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水中現澆箱梁支架驗算

   2006-09-22 中國路橋網 佚名 11120

 B、C、H三線橋中,以C28-C29一跨,跨徑最大,而以B29-B30一跨橋面最寬,位于變截面段,在同樣條件下,以B橋和C橋來驗算支架,也就滿足了H橋,現就以C橋和B橋來進行驗算。
    一、C28-C29一跨支架驗算
    1、荷載計算:
    查圖紙:C27-C30一聯三跨共計砼用量為506m3,則平均每米砼用量為:4.961T/m,砼自比重按ρ=2.5T/ m3來計算,則平均每米箱梁自重為:12.402T,綜合考慮:對砼比重按ρ=2.8T/ m3來計算,則包含了上部底模,方木和部份支架的重量,則平均每延米箱梁重量為:q1=13.891T/m。
    2、頂層I20b工字鋼驗算
    C28-C29一跨擬采用4組8片貝雷梁作為主要構件,四組貝雷梁平均間距為1.6m,(具體布置見附圖),其上鋪一層長度為10m,縱橋向間距為1m的I20b工字鋼,用作支承方木用。
    一跨34m,則所需10m長I20b工字鋼根數約為32根,則平均分配到每根I20b工字鋼上的均布荷載為:
    q2=(13.891×34)/(32×10)=1.476T/m
   (1)強度驗算:
    取最不利受力情況,按簡支狀態來驗算
    查表得I20b工字鋼:Ix=2500cm4  Wx=250 cm
    跨中最大彎矩為:
    Mc=1/8qL2=1/8×1.476×1.62=0.472T•m≈4.72KN•m
    由強度公式可知:
    бmax=Mc/Wx=4.72×103/250×10-6=18.88MPa<[б]=210MPa強度符合要求
   (2)撓度驗算:
    因受均布荷載,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撓度符合要求
    3、C28-C29四組縱橋向貝雷梁驗算:
   (1)荷載計算:
    a、I20b工字鋼以上部分重量:按取ρ=2.8T/m3來考慮,已包括了該部分重量,則重量:G1=13.891×34=472.3T
    b、32根I20b工字鋼重量:
    G2=32×10×0.0311=9.952T
    c、四組貝雷梁自重:
    取貝雷梁上下加強則平均每片貝雷梁自重為:450公斤
    則一組36m長貝雷梁重量為:8.1噸
    則四組36m貝雷梁重量為:G2=0.45×2×9×4=32.4T
    d、平均分配到每延米雙排單層貝雷梁上的均布荷載為:
    q3=(472.3+9.952+32.4)/(4×33)=3.899T/m
   (2)強度計算
    查計算手冊,雙層單排貝雷梁:Ix=1154868.8cm4  Wx=15398.3cm3
    a、按最不利受力情況,簡支狀態來進行驗算:
    跨中彎距Mc:
    Mc=1/8qL2=1/8×3.899×16.52=132.69T•m≈1326.9KN•m
    查手冊,雙排單層貝雷梁允許最大彎距為:M=3375KN•m
    Mc=1326.9KN•m<M允=3375KN•m符合要求
    強度計算
    由公式可知:
    бmax=Mc/Wx=1326.9×103/15398.3×10-6=86.2MPa<[б]=210MPa強度符合要求
    撓度計算:
    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
    剪力計算:
    支點處剪力為:QA=qL/2=(16.5×3.899×10)/2=321.7KN
    雙排單層貝雷梁允許剪刀Q允=490.5KN,QA<Q允符合要求
    b、按實際受力情況,取等跨連續梁來進行驗算
    最大彎矩計算:
    M=Km•qL2:取彎矩系數Km=0.07
    則:M==Km×qL2=0.07×3.899×10×16.52=743.1KN•m
    撓度計算:取撓度系數Kw=0.521
    則有: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
    剪力計算:
    取剪力系數Kv=0.625
    Q=Kv•qL=0.625×3.899×10×16.5=402.1KN<490.5KN符合要求
    安全系數K≈1.22
    4、C28-C29跨中臨時支墩上橫梁計算
    C28-C29跨中擬布置一排兩根φ1cm的鉆孔樁,樁中心間距為5m,采用樁柱式結構,立柱頂標高由橋下凈空來控制
   (1)荷載計算:
    臨時支墩上擬采用4根9m長的I30b工字鋼:
    查手冊:I30b工字鋼:Ix=9400cm4  Wx=627cm3
    橫梁以上部分總重為:G3=472.3+9.952+32.4=514.652
    共計有三組橫梁,則平均每組橫梁所受荷載為:G4=514.652/3=171.6T
    4根9m長I30b工字鋼自重為:G5=4×9×0.053=1.908T
    則平均每根I30b上所受荷載為:q4=0.053T/m
    四個集中荷載:
    P1=P2=P3=P4=171.6/4=42.9T≈429KN
    RA=RB=(171.6+1.908)/2=86.752T≈867.54KN
    則跨中彎矩
  &

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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工字鋼拼焊成一根整梁,按單根來算
    Mc=[б] ×Wx=210×109×327×10-6=131.67 KN•m
    總彎矩為:Mc=47.5KN,而4根I30b工字鋼所能承受最大彎矩為:
    M允=4×131.6=526.4 KN•m>Mc447.5 KN•m
    所以采用4根I30b工字鋼作橫梁符合要求
    5、C28-C29一跨跨中臨時鉆孔樁樁長計算
    a、每根樁所承受的軸向壓力計算:
    平均每根樁所受軸壓為p=(171.6+1.908)/2=86.754噸
    從安全角度出發,取K=2的安全系數:則p=86.754×2=173.508T≈1735.08KN
    b、樁長計算按單樁軸向受壓容許承載力公式反算
    公式為:[p]=1/2UΣLiτi+λMoA{[бo]+K2γ2(h-3)}
    反算則可求出樁長h:
    c、參數確定
   (1)臨時樁樁徑采用1.0m,則周長取C=2πr=π×1.3=4.084m
   (2)λ:樁入土長度影響的修正系數
        取λ=0.85
   (3)考慮孔底沉淀淤泥影響的清孔系數:取mo=0.7
   (4)A:樁底截面積:A=πr2=π×(0.52)2=0.85m2
   (5)[бo]:樁底取處土的容許承載力:
        取[бo]=170KPa
   (6)k2:地基土容許承載力隨深度的修正系數:取k2=3
   (7)γ2;壩基橋附近土層:eo=0.8~0.085,查地質資料:取γ2=19KN/m3
   (8)τ:極限摩阻力: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
    實際365JT施工時取樁長為15m來施工。
    6、B橋支架驗算
    1)荷載計算:
    因B橋詳細的施工圖未到,根據施工365JT設計圖及參考其它現澆箱梁圖紙以B29-B30一跨來計算,求到該跨箱梁平均截面積為9.877m2。
    按砼比重ρ=2.5T/m3來計算
    則一延米箱梁砼重量為:q=9.877×2.5 T/m3≈24.603T/m
    考慮到支架上部還有一部分碗扣支架與箱梁模板等,取ρ=2.8T/m3來計算,則每延米砼重量為:q1=9.877×2.8=27.656T/m
    2)B29-B30一跨貝雷梁計算
    B29-B30一跨其寬度最寬,而以B30-B31一跨跨徑最大,所以在計算時,以B29-B30一跨的荷載來驗算B30-B31一跨的貝雷梁。
   (1)計算跨徑確定
    在施工時,根據航道部門要求,在河道中需留有一條6m寬的河道,故B30至B31墩的臨時鉆孔樁并未布置在跨中,而是偏向于B30#墩,因此根據支架設計,取貝雷梁計算跨徑為:13.5m
   (2)荷載確定
    B30-B31一跨貝雷梁擬采用5組雙排單層貝雷梁
    ①砼重量:
    該跨跨為25m,則該跨砼重量為:G1=27.656×25=691.4噸
    ②5組貝雷梁自重為:
    G2=0.45×2×5×8=36T
   (3)貝雷梁上I20b工字鋼重量:
    取I20b工字鋼平均長度為16m,跨徑為25m,則有I20工字鋼重量為:G3=25×15×0.0311=11.663T
    則平均分配到每延米貝雷梁上的均布荷載為:
    q2=(G1+G2+G3)/L=(691.4+36+11.663)/5×24=739.063/120=6.159T/m
    按最不利情況簡支狀態來驗算貝雷梁
    跨中彎矩:Mc=1/8qL2
    ∴Mc=0.125×6.159×10×13.52=1403.1KN•m
    查手冊,得
    雙排單層貝雷梁:
    Ix=1154868.8cm4  Wx=15398.3cm3  M允=3370KN
    Mc< M允彎矩符合要求
    бmax=Mc/Wx=1403.1×103/15398.3×10-6=91.12MPa<[б]=210MPa強度符合要求
    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
    剪力驗算:
    Q=RA=RB=qL/2=(61.59×13.5)/2=415.733KN< Q允=490.5KN符合要求,根據實際情況,按不等跨連續梁進行計算
    利用簡便公式求:
    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
    剪力驗算:(查手冊可得)
    Q=0.784×61.89×13.5=655.044KN
    Q>Q允=490.5KN,故在C支點處對貝雷梁應予以加強

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