【施工技术】公路桥梁主跨100米柔性系杆钢管砼拱桥计算书(原版)
- 格式:doc
- 大小:799.00 KB
- 文档页数:36
拱圈施工方案一、工程概况本桥上部结构为变截面钢筋混凝土拱桥,由三跨拱圈组成,拱圈为圆形,板拱拱顶处厚 1.1米,拱脚厚度1.5米。
跨径为24.5+30+24.5米,全长106.4米,拱圈为C50混凝土,采用搭设支架现浇。
拱圈设计工程数量表二、施工顺序拱圈施工顺序为:拱架基础→拱架搭设→底模铺设→拱架预压→底板、腹板、顶板钢筋制作、安装→侧板模板安装→砼分段对称浇筑→拆侧模、养护→养护砼至100%设计强度→拱架卸落。
三、施工现场总体布置1、砼采用商品砼,用车泵对称浇筑。
2、在现场布设钢筋制作场及模板制作场。
四、施工测量在开工前已完成对平面控制点和高程控制点的复测、加密工作并经报批后投入使用。
在拱圈施工过程中主要完成以下测量工作:1、在拱圈施工前对拱座及预埋筋位置、高程进行复核;2、拱架基础标高控制,在基础上进行支架排位放样;3、拱架每排(层)高程、垂直度及顶面高程控制;4、拱架顶部小横杆高程控制;5、拱圈底模高程、平面位置控制及在底模上进行1:1拱圈放样;6、拱架预压的相关测量;7、拱圈砼浇筑分界线高程测量控制;8、拱圈顶板底模放样及高程测量;9、拱圈浇筑过程中的监控量测;10、拱架卸落的监控量测;11、排架施工完成、桥面板安装完成及桥面系施工完成后拱圈的高程测量。
五、施工准备进行钢筋制作场地、模板制作场地的布设。
清理、整平、硬化场地,搭设料棚,布置施工机械,如钢筋机械连接、弯曲机、切断机、电锯、刨床等。
材料应堆放整齐,不同的材料设标志分别堆放。
钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,分别堆存,且立牌以便于识别。
钢筋应储存于料棚中地面以上0.5m的支承上,并应保护它不受机械损伤及由于暴露于大气而产生锈蚀和表面破损。
六、拱架搭设支架是拱圈施工的关键,其设计施工的主要技术要求是:有足够的强度、刚度和稳定性并使结构线型符合图纸要求;构造简单,受力明确;能准确估算在浇筑过程中结构的弹性变形和非弹性变形;施工偏差和定位要求应符合有关规范的规定;便于操作,安全可靠地确保施工质量。
目录目录 (I)第一章前言 (6)第二章基本设计资料及技术指标 (7)2.1设计依据 (7)2.2工程地质条件与评价 (7)2.2.1 地形地貌 (7)2.2.2 地基土的构成及工程特性 (7)2.2.3水文地质条件 (7)2.2.4不良地质现象及地质灾害 (7)2.3主要技术标准 (8)第三章桥梁结构设计方案比选 (9)3.1设计要求 (9)3.1.1设计标准及要求 (9)3.1.2主要技术规范 (9)3.2.桥型的方案比选 (9)3.2.1桥型选取的原则 (9)3.2.2入选方案 (9)3.3.3 推荐方案说明 (15)第四章模型设计及计算 (17)4.1 桥型与孔跨布置 (17)4.2主要技术标准及设计采用规范 (17)4.2.1主要技术标准 (17)4.2.2设计采用规范 (17)4.3桥梁结构设计说明 (18)4.3.1上部结构设计说明 (18)4.3.2下部结构设计说明 (18)4.4桥面工程及其它 (18)4.5桥梁结构分析方法 (19)4.5.2荷载内力组合 (19)4.6主要建筑材料 (19)第五章上部结构计算 (21)5.1 桥梁的总体布置 (21)5.2 桥底标高 (21)5.3 拱肋刚度的取值: (21)5.4 毛截面几何特征计算 (22)5.5 拱肋承载力计算: (23)5.6 拱肋稳定系数计算 (24)5.7 作用组合 (24)5.8 横梁的计算 (25)5.8.1按平面静力计算 (25)5.9 建立全桥模型 (26)5.9.1 建立主拱圈模型 (27)5.9.2 矢跨比 (28)5.9.3 拱顶和拱脚高度 (28)5.10 全桥模型的建立 (29)5.11 辽河大桥静力特性分析 (32)5.11.1活载作用下主拱内力及应力 (32)5.12 辽河大桥动力特性分析 (38)5.12.1动力特性的分析方法 (38)5.13 全桥验算 (39)5.13.1 稳定性验算 (39)第六章施工阶段分析 (42)6.1 加工阶段介绍 (42)6.2 施工计算中的钢材应力标准: (42)6.3 施工中关键问题在施工计算中的考虑 (42)第七章下部结构计算 (44)7.1 埋置式桥台设计 (44)7.1.2 基底偏心距演算 (49)7.1.3基础稳定性演算 (49)7.1.4 沉降计算 (50)7.2 桥墩墩柱设计计算 (51)第八章施工组织设计 (60)8.1 编制依据 (60)8.2 编制范围 (60)8.3 编制原则 (60)8.4 工程范围 (60)8.5 进度计划安排 (61)8.6 劳动力安排 (61)8.7 确保工期的措施 (64)8.7.1 工期保证措施 (64)8.8 施工准备 (66)8.8.1项目部组建 (66)8.9 施工方案 (66)8.9.1 钢管拱桥的施工方法 (66)8.9.2 辽河大桥的施工过程 (68)8.9.3 辽河大桥施工要点 (74)8.9.4 雨季施工其它注意事项 (74)8.9.5 安全保证体系 (75)8.10 他应说明的事项 (78)8.10.1 现场文明施工 (78)8.10.2 环境保护 (78)第九章报价计算 (80)总结与展望 (81)总结 (81)结论 (81)展望 (81)谢辞 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。
设计计算书一、设计资料(一)设计标准设计荷载:汽车-20级,挂车-100,人群荷载3KN/m2 净跨径:L0=16m净矢高:f0=2.28m桥面净宽:净6.5+2*(0.25+1.5m人行道)(二)材料及其数据拱顶填土厚度h d=0.5m,γ3=22KN/m3拱腔填料单位重γ=20KN/m3腹孔结构材料单位重γ2=24KN/m3主拱圈用10号砂浆砌号60块石,γ1=24KN/m3,极限抗压强度R j a=9.0MP a,弹性模量E=800R a j。
(三)计算依据1、交通部部标准《公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89)》,人民交通出版社,1989年。
2、交通部部标准《公路砖石及混凝土桥涵设计规范(JTJ022-85)》,人民交通出版社,1985年。
3、《公路设计手册-拱桥》(上、下册),人民交通出版社,1994年。
4、《公路设计手册-基本资料》,人民交通出版社,1993年。
二、上部结构计算(一)主拱圈1、主拱圈采用矩形横截面,其宽度b0=10.0m,主拱圈厚度d=mkl01/3=6*1.2*16001/3=84.2cm,取d=85cm。
假定m=1.988,相应的y1/4/f=0.225,查《拱桥》附表(Ⅲ)-20(9)得Ψj=33003′32″,sinΨj=0.54551, cosΨj=0.83811 2、主拱圈的计算跨径和矢高L=l0+dsinΨj=16+0.85*0.54551=16.4637mf=f0+d/2-dcosΨ/2=2.28+0.85/2-0.85*0.83811/2=2.3488j3、主拱圈截面坐标将拱中性轴沿跨径24等分,每等分长Δl=l/24=0.6860m,每等分点拱轴线的纵坐标y1=[《拱桥》(上册)表(Ⅲ)-1值]f,相应拱背曲面的坐标y′1=y1-y上/cosΨ,拱腹曲面相应点的坐标y″1=y1+y下/cosΨ,具体位置见图1-1,具体数值见表1-1。
主拱圈截面计算表表1-1(二)拱上结构1、主拱圈拱上每侧对称布置截面高度d′=0.25m的石砌等截面圆弧线腹拱圈,其净跨径l′=1.5m,净矢高f′=0.3m,净矢跨比为1/5。
钢管混凝土简支系杆拱施工(一)概况主桥上部结构为一孔90m下承式双拱肋钢管混凝土简支系杆拱(柔性系杆),矢跨比1/5,矢高18m,两片拱肋,每片拱肋由2根φ1100×16㎜钢管和腹板组成高2.4m的哑铃型断面结构,拱肋内填筑C40混凝土,两拱肋中心距离20m,由中间5道一字形和两边各1道K字横撑联系两拱肋,形成空间结构。
横撑为φ800×14㎜的钢管,斜撑为φ600×14㎜的钢管,管内不填充混凝土。
主桥设置纵向柔性系杆,由预应力钢绞线、高强钢丝及混凝土护套组成。
锚具采用OVM15锚及墩头锚,混凝土护套截面为1.5mx0.4m的矩形,C50混凝土。
吊杆采用84根φ7㎜镀锌高强钢丝,外套φ140mm钢管,钢管内压注弹塑性浆体,采用DM7A-84及DM7B-84锚具,间距5m。
中横梁为预制的预应力混凝土T形梁,梁高1.6m,腹板宽0.5m,配4束φ15.24-7、2束φ15.24-5预应力钢绞线,采用OVM15-7、OVM15-5夹片锚。
拱脚处设端横梁,端横梁为牛腿形截面,翼缘即为桥面板,厚度0.35~0.20m,配13束φ15.24-7预应力钢绞线,采用OVM15-7夹片锚。
端横梁牛腿搁置引桥30m简支箱梁。
中横梁、端横梁采用C50混凝土。
桥面铺装采用厚14cm钢纤维混凝土,纲纤维的体积率为0.6%。
防撞墙采用C30混凝土;栏杆及其基座采用C25混凝土。
(二)主桥上部结构施工流程施工准备→工厂内下料、卷管、焊接、矫园、探伤等制成拱肋管节→管节对接、焊接、探伤、拍片形成单元管节→单元管节弯制成型→产品验收出厂→在工地将拱肋按三个拼装阶段组装成型→按设计要求把三个施工阶段进行整体预拼装、修整、存放→端横梁及拱脚段梁现浇→安装钢管拱肋→吊杆安装→安装纵向预应力束并按照设计要求分级张拉,用顶升法灌筑钢管内混凝土,将临时预应力束L1、L2转换成正式预应力束→分级张拉纵向预应力束,安装中横梁→中横梁后浇缝及裙板施工→桥面工程施工→竣工验收。
系杆拱桥柔性吊杆施工技术系杆拱桥柔性吊杆分项分批张拉,吊杆受力均匀,防腐施工措施到位,保证桥梁使用耐久性。
一、工程概况前湖大道K1+591系杆拱桥位于南昌市红角洲新区前湖大道中心桩号K1+591处,分为上下行两座分离桥。
设计桥长66 m,共1跨,跨径66m(计算跨径63.8m)。
全桥处于R=8000m的竖曲线内。
桥宽21.75m,桥面最大纵坡0.625%。
上部构造采用跨径66m下承式钢管拱,矢跨比f/L=1/5,下部结构采用钢筋混凝土柱型埋置式桥台,基础采用φ1.2m钻孔灌注桩。
主桥部分上部结构为系杆拱结构。
主要由系梁、横梁、桥面板、钢管拱肋、吊杆及横撑等组成。
因该桥较宽,吊杆采用柔性吊杆,为柳州建筑机械总厂生产的85Φ7低应力防腐成品索。
高强钢丝标准强度1670MPa,锚具采用冷铸锚OVMLZM (K)7-85。
吊杆顺桥向间距为4.9m(详见下图桥型布置图)。
二、工程特点和难点2.1、该桥吊杆是柔性吊杆,张拉程序比较麻烦,施工控制较困难。
因为吊杆的预应力施工对拱肋、系梁、及吊杆组成的结构内力及变形有很大影响,为保证各根吊杆受力均匀,吊杆张拉需采用分项分批张拉。
2.2、吊杆采用在拱肋上端张拉,在高空需多次搬运张拉设备,安全问题是重要问题,在搭设拱肋支架时需统一考虑。
三、施工工艺3.1、主桥上部结构的施工方案因本桥桥位处为陆地,采用回填砂碾压密实来支撑上部所有的荷载。
桥梁施工完成后开挖渠道。
3.2、主桥上部结构的施工步骤上部构造的施工工序,具体如下:1、对桥主梁范围内的原地面进行夯实碾压,并在系梁及横梁范围内浇筑20cm厚C10素砼垫层作为底模。
浇筑中间段系梁,同时进行中横梁预制。
2、同时现浇两边段系梁、端横梁及拱脚(预埋2m钢管拱肋),张拉系梁腹板钢束及端横梁钢束。
3、吊装(2、4、6、7、8、10、12)等7片中横梁、施工湿接缝、张拉2#束,在各根系梁两侧搭设临时拱肋支架,用高强螺栓铰接。
待三段拱肋及横撑精确定位后现场进行焊接。
潜江河大桥计算书1.基本信息1.1.工程概况祥和路位于安庆市新城中心区,是安庆市城市规划中一条重要的东西走等主要城市道路交叉。
顺安路至潜江路之间路基按38米设计,本桥——潜江河大桥位于顺安路和潜江路之间。
本桥位于规划河流潜江沟上,潜江沟规划河底宽度45m,上口宽度80~100m,设计采用1×60m下承式钢管混凝土系杆拱跨越。
1.2.技术标准(1)设计荷载:公路-Ⅰ级,人群荷载集度3.5kN/m2。
(2)桥面横坡:双向1.5%。
(3)桥梁横断面:2×[4.5m(人行道)+4.5 m(非)+2.5m(隔离带)]+15m(车)=38m(全宽)。
(4)地震动峰值加速度0.1 g(基本烈度7度),按8度抗震设防。
(5)环境类别:I(6)年平均相对湿度:70%(7)竖向梯度温度效应:按现行规范规定取值。
(8)年均温差:按升温20℃。
(9)结构重要性系数:11.3.主要规范《城市桥梁设计准则》(CJJ 11-93)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)《桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JT GD62-2004)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JT GD63-2007)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS28:90)《钢管混凝土结构技术规范》(DBJ 13-51-2003)福建省地方标准《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)其他相关的国家标准、规范1.4.结构概述桥梁横向布置:4.5m(人行道)+4.5m(非机动车道)+2.5m(隔离带)+15m(机动车道)+2.5m(隔离带)+4.5m(非机动车道)+4.5m(人行道),桥梁总宽38m。
拱桥计算书⽬录1.设计依据与基础资料 (1)1.1标准及规范 (1)1.1.1标准 (1)1.1.2规范 (1)1.1.3参考资料 (1)1.2主要尺⼨及材料 (1)1.2.1主拱圈尺⼨及材料 (1)1.2.2拱上建筑尺⼨及材料 (2)1.2.3桥⾯系 (2)2.桥跨结构计算 (2)2.1确定拱轴系数 (2)2.2恒载计算 (4)2.2.1主拱圈恒载 (4)2.2.2拱上空腹段恒载 (5)2.2.3拱上实腹段的恒载 (6)2.3验算拱轴系数 (7)2.4拱圈弹性中⼼及弹性压缩系数 (8)2.4.1弹性中⼼计算 (8)2.4.2弹性压缩系数 (8)3.主拱圈截⾯内⼒计算 (8)3.1恒载内⼒计算 (8)3.1.1不计弹性压缩的恒载推⼒ (8)3.1.2计⼊弹性压缩的恒载内⼒ (8)3.2汽车荷载效应计算 (9)3.3⼈群荷载效应计算 (12)4.荷载作⽤效应组合 (13)5.主拱圈正截⾯强度验算 (14)6.拱圈总体“强度-稳定”验算 (16)等截⾯悬链线板拱式圬⼯拱桥1.设计依据与基础资料 1.1标准及规范 1.1.1标准跨径:净跨径m L 600=, 净⽮⾼m f 100=,6100=L f 设计荷载:公路—II 级汽车荷载,⼈群荷载桥⾯净宽:净7+20.75m ⼈⾏道。
1.1.2规范《公路⼯程技术标准》JTG B01-2003《公路桥梁设计通⽤规范》JTG D60-2004(以下简称《通规》)《公路圬⼯桥涵设计规范》JTG D61-2005(以下简称《圬规》)1.1.3参考资料《公路桥涵设计⼿册》拱桥上册(⼈民交通出版社 1994)(以下简称《⼿册》)1.2主要尺⼨及材料半拱⽰意图图1-11.2.1主拱圈尺⼨及材料主拱圈采⽤矩形截⾯,其宽度m B 9=,厚度m D 3.1=,采⽤M10砂浆砌筑MU50粗料⽯,容重为3125M KN=γ,抗压强度设计值:,抗剪强度设计值:,弹性模量:Ef .MPa m cd ==?=210021003858085。
【施工技术】公路桥梁主跨100米柔性系杆钢管砼拱桥计算书(原版)设计计算书(主跨100米柔性系杆钢管砼拱桥)二〇一五年三月十二日目录一、设计说明 (3)二、拱轴系数的确定 (4)2.1悬链线拱轴线: (5)2.2抛物线拱轴线: (6)2.3结论: (6)三、施工计算 (6)3.1、结构整体模型 (6)3.2、系杆、不同加载过程中桥墩计算 (8)3.3:成拱阶段主拱计算 (9)四、全桥稳定性验算 (15)4.1未设横撑模态 (15)4.2设三道横撑模态 (17)五、附计算过程应力、内力、位移图: (18)5.1 空钢管成拱 (18)5.2 浇筑下管砼 (20)5.3 张拉系杆1和2 (22)5.4 浇筑上管及缀板内砼 (25)5.5 成桥后变形情况 (28)5.5 成桥后墩身应力 (28)5.6 温度降低35度 (29)六、整体计算(按梁单元布置了三个车道荷载) (32)6.1:反力 (32)6.2:吊杆拉力(自重+汽车+温升未加组合系数) (35)6.3:验算系杆截面(自重+汽车+温升未加组合系数) (36)一、设计说明计算理论:弹性阶段未考虑非线性影响;采用应力叠加与内力叠加原理计算;计算模型:按实际材料类型采用空间实体单元模型模拟钢与砼的材料性质;运用砼弹性模量的变化模拟钢管砼的加载过程以及组合截面形成过程;计算按不同工况分别进行内力、应力组合;横向采用杠杆法分配活载;恒载平均分配给双肋;计算软件:Midas/Civil6.7.1,计算单位:t.m结构形式:钢管混凝土哑铃形断面,截面总高度2.5米,钢管1100*14Q345钢板卷制形成;内充C40号混凝土;横向双肋,以1100*14空钢管形成五道横撑;桥面总宽度15.75米,拱肋双肋布置在桥面外,单片拱肋水平对称布置,桥面范围竖曲线线由吊杆调节形成;结构跨径:计算跨径100米,采用拱轴系数为m=1.12的悬链线拱轴线;设计荷载:公路-I级;地震动峰值加速度:0.5g/m2,按0.1g/m2设防;本主桥拱肋采用吊装,扣挂施工。
分数四则运算整理与复习教学设计【教学内容】《义务教育教科书•数学》(青岛版)五年制五年级上册二单元分数加减法,四单元分数乘法,六单元分数除法。
【教学目标】(1)会比较异分母分数的大小,理解通分的意义,能正确地进行通分。
掌握异分母数加、减及连加、连减、加减混合运算的计算方法,并能正确地进行计算。
(2)在解决具体问题的过程中,理解分数乘法的意义;掌握分数乘法的计算方法,能正确地进行计算;会解决“求一个数的几分之几是多少”的实际问题;理解倒数的意义,掌握求一个数倒数的方法。
(3)让学生在解决具体问题的过程中,借助直观图标,理解分数除法的意义,探索分数除法的计算方法,能正确计算分数除法以及分数连除和乘除混合运算的式题。
【教学重点】分数乘除法的计算【教学难点】利用分数乘除法解决实际问题。
【教学准备】多媒体课件、练习纸等。
【教学过程】一、回顾整理,初建模型简单汇报师:大家都知道,温故而知新,可见复习非常重要!本册书中二、四、六单元主要学习的是分数四则运算的内容,那这节课,我们一起复习整理分数的四则运算(板书课题《分数四则运算的整理与复习》)。
课前老师布置同学们对照课本将这三单元的知识进行了自主整理,下面以小组为单位互相说一说,你整理的结果,其他组员注意倾听给予补充。
生:……师:谁先来分享一下你的整理结果?生:大括号师:你的声音不仅洪亮,而且把自己整理的内容汇报的这么清楚。
同学们,有没有需要补充的?谁还用其他方法进行整理的?生:列表法、树状图师:整理复习的方法有很多,不管是哪种方法,他们都各有各的优点,老师希望它们都能成为以后我们整理与复习的好帮手。
师:老师真佩服你们,你们太了不起了,你看三个单元的内容在这一张纸上就清楚明了的表示出来,数学讲究的就是这样一种简洁的美。
二、梳理板书,建构网络师:其实这三个单元主要学习了计算和解决问题两方面,(板书:计算解决问题)。
下面我们就借助电子书一起回顾一下主要的知识点。
在第二单元信息窗2中,主要解决哪个知识点?(板书:异分母分数加减法)你会计算吗?我们先干什么?生:通分……,把它转化成分母相同的分数再加减。
设计计算书
(主跨100米柔性系杆钢管砼拱桥)
二〇一五年三月十二日
目录
一、设计说明 (3)
二、拱轴系数的确定 (4)
2.1悬链线拱轴线: (5)
2.2抛物线拱轴线: (6)
2.3结论: (6)
三、施工计算 (6)
3.1、结构整体模型 (6)
3.2、系杆、不同加载过程中桥墩计算 (8)
3.3:成拱阶段主拱计算 (9)
四、全桥稳定性验算 (15)
4.1未设横撑模态 (15)
4.2设三道横撑模态 (17)
五、附计算过程应力、内力、位移图: (18)
5.1 空钢管成拱 (18)
5.2 浇筑下管砼 (20)
5.3 张拉系杆1和2 (22)
5.4 浇筑上管及缀板内砼 (25)
5.5 成桥后变形情况 (28)
5.5 成桥后墩身应力 (28)
5.6 温度降低35度 (29)
六、整体计算(按梁单元布置了三个车道荷载) (32)
6.1:反力 (32)
6.2:吊杆拉力(自重+汽车+温升未加组合系数) (35)
6.3:验算系杆截面(自重+汽车+温升未加组合系数) (36)
一、设计说明
计算理论:弹性阶段未考虑非线性影响;采用应力叠加与内力叠加原理计算;
计算模型:按实际材料类型采用空间实体单元模型模拟钢与砼的材料性质;
运用砼弹性模量的变化模拟钢管砼的加载过程以及组合截面形成过程;
计算按不同工况分别进行内力、应力组合;
横向采用杠杆法分配活载;恒载平均分配给双肋;
计算软件:Midas/Civil6.7.1,计算单位:t.m
结构形式:钢管混凝土哑铃形断面,截面总高度2.5米,钢管1100*14Q345钢板卷制形成;内充C40号混凝土;横向双肋,以1100*14空钢管形成五道横撑;
桥面总宽度15.75米,拱肋双肋布置在桥面外,单片拱肋水平对称布置,桥面范围竖曲线线由吊杆调节形成;结构跨径:计算跨径100米,采用拱轴系数为m=1.12的悬链线拱轴线;
设计荷载:公路-I级;
地震动峰值加速度:0.5g/m2,按0.1g/m2设防;
本主桥拱肋采用吊装,扣挂施工。
系杆采用R=1860MPa成品钢绞线,每幅桥共12束(单根拱肋下6束),为OVMXG 15-22可换索式钢绞线系杆锚。
在吊装过程中不设临时系杆。
加载顺序:
(1)上下管在工地制作成三段,用缀板焊接好,要求采用自动焊,分三段合拢,合拢段长度以控制吊装重量为主,边段长度采用40米,合拢段长度20米;此时为二铰拱,钢管重量由钢管自身承受,计算合拢时的稳定性及钢管应力;
(2)封拱,形成无铰拱,浇筑下管内混凝土,此时混凝土重量亦由钢管承受,待下管内混凝土达到强度达到28天再浇缀板内及上管内混凝土,此时混凝土重量由钢管及下管混凝土共同承受;按应力叠加法求出钢管的叠加应力;
(钢管一开始就参与受力,而管内混凝土则随着浇筑次序依次参与受力;后期桥面系恒载、活载等由钢管混凝土组合截面共同受力)
(3)计算合拢温度与钢管合拢温度是不相同的,本桥钢管可选在15度时合拢,但计算合拢温度可能要达到28度左右;设计计算温度降低由合拢计算温度与当地的日平均温度对比,设计采用温降20度,温升10度控制;拱肋混凝土收缩徐变按温度降低15 度计算;非线性应力(日照引起的内外温差)对钢管混凝土极限承载力没有影响,拟不计入;
(4)加载桥面系;由于此时拱肋刚度已经较大,桥面只要按对称由边及中的过程对称加载就可以了;(5)运营,加载车辆荷载;
(拱脚附近未采用微膨混凝土工艺,主要是考虑到拱脚的环向应力作用下对钢管的拉应力过大,在拱脚段不宜采用,其余段采用微膨混凝土)
(6)验算在拱肋混凝土浇筑时拱顶是否需要配重平衡的问题:主要考虑拱肋的上拱变形值不宜太大;
(7)计算中可按2米左右一节的直线形钢管代替,不影响计算精度,预制时按1.5米一节工厂预制;
(天津彩虹桥除在吊杆两侧各设一道角钢加劲箍外,其余每隔2.5米设置一道角钢加劲箍,以增加钢管壁的刚度)
二、拱轴系数的确定
截面性质计算(采用AutoCAD面域的方法)及其它:
✓空钢管
面积: 0.0911
周长: 13.0415
边界框: X: -0.5500 -- 0.5500
Y: -1.2500 -- 1.2500
惯性矩: X: 1.0175
Y: 0.1384
惯性积: XY: 0.0000
旋转半径: X: 0.7050
Y: 0.2600
主力矩与质心的 X-Y 方向:
I: 0.1384 沿 [0.0000 1.0000]
J: 1.0175 沿 [-1.0000 0.0000]
✓全组合截面
由《CECS28:90》钢管混凝土在变形计算时的刚度计算公式为:
EA=EcAc+EgAg=3.3141*106*2.0469+2.1006*107*0.0911=8.69727*106(ton)
EI=EcIc+EgIg=3.3141*106*1.0175+2.1006*107*0.0605=4.64295975*106 (ton)
✓桥面系重量计算(桥面全宽)(吨):
✓每根中吊杆所作用的恒载重量:(承上表)
= (C3+C5+C6*5+C7*5)/2+C8*5= 73.56463(吨)
✓每根边吊杆所作用的恒载重量:
=(C4/2+C3/2+C5+(C6+C7)*12.25/2)/2+C8*12.25/2= 83.27667(吨)
ρ=0.0911/(2.0469+0.0911)= 0.04261
E=0.85*[(1-ρ)*Ec+ρ*Es]= 3457757.814t/m2
由EA、EI已知,换算矩形截面的面积为:
A=8.69727/3.45=2.5209478
I=4.64295975/3.45=1.3457854
由截面A=a*b I=a*b3/12,可以推出b=(12*I/A)^.5,b=2.531025998,a=A/b=0.996018
则组合截面由
即可;
组合截面容重折算(γ):
每米钢管混凝土重量:0.0911*7.85+2.0469*2.5=5.832385
γ=5.832385/2.5209478=2.3135683 (t/m3)
经反复度算拱轴系数,选用
2.2抛物线拱轴线:
2
3.1.1拱肋有限元结构模型离散图
模拟说明:由于拱脚段钢管包裹在混凝土内,截面增大较多,且其结构受力复杂,按最不利情况下局部应力计算,整体计算时按拱脚段为钢筋混凝截面梁单元模拟,与钢管接头开始按模拟成刚性连接,结构图示如下:(吊杆作为节点外荷载计入)
3.1.2模型精度检验
3.2、系杆、不同加载过程中桥墩计算
1781吨×sin(38.59)= 1111吨
系杆安全系数取2.5,则:1860*0.4=744Mpa
需要的系杆总面积为:A=1111t/744Mpa=106股-15.24钢绞线实际选用6根22-15.24钢绞线
主桥墩横梁重量:S*A*r=7.8425*11.96*2.5=234.49075 t
主墩各阶段应力验算:
(1)外侧应力(即靠引桥段墩身)
(2)内侧应力(靠近河床处应力)
拱脚水平位移:0.64mm
主墩内侧拉应力如图:内侧最大拉应力0.1Mpa
钢管应力
3.3. 2浇筑下管砼:
钢管混凝土模型(中心为混凝土实体模型,周围为钢材实体模型):
3.3.3 28天后张拉系杆1、2号系杆,浇筑上管及缀板砼
3.3.4 第二阶段成拱后阶段
第一二根系杆与拱肋重属成拱阶段,见上一阶段,后阶段各工况应力合计如下:
拱顶弯矩影响线
按影响线布置活载,则得钢管应力图如下:
施工过程中采用缆风拉索固定拱体,稳定问题不预验算;以下按空间体系验算该桥一类稳定问题,根据资料该类桥梁稳定系数取大于4~6较为妥当。
计算模型:
采用组合截面等代空间模型,如下图:
4.1未设横撑模态
未设横撑面内第一失稳模态(特征值17,三列汽车偏载)
未设横撑面内第二失稳模态(安全系数20)
第一二模态均表现为拱肋面内失稳,但安全系数较大,由于拱肋断面较大,计算表示可以不设横撑都有足够的安全系数,但本项目亦设置了三道横撑。
4.2设三道横撑模态
设了横撑的第一面内失稳模态如图:安全系数24
设了横撑的第二面内失稳模态如图:安全系数27
五、附计算过程应力、内力、位移图:
5.1 空钢管成拱
拱脚应力图
位移图
梁单元(墩)应力图
5.2 浇筑下管砼拱脚应力图
拱顶应力图位移图
5.3 张拉系杆1和2
墩位移
引桥一侧墩身应力向河一侧墩应力
拱顶处位移
墩应力
5.5 成桥后变形情况
拱顶下挠2.5cm
拱脚水平位移1mm 5.5 成桥后墩身应力向河一侧
5.6 温度降低35度
计入了砼收缩徐变15度,系统温降20度;
拱脚钢管应力:
拱脚以拉应力为主,如图,拉应力一般为40Mpa左右
但缀板拉应力较高,拉应力为68Mpa左右如图:温降下墩身应力:(引桥一侧)
(自重+汽车+温升),未加组合系数
以上反力未计入承台,如果计入承台重量,则:(6.5*10*3*2。
5)/6=82t
最不利桩顶反力计算表引桥一侧
6.2:吊杆拉力(自重+汽车+温升未加组合系数)
选用吊杆型号采用:OVMLZM7-61I型;破断索力392t,安全系数3.33(吊杆安全系数可再取
6.3:验算系杆截面(自重+汽车+温升未加组合系数)
拱脚处轴向力最大为:1779t,与混合单元的计算结果1781吨相近,系杆总拉力为:1111。