搜索马山坡1#、2#大桥高墩盖梁支架计算书
2016-10-29 by:CAE仿真在线 来源:互联网
一、基本资料
马山坡1#、2#大桥高墩盖梁砼最大方量为94.5m3,支架主纵梁采用4排贝雷架组成(每侧2排),每排由9片贝雷架组成,横向分上下两排采用五点法进行固定,最大跨径l=14.2m,经分析将其简化为中跨14.2m边跨为4.85m梁进行验算。
图1 盖梁构造图
图2 盖梁支架构造图
二、贝雷梁承受荷载
① 盖梁自身荷载:G1=4.049×2.6=10.5t/m
② 贝雷桁架自重:G2=5×0.27×4/15=0.36 t/m
③ 模板自重:G3=7.45×0.12=0.90t/m
④ 分配梁自重:G4=4×0.0198×72/14.2=0.40 t/m
⑤ 倾倒混凝土:G5=1×1.3×2/10=0.26t/m
⑥ 振捣混凝土:G6=1×1.3×2/10=0.26t/m
⑦ 施工人员及机具:G7=2.7×1×2.5/10=0.68t/m
以上荷载乘以分项系数后荷载:P=1.2×(10.5+0.36+0.9+0.4)+1.4×(0.26+0.26+0.68)=16.3t/m
三、贝雷梁材料力学特性
表1 材料断面特性及容许应力表
|
断面组成 |
材质 |
A(cm2) |
Ix(cm4) |
Wx(cm3) |
容许拉、压、弯曲应力(MPa) |
容许剪应力(MPa) |
|
弦杆2[10 |
16Mn |
25.48 |
396.6 |
79.4 |
273 |
208 |
|
斜杆I8 |
16Mn |
9.53 |
99 |
24.8 |
273 |
208 |
|
销轴 |
30CrMnTi |
|
|
|
1105 |
585 |
注:考虑到桁架属限制荷载的临时性构件,16Mn的容许拉、压、弯曲应力按1.3×210MPa计算,容许剪应力按1.3×160MPa计算;30CrMnTi的容许拉、压、弯曲应力按0.85×1300MPa计算,容许剪应力按0.45×1300MPa计算。
四、贝雷架受力验算
①贝雷架主横梁计算:
a.主横梁强度计算:
主横梁将整体看成一刚梁,承压轴线以贝雷架中切面为准:
主横梁为受弯构件,在水平面内,由主横梁均布荷载的最大弯矩为:
弯曲应力:
b.主横梁挠度计算
1)弹性挠度:
钢材弹性模量:E=2.1×105Mpa
均布荷载产生的挠度:
集中荷载产生的挠度:
总弹性挠度:
2)拼装挠度(非弹性挠度)fp:
该贝雷梁是国产新的贝雷桁架,则单销与销孔之间间隙
中跨采用5片组拼,则n=5,经按公式计算知:
横梁总挠度
实际使用中非弹性变形可以通过先期荷载予以消除,实际挠度比此值小,故支架安全。
c.主横梁钢销抗剪计算
贝雷架钢销采用30铬锰钛合金钢,单个钢销(直径Ф49.5mm)容许抗剪力(钢销处于双剪状态)
单个钢销最不利剪力
钢销抗剪安全系数
结构钢销抗剪安全。
d.主桁架内力计算:
贝雷架内力计算时,将整个主桁架简化为平面桁架片,其内力简图如:
图3 纯弯距图
图4 纯剪切图
根据单元桁架受力底特点,可以将内力分成纯受弯和纯受剪切底部分叠加而成。
1)受纯弯曲
不难看出,纯弯曲时,桁架仅在弦杆产生由弯距而产生底轴向力N。故弦杆只承受弯距:
弦杆内力:
查«装配式公路钢桥(贝雷梁)使用手册»得弦杆容许承受力:
结构弦杆安全。
2)受纯剪切
同受纯弯曲一样,可以得出剪力是由腹杆承受且双斜杆平分剪力:
查«装配式公路钢桥(贝雷梁)使用手册»得斜杆容许承受力:
查«装配式公路钢桥(贝雷梁)使用手册»得竖杆容许承受力:
结构斜杆及端竖杆安全。
五、分配梁受力验算
分配梁为[16b,间距0.2m。单根分配梁按最不利受力工况既按简支梁计算。
模板支架荷载:q1=7.45×0.12+4×0.0198×72/14.2×0.2=0.26t/m
钢筋混凝土自重:q2=4.049×2.6×0.2=2.1t/m
施工人员、机具重:q3=2.7×1×2.5/10×0.2=0.14t/m
倾倒、振捣混凝土时荷载:q4=1×1.3×2/10×2=0.1t/m
强度计算荷载组合:q=Σqn=1.2×(0.26+2.1)+1.4×(0.14+0.1)=3.17t/m。
刚度计算荷载组合:q=Σqn=1.2×(0.26+2.1)=2.83 t/m。
[16b:W=116.8cm3,I=934.5cm4,E=2.1×105Mpa,S=70.3cm3,δ=8.5mm。
图5 分配梁计算简图
M=3.17×1.652/8=1.08 t·m
Q=3.17×1.65/2=2.62t
σ=1.08×104/116.8=92.47Mpa<[s]=145Mpa
t=2.62×104×70.3×103/(934.5×104×8.5)=23.19 Mpa<[s]=85Mpa
f=5×2.83×1.654/384×EI=1.4<[f]=1650/400=4.13mm
五、钢棒受力验算
Ф140mm钢棒材质为45#钢。
根据主纵梁计算得:V1=-16.3×4.85=79.06t;V2=-16.3×4.85+16.3×(4.85+14.2/2)=115.73t
则单根钢棒受力为:P=115.73/4=28.93t
将钢棒受力简化为承受集中荷载的悬臂梁进行验算。
图6 钢棒计算简图
M=28.93×0.2=5.79 t·m
σw=5.79×107/(3.14×73/4×103)=215Mpa<[sw]=220Mpa
t=28.93×104/(3.14×702)=18.8Mpa<[t]=125Mpa
I=1885.75cm4,E=2.1×105Mpa
f=28.93×104×2002×600×(3-20/60)/(6×2.1×105×1885.75×104)
=0.8mm<[f]=200/200=1mm
六、角钢桁架验算
桁架采用midas civil进行计算,荷载根据实际砼荷载考虑1.2倍安全系数后进行加载。
图7 调坡架组合应力图
计算得知最大组合应力为:σw=94.3Mpa<[sw]=140Mpa
图8 调坡架剪应力图
计算得知最大剪应力为:t=19.4Mpa<[t]=85Mpa
图9 调坡架位移图
计算得知最大位移为:f=0.34mm<[f]=440/400=1.1mm
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