中铁四局集团有限公司 长城大桥40+64+40m单线连续梁0号块支架设计检算书
2?????????????36K1K2?????sin???6?K1?K2???cos???0?????????????由公式?,得?1?1.91。立柱其他节段
计算长度系数见表2。
表2 立柱计算长度系数计算结果
项 目 底节 边柱 K1 0.03 K2 10 长度系数 1.91 计算长度 30.6 回转半径 0.313 长细比 98 稳定系数 0.568 立柱稳定应力为:
4??d??3?33(0.8?0.768)2W?D1??7.58?10m????A???0.039m??D??32??4,hnt
22??2EA?2?2.1?1011?0.039??NEx??7056kN1.1?21.1?1022, M1?125.5kN?m,M2?11.5kN?m,N=815kN
N?mmax?M1,M2?815?1031?125.5?103?6?????10??10?6815??A?N?0.568?0.039?3?1.0?7.58?101?0.8?xW?1?0.8???7056???NEx?? ?36.8?18.2?55MPa?????170MPa
钢管支架的稳定性满足要求。
钢管支架中2[20a最大应力26.3MPa,小于相应容许值。 五、预埋件计算
如图1所示预埋件1埋置在墩身,与钢管立柱共同承担由分配梁结构传递的荷载,预埋件2为埋置在主墩承台上,用以传递钢管立柱的荷载。由于预买件2主要传递钢管立柱的压力荷载,安全性满足要求不作计算,仅对预埋件1结构作检算。牛腿及预埋件1结构细部图如图11和12所示。
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图11牛腿结构图示
图12预埋件结构1图示
如图12所示牛腿结构,根据5.3节计算得到的牛腿上的支座反力为999kN,荷载租用点距离牛腿与预埋件连接处0.2m则牛腿结构受力是弯矩和剪力。牛腿的焊缝结构如图13所示。
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图13 牛腿焊缝结构大样
作用在牛腿上的剪力为V?999kN,弯矩为M?999?0.2?200kN?m。考虑腹板传递弯矩的情况:
Iw?2217156221mm4,
Mh200?106771?????34.8MPa?????170MPaIw222171562212。
?max腹板处的正应力为
?1??max?354.5?34.8?0.92?32MPa385.5,
剪力完全由腹板传递:
V999?103????62.9MPa?????100MPahl8?0.7?4?709?
组合应力:2(?max/?)2??max2?(32/1.22)?62.92?68.2MPa?????100MPa考虑腹板不 传递弯矩的情况:
M200?106H???263.2kNh?760
?maxH263.2?103???44.7MPa?????170MPahl0.7?8??550?2?115?272?
V999?103????62.9MPa?????100MPa?hl8?0.7?4?709
焊缝强度均满足要求! 预埋件计算:
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角钢与锚板间焊缝计算
图14 角钢焊缝结构大样
?maxM200?106???64.1MPa?????170MPaWmin3120094。
V999?103????62.8MPa?????100MPa?hl8?0.7?12??106?131?
组合应力:2(?max/?)2??max2?(64.1/1.22)?62.82?81.9MPa?????100MPa主墩混凝土标号为C40,其抗压设计强度为fc?19.1MPa,预埋角钢为∠125?14,材质Q235B,设计强度为f?215MPa。锚筋中心在垂直剪力方向至构件边缘的距离为c?325mm,角钢宽度为b?125mm。
av?2.4?c?2bfc32519.1?2.4???0.816f2?125215
锚板按无弯曲变形考虑取ab?1,如图12所示长度方向最外侧两个角钢的边距为Z?750mm。预埋件承受的荷载为剪力V?999kN,弯矩为
M?999?0.2?200kN?m
M20011??0.27???0.7a0.816VZ7501.75?v1.75?1ab。
在长度方向预埋角钢为3排ar?0.9
As?VM?avarfy1.3abarfyZ
1.4?999?1031.4?200?106??0.816?0.9?2151.3?1.0?0.9?215?750
?8858?1484?10342mm2
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22角钢的面积总计A?3337?6=20022mm?10342mm,满足要求!
预埋件抗拔验算:
角钢锚筋的混凝土剪力作用在构件表面的投影为:
Asp??2?750?375???2?750?750??4218750mm2
混凝土的抗拉强度设计值为ft?1.8MPa。 抗拔力为:F?0.6ftAsp?0.6?1.8?4218750?4556.3kN
N?M1.4?200??414.8kN?4556.3kNarZ0.9?0.75
预埋剪抗拔满足要求! 六、结论
1.分配梁结构:I16分配梁的最大组合应力为40.2MPa,小于容许的组合应力187MPa;最大竖向位移为0.043mm,小于容许的1.67mm。5I16分配梁的最大组合应力为48.3MPa,小于容许的组合应力187MPa;最大竖向位移为0.22mm,小于容许的6.25mm。分配梁的最大弯曲应力为145MPa,剪切应力为87MPa,均小于容许应力a;最大竖向位移为2.83mm,小于容许的4.71mm。
2.钢管立柱结构:钢管立柱的稳定应力为55MPa,钢管支架横联2[20a最大应力26.3MPa,均小于相应容许值。
3.牛腿结构焊缝满足要求,预埋件结构承载力及抗拔力均满足要求!
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