蓋梁鋼棒法計算書

-.z.蓋梁施工鋼棒法計算書附表1一、施工總荷載薄壁墩蓋梁尺寸如圖1所示。圖1薄壁墩蓋梁尺寸示意圖蓋梁模板施工體系選用墩身預(yù)埋PVC管并插入鋼棒，其鋼棒中心距邊緣30cm。上置千斤頂，I45a工字鋼作縱梁，縱梁上放置[18a槽鋼支撐懸臂端模板的三角支架。具體布置如圖2所示。圖2蓋梁構(gòu)造示意圖施工荷載包括：平臺及蓋梁模板自重，鋼筋混凝土重量，施工人員及設(shè)備重量，灌注砼時振搗產(chǎn)生的沖擊力等。施工平臺包括：墩身預(yù)埋PVC管，采用φ95mm鋼棒4.6m*2根，兩邊露出各80cm；鋼棒上安裝牛腿，架設(shè)I45a工字鋼2根作為縱梁，每根12.6m，形成支撐縱梁以承受蓋梁施工荷載，并通過調(diào)整橫梁下的木楔調(diào)整蓋梁橫坡；支撐平臺橫梁擬采用[18a槽鋼作為橫梁，每根長4.6m，在懸臂局部按照〔450+30)cm等間距布置，共需12根。因空心薄壁墩墩頂實心段承當(dāng)了大局部蓋梁自身荷載，澆筑時只有懸臂局部荷載和混凝土流動對懸臂局部傾斜模板產(chǎn)生的側(cè)壓力由支架承當(dāng)，故蓋梁懸臂局部加上擋塊按照〔均布荷載+集中力〕計算(取鋼筋砼與模板共同容重取γ=26kN/m3,其中變截面段按照線性荷載計算，平安系數(shù)恒載乘以系數(shù)1.2，活載乘以1.4)：變截面段：q1=26*1*3.2/2-26*2*3.2/2=(41.6-83.2)kN/m懸臂等截面段：q2=26*2*3.2/2=83.2kN/m墩頂前后懸出段〔包括鋼筋砼與側(cè)模板,全部作用于縱梁跨中部位〕：q3=0.1*2*25+[11.1*1+〔11.1+6.5〕*1/2]*130*9.8/1000/6=9.2kN/m擋塊集中力：F1=0.3*0.5*〔3.2-0.03*2〕*26/2=6.1kN施工人員、運輸工具、堆放材料荷載：q4=2.5KN/m2*3.2m/2=4kN/m下料沖擊、振搗時產(chǎn)生的荷載〔主要指對懸臂端傾斜模板底模的沖擊荷載的豎向分力〕：q5=2.0kPa*3.2m/2=3.2kN/m；橫梁自重〔一端，查構(gòu)造計算手冊：[18a槽鋼質(zhì)量為20.17Kg/m〕加懸臂端三角支撐荷載(一端，不考慮變形，L75*75*7角鋼質(zhì)量7.4kg/m)：q6=〔7.4kg/m*45m*9.8/1000/2.1m+20.17*4*6*9.8/1000/2.1〕/2=1.91kN/mA3鋼容許彎曲應(yīng)力=1.25*[σ]=1.25*145MPa=181MPa容許剪切應(yīng)力=1.25*[τ]=1.25*85MPa=106MPa16Mn鋼容許彎曲應(yīng)力=1.25*[σ]=1.25*210MPa=262.5MPa容許剪切應(yīng)力=1.25*[τ]=1.25*120MPa=150MPa彈性模量E=2.1*105Mpa二、橫梁計算根據(jù)"路橋施工計算手冊"P176表8-5注，支架屬于臨時構(gòu)造，其強(qiáng)度設(shè)計采用容許應(yīng)力法，并不考慮荷載分項系數(shù)，且根據(jù)表8-9，其提高系數(shù)k=1.25。由于蓋梁梁身荷載大部由薄壁墩墩身承當(dāng)，故只在懸臂端布置橫梁，按照從而外間隔〔30+450〕cm每邊布置6根，示意圖如下根據(jù)圖2示，作用于懸臂端等截面段下的槽鋼上荷載最大〔縱梁方向作用圍0.15+0.25=0.4m〕，故其上部荷載簡化成3個集中力作用在橫梁上，如圖3：圖3橫梁荷載簡化圖Q1=[〔2.5*9.8〕kN/m3*3.2m*2m*0.4m+10.1kN/m*0.4m]/3=22.25kN橫梁懸臂端采用間距[18槽鋼，由[18槽鋼搭接到縱梁上，則最不利點在兩縱梁間跨中處。則橫梁跨中最大彎矩：M橫=20.03kN?m最大剪力：V橫=33.4kN需要的截面模量W>M橫/181MPa=110.7cm3,根據(jù)現(xiàn)場材料并查表知可選用[18槽鋼，其截面模量為W=152.2cm3，I*=1272.7cm4,A=25.69cm2，滿足要求。則EI*2,EA=539490kN,構(gòu)造計算求得跨中最大撓度為:<[]=3.2/400=8mm符合要求。三、縱梁計算縱梁采用I50a工字鋼搭設(shè)在鋼棒上，其力學(xué)性能指標(biāo)按"公路橋涵鋼構(gòu)造及木構(gòu)造設(shè)計規(guī)"〔JTJ025-86〕中A3鋼的容許軸向應(yīng)力[σ]=140MPa，容許彎曲應(yīng)力[σw]=145MPa，容許剪應(yīng)力[τ]=85MPa。I45a工字鋼力學(xué)參數(shù)如下：I*=32240cm4W*=1430cm3A=103cm2m=80.4kg/mI*/S*=38.6cmd=1.15cm荷載如圖示圖4縱梁受力簡圖計算得最大彎矩和最大剪力都在鋼棒支點處圖5縱梁簡化模型彎矩圖圖6縱梁簡化模型剪力圖圖7縱梁簡化模型撓度示意圖由構(gòu)造力學(xué)求解器計算知，Mma*=213kN.m,Vma*=151.14kN，最大撓度在懸臂端，只需要計算支架端點撓度即可，即ω1/4=8.76mm=2.6/400=2000*2.6/400=13mm(l為懸臂端計算跨度)σ=Mma*/W*=213kN.m/1430*10-6m3=149MPa<1.25*[σ]=181MPaτ=<1.25[τ]=106MPa故采用I45a工字鋼滿足縱梁要求。四、懸臂端的側(cè)壓力計算分析新澆筑混凝土對模板側(cè)面的壓力采用下式計算Pma*=0.22γt0K1K2v1/2式中：Pma*——新澆筑混凝土對模板的側(cè)壓力，kN/m；γ——混凝土的重力密度，kN/m,本例取25KN/m3；t0——新澆混凝土的初凝時間〔h〕可按實測確定。當(dāng)缺乏試驗資料時，可采用t0=200/(T+15)計算〔T為混凝土的溫度℃〕，本工程取t0=5h；v——混凝土地的澆筑速度，取v=1m/h；H——混凝土澆筑層(在水泥初凝時間以)的高度，本例為蓋梁高度H=2m；K1——外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取1.0，摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2，本工程混凝土皆摻有緩凝作用的減水劑，故取1.2；K2——混凝土坍落度影響修正系數(shù)，當(dāng)坍落度小于30mm時，取0.85；50～90mm時，取1.0；110～150mm時，取1.15，本例中取1.15。則綜上所述，Pma*=0.22*25*5*1.2*1.15*11/2=37.95kpa混凝土側(cè)壓力的計算分布圖形如下圖，h為有效壓頭高度:h=F/γ=37.95kpa/25kN/m3=1.518mHHhPma*圖8混凝土側(cè)壓力計算簡圖五、鋼棒計算墩身施工時，在墩頂實心段預(yù)埋φ100mmPVC管，拆模后穿人φ95mm高強(qiáng)鋼棒，鋼棒每根4m，中心線距墩身邊緣30cm