橋面運梁驗算.doc

國道112高速30合同橋面炮車運梁驗算說明書一、工程概況本工程永定河泛區(qū)特大橋2，起訖樁號為K81+722.127(右K81+721.224)K83+890.65，全長2168.52m,共有樁基800根、承臺158個、墩柱466根、肋板8塊、蓋梁臺帽158片、25m預(yù)制小箱梁672片、40m預(yù)制小箱梁144片、現(xiàn)澆梁單幅6聯(lián)22跨等。全橋混凝土總方量約為15萬m，工程總造價2.479億元。半幅橋布置6片箱梁，4片中梁，2片邊梁。全幅總計布置12片。全橋梁體的分布情況如下：81-89號墩之間，為25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計96片。89-97號墩之間，為40m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計72片。97-121號墩之間，為25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計288片。121-127號墩之間，為40m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計72片。127-137號墩之間，為25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計120片。137-141號墩之間，為左右幅8跨總計2聯(lián)普通混凝土現(xiàn)澆箱梁。141-145號墩之間，為斜交12525m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計48片。145-148號墩之間，為左右幅6跨總計2聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁。148-152號墩之間，為左右幅8跨總計2聯(lián)普通混凝土現(xiàn)澆箱梁。152-162號墩之間，為25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，總計120片。根據(jù)本工程的總體施工安排，大預(yù)制場垂直橋梁走向居中布置于121-122號墩40m小箱梁左幅，在橋梁主線左幅118-122之間，又增加布置10個25m小箱梁的預(yù)制臺座，其中121-122號墩之間靠道路中線一側(cè)布置2個，此處其他地方用作大預(yù)制場梁體周轉(zhuǎn)的存梁場，剩下8個臺座布置于118-121號墩之間。118-110號墩之間，作為梁體的存放場地。存梁場和小預(yù)制場共用2臺沿橋梁走向布置的25m跨徑凈高21m額重100噸的門式起重機。同時110-108號墩之間左幅的12片25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，用此2臺門式起重機直接安裝，作為架橋機的拼裝平臺。然后用架橋機安裝108-109號墩右幅。從107-108號墩開始，全幅往小樁號安裝25m小箱梁。到96-97號墩之間40m小箱梁時，單幅往小樁號安裝40m小箱梁。至88-89號墩之間，再全幅安裝25m小箱梁。到起點墩位81號墩后調(diào)頭架橋機，安裝89-97號墩之間40m小箱梁。架橋機移動到109-110號墩,開始安裝109-121號墩之間右幅的25m小箱梁及121-123號墩之間右幅的40m小箱梁。從123-124號墩之間，開始全幅安裝40m小箱梁，一直到127號墩為止。從此以后，一直到162號墩全幅安裝25m小箱梁。最后再調(diào)轉(zhuǎn)架橋機到122-123號墩的左幅，安裝此處6片40m小箱梁。對于110-122號墩之間作存梁區(qū)及小預(yù)制場的25m、40m小箱梁，全部采用2臺跨徑25m凈高21m額重100噸的門式起重機進行安裝。由此可以看出，在梁體安裝的過程當(dāng)中，共有如下六種工況需要進行承載驗算。工況一：25m小箱梁上行走運移25m小箱梁的炮車；工況二：25m小箱梁上行走運移40m小箱梁的炮車；工況三：40m小箱梁上行走運移25m小箱梁的炮車；工況四：40m小箱梁上行走運移40m小箱梁的炮車；工況五：普通鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁上行走運移25m小箱梁的炮車；工況六：預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁上行走運移25m小箱梁的炮車。二、各種參數(shù)的選取1、梁體荷載的選取根據(jù)設(shè)計圖紙，考慮施工的實際情況，各種型號的梁體的自重統(tǒng)計如下表所示：型號規(guī)格砼方量（m）設(shè)計重量（kN）驗算重量（kN）25m正交邊跨中梁26.12 679.12 800.00 25m正交邊跨邊梁28.75 747.50 800.00 25m正交中跨中梁25.90 673.40 800.00 25m正交中跨邊梁28.40 738.40 800.00 25m斜交邊跨中梁26.12 679.12 800.00 25m斜交邊跨邊梁28.71 746.46 800.00 25m斜交中跨中梁25.90 673.40 800.00 25m斜交中跨邊梁28.40 738.40 800.00 40m正交邊跨中梁62.04 1613.04 1700.00 40m正交邊跨邊梁64.51 1677.26 1700.00 40m正交中跨中梁59.69 1551.94 1700.00 40m正交中跨邊梁60.25 1566.50 1700.00 所以結(jié)合施工的實際情況，偏安全地將驗算梁體荷載分別選取為：25m小箱梁為800kN，40m小箱梁為1700kN。2、承重梁計算跨徑的選取已知運梁炮車在橋面上運移時，一般情況上橋面系還未全部施工，承重梁體與其他梁體之間簡單地將縱向濕接縫鋼筋及橫隔板的主筋搭接。橫向濕接縫處面板上的鋼筋搭接后，再在其上鋪設(shè)1.5cm厚的鋼板。所以，此種情況下的承重梁體都可以偏安全地模擬成簡支狀態(tài)，邊跨一端支撐在橡膠支座上，一端支撐在臨時支座上；中跨兩端全部支撐在臨時支座上，得到各種規(guī)格承重梁體的計算跨徑如下：型號規(guī)格計算跨徑（m）型號規(guī)格計算跨徑（m）25m正交邊跨中梁24.1225m斜交中跨中梁24.0025m正交邊跨邊梁25m斜交中跨邊梁25m正交中跨中梁24.0040m正交邊跨中梁390425m正交中跨邊梁40m正交邊跨邊梁25m斜交邊跨中梁24.1240m正交中跨中梁390025m斜交邊跨邊梁40m正交中跨邊梁3、運梁炮車的選取根據(jù)上述各梁體的自重情況，本工程選取額重1800kN的ZTQJ-DL-07-00炮車。動力支撐炮車自重為23.53kN，助力支撐炮車自重為20kN?？v向輪距分別為1.375m+2.695m，1.375m+1.755m，橫向輪距都為2.0m，輪胎總寬為2.56m。整個炮車，動力支撐部分為3個軸，助力支撐部分為3個軸，總計6個軸，每軸4個輪胎，總計24個輪胎。三、橋面炮車運梁驗算分析上述六種工況可以看出，為了減少驗算的工作量，可以只驗算最不利工況的工況二、工況四、工況五及工況六，具體的驗算如下：1、工況二25m小箱梁上行走運移40m小箱梁時，最不利荷載的作用工況為行走至跨中的時候。根據(jù)炮車輪距可知，一臺炮車行走在兩片承重梁上的腹板內(nèi)側(cè)，如下圖所示：則得到每軸單端輪胎對承重梁的作用力為：圖1、工況二運梁示意圖P=G/12+Qmax/6=1700/12+23.53/6=146kN式中：P輪胎對承重梁的作用力，kN；G梁體自重，此處為40m小箱梁的自重，kN；Qmax炮車最大支撐的重量，主要選動力支撐的重量，kN。輪胎的著地面積為：0.60.2。則得到輪胎對承重梁頂板的壓應(yīng)力為：146kN/（0.6m0.2m）=1.22Mpa。小于C50混凝土強度50Mpa。最不利荷載工況下跨中彎矩為：如圖所示，得到最不利荷載的跨中彎矩為：2230.16kNm。而根據(jù)設(shè)計給出的25m中跨小箱梁的設(shè)計跨中彎矩為：2836kNm。能滿足安全要求。考慮炮車碾壓在承重梁體腹板的外側(cè)，則需驗算梁體的橫向穩(wěn)定性。已知臨時支座距承重梁體的形心位置為0.25m，炮車單側(cè)輪胎碾壓位置的中心距臨時支座的距離為0.451m。所以得到承重梁相對于臨時支座的抵抗彎矩為：M=GL=8000.25=200 kNm。炮車單側(cè)輪胎作用在承重梁上對臨時支座的彎矩為：M=RL=14630.451=198 kNm。小于抵抗彎矩，再將橋面梁板的縱向濕接縫的鋼筋及橫隔板的主筋進行連接，總體穩(wěn)定性更加安全可靠。2、工況四圖2、工況四運梁示意圖同工況二，得到40m承重梁上運移40m小箱梁時每軸單端輪胎對承重梁的作用力為：146kN（如圖2所示）。輪胎對梁體頂板的壓應(yīng)力也同工況二。而最不利荷載的跨中彎矩如下圖所示：如圖所示，得到最不利荷載的跨中彎矩為：3957.33kNm。而根據(jù)設(shè)計給出的40m中跨小箱梁的設(shè)計跨中彎矩為：4721kNm。能滿足安全要求。同工況二再驗算梁體的橫向穩(wěn)定性。已知臨時支座距承重梁體的形心位置為0.25m，炮車單側(cè)輪胎碾壓位置的中心距臨時支座的距離為0.451m。所以得到承重梁相對于臨時支座的抵抗彎矩為：M=GL=17000.25=425 kNm。炮車單側(cè)輪胎作用在承重梁上對臨時支座的彎矩為：M=RL=14630.451=198 kNm。小于抵抗彎矩，能滿足安全要求。3、工況五工況五的最不利狀態(tài)是當(dāng)運移25m小箱梁的炮車作用在最大跨徑普通現(xiàn)澆混凝土的跨中（如圖3所示）。已知最大跨徑為18.5+l(1/tan1-1/tan2)=18.5+10.625(1/tan60-1/tan70)=20.767m。每軸單端輪胎對承重梁的作用力為：P=G/12+Qmax/6=800/12+23.53/6=71kN式中：P輪胎對承重梁的作用力，kN；G梁體自重，此處為25m小箱梁的自重，kN；Qmax炮車最大支撐的重量，主要選動力支撐的重量，kN。輪胎的著地面積為：0.60.2。則得到輪胎對承重梁頂板的壓應(yīng)力為：71kN/（0.6m0.2m）=0.59Mpa。小于C50混凝土強度50Mpa。圖3、工況五運梁示意圖得到炮車單側(cè)最不利荷載的跨中彎矩如下圖所示：如圖所示，得到最不利荷載的跨中彎矩為：958.402=1916.8kNm。而根據(jù)設(shè)計給出的跨徑為18.5m的現(xiàn)澆箱梁的設(shè)計跨中彎矩為：3168kNm。能滿足安全要求。因為此處運移梁都是單幅居中行駛，所以不需要驗算抗傾覆的情況。4、工況六工況六的最不利荷載工作狀態(tài)是當(dāng)運梁炮車行駛到最大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆段的跨中時（如圖4所示）。已知最大跨徑為58m。因此炮車的動力支撐及助力支撐全部作用到該跨徑內(nèi)。則對于動力支撐每軸單端輪胎對承重梁的作用力同工況五，對于助力支撐每軸單端輪胎對承重梁的作用力如下所示：P=G/12+Q/6=800/12+20/6=70kN式中：P輪胎對承重梁的作用力，kN；G梁體自重，此處為25m小箱梁的自重，kN；Q助力支撐的重量，kN。輪胎的著地面積為：0.60.2。則得到輪胎對承重梁頂板的壓應(yīng)力為：70kN/（0.6m0.2m）=0.58Mpa。小于C50混凝土強度50Mpa。圖4、工況六運梁示意圖得到炮車單側(cè)最不利荷載的跨中彎矩如下圖所示：如圖所示，得到最不利荷載的跨中彎矩為：3660.672=7321.34kNm。而根據(jù)設(shè)計給出跨徑為58m現(xiàn)澆箱梁的設(shè)計跨中彎矩為：10234kNm。能滿足安全要求。因為此處運移梁都是單幅居中行駛，所以不需要驗算抗傾覆的情況。四、結(jié)論綜上所述，全