支架现浇连续梁15m跨支架检算书.doc

中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 1 目 录 1 检算依据 1 2 工程概况 1 3 结构设计 2 3 1 总体思路 2 3 2 支架结构设计 2 3 3 荷载取值 4 4 材料主要参数及截面特性 4 5 支架检算 5 5 1 检算模型 5 5 2 强度检算 5 5 2 1 贝雷梁 5 5 2 2 型钢 7 5 2 3 钢管 9 5 2 4 方木 9 5 2 5 竹胶板 10 5 3 刚度检算 10 5 4 整体稳定性检算 12 6 基础检算 13 6 1 系梁局部承压检算 13 6 2 钻孔桩基础检算 14 7 结论 15 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 1 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检算书 1 检算依据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTJ D62 2004 公路桥涵设计通用规范 JTJ D60 2004 公路桥涵施工技术规范 JTG T F50 2011 城市桥梁工程施工与质量验收规范 CJJ2 2008 钢结构设计规范 GB50017 2003 路桥施工计算手册 人交版 结构力学 材料力学 高教版 结构设计原理 人交版 建筑钢结构焊接规程 JGJ81 2002 装配式公路钢桥多用途使用手册 人交版 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008 2 工程概况 南京江北滨江大道 SG5 标第 3 联 3 43m 连续梁及第 6 联 3 55m 连续梁设计为等 高度预应力混凝土箱梁 连续梁采用等高度预应力混凝土连续箱梁 梁高 300cm 单箱双室斜腹板截面 其中箱梁顶板宽 1889cm 底板宽 979cm 外侧悬臂板长 357cm 端部厚 20cm 根部厚 55cm 箱梁顶板厚 25cm 顶板厚 25cm 腹板由中支点至跨中分三段变化 厚度变化 为 85 65 45cm 箱梁在中 边支点处设有横梁 其中端横梁厚 120cm 中横梁厚 200cm 梁体混凝土采用 C50 耐久性混凝土 3 43m 连续梁 1 幅需 C50 混凝土 1898 3m3 3 55m 连续梁 1 幅需 C50 混凝土 2358 9m3 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 2 连续梁跨越地区地质条件较差 淤泥覆盖层厚 土层结构主要为杂填土 素填土 淤泥 淤泥质土 粘土 粉质粘土 粉质粘土与粉土互层等 承载力较差 3 结构设计 3 1 总体思路 第 3 联 3 43m 连续梁 8 9 墩跨越在建地铁十号线 地质条件较差 淤泥覆盖 层厚 地铁十号线外径 11 2m 采用 15m 一跨跨越 根据现场条件 考虑利用已施工 承台及钻孔桩作为持力基础 采用 609 16mm 地铁钢支撑 支架梁部采用贝雷梁 第 6 联 3 55m 连续梁 15 16 墩跨越七里河 地质条件较差 淤泥覆盖层厚 采用主跨 15m 跨越 根据现场条件 考虑利用已施工承台及钻孔桩作为持力基础 采 用 609 16mm 地铁钢支撑 支架梁部采用贝雷梁 3 2 支架结构设计 支架在边支墩处利用已浇筑承台及 70cm 钻孔桩作为基础 中支墩采取 100cm 钻孔桩基础 采用 609 16mm 地铁钢支撑 其上放置沙箱 安放工字钢 2I40b 作贝 雷梁支座垫梁 贝雷梁横向 15 片布设 其中 底板下 11 片 两侧翼缘板下各 2 片 贝雷梁顶铺设工字钢 I14 作横向分配梁间距 90cm 其上铺设木模板 竹胶板厚 18mm 纵向方木 5 10cm 间距 30cm 支架总体设计如下图 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 3 图图 3 2 13 2 1 8 9 8 9 墩支架立面图墩支架立面图 图图 3 2 23 2 2 8 9 8 9 墩支架断面图墩支架断面图 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 4 图图 3 2 33 2 3 15 16 15 16 墩支架立面图墩支架立面图 图图 3 2 43 2 4 15 16 15 16 墩支架断面图墩支架断面图 3 3 荷载取值 1 箱梁自重 单幅 3 43m 连续箱梁跨中截面面积为 12 69m2 钢筋混凝土密度按 2650kg m3检算 按照中部截面荷载检算 每平方受力见下图 3 3 1 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 5 图图 3 3 13 3 1 截面荷载分布示意图截面荷载分布示意图 2 模板采用木模 取 0 5kPa 支架自重在软件中自动计算 3 施工人员行走及施工材料机具等堆放的荷载取 2kPa 4 振捣混凝土时的荷载取 2kPa 5 水平风荷载取 0 75kPa 以上载荷 恒载取 1 2 的分项系数 活载取 1 4 的分项系数 强度检算荷载组合 1 2 箱梁自重 模板 支架自重 1 4 2 2 kPa 刚度检算荷载组合 1 箱梁自重 模板 支架自重 1 2 2 kPa 稳定性检算荷载组合 1 箱梁自重 模板 支架自重 1 2 2 0 75 kPa 4 材料主要参数及截面特性 1 Q235 钢弹性模量 E 2 1 105 MPa 剪切模量 G 0 81 105MPa 密度 7850kg m3 线膨胀系数 1 2 10 5 泊松比 0 3 轴向拉 压容许应力 140MPa 弯曲容许应力145MPa 剪切容许应力85MPa s 2 16Mn 钢弹性模量 E 1 3 2 1 105 MPa 贝雷梁容许承载能力 弦杆 560KN 腹杆210KN 支撑杆171 5KN F 弦杆 F 腹杆 F 支撑杆 3 45 号钢钢管支撑 弹性模量 E 2 1 105 MPa 密度 7850kg m3 轴向拉 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 6 压容许应力177MPa s 4 支架受载后挠曲的杆件 其容许挠度为相应结构跨度的 1 400 5 支架检算 5 1 检算模型 采用 Midas 建立现浇梁体支架模型 对支架结构受力情况进行分析 本文取 8 9 墩支架为例 检算模型如下图 5 1 1 图图 5 1 15 1 1 MidasMidas 检算模型图检算模型图 5 2 强度检算 5 2 1 贝雷梁 本检算模型采用国产贝雷片参数 弦杆采用 100 48 5 3 8 5 槽钢 腹杆采用 I80 50 4 5 6 5 工字钢 支撑杆采用 64 4 角钢 贝雷片弦杆受力情况如下图 5 2 1 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 7 图图 5 2 15 2 1 贝雷片弦杆轴力图 单位 贝雷片弦杆轴力图 单位 KNKN 贝雷片弦杆最大轴力194 1KN 弦杆理论容许承载力560KN max F F 弦杆 贝雷片腹杆受力情况如下图 5 2 2 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 8 图图 5 2 25 2 2 贝雷片腹杆轴力图 单位 贝雷片腹杆轴力图 单位 KNKN 贝雷片腹杆最大轴力112 1KN 腹杆理论容许承载力210KN max F F 腹杆 贝雷片支撑杆受力情况如下图 5 2 3 图图 5 2 35 2 3 贝雷片支撑杆轴力图 单位 贝雷片支撑杆轴力图 单位 KNKN 贝雷片支撑杆最大轴力39 3KN 支撑杆理论容许承载力 max F 171 5KN F 支撑杆 5 2 2 型钢 分配梁 I14 工字钢主要承受弯曲应力 其受力情况如下图 5 2 4 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 9 图图 5 2 45 2 4 分配梁分配梁 I14I14 弯曲应力图 单位 弯曲应力图 单位 MPaMPa 分配梁 I14 最大弯曲应力33Mpa Q235 钢弯曲容许应力145MPa max 主横梁 2I40bQ235 钢主要承受弯曲应力 其受力情况如下图 5 2 5 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 10 图图 5 2 55 2 5 主横梁主横梁 2I40b2I40b 弯曲应力图 单位 弯曲应力图 单位 MPaMPa 主横梁 2I40b 最大弯曲应力127Mpa Q235 钢弯曲容许应力145MPa max 5 2 3 钢管 609 16mm 钢管主要承受轴向压应力 其受力情况如下图 5 2 6 图图 5 2 65 2 6 钢管轴向压应力图 单位 钢管轴向压应力图 单位 MPaMPa 609 16mm 钢管最大轴向压应力70 6Mpa 小于 Q235 钢压容许应力 max 140MPa 满足要求 s 5 2 4 方木 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 11 图图 5 2 75 2 7 方木弯应力图 单位 方木弯应力图 单位 MPaMPa 5 10cm 方木最大弯应力 4 6Mpa 顺纹容许弯曲应力 11Mpa 5 2 5 竹胶板 图图 5 2 85 2 8 竹胶板弯应力图 单位 竹胶板弯应力图 单位 MPaMPa 18mm 厚竹胶板最大弯应力1 8Mpa 顺纹容许弯曲应力 11Mpa max 5 3 刚度检算 18mm 厚竹胶板刚度计算 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 12 图图 5 3 15 3 1 竹胶板位移图 单位 竹胶板位移图 单位 mmmm 竹胶板最大位移 5 6 10 7mm 0 75mm 满足要求 400 300 400 L 方木刚度计算 图图 5 3 25 3 2 方木位移图 单位 方木位移图 单位 mmmm 方木最大位移 2 8 10 7mm 2 25mm 满足要求 400 900 400 L 支架整体刚度计算 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 13 图图 5 3 35 3 3 支架整体位移图 单位 支架整体位移图 单位 mmmm 支架整体最大位移 10 4mm 37 5mm 满足要求 400 15000 400 L 5 4 整体稳定性检算 图图 5 4 15 4 1 特征值特征值 最小特征值为 22 4 模态 1 破坏形式见图 5 4 2 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 14 图图 5 4 25 4 2 模态模态 1 1 6 基础检算 6 1 系梁局部承压检算 图图 6 1 16 1 1 钢管支反力图 单位 钢管支反力图 单位 KNKN 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 15 由上图可知 底板下支反力最大为 2103 8KN 翼板下支反力最大为 633 2KN 系梁受到最大压力为 2103 8KN 考虑系梁局部承压可能造成破坏 需要对混凝土 系梁的局部承压进行检算 根据 公路桥涵设计通用规范 JTJ D60 2004 素混 凝土局部承压检算公式为 Nc 0 6 Ra Ac Ra 承台混凝土标号 这里取 C30 抗压设计强度 15Mpa 混凝土局部承压提高系数 其值通常大于 1 Ac 混凝土局部承压面积 Ac 3 14 0 30452 0 291m2 则混凝土局部承压的最小容许承载力为 Nc max 0 6 Ra Ac 0 6 1 15000 0 291 2619KN Nc 2103 8KN Nc 2619KN 混凝土系梁局部承压满足要求 6 2 钻孔桩基础检算 钢管与钻孔桩在同一轴线上 梁体底板下钢管受到最大压力为 2103 8KN 梁体翼 板下钢管受到最大压力为 633 2KN 假设此力直接作用在钻孔桩上 根据 公路桥涵 地基与基础设计规范 JTG D63 第 5 3 3 节 摩擦桩单桩轴向受压承载力检算如下 n i rPiika qAlqu K R 1 1 式中 单桩轴向受压承载力容许值 kN 桩身自重与置换土重 当自重计入 a R 浮力时 置换土重也计入浮力 的差值作为荷载考虑 u 桩身周长 m n 土的层数 qik 与 li对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值 kPa 宜采用单桩摩阻力试 验确定 当无试验条件时按表 5 3 3 1 选用 本文取值根据 工程地质勘查报告 中铁十四局集团有限公司 第 3 联 第 6 联现浇连续梁 15m 跨支架检 算书 16 淤泥质粉质粘土 20KPa 粉质粘土 40KPa 粉质粘土与粉土互层 40Kpa li 承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度 m 扩孔部分不计 Ap 桩端截面面积 m2 对于扩底桩 取扩底截面面积 qr 桩端处土的承载力容许值 kPa 当持力层为砂土 碎石土时 若检算超 过下列值 按下列值采用 粉砂 1000kPa 细砂 1150kPa 中砂 粗砂 砾砂 1450kPa 碎石土 2750kPa K 安全系数 临时性建筑结构取 1 5 本检算按摩擦桩进行计算 不计桩端承载力 即 Apqr 0 梁体底