重庆酉阳至贵州沿河(重庆段)高速公路铜西河特大桥专项施工方案

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重庆酉阳至贵州沿河(重庆段)高速公路铜西河特大桥专项施工方案

支撑间距为:187.5mm×280mm

①边腹板处,最厚处取H=10.16m,

②底板空心处,厚度较边腹板处薄,按边腹板处校核面板。

建筑工程采暖管道安装施工工艺计算荷载:q=271kPa

计算结果:最大应力:122.4Mpa,最大应变:0.25mm

跨距:L=0.375m荷载:q=11.9kN/m

计算结果:最大应力:73.3MPa,最大变形:8.0mm

计算结果:最大应力126.3MPa,最大应变:10.5mm

计算结果:前托梁最大应力:38.2MPa,最大变形:9.3mm

支反力从左至右依次为:154.4kN、181.4kN、196.5kN、196.5kN、

181.4kN、154.4kN。

后托梁最大应力及变形控制工况为工况I,后托梁采用

计算结果:最大应力:73Mpa,最大应变:34.1mm

后托梁各点最大支反力控制工况为工况III,计算出后托梁各锚固

点支反力。将上述计算得支反力R后按照支撑部位作用于后托梁相应

计算结果:最大应力:35.6Mpa,最大应变:1.2mm

R1=R7=152.6kN、R2=R6=209kN、R3=R5=114kN、R4=74.2kN

工况Ⅲ为外侧模最不利工况:

1)顶板处:砼最厚处H=0.75m,

砼自重q19.5kN/m2

2)侧板处:50kPa

施工、人群荷载:1.5kPa

1、面板计算:δ=5mm

支撑间距为:375mm×1083mm

顶面板处荷载:q=25.5kPa

侧板处荷载:q=56kPa

顶板与侧板结构型式一样,侧板压力大,仅校核侧板。

计算结果:最大应力:136.8MPa,最大应变:1.94mm

计算结果:最大应力:136.8MPa,最大应变:1.94mm

计算结果:最大应力:97.7MPa,最大变形:0.63mm

计算结果:最大应力:47Mpa,最大应变:0.7mm

3、纵梁(2[14a):

计算结果:最大应力:26.8Mpa,最大应变:0.32mm

5.3侧模支撑梁计算:

工况Ⅲ为侧模支撑梁最不利工况:

计算荷载:砼荷载、模板自重、风荷载及施工荷载。

侧模支撑梁(I40a)计算荷载:支撑顶板箱梁最高H=0.75m

计算结果:最大应力:101.9MPa,最大应变:6.67mm

支反力:R1=75076N,R2=75076N

5.4内模滑梁计算(I45a):

工况Ⅲ为内模滑梁最不利工况:

计算荷载:砼荷载、模板自重、风荷载及施工荷载。

计算荷载:q=56.64kN/m

计算结果:最大应力:118.7Mpa,最大应变:6.98mm

支反力:R1=115.3kN,R2=115.3kN

5.5悬吊系统分配梁及钢吊带计算:

1、前悬吊吊杆,取前悬吊吊杆上所受最大的力进行核算

φ32精轧螺纹粗钢筋:σs=785MPa

1)、吊杆:φ32精轧螺纹粗钢筋,承受最大拉力,F=196500N

σmaxNA=263.9MPa

2)、销轴(40Cr)承受力F=196500N:

40Cr:调质处理,d=50mm

t3N/4A66.8MPa<[τ]

5.6前横梁计算:(2I45a)

工况III为前横梁最不利工况:

计算荷载为:底篮工作状态前托梁上的吊杆反力、侧模悬吊上的吊杆

计算结果:最大应力:92.99MPa,最大应变:18.7mm

工况I为后横梁最不利工况。

计算荷载为:底篮行走状态上的吊杆反力。

计算结果:最大应力:73.41MPa,最大应变:6.13mm

1、工况III为承重主桁最不利工况:

计算结果:最大应力:89.3MPa,变形为15mm。

2、工况I为行走状态工况:

计算结果:最大应力:34.3MPa,变形为1.8mm。

综上所述,各构件应力均≤[σ],强度满足要求;变形量均≤

L/500,刚度满足要求。

六、挂篮整体抗倾覆计算

6.1工况II,计算挂篮行走状态稳定性

挂篮行走至新浇梁段最外沿处(迎风面积最大),风垂直向上吹

(风速17.2m/s)

靠重力平衡风向上吹的倾覆力矩

总倾覆力矩:风压:q=0.5kPa

模板宽度(侧模+底模):B=12.25m,模板长度:L=4.3m,模

板距前支点距离S=2.5m。

M倾=131.7kN·m

底模+侧模:重量:G=262kN,距前支点距离S=2.5m。

M抗倾=655kN·m

抗倾安全系数:k=M抗倾/M倾=4.97

6.2工况IV,计算挂篮浇筑状态稳定性

挂篮浇筑完最重节段(8号节段),浇筑但未凝固,突遇大风,风

垂直向下(风速17.2m/s),计算挂篮的稳定性。考虑16根锚杆不

砼浇筑完未凝固时遇大风,考虑砼、底篮等构件重力及风荷载产

生的倾覆力矩,ΣF=1541kN,距前支点距离S=5m

M倾=7705kN·m

后锚固16根锚杆极限状态:抗拉:F=6290.7kN,距前支点距

离S=5m。M抗倾=31453.5kN·m

抗倾安全系数:k=M抗倾/M倾=3.6

从10号节段开始浇注时,考虑8根锚杆不平衡系数k=1.4。

砼浇筑完未凝固时遇大风,考虑砼、底篮等构件重力及风荷载产

生的倾覆力矩,ΣF=1266kN,距前支点距离S=5m

M倾=6330kN·m

后锚固8根锚杆极限状态:抗拉:F=3883.2kN,距前支点距离

S=5m。M抗倾=19416kN·m

抗倾安全系数:k=M抗倾/M倾=2.9

主桁前支点1650kN(工况III),

主桁后锚固784kN(工况III),

主桁前支点滑船443kN(工况I),

行走小车139.6kN(工况I)。

1)销轴(45#)与滑船相连承受前支点力:

45#:调质,[σ]=260MPa[τ]=150MPa,t=4N/3A=140.1MPa

杆件最大轴向力F=1470kN,销轴(40Cr):

调质,d=80mm,[σ]=385MPa[τ]=230MPa,T=4N/3A=195.2MPa

板承压(Q235):σ=N/dб=183.8MPa

3),承重主桁节点板最大力F=1650kN,连接处承压(Q235):

σ=N/dб=183.3MPa

计算后:σ=M/W=66.8MPa

后锚梁:仅计算由四根后锚梁承受所有的力,考虑1.3的不平衡系数,

计算后:σ=M/W=125.7MPa

后锚固φ32精轧螺纹粗钢筋:由8根φ32精轧螺纹钢共同受力:

计算后:σ=kN/A=197.3MPa

1),销轴(40Cr)与承重架相连:

40Cr:调质,d=60mm[τ]=220MPa

t=4N/3A=33MPa

5.5边跨现浇段托架计算

铜西河特大桥主桥为连续刚构桥,上部结构为三跨(98+180+98)m预应力混凝土结构。墩顶0号梁段长12米,其中两边各延伸2.0米,两“T”构悬臂节段划分为21个梁段,边中跨对称设置。梁段长度从根部至跨中分别为4×3.0m、3×3.5m、3×4.0、10×4.5m。全桥共3个合龙段,合龙段长2.0米,边跨的现浇梁段长度为6.84m。

箱梁为三向预应力混凝土结构,全幅桥采用分离式单箱单室截面。箱梁顶板宽度为12m,底板宽度6.6m,箱梁顶板悬臂长2.7m。边跨现浇梁段高4m,箱梁高以箱梁中心线为准,边跨现浇段底板厚从合龙段到支承端按直线变化。

1、《重庆酉阳至贵州沿河高速公路两阶段施工图设计》

2、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)

4、《钢结构-原理与设计》(清华版)

5、《钢结构设计与施工手册》

7、《路桥施工计算手册》(人交版)

(1)砼自重:γ=26KN/m3。

(2)模板自重:按砼1.1倍取值。

(3)人群及施工荷载,取2.5kN/m2。

(4)振捣荷载:取2kN/㎡。

(5)倾倒砼时的冲击荷载:取2kN/㎡。

钢的材料特性:弹性模量

Q235:[σ]=175MPa[τ]=100MPa

承压应力:=240MPa

Q345:[σ]=250MPa[τ]=150MPa

承压应力:=350MPa

主要承重构件

次要构件

本次计算假定零号块一次浇筑完成,计算模式采用容许应力法,荷载的计算只取荷载的标准值,不考虑荷载分项系数。托架结构形式如下图所示:

5.1、Ⅰ40a工字钢分配梁计算

托架根部箱梁截面最大,故取托架根部分配梁进行计算,其纵向间距为0.6m,其荷载分布计算如下:

其受力简图如下,单位:cm。

现采用midascivil软件建模进行计算。

由以上计算知,Ⅰ32a工字钢横梁最大弯曲应力为132.5Mpa<[σ]=175MPa最大剪应力为53.5MPa<[τ]=100MPa,跨中挠度为1.1cm<,均满足要求。

三角托架采用I40工字钢双拼制作,在箱梁下部共设置2组托架。箱梁悬臂段根部截面面积为23.5m2,端部截面面积为11.3m2,取平均值为(23.5+11.3)/2=17.4m2。则箱梁悬臂段荷载

每组托架所承受的荷载,计算图示如图,单位cm。

现采用midascivil软件建模进行计算。

由以上计算知,托架最大弯曲应力为121Mpa<[σ]=175MPa,最大剪应力为63.6MPa<[τ]=100MPa,最大挠度为2.9mm<,均满足要求。

托架最大竖向反力626.3KN,水平螺纹钢拉力最大为849.8KN。

5.3、牛腿分配梁验算

根据以上计算,牛腿分配梁所受竖向力为626.3KN。分配梁采用20b工字钢双拼制作,其结构形式如下所示,单位:cm。

σ=F/A=626.3×103N/24120mm2=26MPa<175Mpa(满足要求)

1组托架下牛腿荷载:626.3KN,共三个牛腿,考虑同时受力,则单个牛腿承受荷载为:N=626.3/3=208.8KN.

5.4.2、混凝土的局部承压计算:

1)受压区截面尺寸验算

牛腿垫板面积15cm×15cm,所承受的荷载Nd=325.1KN,墩身采用C40混凝土,fcd=18.4MPa;

Ab=15×(15+2×15)=675cm2;Al=Aln=15×15=225cm2

提高系数==1.73

则:1.3×1×1.73×18.4×225×102=931.1KN>208.8KN(满足要求)

由于未配置间接钢筋,故按素砼计算,

T6103 管道及设备防腐施工工艺标准则:0.9×1×1.73×18.4×225×102=644.6>208.8KN(满足要求)

5.4.3、牛腿抗剪计算

根据以上计算,单个牛腿处反力为208.8KN。牛腿结构形式如下(共

单片牛腿钢板抗剪受力面积:S=0.2m×0.02m=0.004m2

剪应力:τ=F/S=208.8/(0.004m2×2)=26.1Mpa<100Mpa,满足要求。

5.5、φ32mm精扎螺纹钢受拉应力验算

单组三角托架水平螺纹钢拉力最大为F=849.8KN采用3φ32mm螺纹钢进行固定,抗拉强度设计值,则

山东济南医科院综合楼装修工程施工组织设计σ=F/A=227.3/(3×3.14×32×32/4)=352.4MPa<(满足要求)

通过计算,此三角托架安全合理,可用于施工。

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