内力的计算弯距M为：支点剪力V为：（2）工字钢抗弯强度验算查表得知字钢（40b），钢结构设计规范查到抗弯强度计算公式：式中： 同一截面处的弯距 截面塑性发展系数，对工字钢形截面=1.05 净截面模量 钢材的抗弯强度设计值，取值为145Mpa，满足要求。（3）截面强度（挠度）验算：其中： 截面强度值，计 截面承受荷载，或计 截面跨长 钢材弹性模量， 截面惯性矩，计，查表得数值代入公式得：，满足要求四、支柱承载力验算（60010mm钢管）1） 门洞横桥向布置的工字钢长为1.73m，在T梁下放设两根60010mm的钢管两排布置，工字钢截面积为，每米重量为，则横桥向工字钢自重为（立柱上方两侧工字钢对立柱作用按长度的1/3考虑,两侧工字钢长度为3.4m、2.44m布置图看（图4）：2） 支座反力T形梁最大截面下布置4根钢管，在矩形（面积为、）范围内的总荷载为，如4根两排门洞立柱共同承受上部荷载，则每排两根立柱理论承载力为：3） 门洞内侧立柱承受来自T形梁施工当中荷载同时还承受梁肋板施工荷载，按最不利情况考虑门洞立柱承受荷载，则梁肋板对门洞立柱矩形5.031.73（面积为：）产生荷载为：，如下面四根（双排）简支梁计算共同承受，则。则B点处支座反力2验算钢管强度钢筋结构设计规范按轴心受压构件计算，公式为：式中： 轴心压力 净截面面积 轴心受压构件的稳定系数（1） 计算轴心受压构件的稳定系数计算 计算公式：式中： 构件对主轴的计算长度；本钢管桩为一端固定，另一端铰接 构件截面对主轴的回旋半径，钢管,计算钢管桩高度L（一端）（查表得）（2） 计算截面积（3） 将数值代入公式得：，满足要求。一、 基础承载力计算上部荷载产生的对基础的压力为：，P为钢管自身的重量，钢管截面积为，长度为4.05m，质量密度为。计算钢管自重为：则钢管桩对基础的压力P为：基础C50混凝土的宽，高。钢管下放布置的钢板，则基础上面受力部分的面积为：其重量P为：则基础C50混凝土的承载力为： C50混凝土允许承载力，则基础承载应力为：附件B 碗扣脚手架稳定性验算一、 T形梁桥台处的脚手架计算1、单个立杆承载力计算T形梁桥台高度为：，立杆布置按布置，长度为11.67m，横杆按布置单位立杆承受力的计算：（1） T形梁面积为，自重为。（2） 立杆自重为，其产生的力为：横杆，长为0.3 m，横桥向（竖向）布置横杆根，则横杆产生的力为：因此杆件轴心压力按1.5 kN 计算（扩大计算）。（3） 活载计算查桥规得知施工中产生的荷载为：查桥规得知施工过程中设备产生的荷载为：（4） 模板自重力查施工手册得：采用木模的自重力为0.1t/m2，厚度为d=40mm垫方木自重为0.08t/ m2将其单位转化为kN/ m2，分别为：（5） 荷载组合活载计算：恒载计算：T形梁所产生的力为：模板产生的力为：因此，单个立杆承载力为：（横杆布置间距为60cm的主杆的荷载设计值为）。2、 立杆的稳定性计算受压强度验算按轴心受压构件计算，公式为：式中： 轴心压力，取值为 净截面面积，钢管查表得：面积为 轴心受压构件的稳定系数，计算公式为 ；式中为杆件计算长度，为杆件回转半径。查表的钢管回转半径为横杆按60布置，则计算长度为：（脚手架为一端固定，一端自由）。则：查表得 满足要求。二、 邻近桥台处肋板的脚手架计算1、 单个立杆承载力计算1） 恒载内力计算（1）单个杆件自身产生的轴心内力计算肋板桥台高度为：，立杆布置按布置，长度为12.57m，横杆按布置。单位立杆承受力的计算：立杆自重为，其总重量为：横杆，长为0.6 m，横桥向（竖向）布置横杆根，则横杆的重量为： 为保证脚手架稳定性计算杆件轴心压力按1.5 kN 扩大计算（2） 肋板自重内力肋板面积为，宽为5.2m ，立杆按6060布置，单个立杆承受范围为0.6m，在5.2m内有5.2/0.69根立杆共同承受肋板荷载。肋板产生荷载为：，则单个杆件承受力为：（3） 模板自重力查施工手册得：采用木模的自重力为0.1t/m2，厚度为d=40mm垫方木自重为0.08t/ m2将其单位转化为kN/ m2，分别为：单个立杆承受荷载为：（b为肋板宽度，b=5.2m）2) 活载内力计算查桥规得知施工中产生的荷载为：查桥规得知施工过程中设备产生的荷载为：单个杆件承载力为（单个杆件作用范围为0.6m，肋板处有9根杆件共同承受施工荷载）：4） 荷载组合为安全考虑荷载组合按恒载为1.2倍，活载为按1.4倍计算。（横杆布置间距为60cm的主杆的荷载设计值为）。2、 立杆的稳定性计算受压强度验算按轴心受压构件计算，公式为：式中： 轴心压力，取值为 净截面面积，钢管查表得：面积为 轴心受压构件的稳定系数，计算公式为 ；式中为杆件计算长度，为杆件回转半径。查表的钢管回转半径为横杆按60布置，则计算长度为：（脚手架为一端固定，一端自由）。则：查表得将数值代入式中得： 满足要求。附件C 垫层方木强度验算一、 T形梁处方木承载力计算1、门洞上方方木（T形梁下方）承载力计算门洞上方方木承载力主要来自T形梁的自重和梁模板及脚手架自重共同作用力，门洞上方的方木在间距为cm的工字钢上铺满。则方木计算跨度为cm，按方木承受力最不利情况计算，脚手加单个立杆传下的力作用方木跨度最大处，按简支梁计算。1） 单个立杆的作用力计算单个立杆承载力计算得知，门洞上方脚手架单个立杆的承载力为：。2） 方木力学性质木材的抗压应力，抗弯应力，剪应力。方木惯性矩I为：截面模量W为：跨中弯距M为：3） 抗弯强度为：4） 方木抗剪强度验算2、模板下方方木计算模板下面肋木主要作用为固定方面模板，间距为按脚手架的立杆的布置尺寸。形梁模板处的肋板为横桥向cm。则肋板计算跨径为cm，并承受梁的自重和施工荷载。1） 形梁对肋板的作用荷载为：2） 施工荷载查桥规得知施工中产生的荷载为：查桥规得知施工过程中设备产生的荷载为：则：施工中产生附加荷载为：3）模板自重荷载查施工手册得：采用木模的自重力为厚度为：垫方木自重为：则：模板产生的荷载为：4）肋木承受荷载为5）方木力学性质方木惯性矩I为：截面模量W为：跨中弯距M为：6）抗弯强度为：满足施工要求。7）方木抗剪强度验算满足施工要求。二、 肋板处方木计算1、 垫木承载力计算T形梁处的的方木验算已满足要求，所以在肋板不用计算。2、 垫木承载力计算肋板处的脚手架按6060cm布置，则肋板处的脚手架的垫木间距为60cm。（1）肋板自重计算从肋板脚手架稳定性计算得知肋板面积为，则肋板自重荷载为：（2）施工荷载查桥规得知施工中产生的荷载为：查桥规得知施工过程中设备产生的荷载为：则：施工中产生附加荷载为：（3）模板自重荷载查施工手册得：采用木模的自重力为厚度为：垫方木自重为：则：模板产生的荷载为：（4）垫木承受荷载计算（5）方木力学性质方木惯性矩I为：截面模量W为：跨中弯距M为：（6）抗弯强