预应力砼连续梁满堂支架验算报告.doc

新建铁路南宁至广州线黎塘西至桂平段 预应力砼连续梁满堂支架验算报告 二〇一一年六月 目录 1、工程概况 1 2、计算参数 1 3、支架立杆验算 2 3.1 荷载计算 2 3.2 强度及稳定性验算 3 3.3 支架抗风验算 4 4、模板强度与刚度验算 5 5、方木强度与刚度验算 6 5.1 横向方木强度与刚度验算 6 5.2 纵向方木强度与刚度验算 7 6、地基承载力计算 7 7、有限元法验算 8 7.1. 有限元模型的建立 8 7.2 有限元分析结果 9 7.3 计算结果对比 11 8、结论 12 新建铁路南宁至广州线黎塘西至桂平段 预应力砼连续梁满堂支架验算报告 1、工程概况 预应力混凝土连续梁为变截面单箱单室结构，梁体底面位于柱面上，其跨度布置为34.167+62.468+33.584m，全桥采用满堂支架法施工。 满堂支架采用的钢管规格为φ48mm×3.5mm。其结构形式如下：纵向立杆间距除中墩15m范围内加密为0.3m，其余均按0.6m间距布置；横向立杆间距从梁体轴线往外分别为0.6m、0.3m、0.6m、0.9m、1.2m，箱梁腹板所对应位置处间距为0.3m；水平横杆底板以下按照0.9m步距布置，底板以上按照0.6m步距布置。具体布置如图1所示。 图1 支架横断面布置图 2、计算参数 各种材料的容重及弹性模量等参数如表1所示。 表1 材料特性值 名称 容重(KN/m3) 弹性模量(Mpa) 钢材 78.5 2.06×105 竹胶板 25 0.1×105 方木 8.33 11×103 混凝土 26 3.45×104 钢管截面特性如表2所示。 表2 钢管截面特性 外径 (mm) 壁厚 (mm) 面积 (cm2) 截面惯性矩 (cm4) 截面模量 (cm3) 回转半径 (cm) 48 3.5 4.89 12.19 5.08 1.58 施工人员、机具运输及堆放荷载取值为F1= 3.0KN/m2。 振捣混凝土产生的荷载取值为F2=2.0 KN/m2。 倾倒混凝土时冲击所产生的荷载取值为F3=2.0 KN/m2。 3、支架立杆验算 3.1 荷载计算 便于分析起见，在计算过程中假定混凝土为理想流体材料，即材料颗粒之间不存在剪应力，这个假定对于一次浇筑完成的箱梁是恰当的，因为混凝土尚未初凝，应力重分布现象不明显；对于两次浇筑的箱梁，先浇的混凝土底板已经初凝，具备了一定的应力重分布能力，上述假定会有一定偏差，但总体来说底板初凝形成的应力重分布对于支架受力是有利的。 由于竹胶板的刚度较小，在浇筑混凝土时作用在底部支架上的荷载是不均匀的，通常腹板位置支架承受的荷载相对较大，翼缘位置支架承受的荷载相对较小，而腹板之间的支架承受的荷载介于上述两者之间。因此，主要对腹板及腹板之间的支架立杆进行强度和稳定性验算，考虑到立杆的布置情况及箱梁截面尺寸，取图2所示三个控制截面进行验算，横截面计算位置如图3所示。进行强度验算时，永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4。 图2 计算截面示意图 图3 横断面验算位置 立杆荷载计算结果如表3所示（截面a-b表示截面a的计算位置b）。 表3 立杆荷载计算结果 名称 截面1-1 截面3-2 截面2-1 截面2-2 永久 荷载 梁体重量(KN/m2) 90.17 40.20 137.54 97.76 模板重量(KN/m2) 0.38 0.38 0.38 0.38 方木重量(KN/m2) 0.97 0.90 0.97 0.90 支架自重(KN) 0.55 0.64 0.47 0.55 可变荷载(KN/m2) 7.00 7.00 7.00 7.00 单根立杆荷载效应组合(KN) 22.19 22.22 16.45 23.82 3.2 强度及稳定性验算 立杆强度根据以下式子进行验算： 立杆稳定性根据以下式子进行验算： N —单根立杆所承受的轴向压力； —轴心受压构件的稳定系数； A — 钢管横截面面积； —钢材的抗压强度设计值，取205 N/ mm2； 稳定系数由构件的长细比通过查表而得，，其中为钢管的计算长度，验算时按最不利情况取=2.1m。则，对应稳定系数为=0.381。 综上，有 。 故支架强度及稳定性满足要求。 3.3 支架抗风验算 风荷载作用下立杆的弯矩按以下式子进行计算： 其中： la立杆纵距，l0为立杆计算长度，为横向风荷载标准值。 =0.7μZμS ωW0 式中：μZ---风压高度变化系数，取1.46 μS---脚手架风荷载体形系数，取1.3 ω---脚手架挡风系数，取0.087 W0---基本风压，计算中取0.862MPa。 =0.7×1.46×1.3×0.087×0.862=0.1 KN/m2。 考虑风荷载效应时，立杆稳定性按下式进行验算： 代