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水中现浇箱梁支架验算

   2006-09-22 中国路桥网 佚名 0

 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,位于变截面段,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桥来进行验算。
    一、C28-C29一跨支架验算
    1、荷载计算:
    查图纸:C27-C30一联三跨共计砼用量为506m3,则平均每米砼用量为:4.961T/m,砼自比重按ρ=2.5T/ m3来计算,则平均每米箱梁自重为:12.402T,综合考虑:对砼比重按ρ=2.8T/ m3来计算,则包含了上部底模,方木和部份支架的重量,则平均每延米箱梁重量为:q1=13.891T/m。
    2、顶层I20b工字钢验算
    C28-C29一跨拟采用4组8片贝雷梁作为主要构件,四组贝雷梁平均间距为1.6m,(具体布置见附图),其上铺一层长度为10m,纵桥向间距为1m的I20b工字钢,用作支承方木用。
    一跨34m,则所需10m长I20b工字钢根数约为32根,则平均分配到每根I20b工字钢上的均布荷载为:
    q2=(13.891×34)/(32×10)=1.476T/m
   (1)强度验算:
    取最不利受力情况,按简支状态来验算
    查表得I20b工字钢:Ix=2500cm4  Wx=250 cm
    跨中最大弯矩为:
    Mc=1/8qL2=1/8×1.476×1.62=0.472T•m≈4.72KN•m
    由强度公式可知:
    бmax=Mc/Wx=4.72×103/250×10-6=18.88MPa<[б]=210MPa强度符合要求
   (2)挠度验算:
    因受均布荷载,由公式:f=5qL4/384EI可得:
    fmax=5qL4/384EI=(5×1.476×104×1.64×103)/(384×210×109×2500×10-8)=0.24mm
    fmax=0.24<f允=L/400=1600/400=4mm挠度符合要求
    3、C28-C29四组纵桥向贝雷梁验算:
   (1)荷载计算:
    a、I20b工字钢以上部分重量:按取ρ=2.8T/m3来考虑,已包括了该部分重量,则重量:G1=13.891×34=472.3T
    b、32根I20b工字钢重量:
    G2=32×10×0.0311=9.952T
    c、四组贝雷梁自重:
    取贝雷梁上下加强则平均每片贝雷梁自重为:450公斤
    则一组36m长贝雷梁重量为:8.1吨
    则四组36m贝雷梁重量为:G2=0.45×2×9×4=32.4T
    d、平均分配到每延米双排单层贝雷梁上的均布荷载为:
    q3=(472.3+9.952+32.4)/(4×33)=3.899T/m
   (2)强度计算
    查计算手册,双层单排贝雷梁:Ix=1154868.8cm4  Wx=15398.3cm3
    a、按最不利受力情况,简支状态来进行验算:
    跨中弯距Mc:
    Mc=1/8qL2=1/8×3.899×16.52=132.69T•m≈1326.9KN•m
    查手册,双排单层贝雷梁允许最大弯距为:M=3375KN•m
    Mc=1326.9KN•m<M允=3375KN•m符合要求
    强度计算
    由公式可知:
    бmax=Mc/Wx=1326.9×103/15398.3×10-6=86.2MPa<[б]=210MPa强度符合要求
    挠度计算:
    由公式可得:
    fmax=5qL4/384EI=(5×3.899×104×1.64×103)/(384×210×109×1154868.8×10-8)=15.5mm
    f允=L/400=16500/400=41.3mm符合要求
    剪力计算:
    支点处剪力为:QA=qL/2=(16.5×3.899×10)/2=321.7KN
    双排单层贝雷梁允许剪刀Q允=490.5KN,QA<Q允符合要求
    b、按实际受力情况,取等跨连续梁来进行验算
    最大弯矩计算:
    M=Km•qL2:取弯矩系数Km=0.07
    则:M==Km×qL2=0.07×3.899×10×16.52=743.1KN•m
    挠度计算:取挠度系数Kw=0.521
    则有:fmax=Kw×(qL4/100EI)
    ∴fmax=0.521×((3.899×104×16.54×103)/(100×210×109×1154868.8×10-8)≈6.21mm符合要求
    剪力计算:
    取剪力系数Kv=0.625
    Q=Kv•qL=0.625×3.899×10×16.5=402.1KN<490.5KN符合要求
    安全系数K≈1.22
    4、C28-C29跨中临时支墩上横梁计算
    C28-C29跨中拟布置一排两根φ1cm的钻孔桩,桩中心间距为5m,采用桩柱式结构,立柱顶标高由桥下净空来控制
   (1)荷载计算:
    临时支墩上拟采用4根9m长的I30b工字钢:
    查手册:I30b工字钢:Ix=9400cm4  Wx=627cm3
    横梁以上部分总重为:G3=472.3+9.952+32.4=514.652
    共计有三组横梁,则平均每组横梁所受荷载为:G4=514.652/3=171.6T
    4根9m长I30b工字钢自重为:G5=4×9×0.053=1.908T
    则平均每根I30b上所受荷载为:q4=0.053T/m
    四个集中荷载:
    P1=P2=P3=P4=171.6/4=42.9T≈429KN
    RA=RB=(171.6+1.908)/2=86.752T≈867.54KN
    则跨中弯矩
  &

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nbsp Mc=P1L1+P2L2+1/2qL23-RAL4
    ∴Mc=429×3+429×1+4.4×0.53×(4.5/2)-867.54×2.5=-447.5KN•m
    4根I30b工字钢拼焊成一根整梁,按单根来算
    Mc=[б] ×Wx=210×109×327×10-6=131.67 KN•m
    总弯矩为:Mc=47.5KN,而4根I30b工字钢所能承受最大弯矩为:
    M允=4×131.6=526.4 KN•m>Mc447.5 KN•m
    所以采用4根I30b工字钢作横梁符合要求
    5、C28-C29一跨跨中临时钻孔桩桩长计算
    a、每根桩所承受的轴向压力计算:
    平均每根桩所受轴压为p=(171.6+1.908)/2=86.754吨
    从安全角度出发,取K=2的安全系数:则p=86.754×2=173.508T≈1735.08KN
    b、桩长计算按单桩轴向受压容许承载力公式反算
    公式为:[p]=1/2UΣLiτi+λMoA{[бo]+K2γ2(h-3)}
    反算则可求出桩长h:
    c、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
    由公式可得:
    1735.08=1/2×4.084×h×45+0.85×0.7×0.85{170+3×19×(h-3)
    解方程得
    h=14.38m
    实际365JT施工时取桩长为15m来施工。
    6、B桥支架验算
    1)荷载计算:
    因B桥详细的施工图未到,根据施工365JT设计图及参考其它现浇箱梁图纸以B29-B30一跨来计算,求到该跨箱梁平均截面积为9.877m2。
    按砼比重ρ=2.5T/m3来计算
    则一延米箱梁砼重量为:q=9.877×2.5 T/m3≈24.603T/m
    考虑到支架上部还有一部分碗扣支架与箱梁模板等,取ρ=2.8T/m3来计算,则每延米砼重量为:q1=9.877×2.8=27.656T/m
    2)B29-B30一跨贝雷梁计算
    B29-B30一跨其宽度最宽,而以B30-B31一跨跨径最大,所以在计算时,以B29-B30一跨的荷载来验算B30-B31一跨的贝雷梁。
   (1)计算跨径确定
    在施工时,根据航道部门要求,在河道中需留有一条6m宽的河道,故B30至B31墩的临时钻孔桩并未布置在跨中,而是偏向于B30#墩,因此根据支架设计,取贝雷梁计算跨径为:13.5m
   (2)荷载确定
    B30-B31一跨贝雷梁拟采用5组双排单层贝雷梁
    ①砼重量:
    该跨跨为25m,则该跨砼重量为:G1=27.656×25=691.4吨
    ②5组贝雷梁自重为:
    G2=0.45×2×5×8=36T
   (3)贝雷梁上I20b工字钢重量:
    取I20b工字钢平均长度为16m,跨径为25m,则有I20工字钢重量为:G3=25×15×0.0311=11.663T
    则平均分配到每延米贝雷梁上的均布荷载为:
    q2=(G1+G2+G3)/L=(691.4+36+11.663)/5×24=739.063/120=6.159T/m
    按最不利情况简支状态来验算贝雷梁
    跨中弯矩:Mc=1/8qL2
    ∴Mc=0.125×6.159×10×13.52=1403.1KN•m
    查手册,得
    双排单层贝雷梁:
    Ix=1154868.8cm4  Wx=15398.3cm3  M允=3370KN
    Mc< M允弯矩符合要求
    бmax=Mc/Wx=1403.1×103/15398.3×10-6=91.12MPa<[б]=210MPa强度符合要求
    f=5qL4/384EI=(5×6.159×104×13.54×103)/(384×210×109×1154868.8×10-8)=11mm
    f允=L/400=135000/400=33.75mm
    剪力验算:
    Q=RA=RB=qL/2=(61.59×13.5)/2=415.733KN< Q允=490.5KN符合要求,根据实际情况,按不等跨连续梁进行计算
    利用简便公式求:
    n=L1/L2=13.5/10.5=1.286
    取n=1.3
    ∵M1=Km×qL12=0.053×61.59×10.52=359.886KN
    ∴M=359.886KN•m
    剪力验算:(查手册可得)
    Q=0.784×61.89×13.5=655.044KN
    Q>Q允=490.5KN,故在C支点处对贝雷梁应予以加强

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