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桥梁工程六大类临时结构计算内容


(二)、常规的计算内容
1、应力计算: ⑴ 轴向应力σ=N/A; ⑵ 剪切与挤压应力τ=Q/A; ⑶ 梁的弯曲正应力σ=My/Iz或者σ=M/Wz; ⑷ 梁的弯曲剪应力τ=QS/(bIz)。
2、变形计算与刚度
⑴ 轴向变形Δl=Nl/(EA); ⑵ 弯曲变形及刚度,按表1-10计算。 3、组合变形 将组合变形分解为几种基本变形,分别对基本变形进行计算后叠加。 4、压杆稳定 ⑴ 长度系数μ的取值; ⑵ 压杆的稳定折减系数ψ,通过计算压杆长细比λ后查表取值。
⑴、承载能力极限状态的荷载效应组合
荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定:
n
a.由可变荷载效应控制的组合: S G SGk S Q1 Q1k Qi ciSQik
i2
b.由永久荷载效应控制的组合: S G SGk n Qi Sci Qik
i2
式中:
的组合 G,应—取永1久.2荷,载—的对分由项永系久数荷。载当效其应效控应制对的结组构合不,利应时取—1对.3由5;可当变其荷效载应效对应结控构制有 利时,一般取1.0。
久荷载的一种或几种相组合; 组合Ⅱ:基本可变荷载(平板挂车或履带车除外)的一种或几种,与永
久荷载的一种或几种和其它可变荷载的一种或几种相组合; 组合Ⅲ:平板挂车或履带车,与结构重量、预加应力、土的重力及土侧
压力的一种或几种相组合; 组合Ⅳ:基本可变荷载(平板挂车或履带车除外)的一种或几种,与永
久荷载的一种或几种和偶然荷载中的船只或漂流物的撞击力相组合; 组合Ⅴ:桥涵在进行施工阶段的验算时,根据可能出现的施工荷载(
⑵、正常使用极限状态的荷载效应组合
对于标准组合:S SGk SQ1k
n
Sci Qik
i2
常用结构设计规范
1、《公路桥涵设计通用规范》
(JTG D60-2004)
2、《钢结构设计规范》
(GB 50017-2003)
3、《木结构设计规范》
(GB 50005-2003)
4、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2012)
破坏后果
支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边 环境及地下结构施工影响很严重。
支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边 环境及地下结构影响一般。
支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边 环境及地下结构施工影响不严重。
γ0 1.10 1.00 0.90
eaik ajk Kai 2cik Kai
≤16
310
Q345钢
>16~35
295
(16Mn钢)
>35~50
265
>50~100
250
≤16
350
>16~35
335
Q390钢
>35~50
315
>50~100
295
≤16
380
>16~35
360
Q420钢
>35~50
340
>50~100
325
抗剪fv
125 120 115 110 180 170 155 145 205 190 180 170 220 210 195 185
1.4。
Qi
—第i 个可变荷载的分项系数,其中γQ1为可变荷载Q1的分项系数,一般取
SGk —按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值; 控制作SQ用ik 者—(按一可般变指荷车载辆标荷准载值)Qi;k计算的荷载效应值,其中SQ1k为诸可变荷载效应中起
ψci —可变荷载Qi的组合值系数,按规定采用; n —参与组合的可变荷载数。
K ai
tg 2 (45
ik 2
)
ajk rk 0k 1k
rk mj z j
rk mh zh
epik pjk K pi 2cik K pi
K
pi
tg 2 (45
ik 2
)
pjk mj z j
eaik ajk Kai 2cik Kai [(z j hwa ) (mj hwa )wa Kai ] w
一般的设计表达式为: [ ]
2、极限状态设计法
当以整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计 规定的某一功能要求,则此特定状态称为该功能的极限状态,按此状 态进行设计的方法称极限状态设计法。分为半概率极限状态设计法和 概率极限状态设计法。
概率极限状态设计法:将工程结构的极限状态分为承载能力极限 状态和正常使用极限状态两大类。对承载能力极限状态采用荷载效应 的基本组合和偶然组合进行设计,对正常使用极限状态按荷载的短期 效应组合和长期效应组合进行设计。(见公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)第4.1.6和4.1.7条)
端面承压 (刨平顶紧)
fce 325
400
415
440
总结:
容许应力法和极限状态法主要体现在分项系数和材料性能取值方面。
计算中的一些误区:
1、选择的计算方法和材料取值不对应。 2、荷载的确定不合适:
⑴ 不是按照最不利工况选择荷载,如桥梁现浇支架的预压荷载未考虑; ⑵ 没有按照实际情况确定荷载,如大面积现浇施工中仍然按照全面积计 算施工荷载; 3、对计算公式的选择不正确,如桩基单桩承载力计算公式:
1)造价经济,方便土方开挖和主体工程施工; 2)只适用于周围场地具有拉设锚锭的环境和地质条件。
1)造价经济,方便土方开挖和土方工程施工; 2)只适用于周围场地具有拉设锚杆的环境和地质条件。
根据基坑开挖方法,工程特点和基坑平面形状,将以上 各种支撑布置形式因地制宜搭配布置。
安全等级 一级 二级 三级
5、《混凝土结构设计规范》
(GB 50010-2010)
6、《建筑基坑支护技术规程》
(JGJ 120-2012)
7、《建筑地基基础设计规范》
(GB 50007-2011)
8、《公路桥涵地基与基础设计规范》
(JTG D63-2007)
上述规范大部分采用极限状态法进行计算。
材料性能指标
1、材料强度标准值:设计结构或构件时采用的材料强度的基本代表值,具有 95%的保证率。(钢材即为屈服强度) 2、材料强度设计值:材料强度标准值除以材料强度分项系数后的值。 3、材料强度容许值:采用容许应力法设计时的材料性能取值。
epik pjk K pi 2cik K pi (z j hwp )(1 K pi ) w pik mj z j
0k q0
1k
q1 b0
b0 2b1
中铁四局施工工艺设施设计管理办法[2013]707号文
谢谢
桥梁工程 六大类临时结构计算内容
公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)
施工中的荷载分类:
1、永久荷载:例如结构 自重、模板支架自重。 2、可变荷载:例如施工 人员、施工料具堆放荷载、 倾倒混凝土产生的冲击荷 载、振捣荷载、风荷载等。 3、偶然荷载:例如爆炸 力、撞击力等。
荷载组合:
根据各种荷载的重要性,荷载的组合分为六类:组合Ⅰ-Ⅵ: 组合Ⅰ:基本可变荷载(平板挂车或履带车除外)的一种或几种,与永
序号 布置形式
1
井字形集中式 布置
2 脚撑体系布置
3
边桁架
4 圆形环梁布置
5 垂直ห้องสมุดไป่ตู้称布置
6
圆拱布置
7
竖向斜撑
8 拉锚(锚锭)
9
锚杆
10 组合式布置
图例
特点
1)一般在采用钢筋混凝土支撑时,在环境保护要求不高 的条件下,将水平直交的支撑集中布置成井字型与角撑 结合的支撑体系以方便土方开挖和主体工程施工; 2)用钢筋混凝土支撑时可与施工用栈桥平台结合设计。 1)方便土方挖掘和主体工程施工; 2)整体稳定性及变形控制效果不及水平直交式支撑及井 字型集中式布置者。 1)方便土方开挖和主体工程施工; 2)整体稳定性及变形控制效果不及水平直交式或井字型 集中式布置者。 1)在采用钢筋混凝土支撑时,因地制宜的采用环梁方案, 可方便中建筒体,主楼施工,方便土方开挖; 2)将支撑体系受力主构件化为圆形结构,受力条件较好, 可节省钢筋混凝土量; 3)在坑外周荷载不均匀,土性软硬差异较大,部分地层 水平基床系数很小时,此布置形式要慎用。 使用长条形基坑,如排管和地铁,隧道工程 利用圆拱受力特点,节省材料,方便土方开挖和主体结 构施工。 1)节省立柱和支撑材料; 2)有利于开挖面积较大而深度较小的基坑; 3)在软弱地层中,不易控制基坑稳定和变形; 4)斜撑和底板相交处结构处理较困难。
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)
(一)、基本概念
1、应力和应变:
⑴ 轴心应力σ=F/A;
式中:σ—法向应力;F—垂直作用于截面上的力;A—截面面积。
⑵ 平均剪应力 =V/A 式中: —平均剪应力;V—平行作用于截面的力。
⑶轴向应变ε=Δ/L 式中:ε—应变(单位长度的伸长或缩短);Δ—构件的总伸长或缩短;
L—构件的初始长度。
2、(轴心)弹性模量
根据虎克定律,在弹性极限内,材料的应力和应变关系为线性。
E=σ/ε,E—弹性模量
3、梁截面应力
由弹性理论得到受弯公式,在截面某高度y处的拉或压应力σy为: σy=My/I
式中:M—作用在截面上的弯矩;y—所计算纤维处至截面中和轴的距离; I—截面惯性矩。
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
材料性能指标
钢材容许应力值(Mpa)
钢材容许应力值的材料安全系数约1.7; 强度设计值材料分项系数约1.1。
钢材强度设计值(MPa)
钢材
牌号
厚度或直径
抗拉、抗压和 抗弯f
≤16
215
Q235钢
>16~40
205
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