水中现浇箱梁支架验算

1970-1-1 08:00| 发布者: lq52搜集| 查看: 1448| 评论: 0|原作者: lq52搜集|来自: 不详

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
    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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