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文档简介

桥梁结构计算高星桥梁结构计算高星1一、概述二、临时工程计算主要设计依据三、临时结构计算的主要原则四、各种构件验算的主要项目五、临时结构设计的一般过程六、临时结构检算的一般步骤七、计算实例1:某特大桥32m+48m+32m连续梁检算八、基坑开挖支护计算一、概述二、临时工程计算主要设计依据三、临时结构计算的主2一、概述我们在桥梁施工中,在施工方案里会用到许多辅助设施,如支架、临时墩、基础、基坑支护结构、便桥等,为确保方案合理以及结构的安全,需要对组成设施的构件材料进行计算校核。1、基础施工大临结构主要包括钢板桩围堰、围护桩、水上施工平台、简易浮吊、钢套箱、沉井、双壁钢围堰、栈桥,以及用于基坑支护的钢板桩、钢轨桩、挖孔桩、土钉墙、地下连续墙等结构一、概述我们在桥梁施工中,在施工方案里会用到许多32、上部结构施工大临设施现浇梁膺架、连续梁悬臂施工挂篮、0#块施工托架、钢管满堂支架、缆索吊、塔架、制梁场布置、台座设计,利用万能杆件等拼装的可拆装的架桥机、龙门吊等。3、对连续梁施工来说,临时结构包括以下种类0#块施工满堂支架、托架;挂篮;边跨现浇段满堂支架(或贝雷支架、托架);0#块临时固结设施;合拢段临时锁定设施等。4、临时工程中常用的材料有各种型材(角钢、槽钢、工字钢等)、钢管柱、脚手架、贝雷梁、方木、竹胶板、钢板桩等等。2、上部结构施工大临设施4二、临时工程计算主要设计依据1、设计资料及图纸2、行业规范如公路、铁路桥梁设计、施工方面的相关规范及建筑结构设计、施工方面的一些规范(如:钢结构设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑地基基础设计规范》)等。3、各类设计手册。如:五金手册、钢结构设计手册、钢筋混凝土结构设计手册、建筑施工计算手册、路桥施工计算手册、桥涵施工手册、实用土木工程手册等。4、教科书(如《工程力学》、《结构设计原理》、《材料力学》、《基础工程》等)、类似工程施工实例。二、临时工程计算主要设计依据1、设计资料及图纸5三、临时结构计算的主要原则1、一般原则:适用、安全、经济2、追求的原则:结构简单、受力明确、施工便捷3、结构计算如果计算采用手算,为避免繁琐的计算,要采取避繁就简的原则:(1)非等截面的梁部荷载偏安全按最大截面取值;(2)构件按最不利的受力状态进行验算;(3)构件的受力模式采用均布荷载或集中荷载或组合方式;

(4)对于型钢等梁式受力构件,要简化成简支梁或连续梁等易于计算的模型。三、临时结构计算的主要原则1、一般原则:适用、安全、经济6四、各种构件验算的主要项目1、型钢类材料主要做为支架体系中的纵横梁,需要验算其受力状况下的强度、刚度(变形)以及抗剪情况;2、贝雷梁主要应用于便桥、跨度较大的支架结构中,同型钢类一样需要验算强度、刚度(一般作为整体来考虑,即不需要计算其每根杆件的内力);3、方木主要做为支架顶部的分配梁,其受力型式也为梁式,需要验算强度、刚度、抗剪能力;4、脚手杆一般采取φ48×3.5截面,主要验算其承载力及稳定性;5、扩大基础一般要验算基底的承载力(确定基础底面积,基础埋深及换填厚度);四、各种构件验算的主要项目1、型钢类材料主要做为支架体系中的76、钢管柱类要验算抗压承载力及稳定性(受力,长细比);7、竹胶板等各种板材主要用于模板制作,主要验算抗弯拉强度、刚度(变形)情况;8、砂筒一般应用于有卸落要求的支架中或用于先简支后连续梁的临时支座,主要是根据承受荷载计算砂筒的内径和壁厚;9、钢管桩、木桩、混凝土桩主要计算确定在设计荷载下桩的入土深度和桩径(混凝土桩还需要进行配筋计算)6、钢管柱类要验算抗压承载力及稳定性(受力,长细比);8五、临时结构设计的一般过程1、掌握设计目的

在进行临时结构设计之前,首先必须搞清楚设计它的目的,也就是设计的意图是什么。你得明白究竟这个临时结构作用是什么,能不能通过设计达到这个目的。如设计支架,有的人心里说,我设计支架就为了现浇梁,目的很正确,但是我想再问,你的支架跨不跨越公路、铁路?有没有净空要求?有没有限界限制?如果不考虑这些,那所有的现浇梁支架岂不相同,完全可以做一个固定模式,也不用再设计了。再比如设计栈桥,目的是为了跨越沟渠,连接两岸交通,但是让栈桥通什么样的车?运些什么东西?需不需要上下行车道?单行道需不需要设会车台?洪水期间是否考虑正常使用?这些与设计相关的目的如果有一条没考虑到,就会影响整个大桥的施工总体方案,甚至会增加投入,延误工期。五、临时结构设计的一般过程1、掌握设计目的在进行临时92、现场调查踏勘

根据桥梁设计图,对现场需设临时结构的施工位置进行调查。主要内容包括。现场材料堆放、吊装是否方便,通往施工场地道路能否运输长大构件;如果跨越公路或铁路,要勘查道路两侧墩身到公路或铁路限界的距离、净空要求、交通流量、路肩或路中可否设置临时墩、挂篮施工是否需设防护棚架;对于制梁场需调查场地大小、地下水文地质情况、线路和梁场的相对位置及线路设计形式。

2、现场调查踏勘根据桥梁设计图,对现场需设临时结构103、结构选型

结构选型即根据现场踏勘情况、现有材料设备情况及大临结构的适用范围确定临时设施的形式。如:基坑支护类型的选择;支架类型选择;挂篮类型的选择;临时固结设施选择等等。4、设计概图

通过以上“结构选形”步骤,临时结构大体样式已心中有数,下一步就应该结合桥梁设计图及以往施工经验及实例定出结构的大致尺寸,并确定相应的材料规格、尺寸。

3、结构选型结构选型即根据现场踏勘情况、现有材料设备情11配精轧螺纹钢筋,直径25mm,fy=930N/mm2。主动土压力:A点(h=0):在支架不同部位,荷载值不同。E点(h=6.如:构件截面的详细设计;计算时,以A′B为墙背(即H+h为墙高),按假想的墙高、填土面无荷载的情况计算土压力强度,然后根据实际墙高范围内的土压力强度分布图计算土压力(图8-6),今用朗金理论并以无粘性土为例,则填土面A点的土压力强度为:Ⅶ、要求杆件之间连接牢固。3m,其下钢管间距分别为0.h——计算主动土压力强度的点至填土表面的距离(m);Ⅰ、墩顶处加厚段用垫木支撑于墩顶,故不用计算其受力,施工时抄垫平整即可。2m,墙背竖直、光滑,填土表面水平,填土为砂土,其重度γ=18kN/m3,内摩擦角=30o,试求主动土压力及其作用点,并绘出主动土压力强度分布图。根据概图,进行计算,再根据计算,对没考虑到的部位补充设计或没通过计算的部位调整设计。翼缘处模板上的荷载小于底板下模板上的荷载,但其下槽钢间距相同,均为200mm,所以强度和刚度满足要求。模板及支架自重标准值:——基坑底面至设定弯矩零点的距离(m)。通过三角形压力分布图abc的形心,即在离墙底(H0−h)/3处。7kN,G=569.钢管支架采用Φ48×3.经过计算,单个临时固结需要配置精轧螺纹钢筋面积As=8920m2<490.预埋件1钢筋型号为:φ28mm钢筋,共20根,单根钢筋面积S=615.5、计算、细化结构根据概图,进行计算,再根据计算,对没考虑到的部位补充设计或没通过计算的部位调整设计。

如:构件截面的详细设计;节点详细设计(如焊缝高度及长度;螺栓规格型号及布置等等)6、正式出图、出计算单

最后根据调整后的设计完善整个结构设计图,并按最终设计进行检算,并出相应设计图及计算单。配精轧螺纹钢筋,直径25mm,fy=930N/mm2。5、计12六、临时结构检算的一般步骤1、计算荷载及其组合荷载一般包括:永久荷载和可变荷载。其中永久荷载包括:结构物自重、模板重量;构成支架的杆件自重等等。可变荷载包括:风荷载;支架上面的作业人员、材料、机具等重量;混凝土冲击及振动产生的荷载等等。2、计算构件的截面特性包括:截面的面积、惯性矩、截面抗弯模量、面积矩、回转半径(型钢可由相应的手册查得)、杆件的长细比3、根据支架构造图及其受力特点画出受力简图4、受力计算及分析利用结构力学及材料力学知识对以上受力简图进行受力分析,最后结合设计规范的有关条文规定判断结构构件是否安全六、临时结构检算的一般步骤1、计算荷载及其组合135、手工计算常用的计算简图及计算公式(1)简支梁图式ABl-+5、手工计算常用的计算简图及计算公式ABl-+14(2)连续梁图式(3)需要掌握的检算公式(2)连续梁图式(3)需要掌握的检算公式15(4)压杆的稳定计算(4)压杆的稳定计算16i、矩形截面惯性矩Ix,Iy.截面模量Wx,Wy的计算:bhxxyy(5)几种截面有关参数的计算i、矩形截面惯性矩Ix,Iy.截面模量Wx,Wy的计算:bh17ii、圆形截面惯性矩Ix,Iy,Wx,Wy的计算:Dxxyyii、圆形截面惯性矩Ix,Iy,Wx,Wy的计算:Dxxyy18Dxxyyd假设某钢管柱的计算长度为l0,计算其长细比λ:iii、圆管截面的惯性矩Ix,Iy,截面模量Wx,Wy,回转半径i的计算公式:Dxxyyd假设某钢管柱的计算长度为l0,计算其长细比λ:i19七、计算实例1:某特大桥32m+48m+32m连续梁1、0#块施工临时结构检算(1)0#块托架概述某特大桥(32+48+32)m连续梁,有25#~26#两个0#块,0#块梁高3.50m,单个0#块总计混凝土方量95.53m2,248.36t。施工采用一次浇注成型。0#块支架分2部分,圆形墩两侧各为一部分,荷载通过底模及横梁传至三角架托架上。(2)设计依据《钢结构设计规范》;《铁路桥梁钢结构设计规范》;《混凝土结构设计规范》;《公路钢木设计规范》;《路桥施工计算手册》;《预埋件设计手册》;《实用建筑结构静力计算手册》;《钢结构》;《竹编胶合板》;设计院施工图。七、计算实例1:某特大桥32m+48m+32m连续梁1、020(3)荷载取值及材料特性Ⅰ、荷载取值临时施工结构检算用荷载值包括恒载及可变荷载。恒载主要为结构自重,可变荷载包括施工人员荷载、混凝土冲击荷载及振捣混凝土荷载等。在支架不同部位,荷载值不同。强度检算时采用荷载设计组合值,刚度检算时采用荷载标准组合值,稳定性检算时采用荷载设计组合值,地基强度检算时采用荷载标准组合值。详细荷载取值见下表。名称分项计算高度(m)荷载标准值kN/m2分项系数荷载设计值kN/m2箱梁恒载腹板3.5911.2109.2底板+顶板0.9524.71.229.64翼缘0.2~0.6511.71.214.04模板恒载底模11.21.2侧模41.24.8内模41.24.8活载施工人员11.41.4混凝土冲击21.42.8振捣荷载21.42.8(3)荷载取值及材料特性名称分项计算高度(m)荷载标准值kN21Ⅱ、材料特性所用材料有竹胶板、木材和Q235钢材,材料特性见下表。名称分项压弯应力(MPa)弹性模量(MPa)计算截面b×h(cm)截面特性重量I(cm4)W(cm3)A(cm2)i(cm)kN/m竹胶板横向506100100×1.528.12537.5纵向707400槽钢Q235210206000[8101.025.3木材顺纹13900012×1533754501800.14钢管Q235210206000Φ60×2.03068451022836420.53.86Q235210206000Φ40×1.5336663366181.413.61.42Q235210206000Φ4.8×0.3512.195.084.891.580.04Ⅱ、材料特性名称分项压弯应力弹性模量计算截面截面特性重量I2204MPa<125MPa满足要求;二、临时工程计算主要设计依据1mm<L/400=0.被动土压力作用点离墙底距离为:预埋件1钢筋型号为:φ28mm钢筋,共20根,单根钢筋面积S=615.节点详细设计(如焊缝高度及长度;Ⅵ、标准直线段底板处受力最大钢管为5号钢管箱梁截面在墩顶侧底板厚0.9、钢管桩、木桩、混凝土桩主要计算确定在设计荷载下桩的入土深度和桩径(混凝土桩还需要进行配筋计算)0#块施工满堂支架、托架;所用材料有竹胶板、木材和Q235钢材,材料特性见下表。剪刀撑纵、横向均采用每各3排支架设置一道剪刀撑,达到稳定要求。3、对连续梁施工来说,临时结构包括以下种类四、各种构件验算的主要项目计算时,以A′B为墙背(即H+h为墙高),按假想的墙高、填土面无荷载的情况计算土压力强度,然后根据实际墙高范围内的土压力强度分布图计算土压力(图8-6),今用朗金理论并以无粘性土为例,则填土面A点的土压力强度为:5kN,最大弯矩为67kN.2、上部结构施工大临设施某特大桥(32+48+32)m连续梁,有25#~26#两个0#块,0#块梁高3.——基坑底面至设定弯矩零点的距离(m)。根据概图,进行计算,再根据计算,对没考虑到的部位补充设计或没通过计算的部位调整设计。(4)模板检算底模为δ=15mm厚竹胶板,在腹板、底板、翼缘下横桥向设置中心距分别为0.15m、0.2m、0.2m的[8槽钢。模板宽度取1m,对应的截面参数为截面模量W=37.5cm3;惯性矩I=28.125cm4。可将模板简化为4跨连续梁进行计算,跨度分别为0.15m、0.2m、0.2m,见下图。Ⅰ、腹板处底模检算换算均布荷载q设计=(109.2+1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×1=122.2kN/mq标准=(91+1.0+4.0)×1=96.0kN/m04MPa<125MPa满足要求;(4)模板检算Ⅰ、腹23正应力计算:

=0.1×122.2×0.152=0.275kNm=7.33MPa<[σ]=50MPa强度满足

剪应力计算:最大剪力Vmax=KVql=0.620×122.2×0.15=11.36kN最大剪应力

=1.14MPa<[τ]=2.8MPa剪应力满足要求最大挠度计算:

=0.27mm<L/400=0.375mm刚度满足要求

正应力计算:=0.1×122.2×0.152=0.275k24Ⅱ、底板处底模检算取桥底板最大荷载处进行检算。q设计=(29.64+1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×1=42.64kN/mq标准=(24.7+1.0+4.0)×1=29.7kN/m挠度满足Ⅱ、底板处底模检算q设计=(29.64+1.2+4.8+1.25Ⅲ、翼缘处底模检算翼缘处模板上的荷载小于底板下模板上的荷载,但其下槽钢间距相同,均为200mm,所以强度和刚度满足要求。(5)槽钢检算在腹板、底板、翼缘下横桥向设置中心距分别为0.15m、0.2m、0.2m的Q235级[8槽钢,其下方木间距分别为0.3m、0.6m、0.6m。截面参数为:截面模量W=25.3cm3;惯性矩I=101.0cm4。Ⅰ、腹板处槽钢检算换算均布荷载q设计=(109.2+1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×0.15=18.33kN/mq标准=(91+1.0+4.0)×0.15=14.4kN/m正应力计算:

=0.1×18.33×0.32Ⅲ、翼缘处底模检算(5)槽钢检算正应力计算:=0.1×1826强度满足=0.1mm<L/400=0.75mm刚度满足Ⅱ、底板处槽钢检算取桥底板最大荷载处进行检算。q设计=(29.64+1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×0.2=8.53kN/mq标准=(24.7+1.0+4.0)×0.2=5.94kN/m强度满足强度满足=0.1mm<L/400=0.75mm刚度27(6)方木检算采用120×150mm方木立放,跨度为横梁顺桥向间距,底板处为L=0.6m,腹板处L=0.3m,其下钢管间距分别为0.6m和0.3m。截面参数为:截面模量W=450cm3;惯性矩I=3375cm4。刚度满足Ⅰ、腹板处方木检算换算均布荷载q设计=(109.2+1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×0.3=36.66kN/mq标准=(91+1.0+4.0)×0.3=28.8kN/m应力计算:(6)方木检算刚度满足Ⅰ、腹板处方木检算28强度满足最大挠度计算:刚度满足Ⅱ、底板处方木检算取桥底板最大荷载处进行检算。q设计=(29.64+1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×0.6=25.584kN/mq标准=(24.7+1.0+4.0)×0.6=17.82kN/m强度满足最大挠度计算:刚度满足Ⅱ、底板处方木检算29强度满足刚度满足(7)横梁验算横梁采用I32b,顺桥向间距底板和翼缘板下为0.6m,腹板下为0.3m。跨度为托架横桥向间距,底板处为L=3.6m,腹板处L=1.4m,计算跨度采用托架中心间距连续梁进行计算。Ⅰ、荷载计算腹板处换算均布荷载:q设计=(109.2+1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×0.3=36.66kN/mq标准=(91+1.0+4.0)×0.3=28.8kN/m强度满足刚度满足(7)横梁验算Ⅰ、荷载计算30底板处换算均布荷载:q设计=(29.64+1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×0.6=25.584kN/mq标准=(24.7+1.0+4.0)×0.6=17.82kN/m翼缘处换算均布荷载:q设计=(14.04+1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×0.6=16.224kN/mq标准=(11.7+1.0+4.0)×0.6=10.02kN/mⅡ、计算简图计算简图见下图。底板处换算均布荷载:Ⅱ、计算简图计算简图见下图。31Ⅲ、计算结果计算模型组合应力计算结果Ⅲ、计算结果计算模型组合应力计算结果32剪应力计算结果变形计算结果剪应力计算结果变形计算结果33组合应力最大值90.4MPa<215MPa满足要求;剪应力最大值15.04MPa<125MPa满足要求;变形最大值5mm<l/400=9.125mm满足要求。(8)托架计算Ⅰ、荷载计算桁架一均布荷载:q设计=109.2×0.7+29.64×1.8+(1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×2.5=162.30kN/mq标准=91×0.7+24.7×1.8+(1.0+4.0)×2.5=120.66kN/m桁架二均布荷载:q设计=14.04×3.65+109.2×0.7+(1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×4.35=150.68kN/mq标准=11.7×3.65+91×0.7+(1.0+4.0)×4.35=128.16kN/m组合应力最大值90.4MPa<215MPa满足要求;(834Ⅱ、计算结果计算模型组合应力计算结果Ⅱ、计算结果计算模型组合应力计算结果35剪应力计算结果变形计算结果剪应力计算结果变形计算结果36所用材料有竹胶板、木材和Q235钢材,材料特性见下表。64MPa<125MPa满足要求;②嵌固深度设计值hd计算4、临时工程中常用的材料有各种型材(角钢、槽钢、工字钢等)、钢管柱、脚手架、贝雷梁、方木、竹胶板、钢板桩等等。构成支架的杆件自重等等。Mpc1——基坑内侧各土层水平荷载标准值的合力之和对弯矩零点位置处弯矩(kN·m/m);,c=10kN/m2。Ⅲ、槽钢下设置120×150mm方木,其中心间距在腹板下为0.Ⅰ、底模采用15mm厚竹胶板,满足受力要求。我们在桥梁施工中,在施工方案里会用到许多辅助设施,如支架、临时墩、基础、基坑支护结构、便桥等,为确保方案合理以及结构的安全,需要对组成设施的构件材料进行计算校核。Tc1——支点水平力(kN/m);钢板桩围堰在桥涵基础施工中被广泛应用,下面结合工程实例论述钢板桩围堰的设计与施工问题。图8-10抗滑桩锚固段计算示意图承受压力的临时固结P压=4408.计算简图如图8-10所示。5mm,允许荷载33.在墙底处(h=4.腹板由60cm过渡到标准段顶板0.模板及支架自重标准值:Ⅱ、模板下设置[8槽钢,在腹板、底板及翼缘下的中心间距分别为0.组合应力最大值144.19MPa<215MPa满足要求;剪应力最大值41.64MPa<125MPa满足要求;变形最大值2.5mm<l/400=11.25mm满足要求。(9)预埋件计算Ⅰ、焊缝计算从上述计算看预埋件1的受力:最大拉力为363.5kN,由对拉精轧螺纹平衡,最大剪力为428.3kN,最大弯矩为,由预埋件承受。预埋件2的受力:最大压力363.5kN,最大剪力为406.5kN,最大弯矩为67kN.m。预埋件1钢筋型号为:φ28mm钢筋,共20根,单根钢筋面积S=615.8mm2。工字钢与预埋板焊缝的焊脚尺寸为10mm,截面特性:A=21047.6mm2,W=2651743.3mm3所用材料有竹胶板、木材和Q235钢材,材料特性见下表。组合应37焊缝计算如下:σM1=380.8×106/2651743.3=143.6MPa,τv=428.3×103/21047.6=20.35MPa,工钢与预埋板连接焊缝满足要求。Ⅱ、预埋1钢筋面积计算计算弯剪预埋件的公式,下两式中取大值:根据上式计算所需钢筋面积为10370.37mm2<615.8×20=12316mm2

(《砼规》9.7节的规定)焊缝计算如下:工钢与预埋板连接焊缝满足要求。根据上式计算所需38Ⅲ、预埋2钢筋面积计算预埋件2钢筋型号为:φ25mm钢筋,共16根,单根钢筋面积S=490.9mm2。预埋件2为压、弯、剪预埋件。取下两式中较大值:墩身砼C55,预埋件钢筋采用Φ25二级钢筋,取:(《砼规》9.7节的规定)Ⅲ、预埋2钢筋面积计算墩身砼C55,预埋件钢筋采用Φ25二级39由式1计算得根据上式计算所需钢筋面积为2024.32mm2<490.9×16=7854.4mm2。(10)墩顶临时固结计算临时固结承受的不平衡弯矩为23804kN.m,竖向压力为14744kN。配精轧螺纹钢筋,直径25mm,fy=930N/mm2。混凝土为C55。临时固结布置如下图所示。由式1计算得根据上式计算所需钢筋面积为(10)墩顶临时固结计40临时固结尺寸为0.4m×1.9mx×0.7m,两个临时固结在顺桥向的中心间距为2.7m。单个临时固结承受的拉(压)力为:P1=23804/2.7/2=4408.2kN单个临时固结承受的竖向压力为:P2=14744/4=3686kN承受拉力的临时固结P拉=4408.2-3686=722.2kN则AS=8920m2承受压力的临时固结P压=4408.2+3686=8094.2kN则AS=6080m2经过计算,单个临时固结需要配置精轧螺纹钢筋面积As=8920m2<490.9×26=12763.4m2。(11)结论Ⅰ、底模采用15mm厚竹胶板,满足受力要求。临时固结尺寸为0.4m×1.9mx×0.7m,两个临时固结在41Ⅱ、模板下设置[8槽钢,在腹板、底板及翼缘下的中心间距分别为0.15m、0.2m和0.2m。经过计算,模板下也可设置120×150mm方木(立放),在腹板、底板及翼缘下的中心间距分别为0.15m、0.2m和0.2m。Ⅲ、槽钢下设置120×150mm方木,其中心间距在腹板下为0.3m,在底板及翼缘下均为0.6m。Ⅳ、托架上方横向分配梁采用I32b,其中心间距在腹板下为0.3m,在底板及翼缘下均为0.6m。横梁之间的连接杆件采用角钢L75×75×8mm。Ⅴ、托架主杆件采用2I45b,托架与墩身预埋件焊接牢固。上方预埋件采用直径25mm的精轧螺纹钢筋对拉。Ⅵ、墩顶设置4个临时固结,对称放置。Ⅶ、要求杆件之间连接牢固。Ⅱ、模板下设置[8槽钢,在腹板、底板及翼缘下的中心间距分别为422、(32+48+32)直线段支架施工计算书(1)概述此直线段总长7.85m,合扰段长1.5m,梁顶宽11.7m,梁底宽6.4m。箱梁截面在墩顶侧底板厚0.9m,顶板厚0.9m,此加厚度过渡到标准段顶板0.4m,底板0.4m,过渡段长3.0m。腹板由60cm过渡到标准段顶板0.48m。拟采用钢管脚手支架施工,钢管支架采用Φ48×3.0mm,支架布置纵桥向0.6m、横桥向0.6m、步距1.2m;在腹板及合龙段范围进行加强采用0.3m间距。剪刀撑纵、横向均采用每各3排支架设置一道剪刀撑,达到稳定要求。支架布置图如下:2、(32+48+32)直线段支架施工计算书43图一、支架纵梁向布置图图一、支架纵梁向布置图44图二、支架施工横桥向布置图图二、支架施工横桥向布置图45(2)荷载取值设计荷载:a.钢筋混凝土容重标准值:26KN/m3b.模板及支架自重标准值:侧模自重:q1=1.0KN/m2内模自重:q2=1.0KN/m2底模自重:q3=1.0KN/m2施工人员及设备荷载标准值:2.5KN/m(3)结构计算a.竹胶板计算取1m宽度,底板处最大混凝土高度1.2m(加厚段处于墩顶,可不计算),跨度300mm。(2)荷载取值46图8-10抗滑桩锚固段计算示意图恒载主要为结构自重,可变荷载包括施工人员荷载、混凝土冲击荷载及振捣混凝土荷载等。六、临时结构检算的一般步骤5kN,最大剪力为406.现浇梁膺架、连续梁悬臂施工挂篮、0#块施工托架、钢管满堂支架、缆索吊、塔架、制梁场布置、台座设计,利用万能杆件等拼装的可拆装的架桥机、龙门吊等。1、基础施工大临结构底模为δ=15mm厚竹胶板,在腹板、底板、翼缘下横桥向设置中心距分别为0.64MPa<125MPa满足要求;在支架不同部位,荷载值不同。某特大桥(32+48+32)m连续梁,有25#~26#两个0#块,0#块梁高3.钢板桩围堰在桥涵基础施工中被广泛应用,下面结合工程实例论述钢板桩围堰的设计与施工问题。图8-2土动土压力强度分布图剪刀撑纵、横向均采用每各3排支架设置一道剪刀撑,达到稳定要求。5、扩大基础一般要验算基底的承载力(确定基础底面积,基础埋深及换填厚度);图二、支架施工横桥向布置图2、追求的原则:结构简单、受力明确、施工便捷β——嵌固深度的安全系数,取β=1.1mm<L/400=0.【解】按式(8-1)计算墙底处(h=H=5.取1m宽度,底板处最大混凝土高度1.19MPa<215MPa满足要求;主动土压力,由式(3-5)得腹板处最大混凝土高度2.5m。跨度150mm。图8-10抗滑桩锚固段计算示意图腹板处最大混凝土高度247b.底纵梁垫木计算Ⅰ、垫木跨度600mm,底板处间距300mm,对应最大混凝土高度1.2m。所受均布荷载:方木尺寸为120mm×100mm:Ⅱ、腹板处对应最大混凝土高度2.5m,方木间距150mm:b.底纵梁垫木计算方木尺寸为120mm×100mm:Ⅱ、腹板48c.钢管脚手计算钢管支架采用Φ48×3.5mm,允许荷载33.1KN(路桥施工计算手册表8-34)。钢管脚手布置如图所示:图三、钢管脚手平面布置图c.钢管脚手计算图三、钢管脚手平面布置图49Ⅰ、墩顶处加厚段用垫木支撑于墩顶,故不用计算其受力,施工时抄垫平整即可。Ⅱ、翼缘处受力最大钢管为1号钢管混凝土平均高度0.50mⅢ、过渡段腹板处受力最大钢管为2号钢管混凝土平均高度2.5mⅣ、过渡段底板处受力最大钢管为3号钢管混凝土平均高度1.0mⅠ、墩顶处加厚段用垫木支撑于墩顶,故不用计算其受力,施工时抄50Ⅴ、标准直线段腹板处受力最大钢管为4号钢管混凝土平均高度2.5mⅥ、标准直线段底板处受力最大钢管为5号钢管混凝土平均高度0.98m同时,为满足合扰段施工时附加荷载要求,合扰段钢管加密布置。通过上述计算可看出钢管受轴向力均满足要求,同时为满足稳定性需根据规范要求设置横撑,剪刀撑。Ⅴ、标准直线段腹板处受力最大钢管为4号钢管Ⅵ、标准直线段底板51八

基坑开挖支护计算8.1土压力计算在工程施工中,基坑开挖边坡稳定的分析与验算、深基坑支护的设置、临时支挡结构的设计与计算,以及地下结构和逆作法施工受力、稳定性核算等都需要进行土压力的计算。计算土压力的理论和方法有多种,常用的主要有朗金(RanKine)理论、C.A库伦(Coulomb)理论和《建筑地基基础设计规范》(GB50017)方法等三种。其中应用最多的为朗金理论,这里主要简介这一理论土压力计算。主动土压力计算当墙背竖直、光滑,其后填土表面水平,并无限延伸,不计土与墙间的摩擦力,主动土压力强度(kN/m2)可按下式计算,见(图8-1):无粘性土:

(8-1)八基坑开挖支护计算(kN/m2)可按下式计算,见(图8-52图8-1主动土压力计算简图粘性土:(8-2)其中:(8-3)图8-1主动土压力计算简图粘性土:(8-2)其中:(53式中:γ——墙后填土的重度(kN/m3),地下水位以下用浮重度;h——计算主动土压力强度的点至填土表面的距离(m);

——填土的内摩擦角(°),根据试验确定,当无试验资料时。可参考表3-1

数值选用;——主动土压力系数;c——填土的粘聚力(kN/m2)。表8-1土壤内摩擦角值参考数值名称粉砂土细砂土中砂土粗砂土、砾砂土、砾石碎石土粘性土内摩擦角15°~25°20°~30°25°~35°30°~40°40°~45°10°~30°发生主动土压力时的滑裂面与水平面的夹角为墙高H,单位长度总主动土压力(kN/m)按下式计算:无粘性土:

(8-4)式中:——填土的内摩擦角(°),根据试验确定,当无试验资54主动土压力强度与深度h成正比,沿墙高的压力分布呈三角形,通过三角形形心,即在离墙底H/3处。粘性土:(8-5)通过三角形压力分布图abc的形心,即在离墙底(H0

−h)/3

处。式中:(8-6)【例8-1】挡土墙高5.2m,墙背竖直、光滑,填土表面水平,填土为砂土,其重度γ=18kN/m3,内摩擦角=30o

,试求主动土压力及其作用点,并绘出主动土压力强度分布图。【解】按式(8-1)计算墙底处(h=H=5.2m)的压力强度:主动土压力强度与深度h成正比,沿墙高的压力分布55图8-2土动土压力强度分布图按式计算主动土压力:主动土压力作用点离墙底距离为:H/3=5.2/3=1.733m主动土压力强度呈三角形分布如图8-2所示。【例8-2】挡土墙高4.8m,墙背竖直、光滑,填土表面水平,填土为粘性土,其重度γ=18kN/m3,内摩擦角=20o

,粘聚力c=10kN/m2,试求主动土压力及其作用点,并绘出主动土压力强度分布图。【解】已知=20o

,按式(8-2)计算墙顶处(h=0)土压力强度:图8-2土动土压力强度分布图按式计算主动土压力:主动土压569×26=12763.施工人员及设备荷载标准值:2.图8-10抗滑桩锚固段计算示意图据现场调查,水位为+76.1mm<L/400=0.通过三角形形心,即在离墙底H/3处。经过计算,单个临时固结需要配置精轧螺纹钢筋面积As=8920m2<490.,c=10kN/m2。模板及支架自重标准值:9、钢管桩、木桩、混凝土桩主要计算确定在设计荷载下桩的入土深度和桩径(混凝土桩还需要进行配筋计算)主动土压力强度分布如图3-3所示。主动土压力,由式(3-5)得二、临时工程计算主要设计依据配精轧螺纹钢筋,直径25mm,fy=930N/mm2。12m,结构如下图8-9所示。4kN,F2=5803.《路桥施工计算手册》;Ⅲ、槽钢下设置120×150mm方木,其中心间距在腹板下为0.Ⅲ、过渡段腹板处受力最大钢管为2号钢管2m,墙背竖直、光滑,填土表面水平,填土为砂土,其重度γ=18kN/m3,内摩擦角=30o,试求主动土压力及其作用点,并绘出主动土压力强度分布图。Tc1——支点水平力(kN/m);六、临时结构检算的一般步骤图8-3主动土压力强度分布图在墙底处(h=4.8m)的土压力强度由式(8-2)得:9×26=12763.图8-3主动土压力强度分布图在墙57主动土压力,由式(3-5)得临界深度:主动土压力作用点在离墙底的距离为:(H−h)/3=(4.8−1.587)/3=1.071m主动土压力强度分布如图3-3所示。被动土压力计算当墙背竖直、光滑,填土水平,不计土与墙间的摩擦力,被动土压力强度(kN/m2)可按下式计算(图3-4):无粘性土:

(3-7)主动土压力,由式(3-5)得临界深度:主动土压力作58粘性土:

其中:

式中:——被动土压力系数。其余符号意义同前。墙高H,单位长度总被动土压力(kN/m)按下式计算:无粘性土:

(8-8)

(8-9)

(8-10)通过三角形形心,即在离墙底H/3处。粘性土:

(8-11)粘性土:其中:式中:——被动土压力系数。无粘59图8-4被动土压力计算简图a)被动土压力计算;b)无粘性土;c)粘性土通过梯形压力分布图的形心,即在离墙底处。

【例8-3】挡土墙底脚高2m(图8-5),填土水平,土的重度γ=19kN/m3,内摩擦角φ=20。,粘聚力c=10kN/m2,试求被动土压力及其作用点距墙底的距离。【解】由题意已知γ=19kN/m3,

φ=20。,c=10kN/m2。按式(8-8)计算墙顶处(h=0)土压力强度:=图8-4被动土压力计算简图a)被动土压力计算;b)无粘60图8-5挡土墙的被动土压力在墙底处(h=2m)的土压力强度由式(8-8)得:被动土压力,由式(8-11)被动土压力作用点离墙底距离为:图8-5挡土墙的被动土压力在墙底处(h=2m)61特殊情况下土压力计算⑴填土面上有均布荷载土压力计算当墙后填土面上有均布荷载q作用时,可将均布荷载换算成位于地表以上假想的当量土层(等效的土层厚度),即用假想的土重代替均布荷载,当量的土层厚度为填土的重度)。计算时,以A′B为墙背(即H+h为墙高),按假想的墙高、填土面无荷载的情况计算土压力强度,然后根据实际墙高范围内的土压力强度分布图计算土压力(图8-6),今用朗金理论并以无粘性土为例,则填土面A点的土压力强度为:(8-12)墙底B点的土压强度为:

(8-13)则主动土压力为土压分布图ABCD部分

(8-14)特殊情况下土压力计算(8-12)墙底B点的土压强度为:62图8-6填土面水平其上有均布荷载的土压力计算简图土压力的作用点在梯形的形心,在离墙底(或)处。【例8-4】挡土墙高5.5m,墙背直立、光滑填土面水平,并有均布荷载q=12kN/m2,填土的重度γ=19kN/m3,内摩擦角φ=34。,粘聚力c=0,试求挡土墙的主动土压力及其作用点【解】将地面均布荷载换算成填土的当量土层厚度(图8-7)图8-6填土面水平其上有均布荷载的土压力计算简图土压力的63图8-7填土面上有均布荷载的主动土压力分布图在填土面处的土压力强度:在墙底处的土压力强度:则总主动土压力为:图8-7填土面上有均布荷载的主动土压力分布图在填土面处64主动土压力作用在离墙底的距离为:8.2抗滑桩设计抗滑桩位置设计某项目顶进箱涵在西孔箱涵北侧路基边坡箱涵接长范围内增设4根挖孔桩,桩长为20.15m,其中锚固端长度为8.9m。东西两侧各两根抗滑桩,桩径为1.2m,桩间净距为0.6m。其中靠近原箱涵的桩与接长箱涵框架外壁净距1.28m,远离原箱涵的桩与接长箱涵框架外壁净距1.68m,位置如图8-8所示。图8-8抗滑桩平面布置图主动土压力作用在离墙底的距离为:8.2抗滑桩设65抗滑桩结构设计钢筋笼纵向受力主筋采用Φ25HRB335螺纹钢筋,靠主动土压力一侧(即路基土体侧,受拉区)间距为140mm,布置14束(每束3根),靠被动土压力一侧(即箱涵侧,受压区)间距为135mm,布置13束(每束2根),混凝土保护层厚度为30mm。构造筋采用Φ16HRB335螺纹钢筋,纵向间距2m。箍筋采用φ8HPB235圆钢筋,纵向间距200mm。混凝土强度等级为C40,采用商品混凝土。采用M10水泥砂浆砌筑砖护壁,厚度为0.12m,结构如下图8-9所示。图8-9抗滑桩结构示意图抗滑桩结构设计图8-9抗滑桩结构示意图66抗滑桩锚固长度计算计算简图如图8-10所示。图8-10抗滑桩锚固段计算示意图主动土压力F2为:被动土压力F1为

抗滑桩锚固长度计算图8-10抗滑桩锚固段计算示意图主动67桩身自重G为:以O点为转点取矩:即经过计算h=8.84m,取h=8.9m。抗滑桩锚固长度为8.9m。代入上式计算得F1=2586.4kN,F2=5803.7kN,G=569.4kN8.3钢板桩围堰钢板桩围堰在桥涵基础施工中被广泛应用,下面结合工程实例论述钢板桩围堰的设计与施工问题。工程概况某铁路桥基础为钻孔桩基础,承台结构尺寸为10.2×12.6m。据现场调查,水位为+76.0m,其地层组成:表层细砂,松散,其下淤泥质亚粘土,呈流塑状,再其下粉砂、中砂层,饱和、松散,最下部为燕山晚期二长花岗岩。根据现场水文地质状况和施工单位现有设备情况,采用筑岛打钢板桩围堰,设集水井排水的方法进行施工。桩身自重G为:以O点为转点取矩:即68钢板桩围堰布置钢板桩围堰布置,一般来讲,应根据基础尺寸加堰内作业空间来考虑,同时还应考虑钢板桩的宽度模数。采用钢板桩长度,应根据基础底面标高,经过分析确定,本例采用12m。根据承台设计尺寸和承台底标高,钢板桩围堰布置见图3-11。图8-11钢板桩围堰立面示意图钢板桩围堰验算(1)计算作用于钢板桩上的压力强度钢板桩计算简图见图3-12,作用于钢板桩上的土压力强度分布见图8-13。主动土压力:A点(h=0):B点(h=0.5m):钢板桩围堰布置图8-11钢板桩围堰立面示意图钢板桩围69施工采用一次浇注成型。(2)构件按最不利的受力状态进行验算;剪刀撑纵、横向均采用每各3排支架设置一道剪刀撑,达到稳定要求。27mm<L/400=0.则主动土压力为土压分布图ABCD部分主动土压力,由式(3-5)得惯性矩I=3375cm4。5截面,主要验算其承载力及稳定性;螺栓规格型号及布置等等)六、临时结构检算的一般步骤Ⅵ、墩顶设置4个临时固结,对称放置。12m,结构如下图8-9所示。(2)构件按最不利的受力状态进行验算;0#块施工满堂支架、托架;Ⅰ、垫木跨度600mm,底板处间距300mm,对应最大混凝土高度1.——主动土压力系数;Ⅴ、托架主杆件采用2I45b,托架与墩身预埋件焊接牢固。33MPa<[σ]=50MPa强度满足4MPa<215MPa满足要求;4m,计算跨度采用托架中心间距连续梁进行计算。图8-12钢板桩计算简图图8-13作用于钢板桩上的土压力强度及分布图施工采用一次浇注成型。图8-12钢板桩计算简图图8-70C′点()C点(h=1.5m):D′点():C′点(71D点(h=5.5m):E点(h=6.5m):G点():):D点(h=5.5m):E点(h=6.5m):G72被动土压力:E点(h=0):F点(h=0.5m):G点():(2)钢板桩嵌固深度计算①支护结构支点力计算基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离的计算:被动土压力:E点(h=0):F点(h=0.5m):G73(8-15)式中:

——

水平荷载标准值(kPa);

——

水平抗力标准值(kPa);——

基坑底面至设定弯矩零点的距离(m)。则:得:支点水平力:

(8-16)式中:Tc1——

支点水平力(kN/m);Mac1——

基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和对弯矩零点位置处弯矩(kN·m/m);Mpc1——

基坑内侧各土层水平荷载标准值的合力之和对弯矩零点位置处弯矩(kN·m/m);(8-15)式中:——水平荷载标准值(kPa);——74则:②嵌固深度设计值hd计算嵌固深度设计值hd可按下式确定:(8-17)则:②嵌固深度设计值hd计算嵌固深度设计值hd可按下式确定:75【解】按式(8-1)计算墙底处(h=H=5.2m(加厚段处于墩顶,可不计算),跨度300mm。六、临时结构检算的一般步骤工字钢与预埋板焊缝的焊脚尺寸为10mm,截面特性:4m,计算跨度采用托架中心间距连续梁进行计算。当墙背竖直、光滑,其后填土表面水平,并无限延伸,不计土与墙间的摩擦力,主动土压力强度惯性矩I=3375cm4。1mm<L/400=0.计算时,以A′B为墙背(即H+h为墙高),按假想的墙高、填土面无荷载的情况计算土压力强度,然后根据实际墙高范围内的土压力强度分布图计算土压力(图8-6),今用朗金理论并以无粘性土为例,则填土面A点的土压力强度为:——水平荷载标准值(kPa);我们在桥梁施工中,在施工方案里会用到许多辅助设施,如支架、临时墩、基础、基坑支护结构、便桥等,为确保方案合理以及结构的安全,需要对组成设施的构件材料进行计算校核。1、型钢类材料主要做为支架体系中的纵横梁,需要验算其受力状况下的强度、刚度(变形)以及抗剪情况;经过计算,单个临时固结需要配置精轧螺纹钢筋面积As=8920m2<490.图8-6填土面水平其上有均布荷载的土压力计算简图在支架不同部位,荷载值不同。125mm满足要求。采用120×150mm方木立放,跨度为横梁顺桥向间距,底板处为L=0.预埋件1钢筋型号为:φ28mm钢筋,共20根,单根钢筋面积S=615.钢板桩计算简图见图3-12,作用于钢板桩上的土压力强度分布见图8-13。式中:hT——

内支撑支点距基坑底距离,hT=4.5m;β——

嵌固深度的安全系数,取β=1.2;γ0——

建筑基坑侧壁重要性系数,一级结构取1.1,二级结构取1.0,三级结构取0.9,本例取1.1。【解】按式(8-1)计算墙底处(h=H=5.式中:76桥梁结构计算高星桥梁结构计算高星77一、概述二、临时工程计算主要设计依据三、临时结构计算的主要原则四、各种构件验算的主要项目五、临时结构设计的一般过程六、临时结构检算的一般步骤七、计算实例1:某特大桥32m+48m+32m连续梁检算八、基坑开挖支护计算一、概述二、临时工程计算主要设计依据三、临时结构计算的主78一、概述我们在桥梁施工中,在施工方案里会用到许多辅助设施,如支架、临时墩、基础、基坑支护结构、便桥等,为确保方案合理以及结构的安全,需要对组成设施的构件材料进行计算校核。1、基础施工大临结构主要包括钢板桩围堰、围护桩、水上施工平台、简易浮吊、钢套箱、沉井、双壁钢围堰、栈桥,以及用于基坑支护的钢板桩、钢轨桩、挖孔桩、土钉墙、地下连续墙等结构一、概述我们在桥梁施工中,在施工方案里会用到许多792、上部结构施工大临设施现浇梁膺架、连续梁悬臂施工挂篮、0#块施工托架、钢管满堂支架、缆索吊、塔架、制梁场布置、台座设计,利用万能杆件等拼装的可拆装的架桥机、龙门吊等。3、对连续梁施工来说,临时结构包括以下种类0#块施工满堂支架、托架;挂篮;边跨现浇段满堂支架(或贝雷支架、托架);0#块临时固结设施;合拢段临时锁定设施等。4、临时工程中常用的材料有各种型材(角钢、槽钢、工字钢等)、钢管柱、脚手架、贝雷梁、方木、竹胶板、钢板桩等等。2、上部结构施工大临设施80二、临时工程计算主要设计依据1、设计资料及图纸2、行业规范如公路、铁路桥梁设计、施工方面的相关规范及建筑结构设计、施工方面的一些规范(如:钢结构设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑地基基础设计规范》)等。3、各类设计手册。如:五金手册、钢结构设计手册、钢筋混凝土结构设计手册、建筑施工计算手册、路桥施工计算手册、桥涵施工手册、实用土木工程手册等。4、教科书(如《工程力学》、《结构设计原理》、《材料力学》、《基础工程》等)、类似工程施工实例。二、临时工程计算主要设计依据1、设计资料及图纸81三、临时结构计算的主要原则1、一般原则:适用、安全、经济2、追求的原则:结构简单、受力明确、施工便捷3、结构计算如果计算采用手算,为避免繁琐的计算,要采取避繁就简的原则:(1)非等截面的梁部荷载偏安全按最大截面取值;(2)构件按最不利的受力状态进行验算;(3)构件的受力模式采用均布荷载或集中荷载或组合方式;

(4)对于型钢等梁式受力构件,要简化成简支梁或连续梁等易于计算的模型。三、临时结构计算的主要原则1、一般原则:适用、安全、经济82四、各种构件验算的主要项目1、型钢类材料主要做为支架体系中的纵横梁,需要验算其受力状况下的强度、刚度(变形)以及抗剪情况;2、贝雷梁主要应用于便桥、跨度较大的支架结构中,同型钢类一样需要验算强度、刚度(一般作为整体来考虑,即不需要计算其每根杆件的内力);3、方木主要做为支架顶部的分配梁,其受力型式也为梁式,需要验算强度、刚度、抗剪能力;4、脚手杆一般采取φ48×3.5截面,主要验算其承载力及稳定性;5、扩大基础一般要验算基底的承载力(确定基础底面积,基础埋深及换填厚度);四、各种构件验算的主要项目1、型钢类材料主要做为支架体系中的836、钢管柱类要验算抗压承载力及稳定性(受力,长细比);7、竹胶板等各种板材主要用于模板制作,主要验算抗弯拉强度、刚度(变形)情况;8、砂筒一般应用于有卸落要求的支架中或用于先简支后连续梁的临时支座,主要是根据承受荷载计算砂筒的内径和壁厚;9、钢管桩、木桩、混凝土桩主要计算确定在设计荷载下桩的入土深度和桩径(混凝土桩还需要进行配筋计算)6、钢管柱类要验算抗压承载力及稳定性(受力,长细比);84五、临时结构设计的一般过程1、掌握设计目的

在进行临时结构设计之前,首先必须搞清楚设计它的目的,也就是设计的意图是什么。你得明白究竟这个临时结构作用是什么,能不能通过设计达到这个目的。如设计支架,有的人心里说,我设计支架就为了现浇梁,目的很正确,但是我想再问,你的支架跨不跨越公路、铁路?有没有净空要求?有没有限界限制?如果不考虑这些,那所有的现浇梁支架岂不相同,完全可以做一个固定模式,也不用再设计了。再比如设计栈桥,目的是为了跨越沟渠,连接两岸交通,但是让栈桥通什么样的车?运些什么东西?需不需要上下行车道?单行道需不需要设会车台?洪水期间是否考虑正常使用?这些与设计相关的目的如果有一条没考虑到,就会影响整个大桥的施工总体方案,甚至会增加投入,延误工期。五、临时结构设计的一般过程1、掌握设计目的在进行临时852、现场调查踏勘

根据桥梁设计图,对现场需设临时结构的施工位置进行调查。主要内容包括。现场材料堆放、吊装是否方便,通往施工场地道路能否运输长大构件;如果跨越公路或铁路,要勘查道路两侧墩身到公路或铁路限界的距离、净空要求、交通流量、路肩或路中可否设置临时墩、挂篮施工是否需设防护棚架;对于制梁场需调查场地大小、地下水文地质情况、线路和梁场的相对位置及线路设计形式。

2、现场调查踏勘根据桥梁设计图,对现场需设临时结构863、结构选型

结构选型即根据现场踏勘情况、现有材料设备情况及大临结构的适用范围确定临时设施的形式。如:基坑支护类型的选择;支架类型选择;挂篮类型的选择;临时固结设施选择等等。4、设计概图

通过以上“结构选形”步骤,临时结构大体样式已心中有数,下一步就应该结合桥梁设计图及以往施工经验及实例定出结构的大致尺寸,并确定相应的材料规格、尺寸。

3、结构选型结构选型即根据现场踏勘情况、现有材料设备情87配精轧螺纹钢筋,直径25mm,fy=930N/mm2。主动土压力:A点(h=0):在支架不同部位,荷载值不同。E点(h=6.如:构件截面的详细设计;计算时,以A′B为墙背(即H+h为墙高),按假想的墙高、填土面无荷载的情况计算土压力强度,然后根据实际墙高范围内的土压力强度分布图计算土压力(图8-6),今用朗金理论并以无粘性土为例,则填土面A点的土压力强度为:Ⅶ、要求杆件之间连接牢固。3m,其下钢管间距分别为0.h——计算主动土压力强度的点至填土表面的距离(m);Ⅰ、墩顶处加厚段用垫木支撑于墩顶,故不用计算其受力,施工时抄垫平整即可。2m,墙背竖直、光滑,填土表面水平,填土为砂土,其重度γ=18kN/m3,内摩擦角=30o,试求主动土压力及其作用点,并绘出主动土压力强度分布图。根据概图,进行计算,再根据计算,对没考虑到的部位补充设计或没通过计算的部位调整设计。翼缘处模板上的荷载小于底板下模板上的荷载,但其下槽钢间距相同,均为200mm,所以强度和刚度满足要求。模板及支架自重标准值:——基坑底面至设定弯矩零点的距离(m)。通过三角形压力分布图abc的形心,即在离墙底(H0−h)/3处。7kN,G=569.钢管支架采用Φ48×3.经过计算,单个临时固结需要配置精轧螺纹钢筋面积As=8920m2<490.预埋件1钢筋型号为:φ28mm钢筋,共20根,单根钢筋面积S=615.5、计算、细化结构根据概图,进行计算,再根据计算,对没考虑到的部位补充设计或没通过计算的部位调整设计。

如:构件截面的详细设计;节点详细设计(如焊缝高度及长度;螺栓规格型号及布置等等)6、正式出图、出计算单

最后根据调整后的设计完善整个结构设计图,并按最终设计进行检算,并出相应设计图及计算单。配精轧螺纹钢筋,直径25mm,fy=930N/mm2。5、计88六、临时结构检算的一般步骤1、计算荷载及其组合荷载一般包括:永久荷载和可变荷载。其中永久荷载包括:结构物自重、模板重量;构成支架的杆件自重等等。可变荷载包括:风荷载;支架上面的作业人员、材料、机具等重量;混凝土冲击及振动产生的荷载等等。2、计算构件的截面特性包括:截面的面积、惯性矩、截面抗弯模量、面积矩、回转半径(型钢可由相应的手册查得)、杆件的长细比3、根据支架构造图及其受力特点画出受力简图4、受力计算及分析利用结构力学及材料力学知识对以上受力简图进行受力分析,最后结合设计规范的有关条文规定判断结构构件是否安全六、临时结构检算的一般步骤1、计算荷载及其组合895、手工计算常用的计算简图及计算公式(1)简支梁图式ABl-+5、手工计算常用的计算简图及计算公式ABl-+90(2)连续梁图式(3)需要掌握的检算公式(2)连续梁图式(3)需要掌握的检算公式91(4)压杆的稳定计算(4)压杆的稳定计算92i、矩形截面惯性矩Ix,Iy.截面模量Wx,Wy的计算:bhxxyy(5)几种截面有关参数的计算i、矩形截面惯性矩Ix,Iy.截面模量Wx,Wy的计算:bh93ii、圆形截面惯性矩Ix,Iy,Wx,Wy的计算:Dxxyyii、圆形截面惯性矩Ix,Iy,Wx,Wy的计算:Dxxyy94Dxxyyd假设某钢管柱的计算长度为l0,计算其长细比λ:iii、圆管截面的惯性矩Ix,Iy,截面模量Wx,Wy,回转半径i的计算公式:Dxxyyd假设某钢管柱的计算长度为l0,计算其长细比λ:i95七、计算实例1:某特大桥32m+48m+32m连续梁1、0#块施工临时结构检算(1)0#块托架概述某特大桥(32+48+32)m连续梁,有25#~26#两个0#块,0#块梁高3.50m,单个0#块总计混凝土方量95.53m2,248.36t。施工采用一次浇注成型。0#块支架分2部分,圆形墩两侧各为一部分,荷载通过底模及横梁传至三角架托架上。(2)设计依据《钢结构设计规范》;《铁路桥梁钢结构设计规范》;《混凝土结构设计规范》;《公路钢木设计规范》;《路桥施工计算手册》;《预埋件设计手册》;《实用建筑结构静力计算手册》;《钢结构》;《竹编胶合板》;设计院施工图。七、计算实例1:某特大桥32m+48m+32m连续梁1、096(3)荷载取值及材料特性Ⅰ、荷载取值临时施工结构检算用荷载值包括恒载及可变荷载。恒载主要为结构自重,可变荷载包括施工人员荷载、混凝土冲击荷载及振捣混凝土荷载等。在支架不同部位,荷载值不同。强度检算时采用荷载设计组合值,刚度检算时采用荷载标准组合值,稳定性检算时采用荷载设计组合值,地基强度检算时采用荷载标准组合值。详细荷载取值见下表。名称分项计算高度(m)荷载标准值kN/m2分项系数荷载设计值kN/m2箱梁恒载腹板3.5911.2109.2底板+顶板0.9524.71.229.64翼缘0.2~0.6511.71.214.04模板恒载底模11.21.2侧模41.24.8内模41.24.8活载施工人员11.41.4混凝土冲击21.42.8振捣荷载21.42.8(3)荷载取值及材料特性名称分项计算高度(m)荷载标准值kN97Ⅱ、材料特性所用材料有竹胶板、木材和Q235钢材,材料特性见下表。名称分项压弯应力(MPa)弹性模量(MPa)计算截面b×h(cm)截面特性重量I(cm4)W(cm3)A(cm2)i(cm)kN/m竹胶板横向506100100×1.528.12537.5纵向707400槽钢Q235210206000[8101.025.3木材顺纹13900012×1533754501800.14钢管Q235210206000Φ60×2.03068451022836420.53.86Q235210206000Φ40×1.5336663366181.413.61.42Q235210206000Φ4.8×0.3512.195.084.891.580.04Ⅱ、材料特性名称分项压弯应力弹性模量计算截面截面特性重量I9804MPa<125MPa满足要求;二、临时工程计算主要设计依据1mm<L/400=0.被动土压力作用点离墙底距离为:预埋件1钢筋型号为:φ28mm钢筋,共20根,单根钢筋面积S=615.节点详细设计(如焊缝高度及长度;Ⅵ、标准直线段底板处受力最大钢管为5号钢管箱梁截面在墩顶侧底板厚0.9、钢管桩、木桩、混凝土桩主要计算确定在设计荷载下桩的入土深度和桩径(混凝土桩还需要进行配筋计算)0#块施工满堂支架、托架;所用材料有竹胶板、木材和Q235钢材,材料特性见下表。剪刀撑纵、横向均采用每各3排支架设置一道剪刀撑,达到稳定要求。3、对连续梁施工来说,临时结构包括以下种类四、各种构件验算的主要项目计算时,以A′B为墙背(即H+h为墙高),按假想的墙高、填土面无荷载的情况计算土压力强度,然后根据实际墙高范围内的土压力强度分布图计算土压力(图8-6),今用朗金理论并以无粘性土为例,则填土面A点的土压力强度为:5kN,最大弯矩为67kN.2、上部结构施工大临设施某特大桥(32+48+32)m连续梁,有25#~26#两个0#块,0#块梁高3.——基坑底面至设定弯矩零点的距离(m)。根据概图,进行计算,再根据计算,对没考虑到的部位补充设计或没通过计算的部位调整设计。(4)模板检算底模为δ=15mm厚竹胶板,在腹板、底板、翼缘下横桥向设置中心距分别为0.15m、0.2m、0.2m的[8槽钢。模板宽度取1m,对应的截面参数为截面模量W=37.5cm3;惯性矩I=28.125cm4。可将模板简化为4跨连续梁进行计算,跨度分别为0.15m、0.2m、0.2m,见下图。Ⅰ、腹板处底模检算换算均布荷载q设计=(109.2+1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×1=122.2kN/mq标准=(91+1.0+4.0)×1=96.0kN/m04MPa<125MPa满足要求;(4)模板检算Ⅰ、腹99正应力计算:

=0.1×122.2×0.152=0.275kNm=7.33MPa<[σ]=50MPa强度满足

剪应力计算:最大剪力Vmax=KVql=0.620×122.2×0.15=11.36kN最大剪应力

=1.14MPa<[τ]=2.8MPa剪应力满足要求最大挠度计算:

=0.27mm<L/400=0.375mm刚度满足要求

正应力计算:=0.1×122.2×0.152=0.275k100Ⅱ、底板处底模检算取桥底板最大荷载处进行检算。q设计=(29.64+1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×1=42.64kN/mq标准=(24.7+1.0+4.0)×1=29.7kN/m挠度满足Ⅱ、底板处底模检算q设计=(29.64+1.2+4.8+1.101Ⅲ、翼缘处底模检算翼缘处模板上的荷载小于底板下模板上的荷载,但其下槽钢间距相同,均为200mm,所以强度和刚度满足要求。(5)槽钢检算在腹板、底板、翼缘下横桥向设置中心距分别为0.15m、0.2m、0.2m的Q235级[8槽钢,其下方木间距分别为0.3m、0.6m、0.6m。截面参数为:截面模量W=25.3cm3;惯性矩I=101.0cm4。Ⅰ、腹板处槽钢检算换算均布荷载q设计=(109.2+1.2+4.8+1.4+2.8+2.8)×0.15=18.33kN/mq标准=(91+1.0+4.0)×0.15=14.4kN/m正应力计算:

=0.1×18.33×0.32Ⅲ、翼缘处底模检算(5)槽钢检算正

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