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【摘 要】上饶车站改扩建工程合福信江特大桥主跨125米连续箱梁0#块与1#块采用膺架法现浇施工,本文对膺架进行强度、刚度和稳定性受力分析.

【关 键 词 】主跨125米;连续箱梁;0#块与1#块;膺架法;受力分析

1.工程概况

上饶车站改扩建工程合福信江特大桥70m+125m+70m连续箱梁于

关于主跨125米连续箱梁0#块与1#块膺架法现浇施工的研究生毕业论文开题报告范文
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DK472+395.6~DK472+662.3处跨越信江河,线路成与河流方向成58°夹角.连续梁采用挂篮悬臂施工,101#和102#主墩墩顶的0#块与1#块采用膺架法现浇.

2.施工方案介绍

模板均采用厚15mm竹胶板,横向分配梁采用10cm×10cm的方木,翼板下支架搭设采用φ48mm×δ3.0mm钢管碗扣式脚手架,腹板、底板纵向分配梁采用I25a工字钢,翼板下纵向分配梁采用I28a工字钢,腹、底板墩顶主横梁采用2根I25a工字钢,临时墩上主横梁采用2根I40a工字钢,翼板下墩顶悬挑主横梁采用2根I40a工字钢,临时支墩上主横梁采用1根I40a工字钢;临时支墩采用外径529mm壁厚10mm的 Q235钢管.


写工字钢论文的技巧
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3.结构检算

依据《路桥施工计算手册》及《建筑施工手册》箱梁混凝土竖向荷载取值为q砼等于γc H,q底等于2kN/m2,q翼等于3 kN/m2,q均等于1kN/m2,q冲等于2 kN/m2,q冲等于4 kN/m2,q风等于0.5 kN/m2;混凝土竖向荷载和模板荷载的荷载分项系数取为1.2,施工荷载的荷载分项系数取为1.4,均布荷载作用下进行挠度计算时分项系数取1.0.

3.1 模板检算

模板采用15mm厚竹胶板,模板力学参数有:根据《建筑施工手册》查得浙江产15mm厚竹胶板E等于7.6×103MPa,[σ]等于80.6MPa,W等于 3.431×104mm3,I等于 2.573×105mm4.


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检算腹板下模板,混凝土厚度9.037m ,按三等跨连续梁进行计算,弯曲应力 σmax等于31.186MPa<[σ]=52MPa(依据《施工现场设施安全设计计算手册》和《建筑施工手册》模板强度设计值=强度标准值/1.55).挠度fmax=0.104mm<[f]=0.262mm.

检算翼板下模板,混凝土厚度0.65m ,按三等跨连续梁进行计算,σmax等于10.872MPa<[σ] =52MPa.fmax=0.785mm <[f]=0.787mm.

检算侧模板,按三等跨连续梁计算,σmax 等于15.74<[σ] =52MPa.fmax=0.373

mm<[f]=0.525mm.

所以模板满足安全施工的强度和刚度要求.

3.2 横向分配梁方木检算

横向分配梁均采用10cm×10cm松木,力学参数E等于9.0GPa,[σ]等于10MPa,[τ]等于1.4

MPa,W等于166.7cm3,I等于833.3cm4,A等于100cm2,[f]等于L/400.按简支梁计算.

检算腹板下横向分配梁,砼最高为9.037m,σmax等于1.73 MPa<[σ],τmax=1.3MPa

<[τ],fmax=0.003mm<[f] =0.221mm.

检算底板下横向分配梁,砼最高为2.132m,σmax等于5.76 MPa<[σ],τmax=0.534MPa

<[τ],fmax=0.687mm<[f] =1.8mm.

检算翼板下横向分配梁,砼最高为0.65m,σmax等于5.77 MPa<[σ],τmax=0.458MPa

<[τ],fmax=1.51mm<[f] =2.362mm.

所以横向分配梁满足安全施工的强度和刚度要求.

3.3 工字钢纵分配梁检算

3.3.1 腹板处纵分配梁检算

腹板处纵向分配梁采用I25a工字钢,布置如下图所示.

I25a工字钢力学参数A等于48.5cm2,Ix等于5024cm4,Wx等于402cm3,ix等于10.18cm,Ix/Sx等于21.58cm,d等于0.8cm.根据《路桥施工计算手册》临时结构允许应力可提高1.2倍,故工字钢容许应力[σ]等于1.2×[σw]等于174MPa,1.2×[τ] 等于102MPa,[f]等于L/400.

(1)0#块施工工况下

F1等于11.815kN,F11等于11.533kN,△F等于(F1-F11)/10等于0.0282kN,采用结构计算分析软件SAP2000建模计算得σmax等于66.15MPa<ψ[σ]=0.814×1.2×145MPa=141.636MPa

(根据路桥施工计算手册λe等于61,查表ψ2等于0.814),τmax等于32.7MPa<[τ]=102MPa, fmax=1.1mm<[f] =5.0mm.

(2)1#块施工工况下

F1等于11.533kN,F16等于11.067kN,△F等于0.0311kN,建模计算σmax等于49.216MPa<ψ[σ]=141.636MPa,τmax=36.644MPa <[τ]=102MPa,fmax=0.42mm<[f] =5.0mm.

3.3.2 底板处纵分配梁检算

底板处纵向分配梁采用I25a工字钢,布置如下图所示.

(1)0#块施工工况下

F等于12.128kN,建模分析σmax等于69.670MPa<ψ[σ]=141.636MPa,τmax=33.914MPa<

[τ]等于102MPa,fmax等于1.2mm<[f]=5.0mm.

(2)1#块施工工况下

F等于12.128kN,建模分析σmax等于53.792MPa<ψ[σ]=141.636MPa,τmax=39.557MPa<

[τ]等于102MPa,fmax等于0.44mm<[f]=5.0mm.

3.3.3 翼板处纵分配梁检算

翼板下纵向分配梁均采用I28a工字钢,具体布置如下图所示.

查表得I28a工字钢力学参数A等于55.45cm2,Ix等于7114cm4,Wx等于508cm3,ix等于11.32cm,Ix/Sxcm,d等于0.85cm.根据《路桥施工计算手册》临时结构允许应力可提高1.2倍,故工字钢容许应力[σ]等于1.2×[σw]等于174MPa,1.2×[τ]等于102MPa,[f]等于L/400.

(1)0#块施工工况下

①#--纵分配梁检算

F等于15.788kN,建模分析σmax等于 13.669MPa<ψ[σ]=0.647×1.2×145MPa=112.578

主跨125米连续箱梁0#块与1#块膺架法现浇施工参考属性评定
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MPa(根据路桥施工计算手册λe等于92.1,ψ2等于0.647),τmax等于12.987MPa<[τ]=102MPa,fmax=0.1mm<[f]=1500/400= 3.75mm

②#--纵分配梁检算

F等于13.083kN,建模分析σmax等于 24.241MPa<ψ[σ]=112.578MPa,τmax=16.645MPa

<[τ]=102MPa,fmax=0.3mm<[f]=4.8mm.

③#--纵分配梁检算

F等于11.082kN,建模分析σmax等于77.693MPa<ψ[σ]= 82.375MPa,(根据路桥施工计算手册λe=122.5,ψ2= 0.437),τmax=13.727MPa<[τ]=102MPa,fmax=1.5mm<[f] =10mm.

④#--纵分配梁检算

F等于5.076kN,建模分析σmax等于37.526MPa<ψ[σ]= 70.644MPa(根据路桥施工计算手册λe=128.1,ψ2=0.406),τmax=11.333MPa<[τ]=102MPa,fmax=1.0mm<[f] =10mm.


(2)1#块施工工况下

考虑0#块混凝土已经凝固,故计算时不再考虑0#块段的荷载.

①#--纵分配梁检算

F等于15.788kN,建模分析σmax等于Mmax/W等于88.392MPa<ψ[σ] =141.636MPa(根据路桥施工计算手册λe= 61,ψ2=0.814),τmax=27.435MPa<[τ]=102MPa,fmax=1.5mm<[f] =4.5mm.

②#--纵分配梁检算

F等于13.083kN,建模分析σmax等于Mmax/W等于73.249MPa<ψ[σ] =141.636MPa,(根据路桥施工计算手册λe=61,ψ2=0.814),τmax=22.735MPa<[τ]=102MPa,fmax=4.1mm<[f] =4.5mm.

③#--纵分配梁检算

F等于11.082kN,建模分析σmax等于62.046MPa<ψ[σ]=141.636MPa,τmax=19.258MPa<

[τ]等于102MPa,fmax等于3.5mm<[f] =4.5mm.

所以0#和1#块施工时,纵向分配梁满足安全施工的强度和刚度要求.

3.4 工字钢主横梁检算

如下图所示,除1#主横梁采用I25a工字钢外,其余均采用I40a工字钢:

(1)1#主横梁―2根I25a工字钢

计算得1#主横梁σc,max等于3.1MPa<[σc]=140MPa,τmax=24.15MPa<[τ]=85MPa..

(2)2#和3#主横梁―2根I40a工字钢

F1等于108337N,F2等于117473N,建模分析σmax等于88.084MPa<ψ[σ]=159.2

MPa(根据路桥施工计算手册λe等于30.7,ψ2等于0.915).τmax等于52.98MPa<[τ]=102MPa,fmax=0.9mm<[f]=7.625mm.

(3)4#主横梁―2根I40a工字钢

建模分析σmax等于23.574MPa<ψ[σ]=159.2MPa(根据路桥施工计算手册λe=30.7,ψ2=0.915).τmax=18.701MPa<[τ]=102MPa,fmax=0.4mm<[f]=2.625mm.

(4)5#和6#主横梁1根I40a工字钢

选取6#主横梁在1#块施工工况下来做检算,计算模型如下图所示.

建模分析σmax等于28.753MPa<ψ[σ]=154.7MPa(根据路桥施工计算手册λe=38.8,ψ2=0.889).τmax=25.01MPa< [τ]=102MPa,fmax=0.5mm<[f]=2.875mm.

由上计算可知,主横梁满足安全施工的强度和刚度要求.

3.9 支墩检算

取腹底板下支墩检算,压杆的长细比λ等于 l0/I, l0取为2×10m,则λ等于108.9, 则压杆的承载力折减系数ψ取值为0.523,[P]等于1.2×ψA[σ]等于1432.6kN,单根支墩的最大压力Pmax等于704.409kN+1.280kN/m×34m等于747.929kN<[P]= 1432.6 kN.所以腹、底板和翼板下支墩承载力和稳定性满足要求.

4.结 论

上饶车站改扩建工程合福信江特大桥主跨125米连续箱梁0#和1#块采用膺架法现浇施工,膺架承担全部荷载强度和刚度也都能满足要求,是可行的.

5.结语

2011年8月至今已顺利完成本桥的部分连续箱梁施工.通过对膺架沉降观测点的跟踪观测 , 膺架的非弹性变形量满足要求. 弹性变形量均小于10 mm ,砼实体未出现任何裂缝.按本桥膺架架设方案施工的连续箱梁内实外洁、平整和美观 .

参考文献:

[1]《新建铁路南京至杭州客运专线工程DK235+503.30京杭运河特大桥杭州北段》宁杭客专施图修(桥)-51-Ⅱa

[2]《建筑施工手册》

[3]《路桥施工计算手册》

[4]《施工现场设施安全设计计算手册》

[5]《混凝土结构后锚固技术规程》

[6]《竹编胶合板》

[7]采用结构计算分析软件SAP2000进行计算


参考文献:

屋顶高空悬挑结构支撑体系设计与施工

混凝土施工、养护技术

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