水中现浇箱梁支架搭设方案.doc
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支架搭设方案 (水中现浇箱梁) 中铁二十局一处苏州市 官渎里立交工程项目经理部 二OO二年四月十七日 目 录 一、工程概况 二、施工方法及施工方案 1、临时支墩布设 2、贝雷梁支架的布设 3、贝雷梁的架设 4、支架搭设 三、附图 1、H桥(H20-C30)支架结构布置图 2、C桥(C28-C30)支架结构布置图 3、B桥(B29-B32)支架结构布置图 四、计算资料 1、C桥支架布设计算资料 2、B桥支架布设计算资料 3、临时桩坐标一览表 水中现浇箱梁支架搭设方案 一、工程概况: 苏州市官渎里立交工程共有三座跨河,分别为B、C、H三线桥,所跨河道为苏浏河坝基桥段,与新建坝基桥平行跨越。三桥中,B线桥B29-B32为一联四跨现浇钢筋砼连续箱梁,C桥C27-C30,H桥H19-C30均为一联三跨现浇预应力砼连续箱梁。三桥中以C线桥跨径最大,为3×34m,而以B桥的桥面最宽,其最宽处达19m,为渐变段。 三桥均为现浇箱梁跨河,因此施工存在一定的难度,尤以对现浇箱梁的支架有更高,更严的要求。需水面上搭设现浇箱梁支架,且同时需考虑桥下通航。支架搭设的成功与否,直接关系到整个官渎里立交工程的成败。为确保整个工程顺利进行,按时、保质、高效的完成水中现浇箱梁施工任务,经过多种方案详细比较、筛选,我标段拟在水中布设临时钻孔桩支墩,在支墩横梁上架设贝雷梁跨越,然后在其上铺设工字钢,形成基础,搭设碗扣支架,铺底模的方法搭设水中支架。具体搭设方案见下。 二、施工方法及施工方案: 1、临时支墩布设 根据B、C、H线三桥各自的特点及跨径,为确保水中支架的安全,拟在三桥每跨中加设一个临时支墩,以缩小贝雷梁跨径,从而缩小支架材料的跨中弯矩,达到既安全又节省材料的效果。水中临时支墩拟采用跨中附近布置一排横桥向钻孔桩,其数量根据桥宽来决定,H桥和C桥为两根,B桥则采用三根桩,桩径均采用1m,桩顶标高高出水面40cm,钻孔桩横桥向布置在箱梁底板边缘下方,来承受箱梁主要荷 载。以C线桥为例,C桥临时钻孔桩布置在跨中桥梁中心线两侧,两桩中心间距为6m。临时钻孔桩桩长经过计算,为确保安全拟采用25m,其承载力完全满足现浇箱梁支架施工要求。钻孔桩施工方法同主桥的钻孔桩施工,以确保其质量。水中钻孔桩施工完毕后,即可在其上接桩进行墩柱浇注,临时支墩均为桩柱一体式,经调查,为满足紧急情况下通航要求,净空拟按5m计算。据此,从贝雷梁底标高进行推算,从而确定临时支墩的高度,立柱拟采用1.0m的圆柱,在立柱顶部两边预埋上两根角铁,并在立柱中心预埋一块A3钢板,以稳定横梁工字钢。同时在桩与立柱交接处预埋一块A3钢板,加设一道钢横系梁,材料采用工字钢,以增加钻孔桩的横向稳定性。 2、贝雷梁支架布设 根据现浇箱梁支架的需要,为确保施工质量及进度,经过多种方案比较,我标段拟采用水中跨为贝雷梁跨越,因贝雷梁整体刚性好,强度大。为保证一定的净空和净宽,需在两端和跨中设置支墩,跨中支墩采用桩柱一体式,两端则拟采用钢管支墩,同样,以C线为例,因为C桥的桥宽和跨径比H线桥大,在同样标准下,满足了C桥,也就能满足H桥。B桥虽桥宽有所增加,但B桥钻孔桩增加到三根,同样也能满足要求。在C桥28#墩上承台布置12根φ600×6mm的钢管桩,用I30b工字钢连接,上搁横桥向一排4I30b工字钢,并连成一个整体,作为支撑贝雷梁的横梁。在C29#一侧,在承台上布置两个钢支墩,每个支墩由4根φ600×6mm的钢管构成,其底部和顶部各焊接一块A3钢板,调平,在其上同样也搭设一根横梁,横梁由4根I30b工字钢构成。上述布置经过计算,其受力情况满足要求。C28和C29#墩 的钢支墩长度不相等,但必须满足使其各自顶上所支承的4根I50b工字钢横梁在同一标高上,从而保证贝雷梁在同一高度。水中横梁标高由立柱来控制。水中临时支墩上的横梁,因C线桥两临时桩间距较大,经过计算,横梁拟采用4根I50b工字钢作为横梁,用钢板将4根焊成一个整体。在横梁两端和焊接处加筋板,以增加受力和强度。横梁与立柱顶上的预埋钢板焊接,并固定在两预埋的角铁之间,以增加横梁的稳定性。B、C、H三桥跨中临时墩上的横梁均采用4根I50b的工字钢,以力求保险。横梁顶通过标高来控制水平。在承台的布置的钢管支墩,所采用的φ600×6mm的钢管,其承载力完全满足贝雷梁架设的要求。钢管的上、下两端均焊接一块70×70cm、2cm厚的A3钢板,下底的A3钢板通过地脚螺栓和承台连在一起,以增加支墩的稳定性。各钢管支墩之间均通过水平缀条和斜撑连接。钢管支撑与横梁之间也通过焊接的方式固定在一起。这样在承台上的所有钢管支墩就连成一个整体,大大提高了支墩的稳定性。 3、贝雷梁的架设 钢管支墩和临时钻孔桩支墩的横梁搭设完毕,标高符合要求后,即可在其上架上纵桥向的贝雷梁,贝雷梁采用上下加强型双排单层贝雷梁,经过计算,综合桥宽和跨径,B桥在B29-B30#一跨布置6组12片,其余为5组10片贝雷梁,在C桥、H桥分别为4组8片双排单层贝雷梁跨越。经过计算,此种布置形式完全能够满足现浇箱梁的施工,其强度挠度均能达到规范要求。每组贝雷梁与横梁之间能过U形卡子与横梁连接,用螺栓拧紧,必要时通过在横梁上加焊角铁的方法来固定贝雷梁。每组贝雷梁的安放位置经过计算,保证受力均匀,分布合 理。 贝雷梁为定型钢构件,其标准尺寸为1.5×3 m,因此,在布置临时支墩的时候,应尽量考虑使支点位置位于两片贝雷梁的接头处,或者是贝雷梁腹杆加强处,临时支墩位置不一定在跨中,但以最大跨径34m来计算,仍能满足施工要求,故在架设贝雷梁时对此可不与考虑。C29-C30之间有一部份地基位于水中,所以对C28-C29跨贝雷梁予以延长9m到岸边,在岸上设一临时支墩来支撑贝雷梁。一跨4组成5组贝雷之间,通过角铁或者是法兰连接,形成拉杆,以增加贝雷梁的自身稳定性。拉杆位置每隔6m左右设置一道,贝雷梁的架设应严格按要求施工,保证其受力效果。经计算,整个水中支架共计需用540片左右加强型贝雷梁。 4、支架搭设 贝雷梁架设完毕,便可在上面铺设一层I20b工字钢,用来分布上面传递下来的荷载,同时也就用作上层碗扣件支架的基础,即同于以后陆地上施工时的地基。I20b工字钢横桥向布置,间距控制在1m,在横梁处适当予以加密,工字钢与贝雷梁之间全部用U形卡子连接,螺栓拧紧,I20b工字钢铺完以后,即同于陆地上箱梁施工的基础,在其上搭设碗扣件支架铺设方木和底模,搭设要求同陆地上施工要求,其施工方法见现浇梁施工方案。 水中支架验算 水中现浇箱梁支架的计算,主要是验算贝雷梁的挠度、强度以及在临时支墩上的横梁验算。C线桥桥宽为9.5m,跨径为34m,在桥宽和跨径上都比H线桥要大,因此,以同样的标准搭设H桥支架,在验算支架时,满足了C桥同时也就满足了H线桥。B桥因处于变截面上,以B29#~B31#一跨桥面最宽,B30#~B31#墩跨径最大,所以以B29#~B30#墩一跨的重量来验算B30#~B31#一跨的跨径,这样,在整个B桥上也都适应。 一、C线桥支架计算:(C28#~C29#) 1、荷载组合: (1)砼自重:g1=506/(34×3)×2.6=12.9T/m3 (2)竹胶板重量: C线桥每延米底模竹胶板用量为S1=12.18m2,取竹胶板比重ρ=0.8T/m3,厚度为h =1.5cm竹胶板,则每延米竹胶板重量为: g2=12.18×0.0015×0.08≈0.015T/m (3)底模用方木重量: 在1m断面范围内共设置3根横向10×10cm的,纵向9根15×15cm的方木,共计总重量为: g3=0.8×(0.1×0.1×10×3+0.15×0.15×1×9)≈0.4T/m (4)碗扣件支架(取纵向为0.9m一排) 经计算贝雷梁以上至箱梁底以下的碗扣件支架搭设平均高度为7m,在每一延米范围内: 立杆:3×14.02×9≈0.38T 横杆:3.97×9×5=0.18T 顶托、底托:(6.75+6.45)×9=0.119T 平均每延米范围内,碗扣件支架重量为:g4=0.68T/m (5)横向I20b工字钢自重: g5=0.311T/m (6)一片上下加强型贝雷梁自重: 贝雷片自重:0.27T 加强弦杆2根:2×80=0.16T 插销:2×0.003=0.006T 支承件:0.021T 一片上加强型贝雷梁自重为:g6=0.27+0.16+0.006+0.021≈0.5T 因此,贝雷梁以上部分砼,底模方木,碗扣件支架总重量为: q1=(12.9+0.015+0.4+0.68)=14T/m 拆合成砼自重为ρ=(14×34×3)/506≈2.822T/m3 计算时为安全起见,考虑到部分施工荷载的影响,对I20b工字钢以部份重量按砼自重ρ=3.0T/ m3来计算考虑。 则有:q1=506×3.0/34×3≈14.822T/m 2、C28-C29顶层I20b工字钢验算: C28-C29一跨拟采用4组8片加强型双排单层贝雷梁跨越,四片梁最大间距2.13m(见附后布置图),在贝雷梁上铺设一层I20b工字钢,横桥向间距为1.0m,长度采用10m长。 (1)平均分配到I20b工字钢上的均布荷载计算: 一跨长度为34m,则所需工字钢根数约为32根 则有:q2=(14.822×34)/(32×10)=1.581T/m (2)强度计算 按最不利的受力情况,简支状态来计算 查表得:I20b工字钢 Ix=2500cm4 Wx=250cm3 则跨中最大弯矩为Mc=1/8qL2 Mc=1/8×1.581×10×2.132=8.966KN·m 由强度公式б=Mc/Wx可得 бmax=Mc/Wx=8.966×103/250×10-6≈35.864MPa<[б]=210MPa强度符合要求 (3)挠度计算 因I20b工字钢上以荷载较多,可视其为均布荷载,故挠度公式为: fmax=5qL4/384EI fmax=(5×1.581×104×2.13×103)(/384×210×109×2500×10-8)≈0.81mm 而允许挠度f允=L/400≈4mm 有fmax=0.81mm<f允=4mm故挠度符 合要求 3、C28-C29一跨纵桥向贝雷梁验算 (1)贝雷梁上所受的均布荷载计算 a、I20b工字钢上部重量按砼比重ρ=3.0T/m来计算,则有: G1=ρ〃v=14.882×34≈506T b、32根I20b工字钢重量: G2=32×10×0.0311=9.952T c、四组8片加强型贝雷梁自重: G3=0.5×12×2×4=48T 则平均分布到贝雷梁上的均布荷载为: q3=(506+9.952+48)/(4×34)=4.147T/m (2)强度计算 根据布置图:取计算跨径Lo=16.5m 查公路计算手册,双排单层(加强型)贝雷梁: Ix=1154868.8cm4 Wx=15398.8cm3 按最不利情况计算(取简支状态) 跨中弯矩:Mc=1/8qL2 Mc=1/8×4.147×10×16.52=1411.3KN·m 而手册中,贝雷梁允许承受最大弯矩为M允=3375 KN·m Mc=1411.3KN·m<M允=3375 KN·m弯矩符合要求 则由公式б=Mc/Wx可得 бmax=Mc/Wx=1411.3×103/15398.3×10-6≈91.653MPa<[б]=210MPa强度符合要求 (3)挠度计算 由挠度公式:f=5qL4/384EI可得 fmax=(5×4.147×104×16.54×103)/(384×210×109×1154868.8×10-8)≈16.5mm 而允许挠度f=L/400≈37.5mm挠度符合要求 (4)支点处剪力计算 QA=QB=qL/2=(16.5×4.147×10)/2=342.13KN QA=QB=342.13KN<Q允=490.5KN剪力符合要求 b、取实际受力情况,按连续梁计算 (1)强度计算 弯矩计算 由力学近似公式求得: M=Km〃q·L2 ,取弯矩系数Km=0.07 则有:M=0.07×4.147×10×16.52=790.32KN·m符合要求 бmax=Mc/Wx=790.32×103/15398.3×10-6≈51.325MPa<[б]=210MPa强度符合要求 (2)挠度计算 由近似公式可得f=Kw×(q×L4/100EI),取挠度系数Kw=0.521 则有:fmax=(0.521×(4.147×104×16.54×103))/(100×210×109×1154868.8×10-8)≈6.6mm挠度符合要求 (3)支点处剪力计算 由近似公式可得 Q=Kv〃q·L,取剪力系数Kv=0.625 则有:Q=0.625×4.147×10×16.5=427.66KN<Q允=490.5KN剪力符合 要求 4、C28-C29临时支墩上横梁计算 C桥临时支墩拟采用φ1.0m的钻孔桩,钻孔桩中心间距为6.14m, 拟采用4根I50b工字钢组焊成一根整横梁。 (1)荷载计算 a、横梁以上部份总重量为:G4=G1+G2+G3 G4=506+9.952+48=563.952T 则临时墩上横梁所承受的荷载为: Q=1/2G4=1/2×563.952=281.98T b、4根9m长I50b工字钢自重为: G5=4×9×0.101=3.636T 则平均分布于单根I50b工字钢上的均布荷载为q5=0.101T/m c、四组贝雷梁作用于横梁上,可视为四个集中荷载 则有:P1=P2=P3=P4=(G4×1/2)/4=G4/8≈704.94KN RA=RB=(1/2G4+G5)/2≈(281.98+3.636)/2≈1428.1KN (2)强度计算 由公式可得,跨中弯矩为Mc 则有Mc=P1L1+P2L2-1/2q5L32-RAL4 =704.9×(2.01+2.13/2)+704.9×2.13/2+1/2×0.101×(4.5/2)2-1428.1×3.07 =-1456.4KN·m 查表得,I50b工字钢:Ix=48560cm4 Wx=1940cm3 所以单根I50b工字钢所能承受的最大弯矩为: M=[б] ×Wx=210×109×1940×10-6=407.4KN·m 4根共计承受总弯矩为:M总=4×407.4≈1629.6 KN·m Mc=1456.4 KN·m< M总=1629.6 KN·m 故采用4根I50b工字钢符合要求 5、C28-C29一跨跨中临时桩桩长计算 (1)荷载计算 a:P1=RA=RB=1428.1KN b:按桩长为22m考虑,则桩本身重量为: P2=ρv=2.5×π×(1。05/2)2×22≈476KN (2)按单桩轴向容许承载力计算 P=ρj/K 计算时,取安全系数K=2,则有ρ=1/2ρj P=P1+P2=1904KN 则有p=1/2ρj =1/2UΣLiτi+λMoA{[бo]+K2γ2(h-3)} (3)参数取定: ①临时桩桩径采用1.0m,则周长取C=2πr=π×1.05=3.3m ②λ:桩入土长度影响的修正系数 取λ=0.85 ③考虑孔底沉淀淤泥影响的清孔系数:取mo=0.7 ④A:桩底截面积:A=πr2=π×(0.52)2=0.85m2 ⑤[бo]:对临时桩按[бo]=0来考虑 ⑥k2:地基土容许承载力随深度的修正系数:取k2=3 ⑦γ2;查地质堪察报告:取γ2=19KN/m3 ⑧τ:取极限摩阻力按取τ=30KPa 由公式得: 1904=1/2×3.3×h×30+0.85×0.7×0.85×{0+3×19×(h-3)} 反求得:h=25m 注:在此计算中: ①不考虑桩底的承载力 ②安全系数取K=2 ③极限摩阻力取偏小值τ=30KPa ④按桩长为20m来考虑桩自重 二、B桥支架计算 B桥的支架验算,因详细的施工图未到,故拟采用以B29#-B30#一跨的重量来验算最大跨径,B30#-B31#墩。根据布置图取计算跨径Lo=12m,经计算B29-B30#墩平均截面积为9.877m2。 ①荷载计算 a、每延米砼自重:q6=9.877×3=29.631T/m b、B30-B31#墩跨径为25m 则该跨砼重量:G5=25×29.631=740.775T c、5组10片加强型贝雷梁自重:G6=0.5×2×5×8=40T d、贝雷梁上I20b工字钢重量G7 承I20b工字钢平均长度为16m,跨径为25m,则: G7=25×16×0.0311=12.44T e、横梁自重G8 B线桥临时支墩上横梁也拟采用4根I50b工字钢,长度为15m 则:G8=5×16×0.101=8.08T ②B30-B31#墩纵向贝雷梁计算 a、按最不利受力情况简支状态来计算 平均分配到每延米贝雷梁上的荷布荷载为: q7=(G5+G6+G)/L=(740.775+40+12.44)/5×24=6.61T/m 则有Mc=1/8qL2 Mc=1/8×6.61×10×122=1189.8KN〃m 查手册得,加强型双排单层贝梁 Ix=1154868.8cm4 Wx=15398.3cm3 允许最大弯矩:M允=3375KN〃m Mc=1189.8KN〃m< M允=3375KN〃m符合要求 бmax=Mc/Wx=1189.8×103/15398.3×10-6=77.3MPa<[б]=210MPa强度符合要求 (2)挠度计算 由公式f=5qL4/384EI fmax=(5×6.61×104×123×103)/(384×210×109×1154868.8×10-8)≈7.4mm fmax=7.4mm<f允=L/400=30mm挠度符合要求 (3)剪力验算 QA=QB=qL/2=1/2×6.61×10×12=396.6KN< Q允=490.5KN剪力符合要求 b、取实际受力情况,按连续梁计算 (1)强度计算 查公路手册,连续梁弯矩计算公式为: M=Km〃qL2取弯矩系数=0.07 则有:M=0.07×6.61×10×122=666.3KN·m M=666.3 KN·m<M允=3375.0 KN·m符合要求 由强度公式б=Mc/Mx可得 [б] =Mc/Mx=666.3×103/15398.3×10-6=43.3MPa<[б]=210MPa强度 符合要求 (2)挠度验算 由挠度计算公式f=Kw×qL4/100EI可得,取挠度系数Kw=0.521 fmax=(0.521×6.61×104×124×103)/(100×1154868.8×10-8×210×109)≈3mm挠度符合要求 (3)剪力计算 由公式Q=Kv〃qL得,取剪力系数Kv=0.625 Q=0.625×6.61×10×12=495.78>Q允=490.5KN 剪力略大于容许剪力,在支点处对贝雷梁适应用槽钢予以加强 3、B桥横梁计算 B桥临时桩拟采用3根,以B29-B30#墩之间桥面最宽,因此,B29-B30之间的钻孔桩间距最大,按取两桩中心间距L=6.8m来计算,横梁拟采用4根I50b工字钢组焊而成。 (1)荷载计算 a、横梁以上部份重量:G9=(G5+G6+G7)×1/2 G9=(740.775+40+12.44)×1/2=396.61T b、横梁上均布荷载q8=0.101T/m (2)强度计算 取实际受力情况:按连续梁计算,由连续梁弯矩近似计算公式可得 M=Km〃P〃L取Km=-0.333 则有:M=-0.333×661.1×6.8≈1497KN·m 4根I50b工字钢所承受的跨中最大弯矩为: M总=4× [б] ×Wx =4×210×109×1940×10-6=1629.6KN·m M=1497 KN·m< M总=1629.6KN·m 故采用4根I50b工字钢用作横梁,符合要求 (3)挠度计算 由挠度近似计算公式可得f=Kw×FL4/100EI可得,取挠度系数Kw=2.508 fmax=(2.508×6.61×104×6.83×103)/(100×210×109×4×48560×10-8)≈12.8mm f允=L/400=17mm fmax=12.8mm< f允=17mm挠度符合要求 4、B线桥临时桩桩长计算 B线桥临时桩所承受的最大轴向压力为:RA=1349KN,而C线桥25m桩所承受的反力为:1428KN。B线桥桩所承受的力小于C线桥,故C桥的桩长在B桥同样适应,为安全起见B桥临时桩桩长采用L=25m。 临时钻孔桩桩长计算 根据单桩轴向受压容许承载力公式计算 [P]=1/2U∑Liτi+λmoA{[бo]+k2γ2(h-3)} 以最大跨径的C线桥为例 C桥平均每联重531T ,按跨中取1/3重量,则分配到每根临时钻的重量为:P=1/6×531=88.5吨 取k=2的安全系数,则P=88.5×2=177吨≈1770KN 1、参数确定: (1)临时桩桩径采用1.0m,则周长取C=2πr=π×1.3=4.084m (2)λ:桩入土长度影响的修正系数 取λ=0.85 (3)考虑孔底沉淀淤泥影响的清孔系数:取mo=0.7 (4)A:桩底截面积:A=πr2=π×(0.52)2=0.85m2 (5)[бo]:桩底取处土的容许承载力: 取[бo]=170KPa (6)k2:地基土容许承载力随深度的修正系数:取k2=3 (7)γ2;坝基桥附近土层:eo=0.8~0.085,查地质资料:取γ2=19KN/m3 (8)τ:极限摩阻力:取τ=45KPa 由公式: ∴1770=1/2×4.084×h×45+0.88×0.7×0.85{170+3×19×(h-3)=91.89h+0.506×(170+57(h-3)) 解方程得: ∴1770=91.89h+0.506×[170+57h-171] = 91.89h+86.02+28.842h-86.526 h=14.66m 取h=15m来进行施工 2、C28-C29跨中贝雷梁计算 (1)上层32根10m长I20b工字钢重量为:G1=32×10×0.0311=9.952T 采用 且加强型的双排单层贝雷梁,计算路径取17.5m 则平均分配到每组贝雷梁上的均布荷载为(取1.5的不均匀折成系数) q=(506+9.952)×1.5/(4×36)=5.375T/m 查手册,加强型双排单层贝雷梁: IX=1154868.8cm4 WX=15398.3cm3 则跨中弯矩: Mc=1/8qL2=1/8×5.375×17.52=205.762T〃m=2057.62KN〃m 查手册,双排单层贝雷梁允许跨中弯矩为M=3375KN〃m Mc=2057.62KN·m<3375KN,故弯矩满足要求 fmax=5qL4/384EI=(5×5.375×104×17.54×103)/(384×210×109×1154868.8×10-8)=2.71cm<L/500=14800/500=35mm δmax=Mc/Wx=2057.62/153983×10-6=133MPa<[δ]=210MPa强度符合要求 水中支架验算 一、顶层I20工字钢验算: 1、综合考虑,为简化计算,确保安全,计算受力图示均按简支梁来计算,砼比重按ρ=3T/m3来考虑 以C28-C29一跨来计算,该跨砼体积为:V=506/3=168.67m3 则该跨砼自重G=506T,该跨跨径为L=34m 则平均每延米吨位数为:q1=506T/34m=14.89T/m (1)计算顶层I20工字钢,间距按1.0m来考虑,下层四组8片贝雷梁间距为1.6m,平均分配到每根I20工字钢的均布荷载为: q=506/32×10=1.582T/m 取1.5的不均匀折诚系数:则q=1.582×1.5=2.372T/m 跨中最大弯矩计算:Mc=1/8×2.372×1.62=0.759 T〃m=7.59KN·m 查表得:I20b工字钢: IX=2500cm4 WX=250cm3 则бmax=Mc/Wx=7.59×103/250-6=30.36MPa<[δ]=210MPa fmax=(5qL4)/(384EI)=(5×2.372×104×1.64×103)/(384×210×109×2500× 10-8)=0.386mm<L/400=4mm (2)横桥向的横梁计算 先按2根I40b工字钢进行验算 4组36m长贝雷梁自重:(双排单层加强型),按每节24.5KN来计算(查手册) 一组为12节,4 组共计48节,则自重为: G1=48×24.5KN/节=1176KN 则三排横梁共计承重为: G=(506+9.95+117.6)×1.5/3=316.78T 以跨径最大的水中临时墩来考虑: 先拟采用3根I40b工字钢作横梁,长度采用9m RA=RB=316.78/2=158.39T=1583.9KN 则Mc=P1L1+P2L2=PAL =791.95×4.46+791.95×2.23-1583.9×2.5 =1338.4KN·m 查表得I40b工字钢:IX=22780cm4 WX=1140cm3 I40b容许应力[δ]=210MPa ∴容许弯矩:W=[δ] ×WX=210×109×1140×10-6=239.4KN〃m 则每排所需I40b工字钢根数为:n=1338.4/239.4≈6根 若取I56b工字钢来计算: IX=68512.5 WX=2246.69 则容许弯矩M=[δ] ×WX=210×109×2446.69×10-6=513.8 则n=1338.4/513.8=3根 材料计算(C桥) C28-C29贝雷梁考虑向C30方向延桥6m(两节) 1、则C桥共计需贝雷片:(36+6)/3×8=112片(加强型) 2、9m长I56b工字钢: 3×3×9=54m,共计重:54×0.115=6.21T 3、I20b工字钢:单根长10m 10×32=320m G=320×0.0311=9.952T 4、φ700×10mm的钢护筒,两根单根长:C28#墩 临时立柱顶到箱梁底高度为:(0.012+0.15+0.2+1.5+0.56+0.08)=2.502m 临时墩柱顶标高:C28=15.224-2.502=12.722m C29=14.564-2.802=12.062m 则φ200的长度为:9.722m 8根φ245的钢管:长度:9.562m φ32精轧螺纹钢:4根,长度:3.5m B桥计算 B桥因图纸未到,加上安全因素,平均按每延米35T来考虑计算荷载,以B30~B31#墩为例,取计算跨径25m 则该跨总重量为:25×35=875T 1、计算贝雷梁 拟彩和5组加强型双排单层贝雷梁 则平均每组贝雷梁承重为:q=875/5=175T 按计算跨径为27m来计算,则平均每延米承得为6.482T/m,按13米的跨径来检算贝雷梁 查表得:IX=1154868.8cm4 WX=15398.3cm3 则跨中弯矩:Mc=1/8qL2=1/8×6.482×132=136.94T/ m=1369.4KN〃m Mc<3375KN〃m的容允弯矩:安全系数K=2.46 fmax=(5qL4)/(384EI)=(5×6.482×104×134×103)/(384×210×109×1154868.8×10-8)=9.94mm<L/500=26mm合格 δmax=Mc/Wx=1369.4×103/15398.3×10-6=96.7MPa<[δ]=210MPa强度符合要求 B桥临时墩顶横梁计算 一、重量计算: 5组贝雷梁重: G1=45×24.5KN/节=1102.5KN=110.25T 该跨砼自重按:每延米35T来考虑,则重点为875T 则总重为:G总=875+110.25=985.25T 在跨中中间宽度15m的贝雷梁计算 钻孔桩拟定桩距采用6m 平均每片横梁上承受荷载:983.25/3=328.42 平均到每组贝雷梁的荷载为:328.42/5=65.7T 由公式可得:先计算B点处的最大弯矩 MB支=KM〃PL 取修正系数Km=0.203 =-0.203×657KN×6m=800.23KN·m ∴fmax=(5qL4)/(384EI)=(5×800.23×104×64×103)/(384×210×109×1154868.8×10-8)=5.6mm δmax=Mc/Wx=800.23×103/15318.3×10-6=52MPa<[б]=210MPa强度符合要求 B桥材料计算 B29#-B30#跨径:20米 B30#-B31#跨径:2.5米 B31#-B32#跨径:23米 贝雷梁片数: 21米:56片 25米:64片 23米:64片 横梁:40片+5×6=70片 共计用贝雷梁片数为:56+64+64+70=254片 C桥材料计算: 贝雷梁:(36+6)/3×8=112片 H桥 共需贝雷片:128片 三种桥共计需用贝雷片:245+128+112=485片 水中现浇箱梁支架验算 B、C、H三线桥中,以C28-C29一跨跨径最大,而以B29-B30一跨桥面最宽,处于变截面段,在同样条件下,以B桥和C桥来验算支架,也就满足了H桥,现就以C桥和B桥来进行检算。 一、1、综合考虑,为简化计算,保证安全,所有计算受力图示均按简支状态来计算。 2、结合我单位长期的施工经验,对砼比重按P=3T/m3来考虑,取值时,其内已包含了该部份砼数量的施工模板,机具、人群,操作荷载及砼自重。 3、计算时,从安全角度出发,统一取1.5的不均匀折减系数。 二、C28-C29一跨顶层I20b工字钢验算 1、重量计算 查图纸可得,该跨砼自重为G1=506/3×3=506T 则该跨平均每延米自重为:q1=506/34=14.89T/m 取I20b工字长度为10m长计算,下层用作支承的双排单层贝雷梁间距为1.6m,I20b工字钢纵桥向间距为1.0m。 则平均分配到每根I20b工字钢的均布荷载q2为: q2=(506/32×10)×1.5=2.372T/m 2、I20b工字钢强度和挠度验算 查表得I20b工字钢: IX=2500cm4 WX=250cm4 跨中最大弯矩Mc Mc=1/8qL2=1/8×2.372×1.62=0.759T·m 由公式可知: бmax=Mc/Wx=0.759×10×103/250×10-6=30.36MPa<[б]=210MPa f max=5qL4/384EI=(5×2.372×104×1.64×103)/(384×210×109×2500×10-8)=0.386mm f max=0.386<L/400=4mm挠度符合要求 三、C28-C29纵桥向4组贝雷梁验算 1、荷载组合: (1)上层32根10m长I20b工字钢自重:G2 G2=32×10×0.311=9.952T (2)经设计和计算,贝雷梁采用4组加强型双排单层,查手册得: 双排单层贝雷梁:IX=1154868.8cm4 Wx=15398.3cm3 每节(3m)贝雷梁自重:按24.5KN来计算,取计算跨径为17.5m 4组36m长贝雷梁自重:G3=36/3×4×24.5=1176KN 则平均分配到每组贝雷梁上的均布荷载为:q3 q3=(506+9.95+117.6)×1.5/(4×36)=6.6T/m (3)跨中弯矩Mc=1/8q3L2 Mc=1/8×6.6×17.52=252.66T·m≈2526.6KN·m 查手册,双排单层贝雷梁允许最大跨中弯矩为:Mo=3375KN·m Mc=2526.6KN·m< Mo=3375KN·m 弯矩符合要求 (4)бmax=Mc/Wx=2526.6×103/15398.3×10-6=164.1MPa<[б]=210MPa 强度符合要求 (5)f max=5qL4/384EI=(5×6.6×104×17.54×103)/(384×210×109×1154868。8×10-8)=33mm f允许=L/400=175000/400=43.8mm f max=33<f允=43.8mm 挠度符合要求 (6)支点处剪力验算 支点处剪力QA=G/2=(6.6×17.5×10)/2=577KN 允许剪力Q允=490.5KN QA>Q允故在支点处对贝雷梁应予以加强 四、支墩上横梁验算 按采用3根I56a工字钢来考虑: 3根9m长I56工字钢自重为G4 G4=3×9×0.1062=2.87T 横梁跨中弯矩Mc计算 三排横梁共计承重为G5 G5=(506+9.95+117.6+2.87)=636.42T 则每排横梁承重:G=212.14×1.5=318.21T 支点处支座仅力为:RA=RB=318.21/2=159.11T 每排横梁共计受四个集中荷载: P1=P2=P3=P4=318.21/2=79.56T 则跨中弯矩为Mc=P1L1+P2L2-RA〃L ∴Mc=795.6×4.46+795.6×2.23-1591.1×2.5=1344.82KN〃m 查表得I56a工字钢: IX=68512.5cm4 WX=2446.69cm3 则跨中允许弯矩Mo=[б] ×WX ∴Mo=210×109×2446.69×10-6=513.8KN·m ∴3根I56a工字钢允许弯矩为: M允=3×513.8=1541.4KN·m>1344.82 KN·m 故采用3根I56a工字作横梁符合要求 五、B桥纵桥向贝雷梁计算 B桥因图纸未到,参考C桥箱梁自重为q1=14.89T/m,考虑安全原因,B桥砼自重按q5=35T/m来考虑计算,现计B30-B31一跨25m来计算 1、荷载计算 (1)砼按q5=35T/m来计算,忽略I20b工字的重量 则砼自重为:G6=35×25=875T (2)采用5组加强型双排单层贝雷梁,该跨跨径为25m 5组贝雷梁自重:G7=27/3×5×24.5=110.25T 则平则分配到每组贝雷梁上均布荷载:q4 q4=(875+110.25)/5×27=7.298T/m×1.5=10.95T 按13m跨径来验算贝雷梁 跨中弯矩为Mc Mc=1/8qL2=1/8×10.95×132=231.32T·m Mc=2313.2KN·m<M允=3375KN·m符合要求 f max=5qL4/384EI=(5×10.95×104×134×103)/(384×210×109×1154868。8×10-8)=16.8mm<L/400=32.5mm挠度符合要求 бmax=Mc/Wx=2313.2×103/15398.3×10-6=150MPa<[б]=210MPa 强度符合要求 QA=QB=ql/2=10.95×10×13=711.75KN>490.5KN故在支点处对贝雷梁应予以加强 六、B线桥横梁验算 因B线桥较宽,该桥下用口作支撑贝雷梁用的横梁也随之加宽且 B线桥临时支墩均为一排三根钻孔桩,所以B线桥的横梁拟采用双排单层贝雷梁,长度拟定为15m,在桥面中心布置三根钻孔桩,桩中心间距为6m。 1、一根横梁自重G8=15/3×24.5=12.25T 2、5组贝雷梁自重G9=G7=110.25T 3、砼自重G10=G6=875T ∴单根横梁所承受的总重量为G总=(875+110.25+12.25×3)=1022T 一根横梁有三个支撑点,上搁5组贝雷梁 则有: RA=RB=RC=1022/3×3=113.56T 每个集中荷载力为: P1=P2=P3=P4=P5=1022/3×5=38.14T 查手册经计算,多跨连续梁B点的弯矩为: MB支=K展开阅读全文
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