蓋梁施工托架受力計(jì)算書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)安樂(lè)塘大橋蓋梁施工托架計(jì) 算 書2017年10月目 錄 TOC o 1-3 h z u 一、工程概述安樂(lè)塘大橋位于西景線（G214）K2571+672 處（祥臨路樁號(hào)為K146+020），于2007 年12 月通車。橋梁全長(zhǎng)265.00m，橋面總寬12.0m，車行道寬11.0m，上部結(jié)構(gòu)為(64+115+64)m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土雙肢薄壁墩、樁基礎(chǔ)，重力式橋臺(tái)、樁基礎(chǔ)和擴(kuò)大基礎(chǔ)。該橋中跨跨中存在嚴(yán)重下?lián)?，為了改善受力，擬在中跨跨中對(duì)應(yīng)位置增設(shè)橋

2、墩，布設(shè)支座，主橋由三跨連續(xù)剛構(gòu)變?yōu)樗目纾?4+57.5+57.5+64）m 剛構(gòu)-連續(xù)組合體系，并通過(guò)在箱外腹板增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力、中跨跨中梁段設(shè)置腹板加厚層、橫梁的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)加固目標(biāo)。中跨增設(shè)格構(gòu)式橋墩布置圖如圖1.1所示。圖1.1 中跨增設(shè)格構(gòu)式橋墩布置圖新增橋墩上需利用托架施工蓋梁，本計(jì)算針對(duì)橋墩上的托架系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)算，確保其具有足夠的安全性。托架的布置如圖1.2所示。圖1.2 托架布置圖二、計(jì)算依據(jù)（1）公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2014)（2）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2015)（3）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)（4）公路橋涵地

3、基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D63-2007)（5）公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D64-2015）（6）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）（7）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 5009-2012）（8）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50017-2003）三、設(shè)計(jì)荷載及組合（1）設(shè)計(jì)荷載根據(jù)建筑施工手冊(cè)相關(guān)規(guī)定，施工階段托架上各向施工荷載取值如下：（a）結(jié)構(gòu)自重：混凝土容重按26kN/m3計(jì)算（考慮1.05漲模系數(shù)），鋼材容重按78.5 kN/m3計(jì)算。（b）施工人員及機(jī)具荷載：3.0kN/m2；（c）混凝土振搗：4.0kN/m2。（2）荷載組合根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范，計(jì)算中，考慮以下兩種

4、狀態(tài)下的荷載組合：（a）承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算支架強(qiáng)度及穩(wěn)定性時(shí)，采用本組合下產(chǎn)生的效應(yīng)組合值S進(jìn)行計(jì)算，相應(yīng)的組合系數(shù)如下：S=1.2支架自重1.2混凝土荷載（考慮1.05漲模系數(shù)）+0.71.4臨時(shí)荷載（人群機(jī)具荷載、混凝土振搗等）（b）正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算支架變形時(shí)，采用本組合下產(chǎn)生的效應(yīng)組合值S，相應(yīng)的組合系數(shù)如下：S=1.0支架自重1.0混凝土荷載（考慮1.05漲模系數(shù)）+1.0臨時(shí)荷載（人群機(jī)具荷載、混凝土振搗等）。四、結(jié)構(gòu)建模為了計(jì)算蓋梁在現(xiàn)澆過(guò)程，托架各構(gòu)件的應(yīng)力及變形情況，本計(jì)算采用MIDAS/Civil 2015橋梁有限元程序，對(duì)支架系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模計(jì)算。計(jì)算時(shí)，分別考慮上部

5、蓋梁自重、支架自重、施工人員及機(jī)具、混凝土振搗荷載，分別計(jì)算在承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下，支架體系各個(gè)構(gòu)件的受力狀況。蓋梁底膜系統(tǒng)由馬蹄撐、分配梁F1、分配梁F2、方木和竹膠板構(gòu)成；馬蹄撐使用H45a型鋼，分配梁F1使用槽36a型鋼，分配梁F2使用工12a型鋼；蓋梁底模、側(cè)模均使用1010cm方木做背肋，1.5cm厚的竹膠板作為面板加工制作。模型共建立736個(gè)節(jié)點(diǎn)，1157個(gè)單元，托架整體有限元模型如圖4.1所示。 （a）托架三維圖 （b）托架正視圖 b）托架側(cè)視圖圖4.1 托架整體模型圖4.2 托架有限元模型五、計(jì)算結(jié)果5.1 支反力計(jì)算考慮結(jié)構(gòu)自重、施工人員及機(jī)具荷載、蓋梁混凝土

6、自重，承載能力極限狀態(tài)下，墩柱的支反力如圖5.1所示。圖5.1 支反力計(jì)算由圖5.1可知，施工階段，最不利荷載組合下，每個(gè)橋墩鋼管柱的最大支反力為2218.5 kN。5.2 托架H45a型鋼驗(yàn)算鋼托架采用H45a型鋼，承載能力極限狀態(tài)下，托架的彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力如圖5.2所示。（a）彎曲應(yīng)力（MPa）（b）剪應(yīng)力（MPa）圖5.2 托架系統(tǒng)應(yīng)力圖（MPa）由圖可知，承載能力極限狀態(tài)下，托架最大拉應(yīng)力78.94 MPa，最大壓應(yīng)力56.79 MPa，均小于鋼材的容許應(yīng)力190MPa，最大剪應(yīng)力41.39 MPa，小于容許剪應(yīng)力110MPa。因此，托架強(qiáng)度強(qiáng)度滿足要求。圖5.3 托架系統(tǒng)變形圖（mm

7、）正常使用極限狀態(tài)下，托架的變形如圖5.3所示。由圖可知，正常使用極限狀態(tài)下，托架最大豎向變形為0.91mm，小于容許值L/400=1200/400=3.0 mm。因此，托架剛度滿足要求。5.3 槽36a分配梁驗(yàn)算F1分配梁采用槽36a，承載能力極限狀態(tài)下，槽36a分配梁的彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力如圖5.4所示。（a）槽36a分配梁彎曲應(yīng)力（MPa）（b）槽36a分配梁剪應(yīng)力（MPa）圖5.4 槽36a分配梁應(yīng)力圖（MPa）由圖可知，承載能力極限狀態(tài)下，槽36a分配梁最大拉應(yīng)力94.22 MPa，最大壓應(yīng)力112.51 MPa，均小于鋼材的容許應(yīng)力190MPa，最大剪應(yīng)力35.69 MPa，小于容許剪

8、應(yīng)力110MPa。因此，分配梁強(qiáng)度滿足要求。圖5.5 槽36a分配梁變形圖（mm）正常使用極限狀態(tài)下，槽36a分配梁的變形如圖5.5所示。由圖可知，正常使用極限狀態(tài)下，槽36a分配梁的最大豎向變形為1.62mm，小于容許值L/400=800/400=2.0 mm。因此，分配梁剛度滿足要求。5.4 工12a分配梁驗(yàn)算F2分配梁采用工12a，承載能力極限狀態(tài)下，工12a分配梁的彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力如圖5.6所示。（a）工12a分配梁彎曲應(yīng)力（MPa）（b）工12a分配梁剪應(yīng)力（MPa）圖5.6 工12a分配梁應(yīng)力圖（MPa）由圖可知，承載能力極限狀態(tài)下，工12a分配梁最大拉應(yīng)力143.69 MPa，最

9、大壓應(yīng)力107.84 MPa，均小于鋼材的容許應(yīng)力190MPa，最大剪應(yīng)力72.06 MPa，小于容許剪應(yīng)力110MPa。因此，分配梁強(qiáng)度滿足要求。圖5.7 工12a分配梁變形圖（mm）正常使用極限狀態(tài)下，工12a分配梁的變形如圖5.7所示。由圖可知，正常使用極限狀態(tài)下，工12a分配梁的最大豎向變形為1.50mm，小于容許值L/400=750/400=1.875 mm。因此，分配梁剛度滿足要求。5.5 1010cm方木驗(yàn)算蓋梁底模、側(cè)模均使用1010cm方木做背肋，承載能力極限狀態(tài)下，方木的彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力如圖5.8所示。（a）方木彎曲應(yīng)力（MPa）（b）方木剪應(yīng)力（MPa）圖5.8 1010

10、cm方木應(yīng)力圖（MPa）由圖可知，承載能力極限狀態(tài)下，方木最大拉應(yīng)力11.62 MPa，最大壓應(yīng)力0.65 MPa，均小于木材的容許應(yīng)力13.5 MPa，最大剪應(yīng)力1.64 MPa，小于容許剪應(yīng)力2.5 MPa。因此，方木強(qiáng)度滿足要求。圖5.9 1010cm方木變形圖（mm）正常使用極限狀態(tài)下，方木的變形如圖5.9所示。由圖可知，正常使用極限狀態(tài)下，方木的最大豎向變形為0.79mm，小于容許值L/400=400/400=1.0 mm。因此，方木剛度滿足要求。5.6 托架穩(wěn)定性計(jì)算采用MIDAS程序的屈曲分析，考慮施工過(guò)程中支架自重，蓋梁自重以及其他施工機(jī)具和人員荷載，對(duì)托架系統(tǒng)進(jìn)行屈曲分析。計(jì)算結(jié)果表明，托架系統(tǒng)在施工荷載作用下，最小的失穩(wěn)系數(shù)為7.44，大于容許值4，因此，托架系統(tǒng)具有足夠的整體穩(wěn)定性。（a）一階失穩(wěn)模態(tài)（b）二階失穩(wěn)模態(tài)（c）三階失穩(wěn)模態(tài)（d）四階失穩(wěn)模態(tài)圖5.10 典型失穩(wěn)模態(tài)（mm）六、結(jié)論通過(guò)本