搜索馬山坡1#、2#大橋高墩蓋梁支架計算書
2016-10-29 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網
一、基本資料
馬山坡1#、2#大橋高墩蓋梁砼最大方量為94.5m3,支架主縱梁采用4排貝雷架組成(每側2排),每排由9片貝雷架組成,橫向分上下兩排采用五點法進行固定,最大跨徑l=14.2m,經分析將其簡化為中跨14.2m邊跨為4.85m梁進行驗算。
圖1 蓋梁構造圖
圖2 蓋梁支架構造圖
二、貝雷梁承受荷載
① 蓋梁自身荷載:G1=4.049×2.6=10.5t/m
② 貝雷桁架自重: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 傾倒混凝土:G5=1×1.3×2/10=0.26t/m
⑥ 振搗混凝土:G6=1×1.3×2/10=0.26t/m
⑦ 施工人員及機具:G7=2.7×1×2.5/10=0.68t/m
以上荷載乘以分項系數后荷載:P=1.2×(10.5+0.36+0.9+0.4)+1.4×(0.26+0.26+0.68)=16.3t/m
三、貝雷梁材料力學特性
表1 材料斷面特性及容許應力表
|
斷面組成 |
材質 |
A(cm2) |
Ix(cm4) |
Wx(cm3) |
容許拉、壓、彎曲應力(MPa) |
容許剪應力(MPa) |
|
弦桿2[10 |
16Mn |
25.48 |
396.6 |
79.4 |
273 |
208 |
|
斜桿I8 |
16Mn |
9.53 |
99 |
24.8 |
273 |
208 |
|
銷軸 |
30CrMnTi |
|
|
|
1105 |
585 |
注:考慮到桁架屬限制荷載的臨時性構件,16Mn的容許拉、壓、彎曲應力按1.3×210MPa計算,容許剪應力按1.3×160MPa計算;30CrMnTi的容許拉、壓、彎曲應力按0.85×1300MPa計算,容許剪應力按0.45×1300MPa計算。
四、貝雷架受力驗算
①貝雷架主橫梁計算:
a.主橫梁強度計算:
主橫梁將整體看成一剛梁,承壓軸線以貝雷架中切面為準:
主橫梁為受彎構件,在水平面內,由主橫梁均布荷載的最大彎矩為:
彎曲應力:
b.主橫梁撓度計算
1)彈性撓度:
鋼材彈性模量:E=2.1×105Mpa
均布荷載產生的撓度:
集中荷載產生的撓度:
總彈性撓度:
2)拼裝撓度(非彈性撓度)fp:
該貝雷梁是國產新的貝雷桁架,則單銷與銷孔之間間隙
中跨采用5片組拼,則n=5,經按公式計算知:
橫梁總撓度
實際使用中非彈性變形可以通過先期荷載予以消除,實際撓度比此值小,故支架安全。
c.主橫梁鋼銷抗剪計算
貝雷架鋼銷采用30鉻錳鈦合金鋼,單個鋼銷(直徑Ф49.5mm)容許抗剪力(鋼銷處于雙剪狀態(tài))
單個鋼銷最不利剪力
鋼銷抗剪安全系數
結構鋼銷抗剪安全。
d.主桁架內力計算:
貝雷架內力計算時,將整個主桁架簡化為平面桁架片,其內力簡圖如:
圖3 純彎距圖
圖4 純剪切圖
根據單元桁架受力底特點,可以將內力分成純受彎和純受剪切底部分疊加而成。
1)受純彎曲
不難看出,純彎曲時,桁架僅在弦桿產生由彎距而產生底軸向力N。故弦桿只承受彎距:
弦桿內力:
查?裝配式公路鋼橋(貝雷梁)使用手冊?得弦桿容許承受力:
結構弦桿安全。
2)受純剪切
同受純彎曲一樣,可以得出剪力是由腹桿承受且雙斜桿平分剪力:
查?裝配式公路鋼橋(貝雷梁)使用手冊?得斜桿容許承受力:
查?裝配式公路鋼橋(貝雷梁)使用手冊?得豎桿容許承受力:
結構斜桿及端豎桿安全。
五、分配梁受力驗算
分配梁為[16b,間距0.2m。單根分配梁按最不利受力工況既按簡支梁計算。
模板支架荷載:q1=7.45×0.12+4×0.0198×72/14.2×0.2=0.26t/m
鋼筋混凝土自重:q2=4.049×2.6×0.2=2.1t/m
施工人員、機具重:q3=2.7×1×2.5/10×0.2=0.14t/m
傾倒、振搗混凝土時荷載:q4=1×1.3×2/10×2=0.1t/m
強度計算荷載組合:q=Σqn=1.2×(0.26+2.1)+1.4×(0.14+0.1)=3.17t/m。
剛度計算荷載組合: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。
圖5 分配梁計算簡圖
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、鋼棒受力驗算
Ф140mm鋼棒材質為45#鋼。
根據主縱梁計算得:V1=-16.3×4.85=79.06t;V2=-16.3×4.85+16.3×(4.85+14.2/2)=115.73t
則單根鋼棒受力為:P=115.73/4=28.93t
將鋼棒受力簡化為承受集中荷載的懸臂梁進行驗算。
圖6 鋼棒計算簡圖
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、角鋼桁架驗算
桁架采用midas civil進行計算,荷載根據實際砼荷載考慮1.2倍安全系數后進行加載。
圖7 調坡架組合應力圖
計算得知最大組合應力為:σw=94.3Mpa<[sw]=140Mpa
圖8 調坡架剪應力圖
計算得知最大剪應力為:t=19.4Mpa<[t]=85Mpa
圖9 調坡架位移圖
計算得知最大位移為:f=0.34mm<[f]=440/400=1.1mm
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