桥面净宽40.5m双箱三室箱梁计算(验算半幅)
后张法现浇连续箱梁桥,采用双箱三室的变截面连续箱梁,箱梁采用C50混凝土,在一般地段均采用满堂碗扣式支架施工。
满堂支架的基础按正文中要求分块进行处理,上铺15cm混凝土垫层,采用C20混凝土,然后上部铺设碗扣支架。采用Φ48mm,壁厚3.5mm钢管搭设(验算时取3.0壁厚),使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调顶托,跨中现浇箱梁腹板位置纵距、横距采用90cm×60cm的布置形式,一般底板采用90cm×90cm,翼板部分为90cm×120cm,内侧翼板采用90cm×90cm,现浇箱梁墩边底腹板加厚位置,顺桥向支架步距采用60cm的布置形式,在墩顶可加密至纵桥向30cm(以60cm计算),立杆顶设纵向15cm×10cm方木,横向为10×10小方木,小方木间距为30cm。
一、跨中断面计算
1、翼缘板位置,最大分布力为:
Q=(q1-1 +q5-1+q5-2+q5-3+q6)×1.2+(q2+q3+q4)×1.4=
(7.8+1.2+1.2+0.8+2.13)×1.2+(2.5+2.0+2.0)×1.4=24.86KN/m2 碗扣架立杆布置为0.9m×0.9m(横桥向在前),步距1.2m 单根立杆受力为:N=0.9×0.9×24.86=19.99KN<【N】=30KN; a.横向分配梁承载力计算(10×10cm方木)
.
.
横向立杆间距按90cm计,所以方木计算长度为90cm。方木间距(中心到中心)为30cm,作用在方木上的均布荷载为:
q=24.86×0.9/3=7.46kN/m
采用10×10cm方木,按10×9cm计算,所以: 净截面抵抗矩W=bh2/6=10×81/6=135cm3; 毛截面惯性矩I= bh3/12=10×729/12=607.5cm4;
弯曲强度:σ=qL2/10w=7.46×103×1.22/(10×1.35×10-4)=7.96MPa< [σ] =12Mpa 强度满足要求;
抗弯刚度:
由矩形简支梁挠度计算公式得:
E = 0.09×105 Mpa; I = bh3/12 = 6.075×10-6m4 fmax=qL4/150EI=7.46×103×1.24 /(150×6.075×10-6×0.09×1011)
= 1.89mm< [f] = 3mm( [f] = L/400 ), 符合要求 结论: 10×10cm方木布置符合要求。 b.纵向方木承载力计算(15×10cm)
立杆纵向间距为90cm,纵向铺设的1根15×10cm方木,计算长度取90cm,由此时分布于纵向方木的线荷载为0.9×24.86=22.374KN/m,最大弯矩为:
Mmax=ql2/10=22.374×0.9×0.9/10=1.81kN·m 采用15×10cm方木,所以: 截面抵抗矩W=bh2/6=10×225/6=375cm33; 截面惯性矩I= bh3/12=10×153/12=2812.5cm4;
弹性模量:E=0.09×10MPa
弯曲强度:σ= Mmax /W=1.81×103/3.75×10-4=4.8Mpa<12 Mpa,满足要求。 挠度:f= qL4/150EI =22.374×9004/(150×0.09×105×2.8125×107)=0.39mm<[f] = 3mm( [f] = L/400 ), 符合要求。
c.纵向横梁承载力计算(10#工字钢)
立杆纵向间距为90cm,纵横向铺设的1根10#工字钢,计算长度取90cm,
.
5
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按3跨连续梁计算。由于纵向方木的线荷载为0.9×24.86=22.374KN/m,最大弯矩为:
Mmax=ql2/10=22.374×0.9×0.9/10=1.81kN·m 采用10#工字钢,所以: 截面抵抗矩W=49cm3; 截面惯性矩I= 245cm4; 弹性模量:E=2.11×105MPa
弯曲强度:σ= Mmax /W=1.81×103/4.9×10-5=36.9Mpa<145 Mpa,满足要求。 挠度:f= qL4/150EI =22.374×9004/(150×2.11×105×2.45×106)=0.19mm<[f] = 1.5mm( [f] = L/400 ), 符合要求。
2、跨中断面底板位置,最大分布荷载
Q=(q1-3 +q5-1+q5-2+q5-3+q6)×1.2+(q2+q3+q4)×1.4=
(13.2+1.2+1.2+0.8+2.13)×1.2+(2.5+2.0+2.0)×1.4 =31.34KN/m2 碗扣架立杆布置为0.9m×0.9m,步距1.2m
单根立杆受力为:N=0.9×0.9×31.34=25.39KN<【N】=30KN; a.横向方木承载力计算
横向立杆间距为90cm,所以,方木计算长度为90cm。横向方木间距(中心到中心)为30cm,作用在方木上的均布荷载为:
q=31.34×0.9/3=9.4kN/m
采用10×10cm方木,按10×9cm计算,所以: 净截面抵抗矩W=bh2/6=10×81/6=135cm3; 毛截面惯性矩I= bh3/12=10×729/12=607.5cm4;
弯曲强度:σ=qL2/10w=9.4×103×0.92/(10×1.35×10-4)=5.64MPa< [σ] =12Mpa 强度满足要求;
抗弯刚度:
由矩形简支梁挠度计算公式得:
E = 0.01×105 Mpa; I = bh3/12 = 8.33×10-6m4
.
.
fmax=qL/150EI=9.4×10×0.9 /(150×6.08×10×0.09×10)
= 0.8mm< [f] = 2.25mm( [f] = L/400 ), 符合要求 结论: 10×10cm方木布置符合要求。 b.纵向方木承载力计算(15×10cm)
立杆横向间距为90cm,横向铺设的1根15×10cm方木,计算长度取90cm,按3跨连续梁计算。由此时分布于纵向方木的线荷载为0.9×31.34=28.206KN/m,最大弯矩为:
Mmax=ql2/10=28.206×0.9×0.9/10=2.28kN·m 采用15×10cm方木,所以:
截面抵抗矩W=bh2/6=10×225/6=375cm33; 截面惯性矩I= bh3/12=10×153/12=2812.5cm4; 弹性模量:E=0.09×105MPa
弯曲强度:σ= Mmax /W=2.28×103/3.75×10-4=6.08Mpa<12 Mpa,满足要求。 挠度:f= qL4/150EI =28.206×9004/(150×0.09×105×2.8125×107)=0.49mm<[f] = 2.25mm( [f] = L/400 ), 符合要求。
C.纵梁承载力计算(10#槽钢)
立杆横向间距为90cm,横向铺设的1根10#槽钢,计算长度取90cm,按3跨连续梁计算由于纵向槽钢的线荷载为0.9×31.34=28.206KN/m,最大弯矩为:
Mmax=ql2/10=28.206×0.9×0.9/10=2.28kN·m 采用10#槽钢,所以: 截面抵抗矩W=49cm3; 截面惯性矩I= 245cm4; 弹性模量:E=2.11×105MPa
弯曲强度:σ= Mmax /W=2.28×103/4.9×10-5=46.5Mpa<145 Mpa,满足要求。 挠度:f= qL4/150EI =28.206×9004/(150×2.11×105×2.45×106)=0.24mm<[f] = 2.25mm( [f] = L/400 ), 符合要求。
3、边直腹板断面位置,最大分布荷载
434-611
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Q=(q1-4 +q5-1+q5-2+q5-3+q6)×1.2+(q2+q3+q4)×1.4
=(42.16+1.2+1.2+0.8+2.13)×1.2+(2.5+2.0+2.0)×1.4 =66.09KN/m2 碗扣架立杆布置为0.6m×0.9m,步距0.6m
单根立杆受力为:N=0.6×0.9×66.09=35.69N<【N】=40KN; a.横向方木承载力计算
横向立杆间距为30cm,所以,方木计算长度为30cm。横向方木间距(中心到中心)为30cm,作用在方木上的均布荷载为:
q=66.09×0.3=19.83kN/m
采用10×10cm方木,按10×9cm计算,所以: 净截面抵抗矩W=bh2/6=10×81/6=135cm3; 毛截面惯性矩I= bh3/12=10×729/12=607.5cm4;
弯曲强度:σ=qL2/10w=19.83×103×0.62/(10×1.35×10-4)=5.28MPa< [σ] =12Mpa 强度满足要求;
抗弯刚度:
由矩形简支梁挠度计算公式得:
E = 0.01×105 Mpa; I = bh3/12 = 6.075×10-6m4
fmax=ql4/150EI=19.83×103×0.64 /(150×6.075×10-6×0.09×1011)
=0.31mm< [f] = 1.5mm( [f] = L/400 ), 符合要求 结论: 10×10cm方木布置符合要求。 b.纵向方木承载力计算(15×10cm)
立杆横向间距为90cm,横向铺设的1根15×10cm方木,计算长度取90cm,按3跨连续梁计算。由此时分布于纵向方木的线荷载为0.6×66.09=39.654KN/m,最大弯矩为:
Mmax=ql2/10=39.654×0.6×0.6/10=1.43kN·m 采用15×10cm方木,所以:
截面抵抗矩W=bh2/6=10×225/6=375cm33; 截面惯性矩I= bh3/12=10×153/12=2812.5cm4;
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.
弹性模量:E=0.09×105MPa
弯曲强度:σ= Mmax /W=1.43×103/3.75×10-4=3.81 Mpa<12 Mpa,满足要求。 挠度:f= ql4/150EI =39.654×9004/(150×0.09×105×2.8125×107)=0.69mm<[f] = 2.25mm( [f] = L/400 ), 符合要求。
C.纵向方木承载力计算(10#工字钢)
立杆横向间距为90cm,横向铺设的1根10#工字钢,计算长度取90cm,按3跨连续梁计算。由于纵向工字钢的线荷载为0.6×66.09=39.654KN/m,最大弯矩为:
Mmax=ql2/10=39.654×0.6×0.6/10=1.43kN·m 采用10#工字钢,所以: 截面抵抗矩W=49cm3; 截面惯性矩I= 245cm4; 弹性模量:E=2.11×105MPa
弯曲强度:σ= Mmax /W=1.43×103/49×10-6=29.2Mpa<145Mpa,满足要求。 挠度:f= ql4/150EI =39.654×9004/(150×2.11×105×2.45×106)=0.34mm<[f] = 2.25mm( [f] = L/400 ), 符合要求。
中腹板和斜边腹板荷载稍小于边直腹板,支架布置砼边直腹板,立杆间距0.6×0.9m,步距0.6m。
二、 梁端支点断面位置,最大分布荷载
梁端支点位置断面面积及面荷载分解见下图:
.
.
1、翼缘板位置,荷载同跨中断面,计算符合要求。 2、梁端实心段
Q=(q1-4 +q5-1+q5-2+q5-3+q6)×1.2+(q2+q3+q4)×1.4
=(50.46+1.2+1.2+0.8+2.13)×1.2+(2.5+2.0+2.0)×1.4=76.05KN/m2 碗扣架立杆布置为0.3m×0.9m,步距1.2m
单根立杆受力为:N=0.3×0.9×76.05=20.53KN<【N】=30KN; 经验算,立杆满足受力要求,
a.横向分配梁承载力计算(10×10cm方木)
横向立杆间距为90cm,所以,方木计算长度为90cm。横向方木间距(中心到中心)为15cm,作用在方木上的均布荷载为:
q=76.05×0.9/6=11.41kN/m
采用10×10cm方木,按10×9cm计算,所以: 净截面抵抗矩W=bh2/6=10×81/6=135cm3; 毛截面惯性矩I= bh3/12=10×729/12=607.5cm4;
弯曲强度:σ=qL2/10w=11.41×103×0.92/(10×1.35×10-4)=6.85MPa< [σ] =12Mpa 强度满足要求;
抗弯刚度:
由矩形简支梁挠度计算公式得:
.
.
E = 0.09×10 Mpa; I = bh/12 = 6.075×10m
fmax=qL4/150EI=11.41×103×0.94 /(150×6.075×10-6×0.09×1011)
=1.4mm< [f] = 2.25mm( [f] = L/400 ), 符合要求 结论: 10×10cm方木布置符合要求。 b.纵向方木承载力计算(15×10cm)
立杆纵向间距为30cm,横向铺设的1根15×10cm方木,计算长度取30cm,按3跨连续梁计算。由此时分布于纵向方木的线荷载为0.9×76.05=68.445KN/m,最大弯矩为:
Mmax=ql2/10=68.445×0.3×0.3/10=0.6kN·m 采用15×10cm方木,所以: 截面抵抗矩W=bh2/6=10×225/6=375cm33; 截面惯性矩I= bh3/12=10×153/12=2812.5cm4;
弹性模量:E=0.09×105MPa
弯曲强度:σ= Mmax /W=0.6×103/3.75×10-4=1.6 Mpa<12 Mpa,满足要求。 挠度:f= qL4/150EI =68.445×3004/(150×0.09×105×2.8125×107)=0.15mm<[f] =0.75mm( [f] = L/400 ), 符合要求。
C.纵向方木承载力计算(10#工字钢)
立杆横向间距为30cm,横向铺设的1根0#工字钢,计算长度取30cm,按3跨连续梁计算。由于纵向工字钢的线荷载为0.9×76.05=68.445KN/m,最大弯矩为:
Mmax=ql2/10=68.445×0.3×0.3/10=0.6kN·m 采用10#工字钢,所以: 截面抵抗矩W=49cm3; 截面惯性矩I= 245cm4;
弹性模量:E=2.11×105MPa
弯曲强度:σ= Mmax /W=0.6×103/49×10-6=12.2Mpa<145Mpa,满足要求。
53-64
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挠度:f= qL/150EI =68.445×300/(150×2.11×10×2.45×10)=0.07mm<[f] = 2.25mm( [f] = L/400 ), 符合要求。
4456
三、梁端加厚断面计算
1、翼缘板位置,荷载分布相同,验算过程同前,符合要求: 2、跨中断面底板位置,最大分布荷载
底腹板加厚位置断面面积及面荷载分解见下图:
Q=(q1-3 +q5-1+q5-2+q5-3+q6)×1.2+(q2+q3+q4)×1.4=
(22.63+1.2+1.2+0.8+2.13)×1.2+(2.5+2.0+2.0)×1.4 =42.65KN/m2 碗扣架立杆布置为0.6m×0.9m,步距1.2m
单根立杆受力为:N=0.6×0.9×42.65=23.03KN<【N】=30KN; a.横向方木承载力计算
横向立杆间距为90cm,所以,方木计算长度为90cm。横向方木间距(中心到中心)为30cm,作用在方木上的均布荷载为:
q=42.65×0.9/3=12.8kN/m
采用10×10cm方木,按10×9cm计算,所以: 净截面抵抗矩W=bh2/6=10×81/6=135cm3; 毛截面惯性矩I= bh3/12=10×729/12=607.5cm4;
弯曲强度:σ=qL2/10w=12.8×103×0.92/(10×1.35×10-4)=7.68MPa< [σ]
.
.
=12Mpa 强度满足要求;
抗弯刚度:
由矩形简支梁挠度计算公式得:
E = 0.01×105 Mpa; I = bh3/12 = 8.33×10-6m4 fmax=qL4/150EI=12.8×103×0.94 /(150×6.08×10-6×0.09×1011)
= 1.02mm< [f] = 2.25mm( [f] = L/400 ), 符合要求 结论: 10×10cm方木布置符合要求。 b.纵向方木承载力计算(15×10cm)
立杆横向间距为90cm,横向铺设的1根15×10cm方木,计算长度取90cm,按3跨连续梁计算。由此时分布于纵向方木的线荷载为0.9×42.65=38.385KN/m,最大弯矩为:
Mmax=ql2/10=38.385×0.9×0.9/10=3.11kN·m 采用15×10cm方木,所以:
截面抵抗矩W=bh2/6=10×225/6=375cm33; 截面惯性矩I= bh3/12=10×153/12=2812.5cm4; 弹性模量:E=0.09×105MPa
弯曲强度:σ= Mmax /W=3.11×103/3.75×10-4=8.3 Mpa<12 Mpa,满足要求。 挠度:f= qL4/150EI =38.385×9004/(150×0.09×105×2.8125×107)=0.66mm<[f]=1.5mm( [f] = L/400 ), 符合要求。
C.纵梁承载力计算(10#槽钢)
立杆横向间距为90cm,横向铺设的1根10#槽钢,计算长度取90cm,按3跨连续梁计算由于纵向槽钢的线荷载为0.9×42.65=38.385KN/m,最大弯矩为:
Mmax=ql2/10=38.385×0.9×0.9/10=3.11kN·m 采用10#槽钢,所以: 截面抵抗矩W=49cm3; 截面惯性矩I= 245cm4; 弹性模量:E=2.11×105MPa
.
.
弯曲强度:σ= Mmax /W=3.11×10/4.9×10=63.5 Mpa<145 Mpa,满足要求。 挠度:f= qL4/150EI =38.385×9004/(150×2.11×105×2.45×106)=0.32mm<[f] =1.5mm( [f] = L/400 ), 符合要求。
3、边直腹板断面位置,最大分布荷载
Q=(q1-4 +q5-1+q5-2+q5-3+q6)×1.2+(q2+q3+q4)×1.4
=(46.33+1.2+1.2+0.8+2.13)×1.2+(2.5+2.0+2.0)×1.4 =71.09KN/m2 碗扣架立杆布置为0.6m×0.9m,步距0.6m
单根立杆受力为:N=0.6×0.9×71.09=38.38N<【N】=40KN; a.横向方木承载力计算
横向立杆间距为60cm,所以,方木计算长度为60cm。横向方木间距(中心到中心)为30cm,作用在方木上的均布荷载为:
q=71.09×0.3=21.33kN/m
采用10×10cm方木,按10×9cm计算,所以: 净截面抵抗矩W=bh2/6=10×81/6=135cm3; 毛截面惯性矩I= bh3/12=10×729/12=607.5cm4;
弯曲强度:σ=qL2/10w=21.33×103×0.32/(10×1.35×10-4)=1.42MPa< [σ] =12Mpa 强度满足要求;
抗弯刚度:
由矩形简支梁挠度计算公式得:
E = 0.01×105 Mpa; I = bh3/12 = 6.075×10-6m4
fmax=ql4/150EI=21.33×103×0.34 /(150×6.075×10-6×0.09×1011)
=0.02mm< [f] = 1.5mm( [f] = L/400 ), 符合要求 结论: 10×10cm方木布置符合要求。 b.纵向方木承载力计算(15×10cm)
立杆纵向间距为60cm,横向铺设的1根15×10cm方木,计算长度取60cm,按3跨连续梁计算。由此时分布于纵向方木的线荷载为0.6×71.09=42.654KN/m,最大弯矩为:
3-5
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Mmax=ql/10=42.654×0.6×0.6/10=1.54kN·m 采用15×10cm方木,所以:
截面抵抗矩W=bh2/6=10×225/6=375cm33; 截面惯性矩I= bh3/12=10×153/12=2812.5cm4; 弹性模量:E=0.09×105MPa
弯曲强度:σ= Mmax /W=1.54×103/3.75×10-4=4.1 Mpa<12 Mpa,满足要求。 挠度:f= ql4/150EI =42.654×6004/(150×0.09×105×2.8125×107)=0.14mm<[f] =1.5mm( [f] = L/400 ), 符合要求。
C.纵向方木承载力计算(10#工字钢)
立杆横向间距为60cm,纵向铺设的1根10#工字钢,计算长度取60cm,按3跨连续梁计算。由于纵向工字钢的线荷载为0.6×71.09=42.654KN/m,最大弯矩为:
Mmax=ql2/10=42.654×0.6×0.6/10=1.54kN·m 采用10#工字钢,所以: 截面抵抗矩W=49cm3; 截面惯性矩I= 245cm4; 弹性模量:E=2.11×105MPa
弯曲强度:σ= Mmax /W=1.54×103/49×10-6=31.4Mpa<145Mpa,满足要求。 挠度:f= ql4/150EI =42.654×6004/(150×2.11×105×2.45×106)=0.71mm<[f] =1.5mm( [f] = L/400 ), 符合要求。
中腹板和斜边腹板荷载稍小于边直腹板,支架布置砼边直腹板,立杆间距0.6×0.9m,步距0.6m。因立杆小于附件2中压力,而步距相同,立杆稳定性能达到要求。
2
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