架桥机盖梁计算书
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架桥机边梁架设工况下盖梁承载力验算
一、架桥机边梁架设工况下荷载计算
图1 架桥机边梁架设荷载示意图
如上图所示,各项荷载值如下:
边主梁重量按58吨考虑
P后上=1.1t/2=0.55t;P后提=9t/2=4.5t;P前提=9t/2=4.5t
P主梁1=19.6m×0.38t/m=7.448t;P主梁2=32.4m×0.38t/m=12.312t
P前支=4.8t/2+0.305t/2+2.052t/2=3.5785t(含前支、前框架、12米前支横移轨道)(1)中墩盖梁悬臂端所承受的荷载包括:
P后上+ P主梁1+(P后提+ P前提)/2+ P边梁重(第n跨)/2+ P边梁重(第n-1跨)/2+(P主梁2)/2,共计76.67吨,按80吨考虑。
(2)前墩盖梁悬臂端所承受的荷载包括:
(P后提+ P前提)/2+(P主梁2)/2+ P前支+ P边梁重(第n跨)/2
共计43.24吨,按50吨考虑。
根据施工经验,用架桥机架设T梁过程中,以边主梁的架设为最不利状态。且通过以上分析,边主梁架设中,中墩盖梁所受的荷载较大,则应以中墩盖梁悬臂端根部为关键点,进行截面承载力验算。
二、盖梁承载力验算
图2盖梁结构图
公路桥梁中常用的钢筋混凝土盖梁,其高跨比在一定范围之内,属于深受弯构件中的短梁,但未进入深梁的范围,故其计算已与浅梁(即一般意义上的梁结构)有所不同,但其构造可不必按照深梁的特殊要求处理。
京承高速公路某桥下部结构为板式桥墩,上接矩形桥墩,不同于常规的双柱式桥墩盖梁。即不须验算盖梁跨中截面,只需验算悬臂端根部截面的正截面抗弯承载力及斜截面抗剪承载力。
悬臂部分设有外边梁时,若外边梁作用点至柱边缘的距离小于盖梁高度,则可按“撑杆——系杆体系”方法计算。
图3 盖梁悬臂按“撑杆——系杆体系”计算简图
1-墩台;2-盖梁;3-系杆钢筋
图4 撑杆计算高度
1-墩台;2-盖梁;3-系杆钢筋;4-支座
撑杆(混凝土)抗压承载力:
0d ,s cd s D t b f γ≤⋅⋅ (1)
/sin d d D N θ= (2)
/tan d d T N θ= (3)
1
10tan tan 0.93743.13h a x θ--===+ (4) ,,,10.481.43304cu k
cd s cu k f f f ε=≤+ (5)
210.002cot d s s T A E εθ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭
(6) sin cos a t b h θθ=+ (7)
6a h s d =+ (8)
系杆(钢筋)抗拉承载力:
0d sd s T f A γ≤ (9)
以上各式中:
a ——撑杆压力线在盖梁底面作用点至墩柱边缘距离,取00.15a h =
x ——集中力作用点在墩柱边缘距离;
d D ——撑杆压力设计值;
,cd s f ——撑杆混凝土轴心抗压强度设计值;
t ——撑杆的计算高度;
b ——短悬臂上边梁支座宽度;
s b ——撑杆的计算宽度,取盖梁截面宽度;
d T ——与撑杆相应的系杆拉力设计值;
s A ——在撑杆计算宽度s b 范围内纵向受拉钢筋截面面积;
S ——底层系杆中心至盖梁顶面的距离;
d ——系杆钢筋的直径,当采用不同直径钢筋时,d 取加权平均值。 由图2所示,某桥盖梁边主梁作用点截面至板墩边缘距离为 1.78x m =<2h m =,故应按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第8.2.7条的有关规定,按“撑杆—系杆体系”方法计算悬臂部分正截面抗弯承载力。
1.悬臂部分正截面抗弯承载力
由图2及图3可知:
01940h mm =
00.15291a h mm ==
1780x mm =
由式2~式4可知:
110tan tan 0.93743.13h a x
θ--===+ /sin 1200.9/sin 43.131755.7kN d d D N θ===
/tan 1200.9/tan 43.131281.6kN d d T N θ===
其中 1.2 1.21000.75k N =1
2d G K N N ==⨯ 式中:N GK ——为边梁作用点所受的恒载。(其中记入盖梁自重引起的内力值,C30混凝土容重为25kN/M 3)。N GK =80×9.8+8.76×25=1000.75kN
(1)撑杆(混凝土)抗压承载力验算
由式5~式8可知:
660625210a h s d mm =+=+⨯=
sin cos 500sin 43.13210cos43.13495.09a t b h mm θθ=+=+=
其中,一个支座宽度500b mm =。
某桥盖梁顶部拉杆钢筋采用抗拉强度设计值为280MPa 的HRB335Φ25号钢筋24根,单根钢筋截面面积为490.87mm 2。
3
223151281.6100.002cot (0.002)cot 43.13 2.91024490.87210d s s T A E εθ-⎛⎫⨯=+=+=⨯ ⎪⨯⨯⨯⎝⎭ ,,,3
13012.98MPa 0.4814.4MPa 1.43304 1.43304 2.910cu k
cd s cu k f f f ε-===≤=++⨯⨯ 取,12.98MPa cd s f =
由式1可知:
,0d 495.09240012.9815423.0kN
>=1.01755.7kN
du s cd s D t b f D γ=⋅⋅=⨯⨯=⨯
故安全。
(2)系杆(钢筋)抗拉承载力验算
由式9可知: