新建寶蘭客運專線武威路中橋系梁現(xiàn)澆支架設(shè)計計算書畢業(yè)論文

1、新建寶蘭客運專線武威路中橋系梁現(xiàn)澆支架設(shè)計計算書局集團寶蘭客專項目經(jīng)理部二O五年五月工程概述計算依據(jù)及容許應(yīng)力2.1 計算依據(jù)2.2 材料及容許應(yīng)力荷載與工況組合3.1荷載計算3.2工況組合四、計算模型五、計算結(jié)果5.1貝雷梁5.2鋼管立柱穩(wěn)定性計算5.3鋼管樁連接系5.4分配梁5.5 I20 模板分配梁5.6預(yù)埋件 Y1 計算5.7條形基礎(chǔ)計算5.8托梁基底應(yīng)力及配筋計算5.9鋼管腳手架計算5.10 底模計算六、結(jié)論目錄10111113新建寶蘭客專武威路中橋系梁現(xiàn)澆支架設(shè)計計算書中鐵二十一局集團有限公司15工程概述新建寶雞至蘭州客運專線武威路中橋系桿拱位于蘭州市七里河區(qū)境內(nèi),橫跨武威路三角線

2、南北通向道路，系桿拱起點為DIIK1037+858.85，終點為DIIK1037+951.1，橋梁總長100.18m，橋跨樣式為1孔80m鋼管混凝土系桿拱。系梁全長82.4m，梁高2.5m，梁頂寬15m底寬11m梁端拱腳處9.2m范圍內(nèi)梁頂加寬至16.6m,梁底加寬至13.5m ;邊腹板厚45cm,拱腳處加厚至 260cm；中腹板厚35cm,拱腳處加厚至205cmo吊桿處隔墻厚 30cm,隔墻開設(shè)2mx 1.2m的過人洞。箱梁梁頂設(shè)有 2%勺橫坡。拱橋采用先梁后拱的施工方案，其中系梁采用支架法現(xiàn)澆施工。現(xiàn)澆支架采用貝雷梁+鋼管樁+鋼管腳手架的組合方案，系梁兩端10.55m范圍采用鋼管腳手架施工

3、；中間61.3m范圍采用貝雷梁+鋼管樁支架方案，鋼管樁采用630*10鋼管，基礎(chǔ)為條形基礎(chǔ)，鋼管樁頂面搭設(shè)2HN500*200分配梁，分配梁頂放置“ 321 ”型貝雷梁，貝雷梁頂鋪120b型鋼+方木+竹膠板，系梁施工支架布置見下圖。r0 fTr1f三I.r Fr7、LL PP叭?3lA I r”tS|BS!|lBlli|!SS|!lSSliiiilHHiifiiniiiiififiiiiiimil乂5皿.L LL圏I怡舌 Lu二 FuprJrUM. ,LMild III； H iLiii-EPlInlli III I測 will ：ll. niftpcihi!ia：i!I B 4 1=,* I

4、II I I|口| IiHi-trS3：iiBBiaI FlL.?IMUHBIt-*!;nn圖1-1系梁現(xiàn)澆支架布置圖:hj9刃.4F ilBSSBiSH SimniiBHmail、IWT?計算依據(jù)及容許應(yīng)力2.1計算依據(jù)(1)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50017-2003）；鐵路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（TB 10002.5-2005 J464-2005 ）;公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004 ）;混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2010）;路橋施工計算手冊周水興何兆益鄒毅松（人民交通出版社）(6)裝配式鋼橋多用途適用手冊(7)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)埋件設(shè)計喻純誠等（中國鐵道出版社）項

5、目部提供的橋梁設(shè)計圖紙和地質(zhì)資料。2.2材料及容許應(yīng)力以下各章結(jié)構(gòu)計算均采用容許應(yīng)力法，材料容許應(yīng)力取值見下表:表2.1-1材料容許應(yīng)力表（單位：MPa材料種類軸向應(yīng)力d剪應(yīng)力T Q235鋼材140 MPa85MPaC30混凝土壓：10,拉：1.0一HRB335鋼筋215一貝雷梁各主要桿件容許內(nèi)力取值見下表:表2.1-2貝雷梁主要桿件容許內(nèi)力表（單位：kN）桿件材質(zhì)截面形式容許內(nèi)力弦桿16Mn210560豎桿16MnI8210斜桿16MnI8171.5荷載與工況組合3.1荷載計算 1、支架自重（G1）:由程序自動加載（自重系數(shù)1.49）;2、梁體重量（G2）:梁體混凝土容重取 26.5kN/m

6、3;3、模板自重（G3）:取 2.0 kN/m； 4、施工人員和機具荷載（G4）:取1.5 kN/m;5、振搗混凝土產(chǎn)生的荷載（G5）:取2.0 kN/m；6、傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載（G6）:取2.0 kN/m；7、拱肋、拱肋拼裝支架重量等施工荷載，拱肋重3410kN,拼裝支架重1000kN,考慮1.1倍的附加施工荷載，總荷載取4851kN。加載時，偏保守認為拱肋拼裝荷載通過系梁2個邊腹板傳遞給貝雷梁，且僅由邊腹板下3片貝雷梁承受。由于拱肋拼裝時系梁施工完成，故將拱肋拼裝荷載以線荷載的形式加載到貝雷梁上。8、風荷載（G8）:風載：超過6級風時，支架不得作業(yè)，故現(xiàn)澆支架按6級風進行設(shè)計，對應(yīng)風速為

7、13.8m/s ；風荷載按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范進行計算,FwhWKiKWdAwh其中：K0= 0.75 （按施工架設(shè)期間取值）K1/ K尸0.45勺.2=0.54 （桁架風載系數(shù)）；K3=1. 0（按一般地區(qū)條件選?。㎏2= 0.86 （按C類地表，離地面或水面 10m高度計）；K5=1. 7（按C類取陣風風速系數(shù)）；WdrVd2gr =0.012017eq0001z =0.0120仏.0005 = 0.01201Vd =心心必=0.86X1.7X13.8m/s = 20.2m/S2咒9.81求得:Wd=rV；2=0g(23.42)2 =0.25(kN/m2)(1 )單片貝雷片迎風面積為Avh

8、 =0.4A =0.41.5咒3.0 = 1.8m2 ；風載為：Fwh = KiaWdAwh =0.75X0.54xi.0X0.25xi.8=0.18(kN);等效為上、下弦桿線荷載為：q = 0.25子3子2 = 0.03kN / mO（2）作用于鋼管樁上的風荷載為:q2 =0.75x 0.54咒 1.0咒0.25咒 0.63 = 0.06kN / m ；(3)作用于連接系上的風荷載為:q3 = 0.75X 0.54咒 1.0咒0.25X 0.16 = 0.02kN / m；3.2工況組合工況一：驗算結(jié)構(gòu)強度荷載組合 A:荷載G1+荷載G2+荷載G3+荷載G4+荷載G5+荷載G6+荷載G7。

9、荷載組合B:荷載G1+荷載G2+荷載G3+荷載G4+荷載G5+荷載G6+荷載G8。工況二：驗算結(jié)構(gòu)剛度荷載組合C:荷載G1+荷載G2+荷載G3。四、計算模型利用有限元軟件Midas建立系梁現(xiàn)澆支架計算模型，所有單元均采用梁單元，荷載按條分法分段加載到橫向工字鋼上，鋼管樁樁底固結(jié)。計算模型如下圖所示:*7T:.-圖4-1現(xiàn)澆支架計算模型7 6 6圖4-2系梁混凝土自重加載示意圖7666663088蹺48圖4-3拱肋拼裝荷載加載示意圖17-Z 441一- MDH*-*-H3l-=aJ3H-Z Jrh S3- *tf|G=n 円*Ur 宀-_ -h ._雀ir組合A貝雷梁弦桿軸力圖（246.6kN）

10、 01 許-E.竺 1X4-4列 Pf M組合A貝雷梁斜桿軸力圖（129.4kN）if:HI ITH-VrW：t EUtaGlH- 咽T壯Fl 1啊山如=,DWli?a-t二 17皿 -HiMl -tdlTv 曲 h丄 jJHOfl-M 二I H墾h -UHi 比 庫=-4組合B貝雷梁斜桿軸力圖（135.9kN）在工況一作用下，貝雷梁斜桿最大軸力為135.9kN,小于容許值為171.3kN,滿足要求。5.1.4貝雷梁撓度在工況二作用下，貝雷梁跨中最大豎向位移為16mm,變形見下圖:圖5.4貝雷梁位移圖貝雷梁非彈性撓度為:3.556 X42fm = 7.11mm貝雷梁跨中總撓度為:16+7.11

11、=23.11mm12000/400=30mn滿足要求。5.2鋼管立柱穩(wěn)定性計算在工況一作用下，鋼管立柱Z3受軸力最大，其最大壓力為1807.7kN,彎矩為:M =14kN m 鋼管立柱Z5受彎矩最大，其軸力為812kN, M = J56.52 + 7.22 = 57kN m ;9140鋼管立柱z3計算長度為4570*2=9140mm長細比為91廠42，a類截面，穩(wěn)定25系數(shù)為：覽=0.9367, N：x = 3.14 2.06*1 X19477 =20387186, Yx, Pmx均取 1.0,1.1X422則有:1.0X14X1061807.7X10336 -2971921()= 99.1+

12、5.2=104.3MPa 140MPa。鋼管立柱Z3穩(wěn)定性滿足要求。鋼管立柱Z5計算長度為3740*2=7480mm長細比需二34，a類截面，穩(wěn)定3 142 X 2 06X105 X19477系數(shù)為：護X =0.9545, Nex =31109860, YxJmx均取 1.0,1.1咒342則有:1.0咒 57 燈06812 燈03+3-0.9545x19477 , C ccc一0.8天812如03,1.2971921( 1-)31109860= 43.7 +19.6=63.3MPa cMOMPa。鋼管立柱Z5穩(wěn)定性滿足要求。5.3鋼管樁連接系-嚴、一-圖5.5連接系軸力圖（65.4kN ）在

13、工況一作用下，鋼管樁連接系最大軸力為65.4kN,計算長度 2143mm 弱軸回轉(zhuǎn)半徑r=29，長細比為74，穩(wěn)定折減系數(shù)為0.7262，考慮折減后的應(yīng)力為365 4 咒 103一b =18.1MPa C140MPa 受力滿足要求。0.7262X4974，5.4分配梁5.4.1分配梁F1分配梁F1采用2HN60S200型鋼，腹板貼10mm厚鋼板,在工況一作用下，最大彎矩為 643.7kN.m，剪力為 1109.4kN 則有:彎曲正應(yīng)力為:_643108.9m pa140M Pa5909842滿足要求。剪應(yīng)力為：T二皿心沁空= 63MPa 85MPa，滿足要求。2X886476492185.4.

14、2分配梁F2分配梁F2采用2HN6O0:2OO型鋼，在工況一作用下，最大彎矩為280.2kN.m剪力為489.1kN,則有:彎曲正應(yīng)力為:280.2X106521融=53-7mpa140MPa 滿足要求。剪應(yīng)力為：T他，1仙蝕0455 = 43Mp”85MPa，滿足要求。 1564619648 225.5 120模板分配梁圖5.6 I20模板分配梁應(yīng)力在工況一作用下，I20模板分配梁最大應(yīng)力為107.9MPa140MPa受力滿足要求。5.6預(yù)埋件丫1計算預(yù)埋件Y1為主要承受壓力，最大荷載取1807.7kN不設(shè)間接鋼筋，計算混凝土局部承壓。僅考慮預(yù)埋件錨板范圍內(nèi)混凝受壓，則有:1807込=4.4

15、MPa10MPa，滿足要求。 4090355.7條形基礎(chǔ)計算條形基礎(chǔ)C1最大豎向荷載為 5179.7kN C2最大豎向荷載為 6645.8kN C3最大豎向荷載為 4124.5kN=(1)基底應(yīng)力條形基礎(chǔ)C1基底應(yīng)力為b條形基礎(chǔ)C2基底應(yīng)力為b5179 7+241 = 239k Pa d02x12x（900-號）=710.9kN.mA676.9kN.m足要求截面素混凝土抗剪承載力為:Qb =O.7ftbh0 =0.7M.0x1800x900 = 1134kN A762.7kN，承載力滿足要求。條形基礎(chǔ)C2荷載折算為線荷載為 523.1kN/m,計算跨度3.55m,彎矩為：824kN.m,剪力為

16、928.5kN。條形基礎(chǔ) C2截面尺寸為1800*1500mm配12根直徑20mm的二級鋼筋。fyAs213.110121.0x10x1800x = 45mm xbafcb 截面抗彎承載力為:Mb = fyAUh。-寺）=215X3.14X 102 X12X （1400-詈）=1115.9kN.m824kN.m，滿足要求截面素混凝土抗剪承載力為:Qb =O.7ftbh0 =0.7咒 1.0x1800x1400 = 928.5kN A762.7kN，承載力滿足要求。5.8托梁基底應(yīng)力及配筋計算(1)基底應(yīng)力托梁截面尺寸為1500*1500mm基底設(shè)置2000mm寬，200mm厚的混凝土墊層。托梁

17、頂所受荷載為1892kNo1892則基底應(yīng)力為：b =上+ 24x 1.5 = 156k Pa 250k Pa1.9x8(2)托梁配筋檢算托梁荷載折算為線荷載為234kN/m,計算跨度6m,彎矩為：1053kN.m,剪力為702kN。托興截面尺寸為 1500*1500mm配10根直徑28mm的二級鋼筋。士S = 88mmc(1400專)=1794kN.mA1053kN.m滿足要求截面素混凝土抗剪承載力為:Qb =O.7ftbh0 =0.7x1.0x1500x1400 = 1470kN 702kN,承載力滿足要求。5.9鋼管腳手架計算拱腳部分系梁高度為3.1m ,立桿間距0.3X 0.6m,單根

18、立桿承受荷載為：Q=0.6X 0.3X3.1 X 26.5X 1.3=19.2kN,考慮拱肋拼裝產(chǎn)生的附加荷載8.4kN，總荷載為27.6kN。立桿計算長度為：L0=0.9+2X 0.4=1.7m,截面面積為 489mm2回轉(zhuǎn)半徑為15.8,長細比為108,穩(wěn)定折減系數(shù)為 0.5772則立桿應(yīng)力為:q27 6X10b =:=97.8MPa 140MPa ,受力滿足要求。0.5772X4895.10底模計算底模采用10mm竹膠板+100*100mm方木，系梁2.5m等高段腹板下方木布置間距為200mm,頂?shù)装灏彘g距為 250mm,拱腳變高加厚段加密布置。(1)竹膠板計算腹板下:q =26.52.5 +7.5 =73.75k Pa2U3g_=0.07kN m10=73士1=3.7kN=空叱孽=4.2MPa 15MPa1000x10