基于midas某箱型橋梁支架系統(tǒng)驗(yàn)算報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、工程簡(jiǎn)介1.1 項(xiàng)目總體概況 略1.2 箱梁概述 預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁標(biāo)準(zhǔn)段有17.9m寬，為單箱三室斜腹板型箱梁。梁高2.0m，箱梁頂、底板厚均為0.25m、0.22m，兩側(cè)翼緣板懸臂長(zhǎng)度為2.45m。標(biāo)準(zhǔn)段箱梁截面示意圖（圖1）如下所示：圖1 18m 寬主線橋預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁標(biāo)準(zhǔn)斷面圖(單位：cm)1.3 支架簡(jiǎn)介 由于本工程位于交通流量較大的公路段，故采用門(mén)式支架布置，由下至上依次為鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)、鋼立柱、貝雷梁、碗扣鋼管支架和模板。具體布置見(jiàn)下表：部位明細(xì)內(nèi)容條形基礎(chǔ)C30鋼筋砼B×H=80cm×50cm鋼立柱630×8mm間

2、距3.0m縱梁1I45a工字鋼I45a工字鋼，放置鋼立柱之上橫梁1貝雷梁國(guó)產(chǎn)321型，放置縱梁1之上，間距0.9m縱梁2I18工字鋼放置貝雷梁之上，間距0.9m碗扣支架48×3.5mm剪刀撐采用48.3×3.6mm，按規(guī)范要求布置主分配梁I12.6工字鋼橫橋向放置于支架立桿頂部次分配梁松木10cm×10cm，放置于主分配梁之上，間距0.3m底模板竹膠板鋪在松木之上，并用鉚釘與松木固定表1 門(mén)式支架布置一覽表二、midas模型2.1 模型介紹 本工程的模擬是以縱向四根鋼柱、橫橋向箱梁全截面為例。單位體系：KN、m。支架體系模型在結(jié)構(gòu)上分為由下至上四層。第一層：鋼立柱

3、+縱梁1；第二層：貝雷梁；第三層：縱梁2+碗扣支架+主分配梁；第四層：次分配梁+底模板。層與層之間用彈性連接加以聯(lián)系起來(lái)。模型軸側(cè)圖（圖2）如下圖所示：圖2 支撐體系基于midas模型軸側(cè)圖2.1 材料選用 模型中主要用到的材料包括鋼材和木材。其中鋼材，除了貝雷梁采用16Mn鋼以外，其他的鋼材均采用A3鋼，這兩種鋼材的容許應(yīng)力如下表所示：應(yīng)力鋼號(hào)軸向應(yīng)力彎曲應(yīng)力剪應(yīng)力16Mn273273208A314014585表2 鋼材的容許應(yīng)力（MPa）2.2 荷載取值以及簡(jiǎn)化模擬 模板荷載取0.55 KN/m2 鋼筋混凝土自重取26 KN/m2 施工人員及機(jī)具荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.5 KN/m2 振搗混凝土產(chǎn)生

4、的豎向荷載 1.0 KN/m2 傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的豎向荷載 2.0 KN/m2 荷載效應(yīng)組合：恒載×1.2+活載×1.4。恒載主要包括：支架體系上部鋼筋混凝土荷載，支架體系自重荷載；活載主要包括：施工人員及機(jī)具荷載，傾倒以及振搗混凝土產(chǎn)生的豎向荷載。其中活載是通過(guò)底模上的面荷載來(lái)施加，而其中支架體系上部由預(yù)應(yīng)力箱梁和模板傳下來(lái)的荷載需要簡(jiǎn)化模擬，具體如下： 荷載簡(jiǎn)化主要是針對(duì)支架體系上部箱梁的自重荷載的簡(jiǎn)化。如圖3，將箱梁截面分為三個(gè)部分。在截面特性計(jì)算器中計(jì)算得出箱梁的截面積A=.0cm2，I部分和III部分的面積為A1=18777.5 cm2，II部分面積A2=.0-1

5、8777.5=.5 cm2。將II部分簡(jiǎn)化為底模板上的均布面荷載q1：q1=（26×.5×10-4×9+0.55×250.83）÷（9×12）=24.2 KN/m2。其中數(shù)字250.83為經(jīng)計(jì)算得到的內(nèi)模板的面積。將I部分簡(jiǎn)化為底部主分配梁I12.6工字鋼上的線荷載q2：q2=（26×18777.5×10-4×0.9+0.55×3.555）÷2.95=15.6KN/m。其中數(shù)字3.555為為經(jīng)計(jì)算得到的內(nèi)模板的面積。q1、q2這兩個(gè)荷載的施加如圖4所示。圖3 箱梁橫截面簡(jiǎn)化分割圖圖4

6、箱梁自重荷載簡(jiǎn)化示意圖三、受力分析模型在荷載組合（組合1）下的受力分析圖如圖（圖5、圖6）所示：圖5 支架受力變形圖（荷載組合1）圖6 鋼柱底部反力（Fz）四、結(jié)構(gòu)計(jì)算4.1 滿堂支架計(jì)算4.1.1 建模將以上模型的第三層和第四層分離出來(lái)單獨(dú)建立滿堂支架模型，受力分析如圖（圖7）所示：圖7 滿堂支架變形圖 由滿堂支架的變形圖可知支架最大位移為0.36mm，遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到3mm的極限規(guī)定，故可認(rèn)為支架的變形符合要求。4.1.2 主分配梁計(jì)算 主分配梁材料為A3鋼材，截面是I12.6工字鋼，其受力分析如下圖（圖10）：圖10 主分配梁受力分析（My）可以看出絕對(duì)值最大的彎矩Mmax=2.26 KN

7、83;m。I12.6工字鋼截面特性如下表：型號(hào)慣性矩Ix(cm4)抵抗矩Wx(cm3)回轉(zhuǎn)半徑ix(cm)面積矩Sx(cm3)I12.648877.45.1944.2表3 主分配梁截面特性主分配梁彎曲強(qiáng)度：=Mmax/Wx=2.26×103/(77.4×10-6)=29.2 MPa 145 MPa，滿足要求。4.1.3 立桿計(jì)算支架鋼管截面特性表如下：外徑d（mm）壁厚t（mm）截面積A（mm2）慣性矩(mm4)抵抗矩W(mm3)回轉(zhuǎn)半徑(mm)483.54.89×1021.215×1055.078×10315.78表4 鋼管截面特性第三層滿堂

8、支架立桿的受力分析如下圖（圖10）：圖11 支架立桿受力分析（Fx） 有圖知道立桿最大軸向壓力為Fmax=22.17 KN，產(chǎn)生最大壓力的立桿與周邊立桿步距為0.9m，長(zhǎng)細(xì)比=l/i=900/15.78=57，查規(guī)范得=0.789，那么有=N/(A)=22.17×103/(0.789×4.89×10-4)=57.5 MPa140 MPa，滿足要求。4.2 貝雷梁計(jì)算4.2.1 強(qiáng)度計(jì)算 滿堂支架模型的支反力如下圖所示（圖12）：圖12 滿堂支架支反力圖上面的滿堂支架模型的底部邊界條件施加在了與下部貝雷梁接觸的結(jié)點(diǎn)上，由于模型縱橫向均對(duì)稱(chēng)，那么可以認(rèn)為最中間的一跨貝

9、雷梁承受的彎矩是最大的，可以將滿堂支架模型底部與中間跨貝雷梁接觸的節(jié)點(diǎn)的支反力反向作用到貝雷梁上，可計(jì)算貝雷梁承受的彎矩和相應(yīng)的撓度。計(jì)算模型如下圖所示：圖13 貝雷梁計(jì)算模型a 國(guó)內(nèi)貝雷片的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)如下表（表5）：類(lèi)型容許彎矩(KNm)容許剪力(KN)長(zhǎng)高(cm)材料單片單層975245300×15016錳鋼單片雙層2023245300×30016錳鋼表5 國(guó)產(chǎn)貝雷片相關(guān)技術(shù)指標(biāo)貝雷梁模型計(jì)算彎矩及剪力如圖：由圖可知，絕對(duì)值最大的彎矩Mmax=156.4 KNm975 KNm，滿足要求；絕對(duì)值最大的剪力Qmax=179.3 KNm245 KNm，滿足要求。4.2.2 位移計(jì)算 同樣使用上面方法建模，將支反力作用到貝雷梁上，模型以及位移分析如下圖所示（圖14、圖15）：圖14 貝雷梁計(jì)算模型b圖15 貝雷梁位移分析圖 上圖顯示貝雷梁最大位移Dzmax=0.15mm，遠(yuǎn)小于容許位移L/400=18.5mm，滿足要求。4.3 混凝土條形基礎(chǔ)計(jì)算 鋼立柱下面采用的是鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，混凝土標(biāo)號(hào)為C30，設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度f(wàn)=17.5MPa。由圖6可知鋼立柱最大支反力