施工階段拱圈驗算

1、施工階段拱圈驗算1箱肋吊裝配筋驗算1. 箱肋截面幾何要素計算（對單箱） （1）箱肋截面幾何特性（圖3.4） 圖3.4 箱肋截面幾何特性 單位:（mm） 截面面積 單箱截面凈矩 截面重心軸距箱底的距離 截面對水平軸慣性矩 m4 截面抵抗矩 截面回轉(zhuǎn)半徑 截面繞軸的慣性矩（由CAD圖形特性查得） 截面抗扭慣矩（近似法） 50號混凝土的彈性模量 （2）箱肋分段長度計算（參見3.2） 全跨箱肋截面按坐標等分成48段，各分點幾何要素可查表計算，每分段長度近似按 計算。計算結(jié)果見下表3-153-15各分店幾何要素及各分段拱軸線長度計算表分點號0.0000.7430.66974.92937.4134.665

2、1.0000.7230.69171.80734.0534.5182.0000.7020.71368.68530.8884.3813.0000.6790.73465.56327.9124.2534.0000.6550.75562.44125.1184.1345.0000.6310.77659.31922.4994.0236.0000.6050.79656.19720.0493.9207.0000.5780.81653.07517.7633.8258.0000.5500.83549.95315.6343.7379.0000.5210.85446.83113.6593.65610.0000.4900

3、.87143.70911.8323.58211.0000.4590.88840.58710.1483.51512.0000.4280.90437.4658.6053.45313.0000.3950.91934.3437.1983.39814.0000.3610.93231.2215.9253.34815.0000.3270.94528.0994.7813.30416.0000.2920.95624.9773.7653.26517.0000.2570.96621.8552.8743.23118.0000.2210.97518.7332.1063.20119.0000.1850.98315.611

4、1.4603.17720.0000.1480.98912.4890.9333.15721.0000.1120.9949.3670.5243.14222.0000.0740.9976.2450.2333.13123.0000.0370.9993.1230.0583.12524.0000.0001.0000.0000.0000.000計算跨徑 =+2sin=149.858m計算矢高 =+(1-cos)=37.413m拱軸線長度 =167.129m共分為7段，則分段長分別為如下所示 =23.88 =23.88m 中=23.85m =23.88 =23.88m（3）箱肋分段重力計算（參見3.2） 按拱

5、箱截面積計算，延拱軸線每延米重力為 拱箱內(nèi)設置橫隔板，平均每3m一塊，把橫隔板重力分攤到拱軸線上，則沒延米重力為：考慮到拱箱預制誤差和接頭增加的重量等因素，一般對以上重力增加10%，所以拱箱計算重力為：端段箱肋重力，邊1 ,2,4,5段箱肋重力:段的重力邊（4）拱箱吊運內(nèi)力計算拱箱立柱式預制，故不驗算拱箱階段起吊是的翻身內(nèi)力。a）箱肋吊點位置的確定在吊運拱箱節(jié)段時一般設置兩個吊點，他們分別位于距各自節(jié)段端頭0.207倍節(jié)段長度。從拱箱節(jié)段截面上看，在吊點位置的箱肋兩腹板頂面上各設置一個吊環(huán)，這兩個吊環(huán)之間通過鋼絲繩合成一個吊點。施工中通過試吊并調(diào)整鋼絲繩，使吊點保持在橫斷面的對稱線上，即保持在

6、彎曲平面內(nèi)。b）拱箱階段吊運內(nèi)力計算在拱腳段，中間段和拱頂段中選取節(jié)段長度較大的中間段=23.85m進行內(nèi)力計算。動力系數(shù)取1.2。吊點彎矩為： 跨中彎矩：（5）拱箱安裝過程內(nèi)力計算在拱箱安裝過程中，通常對拱頂段、中間段和拱腳段選擇幾個主要截面主要截面進行內(nèi)力計算。a）拱頂段箱肋安裝內(nèi)力計算按簡支狀態(tài)內(nèi)力的40%計，彎矩為 kN·mb）中間段邊2段拱箱在懸掛狀態(tài)時下內(nèi)力計算中間段邊2段拱箱的扣點位子如圖3-5，圖3-5 中間段邊2段拱箱安裝中間段邊2段拱箱的分段重力以及對B點的力矩，見表3-16A表3-16A 中間段邊2段拱箱分段重力即對B點力矩分段號分段區(qū)間1.000 B-1434

7、.255 34.255 0.445 15.259 2.000 14-15118.378 152.633 2.452 290.251 305.510 3.000 15-16116.897 269.530 5.574 651.572 957.082 4.000 16-17115.594 385.124 8.696 1005.192 1962.275 5.000 17-18114.472 499.596 11.818 1352.822 3315.097 6.000 18-19113.518 613.114 14.940 1695.949 5011.045 7.000 19-20112.731 725

8、.846 18.062 2036.140 7047.185 8.000 20-A64.124 789.969 20.516 1315.549 8362.734 kN kN kN中間段邊2段拱箱在自重作用下，各主要截面（分點）的內(nèi)力計算見表3-16B表3-16B 中間段邊2段拱箱在懸臂狀態(tài)下內(nèi)力自重作用下自重和V共同作用下截面 項目14.0000.8910.363419.476718.015177.176273.288643.639106.16015.0004.0131.507301.098655.931636.411154.910602.978349.51716.0007.1352.52318

9、4.201611.159805.61238.013583.978335.12717.00010.2573.41468.607586.764689.428-77.581587.88167.04018.00013.3794.182-45.865584.541291.527-192.053613.571-451.60619.00015.6114.829-159.383604.143-789.153-305.571657.996-1643.386拱頂段拱箱對中間段邊2段拱箱作用的垂直力 kN m中間段邊2段拱箱在自重和共同作用下的內(nèi)力 kN kN kNc）中間段邊1段拱箱在懸掛狀態(tài)時下內(nèi)力計算中間段邊

10、1段拱箱的扣點位子如圖3-6，圖3-6 中間段邊1段拱箱安裝中間段邊1段拱箱的分段重力以及對C點的力矩，見表3-17A表3-17A 中間段邊1段拱箱分段重力即對C點力矩分段號分段區(qū)間1.000 C-719.583 19.583 0.223 4.361 2.000 7-8134.585 154.168 2.006 270.032 274.393 3.000 8-9131.381 285.549 5.128 673.774 948.167 4.000 9-10128.889 414.437 8.250 1063.382 2011.549 5.000 10-11126.396 540.834 11.

11、372 1437.429 3448.978 6.000 11-12123.904 664.738 14.494 1795.913 5244.891 7.000 12-13121.768 786.505 17.616 2145.108 7389.999 8.000 13-B85.807 872.312 20.738 1779.501 9169.500 kN kN kN中間端邊2段拱箱在自重作用下，各主要截面（分點）的內(nèi)力計算見表3-17B表3-17B 中間段邊2段拱箱在懸臂狀態(tài)下內(nèi)力自重作用下自重和V共同作用下截面 項目7.000 0.445 0.326 570.547 751.464 98.9

12、61 467.666 676.672 17.521 8.000 3.567 2.455 455.545 668.352 629.773 352.663 602.947 97.632 9.000 6.689 4.430 458.749 670.540 825.908 355.867 604.827 -40.563 10.000 9.811 6.257 461.241 672.248 696.646 358.360 606.296 -391.258 11.000 12.933 7.941 463.734 673.960 251.519 360.852 607.773 -948.254 12.000

13、 16.055 9.484 466.226 675.678 -499.686 363.344 609.256 -1704.695 中間段邊2段拱箱作用對中間段邊2段拱箱作用的垂直力 kN mkN中間段邊2段拱箱在自重和共同作用下的內(nèi)力 kN kN kNd）拱腳段拱箱在懸掛狀態(tài)時下內(nèi)力計算拱腳段拱箱的扣點位子如圖3-7，圖3-7 拱腳段拱箱懸掛狀態(tài)拱腳段拱箱的分段重力以及對O點的力矩，見表3-18A表3-18A 拱腳段拱箱分段重力即對O點力矩分段號分段區(qū)間1.000 0-1176.243 176.243 1.561 275.115 2.000 1-2158.440 334.683 4.683 7

14、41.976 1017.091 3.000 2-3153.456 488.139 7.805 1197.722 2214.813 4.000 3-4149.183 637.322 10.927 1630.125 3844.938 5.000 4-5144.911 782.233 14.049 2035.850 5880.787 6.000 5-6141.350 923.583 17.171 2427.124 8307.911 7.000 6-C118.207 1041.790 20.293 2398.779 10706.690 kN kN kN拱腳段拱箱在自重作用下，各主要截面（分點）的內(nèi)力計

15、算見表3-18B表3-18B 拱腳段拱箱在懸臂狀態(tài)下內(nèi)力自重作用下自重和V共同作用下截面 項目1.000 3.122 3.361 607.300 754.410 666.868 691.870 824.017 233.616 2.000 6.244 6.526 625.102 768.813 926.913 709.672 839.020 276.959 3.000 9.366 9.501 630.087 772.871 800.147 714.657 843.241 141.824 4.000 12.488 12.296 634.360 776.358 302.318 1336.040 14

16、09.015 -163.802 5.000 15.610 14.914 638.632 779.853 -549.479 723.202 850.495 -630.009 6.000 18.732 17.364 642.193 782.772 -1744.652 726.762 853.524 -1252.975 拱腳段拱箱作用對拱腳段拱箱作用的垂直力 kN m kN m中間段邊2,5段拱箱在自重和共同作用下的內(nèi)力 kN kN kN（6）箱肋的偏心受壓強度驗算 箱肋在安裝過程中，中間段，拱腳段均處于偏心受壓狀態(tài)。最不利內(nèi)力：，軸向壓力。截面強度驗算如下： 拱腳段在懸掛狀態(tài)下，自由長度按雙鉸拱考慮。因此：m因，故不考慮偏心距增大系數(shù)箱肋截面受拉邊配置鋼筋1022，含筋率為因>鋼筋最低含筋量，故軸向力偏心距不受限制偏心距 m現(xiàn)按大偏心受壓構(gòu)件計算，取。由于截面中的受拉鋼筋以22為主，所以鋼筋設計強度采用280MPa。在截面強度驗算中不計受拉鋼筋，按圖3-19計算。圖3-19 截面偏心受壓驗算尺寸單位（mm）設受壓高度x<0.2m，則 X=0.068m由于鋼筋要求混凝土受壓界限高度系