新建南京至安庆铁路工程NASZ-5标 青弋江大桥挂篮及施工支架计算书(二)
块为计算节段,其自重为96t,其重心距离墩中心为29.25m,则:
M?7719??300?960??29.25?44574KNM
?RA?RB?N由上节计算结果得: (3-4) ?LR?M?LRA倾?BNL?M倾?R???A2L由(3-4)式求得: ? (3-5) ?R?NL+M倾B?2L?按最大弯矩计算,取L=1.35m,N=23986 KN,M倾=44574KN·m,可求得
NL?M倾?R???4516kN??A2L ? (3-6) ?R?NL+M倾?28502kNB?2L?即最大压力为28502kN,最大拉力为4516kN,由最大压力确定混凝土强度等级;由最大拉力配置墩梁锚固钢筋。
考虑采用Ф32精轧螺纹钢,材料属性为:截面面积A=804.2mm2,标准强度设计值为650MPa,弹性模量取2×105Mpa,单根力=804.2×650×10-3=522kN。
故需设置精轧螺纹钢为4516/522=9根。
本结构4个临时支座每个设置精轧螺纹钢8根,一侧16根,安全系数K=16/9=1.77(满足要求)。
临时支座的横截面尺寸为0.3m×2.1m,最大竖向力为28502KN,支座混凝土采取C50,压应力为:??28502?10?3/(2?0.3?2.1)?22.6MPa<23.1MPa(满足要求)。
4. 边跨直线现浇段支架检算
4.1. 计算荷载值
梁体截面如图4.1所示。
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半边支点截面
图4.1 边跨直线段梁体1/2截面图(尺寸单位:m)
分别计算腹板,底板及翼缘板的截面面积,均取半个箱梁的截面,分成四部分,计算所得结果如图4.2所示,并列入至表4-1。
图4.2 箱梁梁体各部分截面面积
表4-1 箱梁梁体各部分截面面积(m2)
位置 面积 腹板位置A2 1.82 顶板位置A3 1.90 底板位置A4 1.50 翼缘板位置A1 1.55 参照图4.3,根据支架的布置宽度计算等效纵向线荷载。其中,翼缘板分布宽度b=3.1m,腹板分布宽度b=0.65m,顶、底板分布宽度的一半为b=2.35 m,0.3m*5=1.5m0.6m*6=3.6m0.3m*5=1.5m0.9m*4=3.6m计算得到各部分的梁体面荷载值见表4-2。
p3p1p2p1p3
图4.3 等效纵向线荷载示意
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表4-2 恒载——梁体各位置面荷载(KN/m2)
位置 荷载值 腹板位置 (p1) 72.8 底板位置 (p2) 37.6 翼缘板位置 (p3) 13.0 说明:①底板位置的荷载计算值,计入了顶板位置的荷载; ②计算面荷载采用的公式:q=γ砼A/b,其中A为箱梁截面面积,b为荷载分布宽度。
活荷载值如表4-3。
表4-3 活载——其他荷载(KN/m2)
施工人员、机具、堆料等(q1) 2.0 振捣混凝土 (q2) 2.0 倾倒混凝土冲击荷载 (q3) 2.0 荷载计算式采用公式q=?1?p恒+?2?q活,荷载分项系数?1?1.2,?2?1.4,计算各面的荷载组合值如表4-4,再根据不同工况取合适的均布荷载值。
表4-4 荷载组合值(KN/m2)
位置 荷载值 腹板位置 (p1) 96.0 底板位置 (p2) 53.7 翼缘板位置 (p3) 24.2 说明:表中组合值未计算模板、方木、支架、分布梁、横梁等的自重,由于这些恒载的计算值比较小,相对于梁体的自重可以忽略不计,后续计算中可以不做考虑。
4.2. 支架主体计算
4.2.1方木(模板背楞)受力计算
分别对各位置的横向与纵向方木进行检算,方木均按简支梁计算。 4.2.1.1.纵向方木
纵向采用10cm×8cm截面方木,参考表4-4各位置荷载的组合值,并计算各位置的线荷载值,纵向方木上可认为承受连续的均布线荷载。最大弯矩:M纵=ql2/8;最大剪力:Q纵=ql/2,方木的截面力学性质参见主要材料参数。计算纵向方木的内力值见表4-5。
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表4-5纵向方木计算
位置 等效荷载集度q0 (KN/m2) 计算宽度b (m) 计算跨度l (m) 等效线荷载值q(KN/m) 最大弯矩值M(KN.m) 最大剪力值Q (KN) 腹板 96.0 0.2 0.6 19.2 0.864(最大值) 5.76(最大值) 底板 53.7 0.2 0.6 10.7 0.482 3.2 翼缘板 24.2 0.2 0.6 4.8 0.218 1.5 取底板位置纵向方木进行验算,其计算图见图4.4。
图4.4 底板纵向方木计算图(单位:cm)
最大截面正应力:
?max?M0.864??103?6.5Mpa?f=13Mpa;(满足要求) W1333Q3?5.76??10-3?1.1Mpa?fv=1.4Mpa;(满足要求) 2A2?0.1?0.08最大截面剪应力:
?max?最大挠度:
5ql45?19.2?0.64-3(满足要f???10?0.54mm??f?=1.5mm;3-6384EIx384?9?10?667?10求)
查《路桥施工计算手册》 P805附表3-39中木材的强度允许值可知,腹板纵向方木强度、刚度满足规范要求,通过比较底板位置的方木也满足要求。 4.2.1.2.横向方木
横向采用12cm×10cm截面方木,横向方木承受纵向方木传递来的集中荷载,计算宽度0.6m,计算跨度l=0.6m(底板)、l=0.3m(腹板),腹板处方木最大弯矩为集中荷载作用在横向方木跨中,底板处最大方木最大弯矩为在偏离跨中
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