主线桥门洞计算书.doc

交通门洞受力计算书一、交通门洞搭建情况为保证施工过程中，交通正常通行，编制了跨揭普高速公路现浇箱梁施工的门洞设置方案，结合道路宽度，在揭普高速左、右幅各搭设两个施工门洞，门洞净高为5.05米，净宽8.25米，顺揭普高速公路方向的长度为18m或21m，计算跨径为9.05m。门洞基础采用1.2米高预制配筋混凝土基础、尺寸为0.8m2.0m1.2m(宽长高)。钢管支墩采用630钢管，壁厚10mm，每侧均匀布置6条或7条，钢管柱间距为3.0米，净距为2.37米。钢管柱顶设双拼I36工字钢横梁；在横梁上布置I56b工字钢做为纵向分配梁，分配梁的间距根据不同的支撑部位的设置不同的间距，腹板处间距设置为25cm，箱体处设置为60cm70cm。纵梁上满铺2cm厚的竹胶板作为防落模板，上铺一层横向50*200mm厚松木板做模板支架体系平台(该层木方不起支撑作用，只是防止钢管立杆侧向滑移，可更换成18b#槽钢，受力计算时，不用对此进行验算)。箱梁调平层采用钢管支架，钢管支架顺桥向步距为60cm。钢管架纵、横向设置水平钢管连接且至少布置两道，钢管顶部布置顶托进行调平。支架示意图如下： 二、荷载计算1、荷载传递路径：结构自重 夹板 横向分配木方 纵向木方 立杆 平台5*20cm木方 纵向工字梁 横向双拼工字梁 钢管柱顶砂箱 钢管柱 预制块基础 原有道路地基。根据门洞施工平面圉得出，门洞处已避开箱梁横梁受力最不利位置，计算荷载时不需考虑该处。另，本计算按混凝土一次浇筑成型进行受力验算，因实际施工时需分两次浇筑，且两次浇筑时间间隔较长，第一次浇筑混凝土已具备初期强度，故该计算方法偏安全。2、荷载计算：、钢筋混凝土自重箱梁钢筋混凝土自重属均布荷载，直接作用于底模及侧模，根据设计图可得箱梁各部分自重荷载为：腹板处 g1-1=2.2*26=57.2KN/m2箱体处 g1-2=0.47*26=12.2KN/m2翼缘板处（平均）g1-3=0.38*26=9.9KN/m2、竹胶板底模及防落层底模（板厚=1.8cm 容重=6KN/m3）g2=2*0.018*6KN/m3=0.22KN/m2、横向木枋（10*10cm30cm）g3=0.1*0.1*2*6/（0.3*2）=0.2KN/m2、纵向木枋（10*10cm）腹板处 g4-1=0.1*0.1*2*6/（0.25*1.8）=0.26KN/m2箱体处 g4-2=0.1*0.1*2*6/（0.5*1.8）=0.13KN/m2翼缘板处（平均） g4-3=0.1*0.1*2*6/（0.9*1.8）=0.07KN/m2、支架体系自重a、单根钢管自重按2m的支架高度计算钢管自重荷载（含配件、剪刀撑及水平拉杆等），48*3.5钢管单位重为3.84kg/m，加配件乘以系数2.0,则立杆自重平均分配到底层的荷载为: g=2*2m*3.84kg/m*10=0.154KN/根b、钢管支架体系自重根据支架设计图，横梁及腹板区平均每平方米布置了7.4根钢管，箱室底板处平均每平方米布置了4.94根钢管，则支架体系自重为：横梁、腹板处 g5-1=0.154/（0.25*0.6）=1.03KN/m2 箱体处 g5-2=0.154/（0.5*0.6）=0.51KN/m2 翼缘板处 g5-3=0.154/（0.9*0.6）=0.29KN/m2、施工机具及人员荷载 g6=1.5KN/m2 、倾倒混凝土产生的荷载 g7=2.0KN/m2、振捣砼产生的荷载 g8=2.0KN/m2三、受力验算（一）、面板受力验算1、面板受力分析面板钉在横向木方（30cm）上，直接承受上部施工荷载,取承受最大荷载的腹板处(横梁与腹板处承受的荷载相同)进行验算,截取1m宽的竹胶板简化为跨径为30cm的三等跨连续梁来验算：按四等跨连续梁计算，简图如下：平面图2、荷载组合、横梁、腹板处g=1.2*(q1-1+q2)+1.4*(q6+q7+q8)=1.2*(57.2+0.22)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=76.6KN/m2q=g*b=76.6*1=62.56 KN/m3、受力验算Wbh2/6=10001818/654000mm3，Ibh3/12=1000181818/12486000mm4、抗弯验算Mmax/W(0.12576.60.22)106/540007.1N/mm2f12N/mm2满足要求！、挠度验算fmax0.632ql4/(100EI)0.63276.62004/(1004200486000)0.39mmfl/400300/4000.75mm满足要求！（二）、横向分配木方受力验算1、横向木方受力分析（经比选，箱体下横向木方弯矩更大）横向分配木方直接承受面板传递的荷载，横向木方间距为30cm，因横梁、腹板处受力最不利，故只验算该处受力。横向木方简化为跨径为25cm的三等跨连续梁来验算：2、荷载组合g=1.2*(g1-2+g2+g3)+1.4*(g6+g7+g8)=1.2*(12.2+0.22+0.2)+1.4*(1.5+2.0+2.0)=22.84KN/m2q=g*b=22.84*0.3=6.85KN/m3、受力验算：方木的弹性模量为E=9*103MPa；I= bh3/120.1*0.13/12=833cm4=0.833*10-5m4；W= bh2/6=10*102/6=167cm3=1.67*10-4m3；内力计算 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 0.00000000 1.79812500 0.00000000 0.00000000 -2.99687500 -0.41956250 2 0.00000000 2.99687500 -0.41956250 0.00000000 -1.79812500 0.00000000-反力计算 结点约束反力 合力 支 座 - - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩- 1 0.00000000 1.79812500 0.00000000 1.79812500 90.0000000 0.00000000 2 0.00000000 5.99375000 0.00000000 5.99375000 90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 1.79812500 0.00000000 1.79812500 90.0000000 0.00000000-、抗弯验算纵向方木间距25cm，跨度为25cm，小方木按简支梁计算，则Mmax=0.134KNm=Mmax/W =0.134/(1.6710-4)=1000KPa2.51MPa=12MPa强度满足要求、抗剪验算Vmax3.0kNmax3Vmax/(2bh0)=33.01000/(2100100)0.45N/mm21.78N/mm2满足要求、fmax=5ql4/384EI=56.850.74/(38491030.83810-5) =0.0.284mmf=700/400=1.75mm挠度满足要求。1.3、支座反力：Rmax=6.0KN。（三）、纵向木方受力计算：1、受力分析（腹板下纵向木方受力最大）纵向方木间距下钢管支架间距为60cm，跨度按60cm计算，纵向方木承受来自横向木方的集中荷载，按三连跨简支梁计算，则反力计算 结点约束反力 合力 支 座 - - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩- 1 0.00000000 2.31000000 0.00000000 2.31000000 90.0000000 0.00000000 2 0.00000000 6.35250000 0.00000000 6.35250000 90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 6.35250000 0.00000000 6.35250000 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 2.31000000 0.00000000 2.31000000 90.0000000 0.00000000Pmax=6.35KN。2、内力计算、弯矩图、剪力图内力计算 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 0.00000000 8.57250000 0.00000000 0.00000000 -10.4775000 -0.57150000 2 0.00000000 3.17500000 -0.57150000 0.00000000 -9.52500000 -0.57150000 3 0.00000000 4.12750000 -0.57150000 0.00000000 -8.57250000 0.00000000-反力计算 结点约束反力 合力 支 座 - - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩- 1 0.00000000 8.57250000 0.00000000 8.57250000 90.0000000 0.00000000 2 0.00000000 13.6525000 0.00000000 13.6525000 90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 13.6525000 0.00000000 13.6525000 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 8.57250000 0.00000000 8.57250000 90.0000000 0.00000000-3、受力验算方木的弹性模量为E=9*103MPa；I= bh3/120.1*0.13/12=833cm4=0.833*10-5m4；W= bh2/6=10*102/6=167cm3=1.67*10-4m3；、抗弯验算Mmax=0.67 KNm=Mmax/W =0.67/(1.6710-4)=5749KPa4.01MPa=12MPa强度满足要求、抗剪验算Vmax10.48kN max3Vmax/(2bh0)=37.111000/(2100100)1.58N/mm21.78N/mm2、挠度验算fmax=Pl/348EI=6.350.25/(34891030.83810-5)=0.271mmf=215 N/mm2满足要求！、抗剪验算max=Vmaxbh02-(b-)h2/(28Iz)=379.910001383602-(138-12)328.42/(8165301000012)=51.4N/mm2=125N/mm2满足要求！、挠度验算max=p(5(L/c)4+2(L/c)2+1)/(384(L/c)3)L3/(EIx)=99.64(6(3000/500)4+2(3000/500)2+1)/(384(3000/500)3)30003/(206000165300000)= 0. 09mmL/250=31000/250=12mm满足要求！（八）、钢管柱受力验算1、受力分析钢管柱选取630钢管，壁厚10mm，取最不利中间柱为验算对象，根据以上的计算，最大支座反力为602.96KN。材质为A3，E=2.1108Kpa, 630钢管桩壁厚10mm的惯性矩：I=(44)=9.36210-4m42、桩的失稳临界力Pcr计算 Pcr= =6414kNRma