跨線橋施工技術(shù)力學計算

闕名前 第9頁 DATE2005-3-7跨線橋施工技術(shù)方案力學計算Ⅰ模板背板：一、中墩墩頂段腹板底部區(qū)域1.強度驗算由于10cm×10cm方木間距為0.6m，所以背板計算跨徑l1=0.6m。背板寬20cm，厚5cm。背板所承受的荷載如下：鋼筋砼：g1=56.39KN/m，此荷載為中墩墩頂段15-15~16-16剖面腹板縱向平均荷載集度；施工人員：gr=1KN/m2；振搗砼時產(chǎn)生的荷載為2KN/m2；模板結(jié)構(gòu)荷載為0.74KN/m2。所以，背板上每米長上的荷載集度為：g=g1/2+(gr+2+0.74)×a=56.39/2+(1+2+0.74)×0.3=29.32(KN/m),a值為背板中心間距,腹板橫向按兩塊背板承載?？缰袕澗兀ò唇乒剑㎝=gl12/10=29.32×0.62/10=1.06(KN.m)木材為西南云杉，其容許彎應(yīng)力〔бw〕=13MPa，并可按系數(shù)1.2提高。背板所需截面模量W=M/(1.2×〔бw〕)=1.06/(1.2×13×103)=7.994×10-5m3由W、b得h=√((6×W)/b)=√((6×7.994×10-5)/0.2)=0.049(m)從而可知，模板背板厚度符合內(nèi)力要求。2.撓度驗算：木材彈性模量E=10×103MPa抗彎慣矩I=bh3/12=0.2×0.053/12=2.0833×10-6m4所以，撓度（按近似公式）f=gl14/(128EI)=29.32×0.64/(128×10×106×2.0833×10-6)=1.425×10-3(m)<l/400=1.5×10-3m撓度在結(jié)構(gòu)表面外露模板容許撓度值內(nèi)，符合要求。二、中孔段腹板底部區(qū)域1.強度驗算由于10cm×10cm方木間距為0.9m，所以背板計算跨徑l1=0.9m。背板寬20cm，厚5cm。背板所承受的荷載如下：鋼筋砼：g1=21.26KN/m，此荷載為中孔段9-9~10-10剖面腹板縱向平均荷載集度；施工人員：gr=1KN/m2；振搗砼時產(chǎn)生的荷載為2KN/m2；模板結(jié)構(gòu)荷載為0.74KN/m2。所以，背板上每米長上的荷載集度為：g=g1×0.3/0.35+(gr+2+0.74)×a=21.26×0.3/0.35+(1+2+0.74)×0.3=19.34(KN/m),a值為背板中心間距,腹板橫向一塊背板按寬度0.3米承載（腹板寬0.35米）?？缰袕澗兀ò唇乒剑㎝=gl12/10=19.34×0.92/10=1.57(KN.m)木材為西南云杉，其容許彎應(yīng)力〔бw〕=13MPa，并可按系數(shù)1.2提高。背板所需截面模量W=M/(1.2×〔бw〕)=1.57/(1.2×13×103)=1.01×10-4m3由W、b得h=√((6×W)/b)=√((6×1.01×10-4)/0.2)=0.055(m)從而可知，模板背板厚度不符合內(nèi)力要求,建議調(diào)整背板中心間距。該部位背板按凈間距為0時，g=12.90KN/m，M=1.04KN.m，W=6.667×10-5m3，h=0.045m，能滿足施工要求。2.撓度驗算：木材彈性模量E=10×103MPa抗彎慣矩I=bh3/12=0.2×0.053/12=2.0833×10-6m4所以，撓度（按近似公式）f=gl14/(128EI)=12.90×0.94/(128×10×106×2.0833×10-6)=3.174×10-3(m)>l/400=2.25×10-3m撓度不在結(jié)構(gòu)表面外露模板容許撓度值內(nèi)，不符合要求。建議中孔段腹板部位仍采取縱向按0.6m布置。Ⅱ橫梁（10cm×10cm）:計算中墩墩頂段15-15~16-16剖面腹板底部橫梁：橫梁跨度l2=0.6m，承受鋼筋砼荷載集度為53.70KN/m；施工人員、振搗時產(chǎn)生的荷載及模板結(jié)構(gòu)在橫梁上的荷載集度和為2.34KN/m，所以橫梁荷載集度為（忽略自重）：q=53.70+2.34=56.04(KN/m)跨中彎矩:M=ql22/10=56.04×0.62/10=2.02(KN/m)截面模量W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.6667×10-4m3所以，бw=M/W=2.20/(1.6667×10-4)=13200(KPa)=13.2(MPa)<1.2×13MPa撓度驗算：抗彎慣矩I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.3333×10-6m4所以，f=gl14/(128EI)=56.04×0.64/(128×10×106×8.3333×10-6)=6.809×10-4(m)<l/400=2.25×10-3m撓度在結(jié)構(gòu)表面外露模板容許撓度值內(nèi)，符合要求。Ⅲ貝雷桁架：一、設(shè)計資料1.跨徑：標準跨徑L=18m，計算跨徑l=15.66m。2.荷載：澆筑鋼筋砼、支架、模板、施工人員以及振搗砼時產(chǎn)生的荷載。3.材料及結(jié)構(gòu)：主梁由各節(jié)3m長1.5m高的桁架（貝雷片）用銷子連接而成。每片主梁采用上下加強單排單層的貝雷橋桁架組合形式，A、D線橋主梁13片，B、C線橋主梁9片。主梁間用橫梁聯(lián)系。（力學計算大樣圖見圖3-9）二、內(nèi)力計算1.荷載強度a.自重荷載加強單排單層式橋梁每格重力8.6KN計算，主梁的荷載強度為：q1=8.6/3=2.87(KN/m)b.其它荷載以A或D橋計算，中孔段鋼筋砼在桁架上的平均荷載為：16.85KN/m2；20cm×20cm方木：0.25KN/m2；碗扣腳手架：0.65KN/m2；模板及10cm×10cm方木：0.67KN/m2；施工人員：1KN/m2；振搗砼時產(chǎn)生的荷載：2KN/m2。所以，箱梁底范圍內(nèi)每跨貝雷桁架頂荷載總重為5243.62KN，每片主梁的荷載集度為:q2=5243.62/10/18=23.58(KN/m)最后荷載強度為：q=q1+q2=2.87+23.58=26.45(KN/m)2.彎矩計算跨中彎矩：M=ql2/8-q[(L-l)/2]2/2=26.45×15.662/8-26.45[(18-15.66/2)2]/2=792.71(KN.m)查《公路施工手冊—橋涵》連續(xù)梁橋的容許內(nèi)力表（表20-12）可知，加強橋梁單排單層橋型容許彎矩為1687.5KN.m，彎矩小于其容許彎矩。2.剪力計算支點剪力：Q=1/2ql=1/2×26.45×15.66=207.10(KN)查《公路施工手冊—橋涵》連續(xù)梁橋的容許內(nèi)力表（表20-12）可知，加強橋梁單排單層橋型容許剪力為245.2KN，最大剪力約等于其容許剪力。15.66mq=26.45KN/mP/2PP/2（計算圖式）三、撓度驗算最大撓度為跨中撓度：f=5/384ql4/(EI)=5/384×26.45×103×15.664/(2.1×105×106×250500×10-8)=0.039(m)<l/400撓度在支架受載后撓曲容許撓度值內(nèi)，符合要求。Ⅳ軌鋼橫梁（貝雷架支承梁）：24型輕軌自重荷載為0.24KN/m；每端支撐為雙排，每鋼軌上承受荷載總量為(5243.62+8.6×6×10)/2/2=1439.91(KN)，考慮自重，荷載集度為：q=0.24+1439.91/13.6=106.12(KN/m)一、強度驗算鋼軌跨l=0.6m，所以跨中彎距M=ql2/10=106.12×0.62/10=3.82(KN.m)бw=M/W=3.82/(9.01×10-5)=42397.34(KPa)=43.4(MPa)<[б]=215MPa二、撓度驗算f=ql4/(128EI)=106.12×0.64/(128×2.1×108×4.86×10-6)=1.05×10-4(m)<l/400=1.5×10-3m撓度在支架受載后撓曲容許撓度值內(nèi)，符合要求。Ⅴ碗扣式腳手架（立桿）：一、中墩墩頂區(qū)域橫梁荷載集度為56.09KN/m（包括自重），每個頂托所承受荷載N1=56.09×0.6=33.65(KN)按立桿高度為9米計算，每根立桿承受的立桿自身及其相連橫桿、頂托自重N0=1.42KN，所以N=N1+N0=35.07(KN)N<〔N〕=40KN，滿足要求。二、貝雷桁架架座區(qū)域鋼軌所承受集度為106.12KN/m，立桿按橫向0.3m布置，每立桿承受上部荷載為106.12×0.3=31.84(KN)按立桿高度為6米計算，立桿、橫桿及頂托總重為0.95KN,所以，每立桿承受的軸向力N=31.84+0.95=32.79(KN)<〔N〕=？Ⅵ預(yù)拱度計算：一、支架卸載后由上部構(gòu)造自重及活載半產(chǎn)生的豎向撓度δ1根據(jù)設(shè)計單位所提供的自重及汽車活載作用下連續(xù)梁豎向變形資料可知，支架卸載后由上部構(gòu)造自重產(chǎn)生的撓度（向下為正）為：主跨跨中47mm，輔跨跨中12mm；汽車活載一半產(chǎn)生的撓度（向下為正）為：主跨跨中14mm，輔跨跨中7mm。所以，主跨跨中：δ1=61mm輔跨跨中：δ1=19mm二、架在荷載作用下的非彈性壓縮δ21.主跨跨中：順紋與橫紋木料接頭數(shù)目k1=1；木料與金屬接頭數(shù)目k2=2；所以，δ2=2.5×