鋼箱梁臨時胎架施工方案

2021-03-04 09:34:37 字數 2351 閱讀 9389

鋼箱梁臨時支架材質採用q235,彈性模量e=2.0×105mpa,容重r=78.5kn/m3,容許應力[σ0]=200mpa;

2.1、臨時胎架結構形式

根據鋼箱梁節段的自重及現場的地質條件,臨時支墩其結構形式如下:

臨時支撐鋼管柱由若干根φ325×10的鋼管組裝成乙個體系,承重樑為2工30b鋼焊接而成,橫向支撐為l75*6支撐。

如下圖所示。

臨時支撐橫截面圖

2.2 鋼箱梁最不利情況下支架計算

根據實際條件,本計算考慮選用最大重量的節段進行驗算,即驗算13節段的吊裝工況。吊裝l5聯鋼箱梁時,重力轉化為節點荷載作用在工字鋼分配梁上,再由工字鋼傳遞到立柱上。通過結構分析、計算確認臨時施工支架結構在使用條件下的強度、穩定及變形等能否滿足預定的功能要求,達到安全、適用。

模型說明:採用midascivil2006建模,各桿件採用空間梁單元模擬,構件材材料採用q235,截面與設計圖紙相同。根據結構支承條件,假定立柱的柱腳不發生沉降,按鉸接處理,模型如下所示:

圖1 計算模型圖

計算荷載:吊裝質量採用節點荷載模擬。根據鋼箱梁的支承條件,鋼箱梁採用節點集中力模擬,立柱和分配梁作為自重載入。

考慮衝擊力的影響,重量乘以1.3的衝擊係數,且考慮不均勻係數1.4,載入圖如下:

圖 2 吊裝支架荷載模擬圖

鋼箱梁支架驗算

強度驗算:

根據公路橋涵設計通用規範(jtgd60-2004)的要求,考慮到吊裝的衝擊係數和施工荷載的不均衡係數,箱梁自重分項係數取1.3,同時考慮荷載不均勻係數1.4,支架自重分項係數取1.

1。◆ 鋼管柱

圖 3 1.1恆+1.3x1.4吊裝荷載應力圖(mpa)

◆ 剪刀撐l75*6角鋼

圖 4 1.1恆+1.3x1.4吊裝荷載應力圖(mpa)

◆ 工字鋼—2*30b工鋼

圖 5 1.1恆+1.3x1.4吊裝荷載應力圖(mpa)

◆結構總體應力圖

圖 7 1.1恆+1.3x1.4吊裝荷載應力圖(mpa)

立柱最大應力為70.3mpa(壓應力)。

聯接系最大應力為88mpa(組合應力)。

工字鋼最大應力為8.3mpa(組合應力)。

考慮到吊車在吊裝鋼箱梁落到支架上時,可能會存在橫向區域性微調的工況,本計算分別選取微調第4分塊及第2分塊時進行驗算,施加橫向水平荷載取值為0.06x(1.3x1.

4)吊裝荷載,計算最不利結果如下圖:

圖9 1.1恆+1.3x1.4吊裝荷載+水平荷載 q235鋼材應力圖(mpa)

最大應力120mpa

剛度驗算

考慮吊裝過程中的豎向荷載組合,得到的立柱橫向撓度最大值為2.1mm,,所以支架剛度滿足要求。

圖 10 1.1恆+1.3x1.4吊裝荷載立柱橫向撓度(mm)

考慮吊裝過程中的豎向荷載組合,得到的支架豎向撓度最大值為,,所以支架剛度滿足要求。

2.3穩定性驗算

採用midascivil2006進行結構一類穩定性分析(linear buckling analysis),求解結構的臨界荷載安全係數(critical load factor)和分析臨界荷載安全係數對應的屈曲模態(buckling mode shape)。在一定的變形狀態下,結構的靜力平衡方程可以寫成如下的形式:

[k]:結構的切線剛度矩陣

[kg]:結構幾何剛度矩陣

:結構的整體位移向量

:結構外荷載向量

結構的幾何剛度矩陣通過各個單元的幾何剛度矩陣相加而得。結構的幾何剛度矩陣表示結構在變形狀態的剛度變化,與施加的荷載有直接的關係。結構受壓時剛度減小,反之增加。

當結構達到分支點失穩時,結構的幾何剛度矩陣可以表示為荷載係數和受荷載作用時結構的幾何剛度矩陣的乘積。

通過特徵值分析得到的特徵值就是結構的臨界荷載,特徵向量便是結構失穩對應的屈曲模態。

最不利情況一下第一步計算採用恆載和活載一起倍增的方式求解結構的穩定係數。計算表明,結構穩定係數大於5.2,一階失穩模態為剪刀撐75*6角鋼的失穩。

2.4支座反力

為配合基礎驗算,提取荷載組合作用下,結構支座反力,單位為t。

2.5結論

midascivil2006**計算表明,1.1結構自重+1.3x1.4吊裝荷載作用下:

1) 結構最大應力為120mpa,強度滿足要求。

2) 豎向荷載作用下支架豎向撓度2mm,剛度滿足施工荷載的需求。

3) 豎向荷載作用下支架豎向撓度,剛度滿足施工荷載的需求。

4) 恆載和施工荷載一起倍增的情況下,

5) 考慮施工橫向區域性微調工況時, q235鋼材最大應力為124mpa,由於本計算中考慮了1.3x1.4的安全係數,故鋼材應力滿足要求。

6) 根據《公路橋涵鋼結構及木結構設計規範 jtj 025-86》第1.2.17條,胎架作為臨時性結構物構件,可不驗算疲勞強度。

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