35+50+35米钢箱梁计算书
- 格式:docx
- 大小:114.79 KB
- 文档页数:8
梁配筋计算梁截面、材料信息梁宽度b= 250 mm梁高度h= 600 mmas= 60 mm a's= 35 mmh0= 540 mm梁自重 3.75 kN/m混凝土选用 C 30fc= 14.3 N/㎜2 a1= 1ft= 1.43 N/㎜2 b1= 0.8钢筋选用 2 其中,1; HPB235级钢2; HRB335级钢3; HRB400级钢fy=f'y= 300 N/㎜2 ξb= 0.550A)单筋矩形截面在纵向受拉钢筋达到充分发挥作用或不出现超筋破坏所能承受的最大弯矩设计值Mu,max= 415.68 kNmB)单筋矩形截面已知弯矩求配筋M实际= 128 kNm845.69 ㎜2取钢筋直径¢= 18 实取 4 根实配钢筋面积AS= 1017.88 mm2 OK!Asmin= 322.5 < AsAsmax= 3539.7 > AsC)双筋矩形截面已知弯矩求配筋M实际= 243 kNm < Mu,max受压区砼和相应的一部分受力钢筋As1的拉力所承担的受弯承载力Mu1 Mu1=Mu,max= 415.68 kNm= 3539.25 ㎜2由受压钢筋及相应的受拉钢筋承受的弯矩设计值为Mu2=M-Mu1= -172.68 kNm因此所需的受压钢筋为-1139.83 ㎜2与其对应的那部分受拉钢筋截面面积为As2=A's= -1139.83 ㎜2纵向受拉钢筋总截面面积As=As1+As2= 2399.42 ㎜2受拉钢筋取钢筋直径¢= 20 实取 9 根实配钢筋面积AS= 2827.43 mm2 OK!受压钢筋取钢筋直径¢= 12 实取 2 根实配钢筋面积AS= 226.19 mm2 OK!验算受压区高度x=fyAs1/(α1fcb)= 297.00 mm2α's= 70.00 mm ≤ x OK!D)双筋矩形截面已知弯矩和受压钢筋求受拉配筋M实际= 80 kNm > Mu,max已知: A's= 942.48 3 ¢ 20为充分发挥受压钢筋A's的作用,取As2=A's= 942.48 mm2Mu2=f'yA's(h0-a's)= 142.79 kNm由弯矩Mu1按单筋矩形截面求As1Mu1=M-Mu2= -62.79 kNm因此所需的受压钢筋为-376.55 ㎜2纵向受拉钢筋总截面面积As=As1+As2= 565.93 ㎜2受拉钢筋取钢筋直径¢= 20 实取 8 根实配钢筋面积AS= 2513.27 mm2 OK!验算受压区高度x=fyAs1/(α1fcb)= -31.60 mm 2α's= 70 mm > x NO。
龙门架计算书(35mT 梁龙门架)本龙门架横梁为6排双加强贝雷片组成,门架脚架由两根格构柱组成,门架采用两台电机驱动自行式移动系统。
对本门架进行如下简化计算,横梁拟用简支梁进行计算,脚架按受压格构柱进行计算,斜撑起稳定作用不作受力计算。
一、门架横梁计算 1、荷载计算横梁自重:m kg q /10272424654=÷= 天平及滑轮自重:kg P 9801= 35mT 梁自重(一半):kg P 545602= 23(1l P M ==4111l P M =4122ql M =8123M =∑考虑安全系数为1.5m kg M ⋅=⨯=5808983872655.1max(2)((V V P V =⎢⎣⎡=⎢⎣⎡=V 1max =46342840235706cm W =⨯⨯=考虑6排贝雷片荷载不均匀系数为0.922max 1507428409.010580898kw M =⨯⨯==σ剪力较小完全满足要求,计算略。
5、上弦杆受压局部稳定验算一片双加强贝雷上弦受压压力为kg N 76797248.251507=⨯⨯= 422067548.2526.3962cm I x =⨯⨯+⨯=296.50248.25cm A =⨯=()32171296.501.452.16.254cm I y =⨯++⨯=cm A I r xx 37.696.502067===cm AI r y y 80.596.501712===贝雷片横向每3.0M 设一支撑架,所以取cm lox cmloy 75300==x y y x x r loy r lox λλλ>======7.518.53008.1137.675由794.07.51==ϕλ查表得稳定系数y[]2/2450189896.50794.076797cm kg kg A N =<=⨯==σϕσ 横梁上弦压杆稳定符合要求龙门架跨度23m 小于20×1.2=24m 6、横梁挠度计算取集中荷载作用于跨中进行计算 单片贝雷片惯性矩 4250500cm I = 弹性模量 26/101.2cm kg E ⨯=6片双加强贝雷惯性矩 4610006.325050012cm E ⨯=⨯= 按简支梁进行计算:(1)在集中力作用下(P 1+P 2)挠度cm EI Pl f 23.2101.2210503.148230055540486633=⨯⨯⨯⨯⨯⨯== (2)在均匀自重荷载作用下挠度cm EI ql f 59.010503.1101.2384230027.105384566442=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==以上挠度合计cm f f f 82.259.023.221=+=+=㈠12V 1=M M m kg M ⋅=13582max Ⅰ25自重弯矩略横梁轴力 kg V N 724491.80cos 4585191.80cos 1=︒⨯=︒⋅= 最大剪力 kg Q 30183905526191.80sin 45851=⨯-︒⨯= 3、强度计算 ⑴弯应力222max /2100/16918.8021013582cm kg cm kg W M w <=⨯==σ⑵剪应力22/1250/7558.025230183cm kg cm kg d h Q <=⨯⨯=⋅≈τ ⑶正应力2/7551.4827244cm kg A N N =⨯==σ 门架脚架横梁符合要求 ㈡脚架计算门架的脚架所受压力 N=45851kg 1.强度计算22/2100/1303797.8445851cm kg cm kg A N <=⨯==σ 符合要求2.整体稳定验算1'44⨯+I =I =I A x y x .8496.394⨯+⨯=I x 46148cm x =I取cm loy lox 750==79.846148⨯===AI i i xy x 572.13750====x y x i lox λλ 4402=⋅+==λλx A x x oyox 根据ox λ818.0=ϕ22/2100/159479.84818.045851cm kg f cm kg A N =<=⨯⨯==ϕσ 整体稳定符合要求。
箱梁预制及存放台座设置及验算1、后张法预应力箱梁台座设置及其验算1、1台座设置(1)对台座基础的地基进行加强处理,使台座基底承载力≥150Kpa。
(2)台座基础两端 2.0m范围下挖50cm台座基础,宽1.6m,中间基础部分宽 1.6m,30cm厚,并布筋浇注C30混凝土;台座部分配置结构钢筋,浇筑20cm厚混凝土,台座顶面采用小石子混凝土调平,并用4x4cm角钢包边,防止边角破坏。
底模采用1m宽8mm厚的大块钢板平铺,并且与台座连接成整体。
用3m靠尺及塞尺检测平整度,偏差控制2mm以内,确保钢板接缝严密、光滑平顺。
台座施工预留模板对拉螺栓孔间距50cm。
(3)箱梁采用两台50t龙门吊起吊。
在梁底台座预留吊装孔,吊点位置距梁端1m。
20m和25m预制箱梁共用台座设置4个吊装孔洞。
(4)为了保证桥梁平顺,在20m(25m)箱梁台座跨中设向下13mm的预拱度,从跨中向梁端按抛物线过渡设置。
施工时可根据实际情况进行适当调整。
(5)预制台座间距为3m,以便吊装模板。
1.2台座受力验算按25m箱梁对台座受力进行验算。
单片箱梁重量=27.275×2.6=70.915t。
模板重量=12t,小箱梁底面面积为:1×24.84=24.84m2,则台座所受压强=(70.915+12)×1000×10/24.84=0.0334MPa,小于台座强度30MPa。
张拉完毕后受力面积取 2 m2,则台座所受压强=(70.915+12)×10×1000/2=0.42MPa,小于台座强度30MPa。
台座两端地基承载力压强需达到0.42 MPa×1/(2×1.6)=131.25Kpa。
施工时夯实地基并铺设碎石垫层使其满足要求。
2、箱梁存梁区台座设计及验算2.1箱梁存梁区台座设计台座枕梁采用C30混凝土(计算中枕梁视为刚性构件),箱梁存梁用枕梁尺寸为0.8m×0.4m×7.5m见下图:(验算以25米箱梁进行验算,其余20米箱梁的存梁用枕梁采用同25米箱梁存梁用枕梁相同的结构), 25米箱梁最大一片砼方量为27.275m3,钢筋砼比重取26KN/m3,最高放置两层,则存梁荷载F=27.275×26×2/2=709.15KN。
A 匝道桥第一联计算书1 普通钢筋混凝土箱梁纵向验算 1.1 荷载组合短期效应组合:永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合长期效应组合:永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合 标准组合:作用取标准值,汽车荷载考虑冲击系数基本组合:永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合偶然组合: 永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合1.2 验算规则1.2.1 裂缝宽度验算新《公桥规》第6.4条规范以及《城市桥梁设计规范》 A.0.3 3) 条规范: 1.2.1.1 钢筋混凝土构件,在正常使用极限状态下的裂缝宽度,应按作用(或荷载)短期效应组合并考虑长期效应影响进行验算。
1.2.1.2 钢筋混凝土构件 其计算的最大裂缝宽度不应超过下列规范的限值:1)Ⅰ类和Ⅱ类环境 0.25mm 2)Ⅲ类和Ⅳ类环境 0.15mm1.2.1.3 矩形、T 行和I 形截面钢筋混凝土构件,其最大裂缝宽度W fk 可按下列公式计算:12330()0.2810SSfk SSdW C C C E σρ+=+ (mm )0()S Pf fA A bh b b h ρ+=+−1.2.2 正截面抗弯承载力验算新《公桥规》第5.2.2条规范:矩形截面或翼缘位于受拉边的T 形截面受弯构件,其正截面抗弯承载力计算应符合以下规定:()()()'''''''000002d cd sd s s pd p p p x M f bx h f A h a f A h a γσ⎛⎞≤−+−+−−⎜⎟⎝⎠混凝土受压区高度x 应按下式计算:()'''''sd s pd p cd sd s pd po p f A f A f bx f A f A σ+=++−1.2.3 斜截面抗剪承载力验算新《公桥规》第5.2.7条规范:矩形、T 形和I 形截面的受弯构件,当配置箍筋和弯起钢筋时,其斜截面抗剪承载力计算应符合下列规定:0d cs sb pb V V V V γ≤++31230.4510cs V bh ααα−=×30.7510sin sb sd sb s V f A θ−=×∑ 30.7510sin pb pd pb p V f A θ−=×∑新《公桥规》第5.2.9条规范:矩形、T 形和I 形截面的受弯构件,其抗剪截面应符合下列要求:000.5110d V γ−≤× ()kN1.3 计算模型4x20m (8.0m 宽)箱梁纵向计算模型1.4 正常使用极限状态裂缝验算短期效应组合弯矩图(kN*m )短期效应组合裂缝图(kN*m )经计算,最大负弯矩处裂缝宽度为0.12mm ,最大正弯矩处裂缝宽度为0.16mm ,均符合规范要求。
50米连续箱梁造桥机初步设计计算书本设计计算涉及到的造桥机均为下承式造桥机,主梁为钢箱梁结构,导梁为钢结构,横梁采用加工的H 型钢,外模板采用大块钢模,内模采用竹胶板的结构形式。
结构形式:钢箱梁截面形式:1.6米*3.2米底板厚20mm,侧板厚15mm,采用A3钢;钢导梁截面特性:截面惯性矩也为钢箱梁的70%,A3钢;横梁型钢: H型钢,采用20mm的钢板制作,宽高为150mm*550mm,A3钢(一)短导梁造桥机计算假定:1.外模板的重量为:100 kg/m22.导梁单位长度上的重量为主梁的70%;3.模板重量均匀地分布4.在工字钢上;一、基本参数计算一)钢箱梁计算(一条主梁)q1=7.85*(1.6*0.02*2+3.16*0.0015*2)*1=1.247 T/M=12.47 kn/mI=(1.6*3.23-1.57*3.163)/12=0.240686 m4W=2I/h=2*0.240686/1.6=0.30086 m3SZ=0.03*3.16*3.16/8+1.6*0.02*3.18/2=0.088326 M3(按工字钢截面计算)SZ /IZ=0.088326/0.240686=36.7 cm二)导梁自重计算(一条)q 2=q1*70%=12.47*0.7=8.73 kn/m三)横梁自重计算q3=78.5*(0.15*0.02*2+0.55*0.02*2)=2.2 kn/m I=(0.15*0.553-0.13*0.513)/12=771162 cm4W=2I/H=2*771162/55=28042 cm3SZ=0.02*0.51*0.51/8+0.15*0.02*0.55/2 =1475.25 cm3(按工字钢截面计算)SZ /IZ=0.088646/0.240686=1/522.7 cm四)纵桥向每米的外模板重量q4=1(3.17*2+2.19*2+5.56)=16.28 kn/m五)内模计算内模重量按30 kg/m2计算q5=0.3*5.14=1.54 kn/m六)箱梁横断面混凝土分布(取平均值简化后,混凝土容重25 kn/m3)二、模板受力计算(用6mm钢板)1.箱梁腹板位置模板受力计算(不计模板自重)纵桥向荷载分布:q=65*0.4*1=26 kn/mMmax=ql2/8=0.125*26*32=29.25 kn.m由 W=Mmax/[σ]=29250/215000000=136.05 cm3f=5ql4/(384EI)≤L/400=7.5mm 得f=5ql4/(384EI)=5*29250*81/(384*210*109*I) ≤L/400=7.5mm∴I≥1.469*10-7/0.0075=1958.7 cm4根据以上结果查得用2条I16工字钢满足要求I=1130*2=2260 cm4W=141*2=282 cm3IX /SX=13.8 cm b=8.8 mm截面复核σ=Mmax/W=29250/(282*10-6)=103 Mpa<[σ]=215 Mpaτ=QSX /(IXb)=26000*3/2/(138*2*8.8)=16.06 Mpa <[τ]=125 Mpaf=5ql4/(384EI)=5*29250*81/(384*210*109*2260*10-8) =6.5 mm≤L/400=7.5mm符合要求2.箱梁底板位置模板受力计算q=12.5*4.76+1*4.76+0.3*4.76=66.12 kn/mMmax=ql2/8=0.125*66.2*9=74.5 kn.m由 W=Mmax/[σ]=74500/215000000=346.5 cm3f=5ql4/(384EI)≤L/400=7.5mm 得f=5ql4/(384EI)=5*74500*81/(384*210*109*I) ≤L/400=7.5mm ∴I≥4988.8 cm4根据以上结果查得5条I16工字钢满足要求I=1130*5=5650 cm4W=141*5=705cm3IX /SX=13.8 cm b=8.8 mm截面复核σ=Mmax/W=74500/(705*10-6)=106 Mpa<[σ]=215 Mpaτ=QSX /(IXb)=66120*3/2/(138*5*8.8)=16.3 Mpa <[τ]=125 Mpaf=5ql4/(384EI)=5*74500*81/(384*210*109*5650*10-8)=6.6 mm≤L/400=7.5mm符合要求3.翼板位置模板受力计算q=7.5*3.54+1*3.54=30.1 kn/mMmax=ql2/8=0.125*30.1*9=33.9 kn.m由 W=Mmax/[σ]=33900/215000000=157.7 cm3f=5ql4/(384EI)≤L/400=7.5mm 得f=5ql4/(384EI)=5*33900*81/(384*210*109*I) ≤L/400=7.5mm ∴I≥2030.5 cm4根据以上结果查得3条I16工字钢满足要求I=1130*3=3390 cm4W=141*3=423cm3IX /SX=13.8 cm b=8.8 mm截面复核σ=Mmax/W=33900/(423*10-6)=80.1 Mpa<[σ]=215 Mpaτ=QSX /(IXb)=30100*3/2/(138*3*8.8)=12.4 Mpa <[τ]=125 Mpaf=5ql 4/(384EI)=5*33900*81/(384*210*109*3390*10-8)=5.0 mm ≤L/400=7.5mm符合要求三、主梁不同工况受力计算工况一:主梁拼装完成状态(外模板系统安装完成)R A1=(25*8.73*65.3+3*12.47*51.5+20.6*50*25-20.6*4.5*9-12.47*1*9.5-8.73*25*22.5)/50=722.2 knR B1=(59*20.6+50*8.73+12.47*4)-722.2 =980.7 knM A1=-25*8.73*(3*25/2)-12.47*3*3/2 =-3440 kn/mM b1=-25*8.73*(10+12.5)-10*12.47*5-8.13*9*4.5=-5863.4 kn/mM C1=M D1=-25*8.73*12.5=2728.13 kn/m钢箱梁抗弯、抗剪验算σ=M/W=5863.4*106/300860000=19.5 Mpa<[σ]=215 Mpaτ=QS X /(I X b)=577000*/(367*30)=52.4 Mpa <[τ]=125 Mpa工况二、(在第一跨浇注混凝土)R A2=3787.2 kn ↑R B2=4030.3 kn ↑M A2=M A1=-3440 kn/mM b2=M b1-105.09*9*4.5=-5863.4-4256.1=-10119.5 kn/mMC21=M D2=-25*8.73*12.5=2728.13 kn/m 跨中弯矩:M=(-3440-10119.5)/2+0.125*502*105.09=26060.88 kn.mσ=M/W=26060.88*106/300860000=86.6 Mpa<[σ]=215 Mpaτ=QS X /(I X b)=3626600/(367*30)=329.4 Mpa >[τ]=125 Mpa对钢箱梁要进行局部的加强工况三、(造桥机前移到悬臂最大时)RA3=211.64 kn ↑RB3=1490.14 kn ↑MA3=13*8.73*6.5=737.7 kn/mMC3=25*8.73*12.5-211.64*12=188.46 kn/mME3=12.47*3*1.5+25*8.75*15.5-211.64*15=264.39 kn/mMB3=8.73*25*37.5+12.47*1*24.5+20.6*24*12=14422.69 kn/mMD3=-25*8.73*12.5=2728.13 kn/mσ=M/W=14422.69*106/300860000=47.9 Mpa<[σ]=215 Mpaτ=QSX /(IXb)=765020/(367*30)=69.5 Mpa <[τ]=125 Mpa工况四、(浇注普通箱梁梁段时)R A4=2336.8 kn R B4=5677.52 knM A4=M A2=-3440 kn/m M B4=M B2= -10119.5 kn/m工况四中AB两点之间的荷载小于工况二中AB两点之间的荷载,因此不进行详的弯剪计算,只对B点的剪力进行计算。
箱梁预制及存放台座设置及验算1、后张法预应力箱梁台座设置及其验算1、1台座设置(1)对台座基础的地基进行加强处理,使台座基底承载力≥150Kpa。
(2)台座基础两端2.0m范围下挖50cm台座基础,宽1.6m,中间基础部分宽1.6m,30cm厚,并布筋浇注C30混凝土;台座部分配置结构钢筋,浇筑20cm厚混凝土,台座顶面采用小石子混凝土调平,并用4x4cm角钢包边,防止边角破坏。
底模采用1m宽8mm厚的大块钢板平铺,并且与台座连接成整体。
用3m靠尺及塞尺检测平整度,偏差控制2mm以内,确保钢板接缝严密、光滑平顺。
台座施工预留模板对拉螺栓孔间距50cm。
(3)箱梁采用两台50t龙门吊起吊。
在梁底台座预留吊装孔,吊点位置距梁端1m。
20m和25m预制箱梁共用台座设置4个吊装孔洞。
(4)为了保证桥梁平顺,在20m(25m)箱梁台座跨中设向下13mm的预拱度,从跨中向梁端按抛物线过渡设置。
施工时可根据实际情况进行适当调整。
(5)预制台座间距为3m,以便吊装模板。
1.2台座受力验算按25m箱梁对台座受力进行验算。
单片箱梁重量=27.275×2.6=70.915t。
模板重量=12t,小箱梁底面面积为:1×24.84=24.84m2,则台座所受压强=(70.915+12)×1000×10/24.84=0.0334MPa,小于台座强度30MPa。
张拉完毕后受力面积取 2 m2,则台座所受压强=(70.915+12)×10×1000/2=0.42MPa,小于台座强度30MPa。
台座两端地基承载力压强需达到0.42 MPa×1/(2×1.6)=131.25Kpa。
施工时夯实地基并铺设碎石垫层使其满足要求。
2、箱梁存梁区台座设计及验算2.1箱梁存梁区台座设计台座枕梁采用C30混凝土(计算中枕梁视为刚性构件),箱梁存梁用枕梁尺寸为0.8m×0.4m×7.5m见下图:(验算以25米箱梁进行验算,其余20米箱梁的存梁用枕梁采用同25米箱梁存梁用枕梁相同的结构), 25米箱梁最大一片砼方量为27.275m3,钢筋砼比重取26KN/m3,最高放置两层,则存梁荷载F=27.275×26×2/2=709.15KN。
箱梁预制及存放台座设置及验算1、后张法预应力箱梁台座设置及其验算1、1台座设置(1)对台座基础的地基进行加强处理,使台座基底承载力≥150Kpa.(2)台座基础两端2.0m范围下挖50cm台座基础,宽1。
6m,中间基础部分宽1.6m,30cm厚,并布筋浇注C30混凝土;台座部分配置结构钢筋,浇筑20cm厚混凝土,台座顶面采用小石子混凝土调平,并用4x4cm角钢包边,防止边角破坏。
底模采用1m宽8mm厚的大块钢板平铺,并且与台座连接成整体。
用3m靠尺及塞尺检测平整度,偏差控制2mm以内,确保钢板接缝严密、光滑平顺.台座施工预留模板对拉螺栓孔间距50cm。
(3)箱梁采用两台50t龙门吊起吊。
在梁底台座预留吊装孔,吊点位置距梁端1m。
20m和25m预制箱梁共用台座设置4个吊装孔洞.(4)为了保证桥梁平顺,在20m(25m)箱梁台座跨中设向下13mm的预拱度,从跨中向梁端按抛物线过渡设置。
施工时可根据实际情况进行适当调整。
(5)预制台座间距为3m,以便吊装模板。
1。
2台座受力验算按25m箱梁对台座受力进行验算。
单片箱梁重量=27.275×2。
6=70。
915t。
模板重量=12t,小箱梁底面面积为:1×24.84=24.84m2,则台座所受压强=(70.915+12)×1000×10/24。
84=0.0334MPa,小于台座强度30MPa。
张拉完毕后受力面积取 2 m2,则台座所受压强=(70.915+12)×10×1000/2=0.42MPa,小于台座强度30MPa。
台座两端地基承载力压强需达到0.42 MPa×1/(2×1。
6)=131.25Kpa。
施工时夯实地基并铺设碎石垫层使其满足要求。
2、箱梁存梁区台座设计及验算2.1箱梁存梁区台座设计台座枕梁采用C30混凝土(计算中枕梁视为刚性构件),箱梁存梁用枕梁尺寸为0。
8m×0。
(一)孔径及净空净跨径L 0 = 6.00m 净高h 0 = 3.00m(二)设计安全等一级结构重要性系数r 0 =1.1(三)汽车荷载荷载等级公路 —Ⅰ级(四)填土情况涵顶填土高度H = 1.5m 土的内摩擦角Φ =35°填土容重γ1 =19kN/m 3地基容许承载力[σ0] =260kPa(五)建筑材料普通钢筋种类HRB335主钢筋直径22mm 钢筋抗拉强度设计值f sd =280MPa 钢筋弹性模量E s =200000MPa涵身混凝土强度等级C30涵身混凝土抗压强度设f cd =13.8MPa 涵身混凝土抗拉强度设f td = 1.39MPa 钢筋混凝土重力密度γ2 =25kN/m 3基础混凝土强度等级C20混凝土重力密度γ3 =24kN/m 3(一)、截面尺寸拟顶板、底板厚度δ =0.5m C 1 =0.15m 侧墙厚度t =0.5m C 2 =0.15m 横梁计算跨径L P = L 0+t= 6.5m L = L 0+2t=7m 侧墙计算高度h P = h 0+δ= 3.5m h = h 0+2δ =4m 基础襟边 c =0.1m 基础高度 d =0.1m 基础宽度B =7.2m图 L-01(一)恒载恒载竖向压力p 恒 = γ1H+γ2δ =41.00kN/m 2恒载水平压力顶板处e P1 = γ1Htan 2(457.72kN/m 2底板处e P2 = γ1(H+h)tan228.32kN/m 2钢 筋 混 凝 土 箱 涵 结 构 设 计一 、 设 计 资 料二 、 设 计 计 算三 、 荷 载 计 算(二)活载汽车后轮着地宽度一个汽车后轮横向分布> 1.3/2 m > 1.8/2 m故车轮压力扩散线相重 a =(0.6/2+Ht3.100m同理,纵向,汽车后0.2/2+Htan30°=0.966 m > 1.4/2 m故 b =(0.2/2+Ht 1.400m ∑G =140kN 车辆荷载垂直压力q 车 = ∑G/(a×b)32.26kN/m 2车辆荷载水平压力e 车 = q 车tan 2(45°8.74kN/m 2(一)构件刚度比K =(I 1/I 2)×0.54(二)节点弯矩和1、a种荷载作用下 (图涵洞四角节点弯矩M aA = M aB = M aC =-1/(K+1)·pL P 2/12横梁内法向力N a1 = N a2=0侧墙内法向力N a3 = N a4=pL P /2恒载p = p 恒 =41.00kN/m 2M aA = M aB= M aC =-93.83kN ·m N a3 = N a4=133.25kN 车辆荷载p = q 车 =32.26kN/m 2M aA = M aB= M aC =-73.82kN ·m 图 L-02N a3 = N a4=104.84kN2、b种荷载作用下 (图M bA = M bB = M bC =-K/(K+1)·ph P 2/12N b1= Nb2=ph P/2N b3 = N b4=0恒载p = e P1 =7.72kN/m 2M bA = M bB= M bC =-2.76kN ·m N b1 = N b2=13.52kN3、c种荷载作用下 (图图 L-03M cA = M cD =-K(3K+8)/[M cB = M cC =-K(2K+7)/[N c1 =ph P/6+(McA-M cB )/h P N c2 =ph P /3-(M cA -N c3 = N c4=0恒载p = e P2-e P1 =20.60kN/m 2M cA = M cD =-4.00kN ·m M cB= M cC=-3.36kN ·m N c1 =11.83kN N c2 =24.21kN图 L-044、d种荷载作用下 (图1.17 m0.6/2+Htan30°=四 、 内 力 计 算M dA =-[K(K+3)/[M dB =-[K(K+3)/[M dC =-[K(K+3)/[M dD =-[K(K+3)/[N d1 =(M dD-M dC )/h P N d2 =ph P -(M dD -M dC )/h P N d3 = N d4=-(M dB -M dC )/L P车辆荷载p = e 车 =8.74kN/m 2M dA =-16.68kN ·m M dB =10.09kN ·m M dC =-13.21kN ·m M dD =13.56kN ·m 图 L-05N d1 =7.65kN N d2 =22.95kN N d3 = N d4=-3.59kN5、节点弯矩、轴力计算(1)按《公路桥涵设计(2)按《公路桥涵设计(3)按《公件内力计1、顶板 (图L-06)x =L P /2P = 1.2p 恒+1.4q 车 =94.36kN N x = N 1 =46.19kN M x=M B +N 3x-271.64kN·m V x = Px-N 3=5.02kN2、底板 (图L-07)ω1 =1.2p 恒+1.4(q 车-=83.72kN/m 2ω2 =1.2p 恒+1.4(q 车=105.01kN/m 2x =L P /2N x = N 2 =84.94kN M x =M A +N 3x-ω1·x 2/2-=270.75kN ·m V x =ω1x+x 2(ω2-ω=-12.28kN3、左侧墙(图L-08)ω1 =1.4e P1+1.4e 车=23.05kN/m 2ω2 =1.4e P2+1.4e 车51.88kN/m 2x =h P /2N x = N 3 =301.65kNM x =M B +N 1x-ω1·x 2/2-=-172.20kN ·m V x =ω1x+x 2(ω2-ω=6.76kN 4、右侧墙(图L-09)ω1 =1.4e P1 =10.81kN/m 2ω2=1.4e P2 =39.65kN/m 2x =h P /2N x = N 4 =301.65kN图 L-08图 L-09图 L-06图 L-07M x =M C +N 1x-ω1·x 2/2-=-186.09kN ·m V x =ω1x+x 2(ω2-ω=-14.66kN5、构件内力汇总表(1)承载能(一)承载能力极1、顶板 (B-C)钢筋按左、右对称,用(1)跨中l 0 =6.50mh =0.50ma =0.05m h 0 =0.45mb =1.00mM d =271.64 kN ·m ,N d =46.19 kN , V d=5.02 kNe 0 = M d /N d=5.881i =h/121/2=0.144m五 、 截 面 设 计(3)采用上述计算方法,以及《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.1.7条规定,可得构件在正常使用极限状态下长期组合如下表:(2)采用上述计算方法,以及《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.1.7条规定,可得构件在正常使用极限状态下短期组合如下表:长细比l 0/i =45.03> 17.5由《公路钢筋混凝土及ξ1 =0.2+2.7e 035.483> 1.0 ,取ξ1 =1.00ξ2=1.15- 1.020> 1.0 ,取ξ2 =1.00η =1+(l 0/h)2ξ1ξη = 1.009由《公路钢筋混凝土及e = ηe 0+h/2-a 6.135mr 0N d e =f cd bx(h 0-x/2)311.73 =13800x(0.45-x/2)解得x =0.053 m≤ξb h 0 =0.56×0.45 =0.252 m 故为大偏心受压构件。
30米箱梁安装计算书1、作业吊车30m箱梁吊装选用汽车吊吊装施工,桥梁横跨高速公路,地质条件较好,经处理后能满足汽车吊施工要求.以30m箱梁为验算对象,边梁吊装重量为35。
4m3×2.6t/m3=92。
04吨(1)本工程30m箱梁采用双机抬吊机作业。
(Q主+Q副)K≥Q1+Q2根据设计图纸计算中梁最重按92.04吨,即Q1=92.04吨,考虑索具重量Q2=2。
0吨,K为起重机降低系数,取0。
75.即:Q主+Q副≥125。
39吨。
(2)起重高度计算H≥H1+H2+H3+H4式中 H——起重机的起重高度(m),停机面至吊钩的距离;H1-—安装支座表面高度(m),停机面至安装支座表面的距离;H2—-安装间隙,视具体情况而定,一般取0.2~0.3m;H3—-绑扎点至构件起吊后底面的距离(m);H4-—索具高度(m),绑扎点至吊钩的距离,视具体情况而定。
取H1=7米,H2=0.2米,H3=0。
95米,H4取3米。
选用起重机的起重高度H≥11.15米,起重高度取11。
5m。
(3)起重臂长度计算:l≥(H+h0-h)/sinα式中 l-—起重臂长度(m);H-—起重高度(m);h0——起重臂顶至吊钩底面的距离(m);h—-起重臂底铰至停机面距离(m),本工程取1m;α——起重臂仰角,一般取70°~77°,本工程取70°.l≥(11。
5—1)/sin(70°)=11。
17。
(4)吊车工作半径取6m,参考150吨汽车起重机起重性能表,可得(Q主+Q副)K≥Q1+Q2,即(80。
3+80。
3)×0。
75=120.45>94.04,所有综合考虑1)、2)、3)及起重机的工作幅度,选用两台150吨汽车吊满足施工要求。
12.0 29.829.829.227。
7 24.6 23。
3 21。
8 21.3 17.6 14.0 21.6 21.6 21。
6 21.621.4 20.4 19.5 17.4 16。
机场快速路连接线工程3x35m连续梁结构计算报告审查:校核:编写:目录1概述 (1)1.1项目概况 (1)1.2主要技术标准和资料 (2)1.3主要设计规范 (2)1.4主要材料与力学指标 (2)1.5施工方法 (3)1.6效应方向 (3)2桥梁静力分析 (3)2.1计算说明 (3)2.1.1计算内容 (4)2.1.2依据资料 (4)2.1.3计算原则与方法 (4)2.1.4计算结论与问题 (4)2.1.5设计计算荷载 (4)2.1.6荷载组合 (6)2.1.7计算模型 (7)2.2主梁验算 (8)2.2.1结构尺寸 (8)2.2.2主梁内力和应力 (9)2.2.3持久状况承载能力极限状态验算 (11)2.2.4持久状况正常使用极限状态验算 (13)2.2.5持久状况和短暂状况构件应力验算 (14)2.3桥墩验算 (15)2.3.1桥墩构造及配筋 (15)2.3.2桥墩内力 (16)2.3.3持久状况承载能力极限状态验算 (17)2.3.4持久状况正常使用极限状态验算 (18)2.4基础验算 (18)2.4.1桩身强度验算 (18)2.4.2桩基承载力验算 (23)3抗震计算 (26)1概述1.1项目概况某快速路连接线工程,道路全长5.185公里,起点为东山北路北延与产业大道交叉口,线路自西向东延伸,与机场快速路平交后,转为由北向南,经某特色小镇东侧,止于四道口。
非机动车道桥为3×35m预应力混凝土连续刚构桥,主梁为单箱单室等高箱梁,桥面宽4.5m,梁高2.0m,箱梁顶板宽4.5m,底板宽2.25m。
详见图图1-1、图1-2。
2号墩与主梁固结,墩高4.5m,桩长24m,1号墩设置支座,墩高5.5m,桩长24m。
桥面铺装采用10cm厚沥青砼。
主梁采用C50砼,主墩采用C40砼,承台采用C35砼,桩基采用C30水下砼。
图1-1 桥型立面布置图(单位:cm)图1-2 箱梁断面图(单位:cm)1.2 主要技术标准和资料主要技术标准:——荷载等级:小型车专用道路设计汽车荷载(不计冲击)和人群荷载取大值 ——设计使用年限:100年 ——设计基准期:100年 ——环境类别:Ⅰ类——抗震设防标准:地震基本烈度为6度;地震动峰值加速度0.05g ;抗震设防分类:丙类;抗震设计方法:C 类设计基本资料:——结 构:现浇预应力混凝土连续刚构 ——标准跨径:3×35m ——桥面宽度:4.5m=净-3.5m+2×0.5m 防撞护栏1.3 主要设计规范——《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011); ——《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ 166-2011); ——《公路工程技术标准》(JTG B01-2014);——《工程可靠性设计统一标准》(GB/T 50153-2008); ——《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015);——《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018); ——《公路桥涵施工技术规范》(JTG F50-2011); ——《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T 50476-2008)。
箱梁钢支撑平台及支架计算书一、钢平台计算根据箱梁横断面图计算出各个典型截面的截面积。
横梁处(I-I)箱梁截面积为:18.3m2。
箱室端头处(II-II)箱梁截面积为:12.74m2。
箱室标准段处(III-III)箱梁截面积为:9.04m2。
根据箱梁跨径初步进行钢管桩的纵向排布,如附图。
因为实际拼装过程中,由于中间墩柱影响,纵向贝雷梁不可能连接成通长的整体,而且若各跨按照简支梁进行计算,其跨中弯矩、挠度均偏于安全,因此纵向贝雷梁验算均按简支梁计算。
从排布图中可以看出钢管桩纵向间距分为7米、6米、4米4种。
分别按照简支梁的形式,对贝雷梁进行受力计算,并计算钢管桩需要承受的承载力。
在计算荷载中,在箱梁自重荷载的基础上还需要加上以下荷载:模板、支架及贝雷梁自重:约为144kN/m;施工人员及机具产生的纵向均布荷载:1.5kPa×15.74=24 kN/m;砼浇筑产生的荷载:6.0 kPa×15.74=95kN/m;砼振捣产生的荷载2.0 kPa ×15.74=32kN/m ; 共计:295 kN/m 。
(一)贝雷梁计算 1、贝雷梁布置(1)钢管桩7米间距,顶部承受箱梁标准段自重荷载则跨中最大弯矩:M max =ql 2/8=(241+295)×72/8=3283kN ·m ; 最大支反力:Q max =ql/2=(241+295)×7/2=1876kN 。
(2)钢管桩6米间距,顶部承受箱梁标准段自重荷载则跨中最大弯矩:M max =ql 2/8=(241+295)×62/8=2412kN ·m ; 最大支反力:Q max =ql/2=(241+295)×6/2=1608kN 。
(3)钢管桩6米间距,上部承受箱梁箱室变化段自重荷载6则跨中最大弯矩:M max =2615.04kN ·m ;两端支反力:Q max1=1788.48kN ,Q max2=1698.24kN 。
35米T梁实际方量计算0斜交30°35米B型中梁预制砼方量计算单斜交30°35米B型中梁构造图如下(参见第三册(二) SVD-15)35mT梁构造图(1/2内梁立面图)单片T梁预制砼方量计算如下:一、横隔板砼方量:如“35mT梁构造图(Ⅷ-Ⅷ)”图,横隔板1和横隔板2一样,1、计算横隔板1、横隔板2体积,因横隔板的顶边厚度为20cm 底边厚度为18cm,计算时采用横隔板平均厚度19cm。
横隔板面积计算如“跨中横隔板断面图”(参见第三册(二)SVD-17)可将其分为S1、S2、S3、S4、S5五个部分:S1=(19+19+36.6)÷2×6.54÷cos30°=281.69(cm2)S2=(19+36.6+19+36.6+19.4)÷2×23.16÷cos30°=1746.36(cm2)S3=(60+15)×131.3÷cos30°=11371.25(cm2)S4=(60+15+60) ÷2×15÷cos30°=1169.17(cm2)跨中横隔板断面图S5计算如下图:S5=…80÷360( 3.1415926×23.5×23.5)-30.21×18÷2?÷cos30°=131.24(cm2)故横隔板1的体积为:V横隔板1=(S1+S2+S3+S4+S5)×19=14699.71×19=279294.49(cm3)2、计算横隔板3体积,横隔板的厚度亦可采用横隔板平均厚度19cm。
横隔板面积计算如“D-D处横隔板断面图”(参见第三册(二)SVD-17),可将其分为S1、S2、S3、S4、S5五个部分D-D处横隔板断面图S1=(19+19+24.1)÷2×4.3÷cos30°=154.17(cm2)S2=(19+24.1+55+7.5)÷2×23.16÷cos30°=1412.06(cm2)S3=(55+7.5)×141.04÷cos30°=10178.98(cm2)S4=(55+7.5+55) ÷2×7.5÷cos30°=508.80(cm2)S5=131.24(注:计算与横隔板1体积计算时一样)V横隔板3=(S1+S2+S3+S4+S5)×19=12385.25×19=235319.75(cm3)故B型中梁横隔板体积为:V横隔板=V横隔板1×4×2+V横隔板3×2×2=279294.46×4×2+235319.75×2×2=3175634.68(cm3)=3.18(m3)二、梁体砼方量计算:由“35mT梁构造图Ⅷ-Ⅷ”可将T梁分为A-A至H-H(V1)、H-H至D-D(V2)、D-D至E-E (V3)、E-E至F-F(V4)、F-F至G-G(V5)五部分:1000cm即可。
箱梁支架验算一、脚手架材料选择选用直径48mm、壁厚3.5㎜的碗扣式支架。
二、支架搭设:在箱梁底腹板位置处支架设置为45×40cm,翼板位置为45×90cm,其中横桥向间距布置为40cm,纵桥向间距布置为45cm;结构有变化处作加密处理。
沿高度方向水平撑杆间距(步距)为120cm。
立杆上下均设可调式撑托,便于高度的调整及拆架,调整立杆可调底座,使同一层立杆接头处于同一水平面内,以便安装横杆。
为增强支架纵向稳定性,支架立面沿桥长方向每五排设置剪刀撑斜杆,横向剪刀撑每五排布设一道,原则与水平面呈45°夹角。
纵、横向横杆于地基面以上30cm布设一道,以上每5米布设一道,可调顶托部位布设一道横杆。
承重梁用I32工字钢槽钢,分配梁采用15×15㎝方木,间距30cm,方木上面铺竹胶板。
三、支架验算箱梁底宽6m,顶宽13.4m,桥梁为变截面箱梁,根部高度为6.05m,等截面处3.0m。
其0号块结构尺寸见附图。
为简化假设0号块为等截面,梁高6.05m,0号块总长度为9米则:A、受力计算V=6×6.05×(4.5-1.25)=117.9 M3 (翼板不予计算)W =117.9 ×2.5×1.2T=353.7TP单根=353.7/128=2.76T<3T满足要求本桥采用直径φ48mm,壁厚3.25mm的碗扣式支架。
则竖向单根钢管支柱受力为:N=27600Nσ=27600/A=276000N /456.67mm2=60.43Mpa<140Mpa,故满足要求。
B、稳定计算钢材轴向容许应力:[σ]=140Mpa受压构件容许长细比:[λ]=150a、钢管长细比计算:λ=ι0/r r =λ:钢管的长细比ι0:压构件的计算长度r:构件计算截面回转半径ι0=实际长度×系数,计算长度系数见下表D=4.8cm(外径),d=4.15(内径)cm,壁厚=3.25mm惯性半径:r ==1.586杆件长度:ι0=h+2a=1.2+0.3×2=1.80m长细比:λ=ι0/r=180/1.586=113.493<[λ]b、碗扣支架截面积验算:压杆的稳定方程为:p/(φΑ)≤[σ]即钢管截面积满足下式,则钢管满足要求:Α≥p/(φ[σ])式中:φ为压杆的纵向弯曲系数,查压杆的纵向弯曲系数表;由λ=113.493时,查压杆的纵向弯曲系数表得φ=0.496;直径φ48mm,壁厚3.25mm的碗扣支架钢管面积为:Α=3.14(D2-d2)/4=456.67mm2p/(φ[σ])= 276000N/m2/(0.496*140MPa)=397.5mm2<456.67mm2所以采用φ48mm,壁厚3.25mm的碗扣式支架满足稳定性要求。
小箱梁模板计算小箱梁模板强度、刚度验算一、模板情况说明:津宁四标预制小箱梁设计为30m、35m两种,小箱梁高度1.4m 和1.7m两种,模板采用定型钢模板,钢模板构造为:模板面板为5mmA3钢板,面板下为8#槽钢横向分布肋,竖向外肋为10#槽钢,外肋上下两端用φ20对拉螺杆对拉。
附模板设计图。
两种模板结构相同,验算按侧压力较大的1.7m系梁模板进行验算。
二、模板验算(一)、模板材料的力学特性1、模板面板A3厚5mm钢板(取0.5m宽计算)弹性模量:E=2×105MPa截面惯性矩:I=(b×h3)/3= 500×53/3=20833 mm4截面抗矩:W=(b×h2)/3= 500×52/3=2083mm3=145MPa容许弯应力:δ容容许剪应力:τ=85MPa容截面积:S=500×5=2500mm22、8#槽钢横向分布肋(内肋)弹性模量:E=2×105MPa截面惯性矩:I=101.3cm4截面抗矩:W=25.3cm3=145MPa容许弯应力:δ容=85MPa容许剪应力:τ容截面积:S=10.24cm23、10#槽钢竖向肋(外肋)弹性模量:E=2×105MPa截面惯性矩:I=198.3cm4截面抗矩:W=39.4cm3=145MPa容许弯应力:δ容容许剪应力:τ=85MPa容截面积:S=12.74cm23、φ20拉杆容许拉力:F容=38.2KN(二)、模板验算1、最大模板侧压力小箱梁侧模板为外斜模板,外斜角度较小,不计算垂直压力,只计算模板侧压力(见计算手册174页)。
新浇砼侧压力:F1=0.22×γc ×T×β1×β2×V0.5=0.22×24×4×1.0×1.15×0.850.5=22.39KN/m2砼振捣产生压力:F2=2KPa组合压力F=F1+F2=22.39+2=24.39KN/m2V=0.85m 砼的浇筑速度(m/h)按最快两个小时浇注完成计算T=4h 新浇筑砼的初凝时间β1=1.0 外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.0:β2=1.15 砼坍落度影响修正系数,当坍落度<30mm,取0.85;50~90mm时,取1.0;110~150mm时,取1.15;γc=2.4 KN/m3混凝土容重:2、面板按模板最大侧压力取0.5m宽验算面板强度,模板面板下横向分布肋间距0.26m,按4跨连续结构进行验算,跨径L=0.26m。
上部结构验算一、计算内容及方法(一)、计算和复核的主要内容1、后张预应力小箱梁正截面应力验算;2、后张预应力小箱梁抗弯、抗剪强度验算;3、后张预应力小箱梁刚度验算。
(二)、计算方法小箱梁纵向计算均按平面杆系理论,并采用桥梁博士进行计算1、计算对象作为平面梁划分单元作出结构离散图;2、根据小箱梁的实际施工过程和施工方案划分施工阶段;3、进行荷载组合,并求得结构在施工阶段和使用阶段时的应力、内力和位移;4、根据规范中所规定的各项容许指标,验算主梁是否满足结构承载力要求、材料强度要求和结构的整体刚度要求。
(三)、计算原则1、计算图示及离散图均按照原设计文件确定。
2、施工流程图按原设计文件提出的施工方案、现浇方法确定。
3、主要材料及设计参数根据设计文件及规范取值,见下表:4、预应力钢筋按设计文件中提供的钢绞线信息确定(四)、荷载取值与荷载组合1、荷载取值(1)、一期恒载主要是小箱梁自重。
混凝土容重取26kN/m3。
(2)、二期恒载包括防撞护栏和桥面铺装见下表:预应力小箱梁二期恒载(3)、活载各项活载横向分布系数:按刚接板法计算各小箱梁的荷载横向分布系数,见下表。
(4)、温度力○1体系升温20℃;体系降温20℃○2小箱梁上下缘温差5℃。
2、荷载组合组合一:恒载+汽车二、小箱梁应力复核计算1、结构离散图《公桥规》第5.2.21条规定:在使用荷载作用下,预应力混凝土构件的法向压应力(扣除全部的预应力损失)应符合下列要求:组合Ⅰ:C50混凝土容许压应力[R a]=0.5x35=17.50(MPa);《公桥规》第5.2.23条规定:在使用荷载作用下,部分预应力混凝土A类受弯构件的法向拉应力(扣除全部的预应力损失)应符合下列要求:组合Ⅰ:C50号混凝土容许拉应力[R l]=0.8x3=2.40(MPa);结论:施工及使用阶段时,40米小箱梁中梁、边梁最大拉应力满足规范要求,压应力不满足规范要求,验算不通过。
3、小箱梁刚度验算按规范规定,预应力混凝土受弯构件在计算变形时的截面刚度应采用0.85EI,其中E为混凝土的弹性模量,I为截面的换算惯性矩。
某现浇箱梁结构验算核报告一、结构概况某现浇箱梁为跨越S201线的一座桥梁,斜交角度为148度,采用斜桥正做,错孔跨越,桥梁全长97m。
本桥平面位于R=2000m的曲线段段内,上部结构采用25+30+25 m预应力混凝土现浇连续箱梁。
桥墩采用独柱墩,钻孔灌注桩基础,桥台采用重力式U型桥台,扩大基础。
1、上部结构:主梁采用C50混凝土,箱梁采用单箱双室截面;箱梁梁高1.8m,悬臂端部厚度0.18m,根部厚度0.45m;箱梁底板与桥面横坡一致,通过箱梁底面三角垫石来适应桥面的横坡变化;箱梁顶板宽13.0m,底板在非连续端1.5m范围内宽8.4m,经3m变化段变至8.0m,直至中跨跨中,悬臂长度2.0m;箱梁顶板厚度:横梁端部45cm,经300cm倒角变至25cm,直到跨中;箱梁底板厚度:横梁端部42cm,经300cm倒角变至22cm,直到跨中;箱梁腹板厚度:边腹板在端横梁端部85cm,经300cm倒角变至45cm,直到跨中;边腹板在中横梁端部65cm,经300cm倒角变至45cm,直到跨中;中腹板横梁端部85cm,经300cm倒角变至45cm,直到跨中;横梁:端横梁厚度150cm,中横梁厚度200cm;=1860MPa的钢绞线,其性能符合纵向预应力:采用标准强度fpk=1.95 GB/T5224-2003的要求,锚下张拉控制应力为1395MPa,钢束弹性模量为Ep×105MPa,单根直径φs15.2mm,截面面积A=140mm2,纵向束采用OVM15-15型锚固体系。
2、下部结构:桥墩全部采用独柱墩,柱径1.6m,基础均采用钻孔灌注桩基础;桥台采用重力式U型桥台,基础采用扩大基础。
3、施工方法箱梁采用满堂支架整体现浇方案。
4、其他支座设臵:桥墩处采用单支座,桥台处采用双支座,支座间距为740cm;支座类型:采用GPZ盆式橡胶支座。
二、结构分析简化模型为了分析主梁在各种作用下的最不利效应,结构分析采用“Midas 2010空间有限元程序”进行,有限元模型中充分考虑了施工及运营阶段的结构刚度模拟与各种荷载的作用过程。
目 录 1. 工程概况 本项目跨径组合为35+50+35 米。上部结构箱梁梁高 米(箱梁内轮廓线高度)。顶面全宽 米,两侧各设 米宽挑臂,箱梁顶底板设%横坡,腹板间距布置为++ 米。箱梁顶板厚16 毫米,下设“U”形和板式加劲肋,“U”形加劲肋板厚8 毫米,板式加劲肋160×14 毫米;箱梁底板厚14 毫米,设“T”形加劲肋,加劲肋腹板120×8 毫米,翼缘100×10 毫米,间距300 或350 毫米;腹板厚12 毫米,设三道140×14 毫米板式加劲肋,各加劲肋除支承隔板处断开与支承隔板焊连外,其余加劲肋均穿过横隔板或挑臂并与之焊连。普通横隔板间距约3 米,厚10 毫米,中部挖空设100×10 毫米翼缘。桥台简支处支撑隔板板厚20 毫米,桥墩连续处支撑隔板板厚30 毫米,支撑隔板为围焊。简支处隔板四角不设焊缝通过的切口,保证整个钢箱梁安装完成后的气密性;其他横隔板四角均设置焊缝通过的切口。挑臂为“T”形截面,腹板厚10 毫米,下翼缘300×14 毫米。 2. 结构计算分析模型 2.1. 主要规范标准. (1)《城市桥梁设计规范》(CJJ 11-2011) (2)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004) (3)《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) (4)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) (5)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) (6)《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008) (7)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010) (8)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011) (9)《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ 2—2008) (10)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025—86) (11)《钢结构工程施工质量及验收规范》(GB50205-2001) (12)《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB ) 2.2. 主要材料及力学参数 Q345qD: 弹性模量E=×105MPa 剪切模量G=×105MPa 轴向容许应力:200MPa 剪切容许应力:120MPa 表2-1 钢材容许应力表 2.3. 计算荷载取值 (1)结构设计安全等级:一级 (2)永久作用 自重:实际结构建立计算模型,由程序自动计算,材料容重取m3; 横隔板:横隔板处按节点荷载加载,支点截面45kN,其余隔板处15kN; 二期:8cm沥青混凝土铺装:25××13=26kN/m, 墙式护栏按10kN/m计算,共计36kN/m。 (3)可变作用 1)汽车荷载效应 车道荷载:公路—I级车道荷载; 冲击系数:车道荷载冲击系数根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)第4.3.2条取值计算。 2)整体温度作用 按结构整体升温25℃、降温25℃计算。 3)梯度温度作用 2.4. 边界条件 表2-2 支座布置表 墩号位置 P13 P14 P15 P16
内侧 双向 单向 双向 双向 外侧 单向 固定 单向 单向 2.5. 计算模型 采用大型有限元分析软件Midas Civil 2013 ( R1)。上部结构为35+50+35m连续钢箱梁结构,梁高2米,采用单箱三室箱形截面,桥梁宽度13米,采用三维梁单元建立单梁模型,全桥共计55个节点,46个单元,如图2-1所示。 图2-1 有限元计算模型
图2-2 箱梁标准横断面 (单位mm) 2.6. 荷载组合
表2-3 荷载组合表 荷载组合 整体升温 整体降温 梯度升温 梯度降温 移动荷载 恒荷载 sLCB1 1 1 sLCB2 1 1 1 1 sLCB3 1 1 1 1 sLCB4 1 1 1 1 sLCB5 1 1 1 1 sLCB6 1 sLCB7 1 1 sLCB8 1 1 1 1 sLCB9 1 1 1 1 sLCB10 1 1 1 1 sLCB11 1 1 1 1 sLCB12 1 3. 计算结果 3.1. 结构成桥内力图 3.1.1. 成桥阶段恒载主梁内力图 图3-1成桥阶段主梁恒载弯矩图 (单位: kN-m) 图3-2成桥阶段主梁剪力图(单位: kN) 3.1.2. 活载作用下主梁内力图 图3-3车道荷载作用主梁弯矩包络图 (单位: kN-m) 图3-4车道荷载作用主梁剪力包络图(单位: kN) 3.1.3. 基本组合作用下主梁内力图 图3-5基本组合弯矩包络图(包络)(单位: kN-m) 图3-6基本组合剪力包络图(包络)(单位: kN) 3.2. 结构成桥应力验算 3.2.1. 成桥阶段主梁正应力验算 图3-7主梁上缘正应力图(包络)(单位: MPa) 图3-8主梁下缘正应力图(包络)(单位: MPa) 由以上应力图知,单梁计算截面上缘最大压应力,最大拉应力;下缘最大压应力,最大拉应力。Q345钢的容许正应力210MPa,主梁强度满足规范要求。 3.2.2. 成桥阶段主梁剪应力验算 图3-9主梁剪应力图(包络)(单位: MPa) 由以上应力图知,单梁计算截面最大剪应力。Q345钢的容许剪应力120MPa,主梁抗剪强度满足规范要求。 3.3. 主梁刚度验算 3.3.1. 挠度验算 结构恒载及汽车荷载作用下,空间曲线单梁挠度如下图: 图3-10恒载作用主梁最大挠度图(单位: mm) 图3-11移动荷载作用主梁最大挠度图(单位: mm) 由以上位移图知,汽车荷载作用下单梁计算最大挠度,挠度跨度比为50000=1/2110。规范 容许挠度跨度比为L/600,故主梁刚度满足规范要求。 3.3.2. 预拱度计算 图3-12恒载+静活载作用主梁最大挠度图(单位: mm) 由图3-12可知,主梁在恒载和静活载载作用下的最大挠度为55mm>L/1600=50×1000/1600=,需设置预拱度。 按照公路钢桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 025—86) 图3-13预拱度设置示意图(单位: mm) 3.4. 支座反力 图3-14恒载作用下支座反力(单位:kN) 图3-15移动荷载作用下支座最小反力(单位:kN) 图3-16移动荷载作用下支座最大反力(单位:kN) 图3-17基本组合作用下支座最小反力(单位:kN) 图3-18基本组合作用下支座最大反力(单位:kN) 图3-19支座布置图 由以上图示可以看出,在荷载作用下,支座未出现脱空现象且支反力均小于所选支座承载力,支座满足要求。 3.5. 支座部位局部承压计算 支座处横隔板及加劲肋局部承压计算公式如下: 式中:[σb]——局部承压容许应力; Rv ——支座反力; As ——横向加劲肋净面积; tD ——横隔板厚度; Beb ——横隔板有效宽度,考虑支点板的45°扩散作用。 B ——支座垫板厚度; tf ——下翼板厚度。 图3-20支座处局部承压及竖向应力计算图式 按以上计算公式,分别对中支点和端支点的局部承压进行计算,结果见下表。 表3-1中支点局部承压计算 项目 单位 数值 支反力Rv kN 4247 横向加劲肋净截面积As mm2 48560 横隔板厚度td mm 20 支座垫板宽度B mm 900 下翼板厚度tf mm 14 横隔板有效宽度Beb mm 928 局部承压应力σb MPa 局部承压容许应力[σb] MPa 200 支座处局部承压满足规范要求。
表3-2端支点局部承压计算 项目 单位 数值 支反力Rv kN 1860 横向加劲肋净截面积As mm2 30560 横隔板厚度td mm 20 支座垫板宽度B mm 700 下翼板厚度tf mm 14 横隔板有效宽度Beb mm 728 局部承压应力σb MPa 局部承压容许应力[σb] MPa 200 支座处局部承压满足规范要求。
支座处横隔板及加劲肋竖向应力计算公式如下: 式中:[σc]——轴心受压容许应力; Bev ——横隔板竖向应力有效宽度,考虑支点板的45°扩散作用。 按以上计算公式,分别对中支点和端支点的竖向应力进行计算,结果见下表。 表3-3中支点竖向应力计算 项目 单位 数值 支反力Rv kN 4247 横向加劲肋净截面积As mm2 44560 横隔板厚度td mm 20 外侧加劲肋中心距bs mm 400 30td mm 600 横隔板有效计算宽度Bev mm 1000 横隔板及加劲肋竖向应力σc MPa 轴向受压容许应力[σc] MPa 200 支座处竖向应力满足规范要求。 表3-4端支点竖向应力计算 项目 单位 数值 支反力Rv kN 1860 横向加劲肋净截面积As mm2 30560 横隔板厚度td mm 20 外侧加劲肋中心距bs mm 400 30td mm 600 横隔板有效计算宽度Bev mm 1000 横隔板及加劲肋竖向应力σc MPa 轴向受压容许应力[σc] MPa 200 支座处竖向应力满足规范要求。
3.6. 腹板局部稳定计算 按照《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86)第条,对于Q345钢,当腹板高厚比60式中:a——双向加劲肋的间距,以mm计; δ——腹板厚度,以mm计; τ——验算板梁处的腹板平均剪应力,以MPa计。 项目 单位 支点处 跨中处 腹板高度h0 mm 2000 2000 腹板厚度δ mm 12 12 h0/δ / 平均剪应力τ MPa 竖向加劲肋α mm
根据上表,本钢箱梁支点处和跨中处的腹板高厚比h0/δ为,均大于60,因此需设置竖向加劲肋。由上表得,支点处和腹板处的竖向加劲肋最大间距分别为和。本钢箱梁设置了横隔板,相当于竖向加劲肋,在支点处的间距为,跨中处的间距为,均小于计算值,且小于2m。故本桥腹板局部稳定满足规范要求。另外本钢箱梁腹板上设置了两道纵向水平加劲肋,增加了腹板的局部稳定性,以作为安全储备。 3.7. 底板局部稳定验算 4. 结论 根据以上结果可知,结构的强度、刚度等均能满足规范要求。