盖梁计算书(谢建)
佛清从高速公路北段工程建设项目总承包三分部
盖梁悬空支架计算书(穿钢棒)
1编制说明
1.1编制依据
1、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011);
2、《钢结构设计规范》(GB50017-2014);
3、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012);
4、《建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范》(JGJ130-2011);
5、路桥施工计算手册、机械设计手册、装配式公路钢桥使用手册;
6、其他现行相关规范、规程。
1.2编制目的
本计算书选取宝鸭塘高架桥右幅5#双柱墩盖梁(C30砼83.5m 3)验算为例,其结果为本工程其他相应盖梁计算提供经验。
2工程概况
因此种盖梁在本工程中高度较高,采用满堂支架施工盖梁耗时长、占用大量钢管扣件等周转材料、不经济。拟采用在墩柱上预留孔穿钢棒搭设支承平台施工。宝鸭塘右幅5#墩方柱墩尺寸:2.2m ×2.2m ,盖梁尺寸:长1670cm ×宽240cm ×高220cm 。盖梁一般构造图见2
-1:
图2-1宝鸭塘右幅5#墩盖梁一般构造图
3支撑平台布置
考虑到在本工程中此类盖梁具有墩柱中心间距长,盖梁尺寸大的因素。拟采用“贝雷架+穿钢棒”方案,即在两墩柱上各穿一根4m 长φ13.5cm 钢棒,上面采用墩柱两侧各一组18m 长321型双排单层贝雷架(25cm 花窗)做横向主梁,搭设施工平台的方式。主梁上面安放一排每根4m 长的[16槽钢(立放),间距为35cm 作为分布梁。分布梁上铺设盖梁底模。传力途径为:盖梁底模→纵向分布梁([16槽钢)→横向主梁(双排单层贝雷架)→支点φ13.5cm 钢棒。图见
3-1
图3-1宝鸭塘右幅5#墩盖梁支架图
4荷载计算
1、钢筋砼重
盖梁采用C30砼共83.5m 3,其中柱顶砼10.6m 3。砼取26kN/m3。
G 1=(83.5-10.6)×26=1895kN
2、组合钢模、连接件及钢楞重
侧模和底模共124.84m 2,底模挖空部分10.56m 2,模板取115m 2。组合钢模、连接件及钢楞取0.75kN/m3。
G 2=115×0.75=86.25kN
主桥向分配梁[16a槽钢重
4m 长[16槽钢间距0.30m ,共41根,[16槽钢取19.752kg/m。
G 3=4×41×17.240×10/1000=32.39kN
1、横桥向主梁贝雷架重
贝雷架长72m ,每片3m ,共24片。贝雷片取2.7kN/片,花窗共取1kN
G 4=(2.7×24)+1=66kN
2、施工荷载
小型机具、堆放荷载取2.5kpa 、振捣混凝土产生的荷载2kpa 。
G 5=4.5×16.7×2.4=180.36kN
3、荷载组合及施工阶段
盖梁自重及支架自重均按恒载考虑组合系数1.2,施工荷载按活载考虑组合系数1.4。5材料参数
1、[16槽钢
截面面积为:A=2516mm2
截面抵抗矩:W=117×103mm 3
截面惯性矩:I=935×104mm 4
弹性模量E=2.1×105Mpa
钢材采用Q235钢,强度设计值[σ]=215Mpa[τ]=125Mpa。
2、321型贝雷架
结构容许弯矩:[M ]=1576Kn.m
结构容许剪力:[T ]=490Kn
弹性模量:E=2.1×105Mpa
截面惯性矩:I=500994×104mm 4
3、钢棒
钢棒采用φ130mm 高强钢棒(A45)
截面面积为:A=3.14×652=13266.5mm2
惯性矩为:I=πd 4/64=140×104mm 4
截面抵抗矩:W=21.5×104mm 3
抗剪强度设计值[τ]=125Mpa。
6计算模型
1、[16槽钢分配梁计算模型
[16槽钢分配梁承受底模以上重量,分布在方柱两侧贝雷架横桥主梁上,主梁紧贴方柱,方柱尺寸2.2m ×2.2m 。故分配梁计算跨径2.2m ,盖梁底宽2.4m ,分配梁两端悬臂,悬臂有利跨中受力,不计算悬臂部分,按简支梁计算,实际偏安全,模型见图6
-1。
图6-1[16槽钢分配梁受力模型图
2、321型贝雷架计算模型
贝雷架承受每根分配梁传来的力,按受力均匀考虑,每排贝雷架受力为上部荷载的1/4。贝雷架搭在两方柱墩预埋的钢棒上,故贝雷架按两端外伸悬臂简支考虑,中心间距10.10m ,一端外伸3.15m 。模型见图6
-2。
图6-2贝雷架受力模型图
3、钢棒计算模型
钢棒为悬臂结构模型贝雷架紧贴墩柱,故只考虑钢棒受剪,4个支点截面分担承受上部荷载。模型见图6
-2。
图6-3钢棒受力模型图
7计算结果
1、[16槽钢分配梁计算
(1)每根分配梁承受均布荷载
Q 分配梁=(1.2×(G 1+G2+G3)+1.4×G 5)/(41×2.4)=(1.2×(1895+86.25+32.39)+1.4×180.36)/(41×2.4)=27.12Kn/m
(2
)采用tool 建模计算
图7-1分配梁计算结果图
由图7-1可得最大变形4.2mm 、最大弯矩16.4Kn.m 、最大剪力29.8Kn 。
σ=M/W=16.4/117×103mm 3=140MPa<215MPa
τ=Qmax /A=29.8/2516mm2=11.84MPa<125MPa
挠度为4.2mm 考虑各项保证系数后,能够确认挠度满足要求。
分配梁计算合格
2、321型贝雷架计算
(1)每根分配梁承受均布荷载
Q 贝雷架=+1.4×G 5)/16.7×4)=(1.2×(G 1+G2+G3+G4)((1.2×(1895+86.25+32.39+66)+1.4×180.36)/(16.7×4)=41.14Kn/m
(2
)采用tool 建模计算
图7-2主梁计算结果图
由图7-1可得最大变形2.6mm 、最大弯矩300.6Kn.m 、最大剪力207.8Kn 。
M <[W ]
T <[T ]
挠度为2.6mm 考虑各项保证系数后,能够确认挠度满足要求。
主梁计算合格
3、钢棒计算
F=(1.2×(G 1+G2+G3+G4)+1.4×G 5)/(16.7×4)=(1.2×(1895+86.25+32.39+66)+1.4×180.36)/4=687.038Kn
τ=F/A=687.038Kn/13266.5mm2=51.79MPa<125MPa
8结论
综合以上计算可得,此支架形式能满足要求