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.wd.简支箱梁贝雷支架现浇施工方案计算书一、工程概况为加快现浇简支箱梁施工进度,确保施工工期,施工单位决定增加2套贝雷支架和1套箱梁模板,进展现浇简支箱梁的施工。方案采用贝雷支架进展箱梁现浇的桥梁孔跨位置见下表:表1 方案采用贝雷支架的桥梁孔跨序号桥梁名称制梁位置孔跨数备注1东边山大桥全桥2孔24m梁,2孔32m梁梁高3.05m2陈福湾1大桥全桥1孔24m梁,9孔32m梁梁高3.05m合计3孔24m梁,11孔32m梁贝雷支架现浇梁施工就是用贝雷片组装成箱梁施工的支撑平台,在贝雷架上进展箱梁模板安装、模板预压、钢筋安装、砼浇注、预应力初张拉等施工工程。它与移动模架的区别在于,支撑系统与模板系统是别离的,且没有液压和走行系统。贝雷支架经受力检算后,必须能满足制梁过程的各种荷载及形变。二、贝雷支架施工方案介绍针对最不利的墩高19.5m,跨度32m的梁,设计两种方案。这里对这两种方案进展检算。方案1的贝雷支架布置图见图1、图2。图2 32m现浇梁现浇支架横向布置方案1方案2的贝雷支架布置图见图3、图4。图3 方案2中的贝雷梁纵桥向布置图4 方案2中的贝雷梁横桥向布置三、贝雷支架施工计算内容1、贝雷梁强度、位移计算2、立柱强度、稳定计算3、立柱根基即承台抗剪切破坏检算4、横梁计算四、贝雷支架施工计算一荷载分析1、箱梁自重32m梁体混凝土用量为334.5m3,容重按2.6t/m3计,则梁体重量为870t。2、箱梁内外模板重量根据现浇箱梁定型模板图按150t考虑,呈均布荷载形式布置在底板上面。3、人、机、料及施工附加荷载人、机、料及其他施工附加荷载取4.5kN/m2。二方案1的贝雷梁及立柱承载能力计算1、腹板正下方贝雷梁计算将混凝土的重量考虑1.1倍的增大系数,人、机、料及其他施工附加荷载按箱梁底宽5m考虑,则每延米的荷载集度为:所以参与计算的作用于支架上的荷载实际为:为安全计,假定半个箱梁的重量及施工机具、模板重量均由腹板正下方的6片贝雷梁承受。共6片,分2组,每组承受折算到两排,则为60.3kN/m,贝雷梁每延米自重双层双排5.8kN/m,贝雷梁的计算跨度为27m,则跨中的最大弯矩为:剪力为:最大弹性挠度:非弹性挠度估计为:总挠度:49.8mm+17.2mm=67mm。双片双层贝雷梁普通型的承载能力:弯矩3265.4,剪力490.5kN;双片双层贝雷梁加强型型的承载能力:弯矩6750.0,剪力490.5kN;容许挠度:可见,加强型贝雷梁弯矩和弹性挠度均满足要求,但剪力超出要求,所以在支撑处必须用双竖杆,而且竖杆杆件不得变形最好予以加强,此时,再考虑到双层的斜杆数量比单层多一倍,剪力抵抗能力应当提高一倍,即。为了慎重起见,建设总体模型计算杆件的受力情况。采用的软件为ANSYS11.0。计算时建设了一片贝雷梁的模型,相应受载为33.05kN/m含自重,ANSYS模型如图3所示。图3 单片贝雷梁的ANSYS模型图4 贝雷梁的变形经计算,贝雷梁的最大变形包含非弹性变形为73.5mm,杆件的最大轴力发生在支点处的非标准杆件的竖杆上,到达212,斜杆的最大内力发生在支点内侧下层贝雷梁斜杆上,最大轴力为150.8。竖杆的理论容许承载力为210,斜杆的理论容许承载力为171.5,所以抗剪没有问题。但是考虑到支点处竖杆的内力较大,应该予以加强。2、底板正下方贝雷梁计算从荷载上看,此处混凝土的重量荷载集度为58.4,从上面的计算可知,只用两片加强型贝雷梁即可双层,但考虑到横向连接,可以适当增加到3片。3、翼缘板下方贝雷梁设置 假设按图2所示的箱梁外侧模浇筑混凝土,翼缘板下方贝雷梁只承受外侧模重及翼缘板混凝土重,假定外侧模重与底板混凝土重相当,而翼缘板混凝土重与顶板混凝土重相当,则此处的贝雷梁受力与底板下方混凝土受力一致,采用3片双层加强型贝雷梁足够。4、支垫横梁承载能力计算杆件截面为2工45b。经上面计算,除腹板正下方贝雷梁受力为65.8外两片,其余 根本一致,均为50两片。计算得到支反力如下:腹板正下方贝雷梁支反力:383.5/片;底板正下方贝雷梁支反力:279.9/片;翼缘板正下方贝雷梁支反力:279.9/片。 用ANSYS建设支垫横梁的模型。图5 支垫横梁的模型图6 支垫横梁变形图7 支垫横梁正应力最大应力112MPa计算结果显示:从应力角度看是安全的,但是支垫横梁两侧的悬臂位移稍大,到达6mm。得到的支反力即为钢管柱的受力,最大为中间4根立柱,大小为1196。5、立柱承载能力计算立柱的最大高度为15.5m,外径600mm,壁厚10mm,承受的最大轴向压力约为1200。立柱必须在顺桥向至少在柱顶与桥墩可靠连接,此时的计算长度可取为15.5m。立柱截面面积:18535.4mm2,则立柱的轴向应力为64.7MPa。材料为q235,容许的轴向应力为140MPa。立柱抗弯惯矩8.048108mm4,回转半径208.4mm。长细比为74.3,查得稳定系数0.818,则考虑稳定时的折算应力为79.1MPa,安全。但考虑到立柱较高,壁厚较薄,建议在顺桥向增加与桥墩的连接。三方案2的贝雷梁承载能力计算1、腹板正下方贝雷梁计算将混凝土的重量考虑1.1倍的增大系数,人、机、料及其他施工附加荷载按箱梁底宽5m考虑,则每延米的荷载集度为:所以参与计算的作用于支架上的荷载实际为:为安全计,假定半个箱梁的重量及施工机具、模板重量均由腹板正下方的6片贝雷梁承受。共6片,分2组,每组承受折算到两排,则为60.3kN/m,贝雷梁每延米自重双层双排5.8kN/m,贝雷梁的计算跨度为13.5m+13.5m,为了简化计算,偏于安全地采用单跨跨长为13.5m的简支梁模型计算,则跨中的最大弯矩为:剪力为:最大弹性挠度单层不加强:非弹性挠度估计为:总挠度:28.5mm+7.1mm=35.6mm。双排单层贝雷梁普通型的承载能力:弯矩1576.4,剪力490.5kN;容许挠度:可见,加强型贝雷梁弯矩、剪力和弹性挠度均满足要求。2、横梁及立柱计算横梁计算同方案1。因为立柱形式未变,荷载减小,所以安全。五、结论与建议一结论采用方案1和方案2均可,假设采用方案1必须按本计算书图2的形式在横桥向排列各片贝雷梁,同时支点处采用双竖杆且予以加强。二建议1、沙箱必须做抗压试验,落架高度最小不得低于15cm;2、沙箱与立柱、与横梁必须可靠连接;3、仔细检查贝雷梁的杆件变形情况,特别注意在支点附件的贝雷梁斜杆和竖杆要保持没有变形,且由于此处的双竖杆受力较大,建议予以加强;跨中处的上下弦杆保证没有变形。4、计算采用双层加强型贝雷梁,所以施工时注意必须用加强型贝雷梁,双层梁之间必须连接可靠,横向的连接必须可靠。5、在顺桥向增加立柱与桥墩的连接,以防止立柱顺桥向的失稳。6、构造需进展分级堆载预压,记录弹性变形值与非弹性变形值,以便设置预拱度。分级加载应与浇筑混凝土的顺序与位置尽量一样。
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