立交桥满堂式支架受力计算示例

[12-11 16:59:29]   来源:http://www.tmgc8.com  桥梁工程   阅读:3630

【摘 要】文章以某立交桥设计施工为例,介绍满堂支架受力计算方法。
【关键词】立交桥; 满堂式支架; 受力计算                     
【中图分类号】TU                【文献标识码】B             【文章编号】1008-1151(2007)07-0026-01


  城市立交桥既是城市的交通枢纽,又是城市的标志性建筑。具有工程投资大、重要性强、涉及面广等特点。它是一项复杂的系统工程,涉及到交通工程、道路工程、桥梁工程、市政管道、建筑美学及城市规划等多学科、多领域。立交桥为满足城市交通及美观要求,设计中多采用连续弯箱梁;施工中普遍采用满堂支架浇筑一次落架的施工方法。严格审查满堂支架的施工方案及加强支架搭设过程控制不仅是确保工程实体质量的重点,更是保证现场施工安全的关键。支架是现浇箱梁施工时承受结构重力的施工设施。由于连续箱梁结构自重荷载大(多达数千吨),支架设计非常重要,需对支架进行强度、刚度和稳定性验算。(一)荷载计算
1.现浇箱梁自重所产生的荷载:
①砼按2400kg/m3计算,则砼自重为:
1012.17×2400×9.8=23806.238 KN
②钢筋自重为:钢筋总质量为298361.92+85.36=298447 kg
      298447×9.8=2924.783 KN
③现浇箱梁自重为:23806.238+2924.783=26731.021 KN
④箱梁自重每m2所产生的荷载P1为:
26731.021÷(31.25×54)=15.841 Kpa
2.模板体系荷载按规范规定:    P2=0.75Kpa
3.砼施工倾倒荷载按规范规定:  P3=4.0Kpa
4.砼施工振捣荷载按规范规定:  P4=2.0Kpa 
5.施工机具人员荷载按规范规定:P5=2.5Kpa
(二)支架强度和稳定性验算
现浇箱梁砼自重:P1=13.5Kpa。拟采用φ48×3.5满堂钢管支架,间距为90㎝×90㎝,步距为1.2m,箱梁的底板采用复合竹胶板。
1.强度计算
即Sd(rgG;rqΣQ)=1.2SG+1.4 SQ’
式中SQ’:基本可变荷载产生的力学效应
SG:永久荷载中结构重力产生的效应

  Sd:荷载效应函数rg :永久荷载结构重力的安全系数
rq:基本可变荷载的安全系数
强度满足的条件为:Sd(rgG;rqΣQ)≤rbRd
式中rb:结构工作条件系数
Rd:结构抗力系数
对于钢管支架为σ=N/An≤f
式中N:轴心压力设计值(N)
An:钢管净截面积㎜2
ΣG=( P1+ P2) ×0.9×0.9
=( 15.841+ 0.75) ×0.9×0.9=13.439KN
ΣQ=( P3+ P4+ P5) ×0.9×0.9
=(4.0+2.0+2.5) ×0.9×0.9=6.885 KN
q=1.2SG+1.4 SQ’=1.2×13.439+1.4×6.885=25.766kN
已知钢管φ48×3.5,I=2.06×105㎜4,A=489.303㎜2。
σ=N/An=25.766×1000/489.303=52.659(N/mm2 )≤f=205(N/㎜2 )
强度符合要求。
2.稳定性计算
已知采用φ48×3.5,i=1.58㎝,长度附加系数值取1.155,钢管的步距为1.2m。则
l。=1.55×1.2=1.86m
λ=1.86×100/1.58=117.722
轴心受压构件的稳定系数ψ=0.320
N/(ψA)=σ/ψ=52.659/0.320=164.56(N/mm2 )≤f=205(N/㎜2 )
稳定性符合要求。
(三)底模强度计算
1.竹胶板强度计算:(纵向方木间距为:0.1m)
面板抗弯界面系数为:W=bh2/6=1.2×0.012/6=2×10-5m3
b-板宽,h-厚度
惯性矩:I= bh3/12=1.2×0.013/12=1×10-7 m4
板跨中弯矩M=qL2/8=25.766×0.12/8=0.032 KN•m
(q=1.2SG+1.4 SQ=25.766 KN) 
抗拉应力为:σ=M/ W=0.032/2×10-5=1.6 MPa<60 MPa
故符合要求。
2.模板挠度计算
Fmax=5qL4/384EI=5×25.766×0.14/(384×7.0×105×1.3×10-7)
=0.003 m
(q=1.2SG+1.4 SQ=25.766 KN)
能满足施工要求。
(四)地基承载力计算
支架底座规格为:10cm×10cm,则每个支架方格底座与地基的接触面积为:
100×100×2=20000 mm2
p= q /s=25.766×1000/20000=1.288(N/㎜2 )
地基承载力要求不小于1.28(N/mm2 ),现场地基采用掺灰土处置,并采用15cm厚C20混凝土硬化,故能满足施工要求。
  卫菊瑞

(南宁市城市规划设计院)


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