附件四:
0#段、1#段现浇支架计算书
1 计算依据
1、《悬灌梁0#段、1#段支架设计图》
2、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)
3、《钢结构-原理与设计》(清华版)
4、《路桥施工计算手册》(人交版)
5、《结构力学》、《材料力学》(高教版)
6、《结构设计原理》(人交版)
2 工程概况
3支架设计
3.1 设计方案
0#段、1#块支撑模板体系利用Φ630*8mm钢管作为支撑结构,牛腿上设置2I40b的工字钢作为横梁,分配梁采用I25b,其间距30-60cm,在腹板位置进行加强。
为保证安全,外悬横梁增加斜撑进行加固,斜撑采用I36b#工字钢。
3.2 0#块、1#块情况
图1 支架侧面图 图2 支架正面图
3.2 主要设计参数
1、0#段、1#块砼自重:混凝土容重按26.5KN/m 3计算;
2、《荷载规范》,恒载系数为1.2;
3、型钢自重:按标准容重78.5KN/m 3计;
4、活动载荷:人员荷载、施工设备荷载,系数为1.4;
5、混凝土冲击荷载:2KN/m 3,系数为1.4;
6、外侧模自重:按照1.61KN/m 考虑,系数为1.2;
7、底模自重:按照0.98KN/ m 2考虑,系数为1.2;
4 材料主要参数及截面特性
1、 A3钢弹性模量E=2.1×1011Pa ,剪切模量G=0.81×105 MPa ,密度ρ=7850 kg/m3;
2、A3钢抗拉、抗压和抗弯应力[σ]=215MPa ,抗剪应力[]τσ=125MPa 。
3、 容许挠度[f]=L/400;
4、I25b 工字钢截面面积A=53.5cm 2,250cm W X =423cm 3 ;2500cm I x =5280cm 4。
5、I36b 工字钢截面面积A=83.5cm 2,250cm W X =919cm 3 ;2500cm I x =16530cm 4。
6、I40b 工字钢截面面积A=94.1cm 2,250cm W X =1140cm 3 ;2500cm I x =22780cm 4。
7、[10槽钢截面面积A=12.74cm2,250cm W X =39.7cm3
;2500cm I x =198.3cm4。
5 计算
5.1 建立计算模型
采用Midas/civli-2010 建立悬灌梁主墩0#块/1#块支架整体模型,对支架结构受力情况进行分析。
支架整体计算模型如下图3:
图3支架整体计算模型(Midas/civil-2010)
5.2 验算结果
5.2.1 I25b分配梁工字钢受力情况
主梁上设置双I25b的工字钢作为分配梁,最大弯曲应力如下图4所示:
图4 分配梁最大弯曲应力图
I25b工字钢分配梁最大弯曲应力为48.9mpa, 小于Q235钢材抗拉、抗压和抗弯应力[σ]=215MPa,满足要求。
5.2.2 I40b工字钢主梁受力情况
钢管上设置双I40b的工字钢作为主梁,最大弯曲应力如下图5所示:
图5 主梁最大弯曲应力图
主梁最大弯曲应力为65.9mpa, 小于Q235钢材抗拉、抗压和抗弯应力[σ]=215MPa,满足要求。
5.2.3 斜撑梁受力情况
横梁外侧设置I36b斜撑梁,内部增加横撑和斜撑分担主梁外悬受力,最大弯曲应力如下图6:
图6 斜撑梁最大弯曲应力图
斜撑梁最大弯曲应力为47.1mpa, 小于Q235钢材抗拉、抗压和抗弯应力[σ]=215MPa,满足要求。
5.2.4 支架连接系受力情况
钢管设置双[10的槽钢作为连接系, [10槽钢作为剪刀撑,最大应力如下图7:
图7 支架连接系最大弯曲应力图
连接系最大弯曲为61.2mpa, 小于Q235钢材抗拉、抗压和抗弯应力[σ]=215MPa ,满足要求。
5.2.5 钢管立柱受力情况
支架主体采用Φ630*8钢管作为主受力杆,最大应力如下图7:
图8 立柱最大应力图
连接系最大应力为110.8mpa, 小于Q235钢材抗拉、抗压和抗弯应力[σ]=215MPa ,满足要求。
5.3支架结构变形情况
支架整体位移如下图9,最大挠度=∆7.7mm<
400
L
=20mm ,满足要求。
图9 支架结构位移等值线图
5.4支架稳定性情况
将混凝土荷载定义为可变荷载,将自重定义为不变荷载。
结构类型为XZ平面
图10结构类型为XZ面的模态结构类型为YZ平面
图11结构类型为YZ面的模态
表1 YZ面屈曲模态特征值
=26.9。
结构类型为XZ/YZ面时,最小特征值
min
综上可知,结构在YZ面内与XZ面内的最小特征值均为26.9,远大于安全系数2.0,满足要求,托架整体结构稳定牢靠。
6 结论
综合以上检算,支架设计满足结构稳定及安全需要。