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    • 水中現(xiàn)澆箱梁支架驗(yàn)算

         2006-09-22 中國路橋網(wǎng) 佚名 8570

       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(yàn)算支架,也就滿足了H橋,現(xiàn)就以C橋和B橋來進(jìn)行驗(yàn)算。
          一、C28-C29一跨支架驗(yàn)算
          1、荷載計(jì)算:
          查圖紙:C27-C30一聯(lián)三跨共計(jì)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(jì)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(jì)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(yàn)算
          C28-C29一跨擬采用4組8片貝雷梁作為主要構(gòu)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(shù)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(qiáng)度驗(yàn)算:
          取最不利受力情況,按簡支狀態(tài)來驗(yàn)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(qiáng)度公式可知:
          бmax=Mc/Wx=4.72×103/250×10-6=18.88MPa<[б]=210MPa強(qiáng)度符合要求
         (2)撓度驗(yàn)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(yàn)算:
         (1)荷載計(jì)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(qiáng)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(qiáng)度計(jì)算
          查計(jì)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(tài)來進(jìn)行驗(yàn)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(qiáng)度計(jì)算
          由公式可知:
          бmax=Mc/Wx=1326.9×103/15398.3×10-6=86.2MPa<[б]=210MPa強(qiáng)度符合要求
          撓度計(jì)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(jì)算:
          支點(diǎn)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(shí)際受力情況,取等跨連續(xù)梁來進(jìn)行驗(yàn)算
          最大彎矩計(jì)算:
          M=Km•qL2:取彎矩系數(shù)Km=0.07
          則:M==Km×qL2=0.07×3.899×10×16.52=743.1KN•m
          撓度計(jì)算:取撓度系數(shù)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(jì)算:
          取剪力系數(shù)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(shù)K≈1.22
          4、C28-C29跨中臨時(shí)支墩上橫梁計(jì)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(jié)構(gòu),立柱頂標(biāo)高由橋下凈空來控制
         (1)荷載計(jì)算:
          臨時(shí)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(jì)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(gè)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(shí)鉆孔樁樁長計(jì)算
          a、每根樁所承受的軸向壓力計(jì)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(fā),取K=2的安全系數(shù):則p=86.754×2=173.508T≈1735.08KN
          b、樁長計(jì)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(shù)確定
         (1)臨時(shí)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(shù)
              取λ=0.85
         (3)考慮孔底沉淀淤泥影響的清孔系數(shù):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(shù):取k2=3
         (7)γ2;壩基橋附近土層:eo=0.8~0.085,查地質(zhì)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(shí)際365JT施工時(shí)取樁長為15m來施工。
          6、B橋支架驗(yàn)算
          1)荷載計(jì)算:
          因B橋詳細(xì)的施工圖未到,根據(jù)施工365JT設(shè)計(jì)圖及參考其它現(xiàn)澆箱梁圖紙以B29-B30一跨來計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算
          B29-B30一跨其寬度最寬,而以B30-B31一跨跨徑最大,所以在計(jì)算時(shí),以B29-B30一跨的荷載來驗(yàn)算B30-B31一跨的貝雷梁。
         (1)計(jì)算跨徑確定
          在施工時(shí),根據(jù)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(shí)鉆孔樁并未布置在跨中,而是偏向于B30#墩,因此根據(jù)支架設(shè)計(jì),取貝雷梁計(jì)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(tài)來驗(yàn)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(qiáng)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(yàn)算:
          Q=RA=RB=qL/2=(61.59×13.5)/2=415.733KN< Q允=490.5KN符合要求,根據(jù)實(shí)際情況,按不等跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算
          利用簡便公式求:
          n=L1/L2=13.5/10.5=1.286
          取n=1.3
          ∵M(jìn)1=Km×qL12=0.053×61.59×10.52=359.886KN
          ∴M=359.886KN•m
          剪力驗(yàn)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(diǎn)處對貝雷梁應(yīng)予以加強(qiáng)

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