拱架计算
拱桥拱架设计与承载验算
拱桥拱架设计与承载验算一、基本情况和有关数据1、拱桥设计净跨径L 『1800厘米,拱圈宽度B 0 = 430厘米,矢 高f=360厘米 取拱架预拱度A f=L 0/600=3厘米 则拱架净矢高f 0=f+△f=360+3=363厘米。
考虑到拱圈施工时会产生振动,拱圈浆砌块石 容重取Y = 2.4x 1.20=2.88t/m 3o2、拱盔立柱的纵、横向间距划分靠两桥台排柱和第一节弓形木的平距分别取30厘米和270厘米, 则跨中段的4间档纵平距设五根立柱,@纵二[1800 - (30+270) x2 边]/4档=300厘米,拱盔桁片的横向间距取@横二[430 - 2x15]/3间 档= 133厘米,即拱板间距L 板、跨中立柱、托木和拉梁平均宽度为 16厘米外,其余拱盔桁片宽为14厘米。
3、拱板验算单元宽取20厘米,板厚取7厘米,则85厘米厚拱 圈及拱板等的单位长度重q 拱二(0.85x2.88+0.07x0.75)x0.2 = 0.5001t/m 。
施工集中荷载取p 施= 200kg o4、作用于每棍拱盔桁片上的单位长度的施工荷载为E q ,,=拱(0.5001/0.2+其它 0.16) x1.3+拱盔约 0.32 = 3.779t/m ,取施工荷载 p 施 =400kg o二、拱板强度验算板按二跨连续计算,由《结构静力计算手册》得:E M 板=-0.125 xq 拱 x L 板 2 - O.094xp 施 x L 板=-0,125x 0,5001x 1,332-0.094x0.2x1.33= - 0.13558t-m(支点处弯矩值为负),板的单元宽抗弯截面模量W板二20x72/6=163.33cm3 ,则板的应力6板=E M板/W板=13558/163.33=83.01kg/cm2,因6板v [6]=95kg/cm2,故板的强度可以满足要求。
三、拱盔承载验算及技术措施1、跨中立柱承受垂直荷载最大,且立柱最长(立柱长取363-24=339厘米),其上荷载为N柱=E q拱火@纵+ p施=3.779x3.00+0.4=11.737t,柱截面尺寸取 16x16 厘米,其截面面积A .= 16x16 = 256cm2,截面惯性半径为i柱= 0.289x16=4.6 厘米,柔度入柱=339/4.6=73.70<80,稳定系数查表得⑴柱=0.536,则应力6压柱=N柱/6柱公柱= 11737/(0.536x256)=85.54kg/cm2,因6压v [6]=90kg/cm2 , 故立柱承载能力满足要求。
一建【市政】第17讲-模板和支架和拱架的设计和制作和安装与拆除
2020一级建造师《市政公用工程管理与实务》考点精讲【考点】模板、支架和拱架的设计、制作、安装与拆除一、模板、支架和拱架的设计与验算(12)结构设计的依据和设计计算书;3)总装图和细部构造图;4)制作、安装的质量及精度要求;5)安装、拆除时的安全技术措施及注意事项;6)材料的性能要求及材料数量表;7)设计说明书和使用说明书。
(3)设计模板、支架和拱架时应按表1K412012进行荷载组合。
设计模板、支架和拱架的荷载组合表表1K412012注:表中代号意思如下:②新浇筑混凝土、钢筋混凝土或圬工、砌体的自重力;③施工人员及施工材料机具等行走运输或堆放的荷载;④振捣混凝土时的荷载;⑤新浇筑混凝土对侧面模板的压力;⑥倾倒混凝土时产生的水平向冲击荷载;⑦设于水中的支架所承受的水流压力、波浪力、流冰压力、船只及其他漂浮物的撞击力;⑧(4(51234)钢模板的面板变形值为1.5mm;5)钢模板的钢楞、柱箍变形值为L—计算跨度,B—柱宽度)。
(61234(9……事件一,为限制超高车辆通行,主线跨线桥和左匝道跨线桥施工期间,在相应的道路上设置车辆通行限高门架,其设置的位置选择在图5-1中所示的A~K的道路横断面处。
事件二,两座跨线桥施工均在跨越道路的位置采用钢管-型钢(贝雷桁架)组合门式支架方案,并采取了安全防护措施。
……(4(94(10(111K420053《2015事件一:……配水井顶板现浇施工采用扣件式钢管支架,支架剖面如图4-1所示。
方案报公司审批时,主管部门认为基坑缺少降、排水设施,顶板支架缺少重要杆件,要求修改补充。
三、模板、支架和拱架的拆除(1)模板、支架和拱架拆除应符合下列规定:2出。
整体现浇混凝土模板拆模时所需混凝土强度3(。
常用支架拱架的设计与施工
常用模板、支架、拱架的设计与施工一、常用模板、支架、拱架的设计1.时间:制作模板、支架、拱架前14d2.人:承包人向监理工程师提交3.提交文件:模板、支架、拱架的施工方案4.文件内容:工艺图和强度、刚度、稳定性计算书5.管理责任:●经监理工程师批准后才能制作和架设●监理工程师的批准及制作、架设中的检查,并不免除承包人对此应付的责任(一)模板、支架、拱架的设计原则1.优先使用胶合板和钢模板2.在计算荷载作用下,对模板、支架、拱架结构按受力程序分别验算其强度、刚度、稳定性3.模板板面之间应平整,接缝严密,不漏浆,保证结构物外露面美观,线条流畅,可设倒角4.结构简单,制作拆装方便(二)模板、支架、拱架的设计1.设计的一般要求:(1)设计依据结构型式、设计跨径、施组设计、荷载大小、地基土类别、有关设计施工规范进行(2)应绘制总装图、细部构造图(3)制定安装、使用、拆卸、保养等有关技术安全措施和注意事项(4)编制材料数量表(5)编制设计说明书2.设计荷载:(1)应考虑的荷载组合①计算强度用:②验算刚度用:普通模板荷载计算部分参考数据可查表(2)钢、木模板,支架、拱架的设计,可按公路桥涵钢结构及木结构设计规范的有关规定执行(3)计算模板、支架、拱架的强度和稳定性时,应考虑作用在模板、支架、拱架上的风力;对于设在水中的支架,应考虑水流压力、流冰压力、船只漂浮物等的冲击力荷载(4)组合箱型拱,如为就地浇筑,其支架、拱架的的设计荷载可只考虑承受拱肋重力及施工操作时的附加荷载3.稳定性要求(1)支架立柱:●支架的立柱应保持稳定,并用撑拉杆固定;●验算模板及其支架在自重和风荷载等作用下的抗倾倒稳定时,验算倾覆的稳定系数≥(2)支架受压构件:●支架受压构件纵向弯曲系数可按设计规范进行计算4.强度及刚度要求(1)验算模板、支架、拱架的刚度时,变形值的范围:①结构表面外露的模板:挠度为模板构件跨度的1/400②结构表面隐蔽的模板:挠度为模板构件跨度的1/250③支架、拱架受载后挠曲的杆件盖梁、纵梁:弹性挠度为相应结构跨度的1/400④钢模板的变形●面板●钢棱L/500L为计算跨径●钢箍B/500B为柱宽(2)拱架各截面的应力验算:●根据拱架结构型式及其所承受的荷载●验算内容:拱顶、拱脚、1/4跨各截面的应力,铁件及节点的应力,分阶段浇筑或砌筑时的强度及稳定性●验算时,不论板拱架或桁拱架均作为整理截面考虑,验算倾覆稳定系数≥二、常用模板、支架、拱架的施工●浇筑砼前对支架和模板进行全面、严格的检查●核对设计图纸要求的尺寸、位置●检查支架的接头位置是否准确、可靠,卸落设备是否符合要求●检查模板的尺寸,制作是否密贴,螺栓、拉杆、撑木是否牢固,是否涂模板油及其他脱模剂(一)模板的制作与安装●分类:按制作材料分类:木模板、钢模板、竹木模板、钢丝网水泥模板、玻璃钢模板、胶囊内胎模等按构造型式和安装方法分类:固定式模板、活动式模板●板面:平整光洁,接缝严密,不漏浆,保证结构物外露面光洁美观,线条流畅保证结构物各部位形状、尺寸准确●内撑:模板应用内撑进行支撑,用对拉螺栓销紧内撑根据砼构件厚度、高度的大小及部位的不同,分别用钢管、钢筋、硬塑料管、木料作为临时内撑砼浇筑至内撑位置时随即取掉,对于厚度较小的构件也可利用底模和立木只设外撑●脱模剂:外露面砼模板的脱模剂应采用同一品种,不得使用污染砼表面的废机油等,且不得污染钢筋及砼施工缝部位●模板截面尺寸与长度要准确,钢模的放样、拼装、整体拼焊应在工作台上或胎具上进行●工作平台的底梁应具有足够的刚度和稳定性,台面必须平整●模板安装与钢筋工作的配合:妨碍钢筋绑扎的模板待钢筋绑扎完毕后安装一般在底板平整,钢筋骨架安装后,安装侧模和端模,也可以先安装端模后安装侧模模板不应与脚手架发生联系,避免脚手架上运存材料和工人操作引起变形●模板安装精度要高于预制梁的精度要求,可参照施工规范的要求●每次模板安装完成需通过验收合格后,方可进入下一道工序●为保护模板方便拆模,模板与砼接触面、整体拆卸芯模及塞子与砼接触面,在使用前要涂抹隔离剂或其他措施处理模板制作与安装的工作流程:1.钢模板的制作:(1)钢模板宜采用标准化的组合模板,组合钢模板的拼装应符合国家标准,各种螺栓连接件应符合国家现行有关标准(2)钢模板及其配件应按批准的加工图加工,成品经检验合格后方可使用2.木模板制作:(1)木模板可在工厂或施工现场制作,木模与砼接触面应平整、光滑,多次重复使用的木模应在内侧加钉薄铁皮;木模的接缝可做成平缝、搭接缝、企口缝;当采用平缝时,应采取措施防止漏浆;木模的转角处应加嵌条或做成斜角;(2)重复使用的模板应始终保持其表面平整、形状准确,不漏浆,由足够的强度和刚度3.模板安装的技术要求●砼模板板面材料:金属板、木制板、高分子合成材料面板、硬塑料、玻璃钢板等●外露面的模板板面:宜采用钢模板、胶合板,为减少模板的拼缝,对于大体积砼,每块模板的面积>1㎡●梁及墩台帽的突出部分,应做成倒角或削边,以便脱模●按图纸所示或监理工程师指示,在结构物的某些部位设置凸条或凹槽的装饰线●模板内的金属连接件或锚固件,按图纸规定及监理工程师的要求将其拆卸或截断,且不损伤砼●模板内应无污物、砂浆、及其他杂物●需要拆除的模板,应在使用前彻底涂刷脱模剂或其他代用品,易于脱模,并使砼不变色;(1)模板与钢筋安装应配合进行:●妨碍绑扎钢筋的模板应待钢筋安装完毕后安设●模板不应与脚手架连接模板和脚手架整体设计除外,避免模板变形(2)模板支撑:●安装侧模时,应防止模板位移和凸出●基础侧模可在模板外设立支撑固定,墩、台侧模可设拉杆固定●浇筑在砼中的拉杆,根据拔出或不拔出的要求,采取相应措施●对于小型结构物,可使用金属线替代拉杆(3)检查:●模板安装完毕后,检查平面位置、顶部标高、节点联系、纵横向稳定性,签认后方可浇筑砼●浇筑时,发现模板有超过允许偏差变形时,应及时纠正(4)模板安装过程中,必须设置防倾覆设施(5)底模预拱度设置:●结构自重和汽车荷载不计冲击力产生的向下挠度>1/1600跨径,钢筋砼梁、板底模应设置预拱度●预拱度值等于结构自重和1/2汽车荷载不计冲击力所产生的挠度●纵向预拱度可做成抛物线或圆曲线(6)后张法预应力梁、板,应注意预应力、自重、汽车荷载等综合作用下产生的上拱或下挠,应设置适当的预拱或预挠(7)清理:●当所有和模板有关的工作完成以后,待浇砼构建中所有预埋件亦安装完毕,经监理工程师检查认可后,才能浇筑砼●这些工作包括清除模板中污物、碎屑物、木屑、水等杂物4.中小跨径的空心板制作使用芯模的要求(1)充气胶囊:①使用要求:●使用前检查,不得漏气●安装时设专人检查钢丝头,钢丝头应弯向内侧●胶囊涂刷隔离剂●每次使用后,应妥善存放,防止污染、破损、老化②从开始浇筑砼到胶囊放气为止,保持其充气压力的稳定③为防止砼浇筑过程中出现的胶囊上浮和偏位,应采取固定措施,并对称的浇筑砼④胶囊放气时间经试验确定,以砼强度达到能保持构件不变形为宜⑤充气胶囊芯模在制作时,应规定充气变形值,保证制作误差不大于设计规定要求,设计无规定时应满足规范对梁板构造尺寸的要求(2)木芯模:●使用时应防止漏浆和采取措施便于脱模●要控制好拆芯模时间,过早砼易塌落,过晚拆模困难●应根据施工条件通过试验确定拆除时间(3)钢管芯模:●钢管芯模由表面匀直、光滑的无缝钢管制作●砼终凝后,即可将芯模轻轻转动,然后边转动边拔出5.滑升、提升、爬升、翻转模板的技术要求:(1)滑升模板使用规定:●适用:较高的墩台和吊桥、斜拉桥的索塔施工①模板结构:●滑升模板的结构应具有足够的强度、刚度、稳定性●模板高度根据结构物实际情况确定●支撑杆件及提升设备应能保证模板竖直均衡上升●滑升时应检测并控制模板位置,滑升速度10cm-30cm/h②组装:●模板各部尺寸的精度应符合设计要求●组装完毕须经全面检查试验后,才能进行浇筑③中断:●滑升模板施工应连续进行,因故中断,在中断前应将砼面浇筑齐平●中断期间模板仍应继续缓慢提升,直到砼与模板不致粘住为止(2)提升模板:●提升模架结构应满足使用要求●大块模板应采用整体钢模板●加劲肋在满足刚度的基础上应进行加强,满足使用要求(3)爬升及翻转模板、模架爬升或翻转时结构的砼强度必须满足拆模的强度要求(二)支架、拱架的制作及安装●分类:支架:按构造分:立柱式、梁式、梁—柱式按材料分:木支架、钢支架、钢木混合支架、万能杆件拼装支架拱架:按结构分:支柱式、撑架式、扇形、桁式拱架、组合式拱架按材料分:木拱架、钢拱架、竹拱架、土牛拱胎●支架、拱架应尽量采用标准化、系列化、通用化的钢结构拼装●钢支架定型产品较多,可根据工程需要购买或租用,工程中常使用的有:钢管支架、六四式军用梁、万能杆件设备、贝雷梁等●安装要求:必须安装在有足够承载力的地基上底部应加设垫板分布和传递压力地基土必须夯实或碾压密实,必要时做换填处理,并具有良好的排水设施施工中出现最多的问题是由于地基处理不好发生的沉降风力较大地区应设置风缆1.支架、拱架制作的强度和稳定性(1)支架:●根据设计图制作和安装●尽可能采用标准化、系列化、通用化的构件拼装●无论使用何种材料的拱架和支架,均应进行施工图设计●支架整体、杆配件、节点、地基、基础、其他支撑物应进行强度和稳定性验算●就地浇筑梁式桥的支架,参照规范执行(2)木拱架:●拱架所用的材料规格和质量符合要求●桁架拱架的各杆件应使用材质较强、无损伤、湿度不大的木材●夹木拱架的模板长短应搭配好,纵向接头要求错开,间距及每个断面接头应满足使用要求;面板夹木按间隔用螺栓固定,其余用铁定与拱肋固定●木拱架的强度和刚度应满足变形要求●杆件在竖直和水平面内,要用交叉杆件联结牢固,以保证稳定●木拱架制作安装,应基础牢固,立柱正直,节点联结应采取可靠措施保证支架稳定,高拱架横向稳定应有保证措施(3)钢拱架:①常备式钢拱架:●纵横向距离应根据实际情况进行合理组合,以保证结构的整体性②钢管拱架:●排架的纵横距离应按承受拱圈自重计算●各排架顶部的标高要符合拱圈底的轴线●为保证排架稳定性,应设置足够的斜撑、剪力撑、扣件和缆风绳2.施工预拱度支架和拱架预留施工预拱度的考虑因素:(1)支架和拱架拆除后上部结构本身及1/2活载所产生的挠度(2)支架和拱架在荷载作用下的弹性压缩(3)支架和拱架在荷载作用下的非弹性压缩(4)支架和拱架基底在荷载作用下的非弹性沉陷(5)砼收缩及温度变化引起的挠度(6)承受推力的墩台,由于墩台水平位移所产生的拱桥挠度3.支架、拱架制作安装一般要求:(1)设计:●支架和拱架宜采用标准化、系列化、通用化的构件拼装●无论采用何种材料,均应进行施工图设计,并验算其强度和稳定性(2)木支架、木拱架的接头:●长杆件接头应尽量减少●两相邻立柱的连接接头应尽量分设在不同的水平面上●主要压力杆的纵向连接,应使用对接法,并用木夹板或铁夹板夹紧、●次要构件的连接可采用搭接法(3)拱架:●安装拱架前,对拱架立柱和拱架支承面应详细检查,准确调整拱架支承面和顶部标高,并复测跨度,确认无误后方可进行安装●各片拱架在同一节点处的标高应尽量一致,以便拼装平联杆件●风力较大地区,设置风缆(4)支架、拱架应能抵御施工过程中可能发生的偶然冲击和振动安装的注意事项:①地基:●安装立柱的地基必须有足够的承载力●立柱地段应设垫木来分布和传递压力●保证浇筑砼后不发生超过允许范围的沉降②施工中的脚手架和便桥不应与结构物的模板支架相连接,一面施工振捣影响砼浇筑质量③保护:●船只或汽车通行孔的两边支架应加设护桩,夜间用灯光标明行驶方向●施工中易受漂流物冲撞的河中支架应设坚固的防护设施(5)检查:●安装完毕后,检查平面位置、顶部标高、节点联结、纵横向稳定性●符合要求后,方可进入下一道工序(6)砼浇筑或拱圈砌筑过程中,承包人应随时测量和记录支架和拱架的变形及沉降量(7)支架预压:●现浇砼梁板结构,在支架架设后,应按图纸要求和监理工程师指示,对支架进行预压●加在支架上的预压荷载应≥梁板自重(三)模板、支架、拱架的拆除●时间:承包人拟定拆模时间的12h之间●程序:承包人向监理工程师报告拆模建议,并取得监理工程师同意●责任:由于拆模不当引起砼损坏,其修补费用由承包人承担●卸落拱架:承包人用仪器观察拱圈挠度和墩台变位情况,并做好记录,供监理工程师查阅和控制1.拆除期限的原则规定:(1)拆除期限根据结构物特点、模板部位、砼所达到强度决定①非承重侧模板:●砼强度能保证拆模时其表面和棱角不会受损●一般为砼抗压强度≥②芯模和预留孔内模:●砼强度能保证拆模时不发生塌陷和裂缝现象●拔除时间按施工技术规范确定③钢筋砼结构的承载模板、支架、拱架:●砼强度能承受其自重及其他可能的叠加荷载●构件跨度≤4m,砼强度=设计强度标准值的50%●构件跨度>4m,砼强度=设计强度标准值的75%(2)石拱桥拱架卸落时间的要求:①浆砌石拱桥:●砂浆强度达到设计要求●如无设计要求,砂浆强度达到70%②不同跨径拱桥卸架时间要求:●跨径<10m,宜在拱上建筑全部完成后卸架●中等跨径的实腹式拱,宜在护拱砌完后卸架●大跨径空腹式拱,宜在拱上小拱横墙砌好小拱圈未砌时卸架③裸拱卸架:●对裸拱进行截面强度和稳定性验算●采取必要的稳定措施2.拆除时的技术要求:(1)拆除顺序:●按设计顺序拆除●设计无规定,遵循先支后拆、后支先拆顺序●严禁抛扔(2)落模设备:●为便于支架拱架拆卸,根据结构型式、承受的荷载大小及需要的卸落量●在支架和拱架适当部位设置相应的木楔、木马、砂筒、千斤顶等落模设备(3)卸落程序:●按拟定卸落程序进行,分几个循环卸完●卸落量开始小逐渐增大●纵向对称均衡卸落,横向同时卸落●拟定卸落程序的注意点:①卸落前,在卸落设备上标记每次卸落量的记号②满布式拱架卸落,可从拱顶向拱脚依次循环卸落;拱式拱架可在两支座处同时均匀卸落③简支梁、连续梁宜从跨中向支座依次循环卸落;悬臂梁先卸挂梁及悬臂的支架,再卸无铰跨内的支架④多孔拱桥卸架,若桥墩允许承受单孔施工荷载,可单孔卸落,否则多孔同时卸落,或各连续孔分阶段卸落⑤拱架卸落时,应设专人用仪器观测拱圈挠度和墩台变化情况,并详细记录;另设专人观察是否有裂缝产生(4)墩、台模板宜在其上部结构施工前全部拆除;拆除模板,卸落支架或拱架时,不允许猛烈的敲打和强扭(5)模板、支架、拱架拆除后,应维修整理,分类妥善存放。
主拱圈拱架施工方案
主拱圈拱架施工方案1、主拱圈拱架选择主拱圈拱架的型式分为木拱架和钢拱架两大类,钢拱架又分为组合钢梁式拱架、桁架式拱架、贝雷式拱架、扣件式管拱架等。
将房屋建筑施工用的钢管脚手架移植到拱桥施工中作钢拱架,目前已很普通,拱架塔建的跨度已由40m发展到m,拱架高度已达30m。
不仅在陆地上,在水深7m左右的河流中也可使用扣件式钢管拱架。
其最大优点是材料容易??,无须用起吊设备或浮船,要求的技术含量不高。
只要有专业的架子工便可搭设,杆件容易搬动,容易搭设。
但其最大缺点是用材料多,花工多。
根据本工程的特点,河水深最大水深6m),民工队伍的技术力量差、设备欠缺等实际情况,因此选择扣件式钢管作为拱架搭设材料。
2、拱架承台由于本工程分为两个枯水季节施工,第一个枯水季节从2007年12月1日~2008年4月30日,要求完成中间桥墩和南北两个桥台。
桥梁主拱圈和上部结构要到2008年10月以后第二个枯水季节才能施工。
为便于拱架施工和拱架的安全稳固,在围堰内抽干水后,浇筑混凝土拱架承台。
承台高出正常河水位0.2m,在承台上搭设钢梁(I 字钢或槽钢),拱架立柱支承于钢梁上。
承台之间的跨度取决于钢梁的长度,从经济方面考虑,打算租用浇筑水泥路面用的钢模(槽钢)来做钢梁。
根据调查,22cm宽的钢模最长的有3.3~3.5m。
因此,承台的净跨度为2.8~3.0m,承强宽度1.0m,长度29m。
为使承台容易拆除,在承台中心预埋Φ25mm的塑料管间距1.5m,管底离地面0.5m,采用膨胀炸药爆破。
第二跨拱有一纵向围堰,妨碍承台施工,可以直接将钢管打入围堰土中,直到河床底的砂卵石层上以不下沉为止。
围堰顶部用砂包垫底,在其上再铺垫6cm厚木板,作为钢管立柱基础。
图一为承台的布置方案。
3、拱弧曲线主拱圈设计拱轴曲线采用悬练线型,拱净跨50m,矢跨比1/8,拱净高6.25m,拱圈厚1.0m,混凝土标号为C35。
为便于拱架搭设,将拱轴坐标作了以下变动:○1将拱轴线坐标往下移至起拱线,拱轴曲线变为拱弧底(即模板面)曲线。
模板、拱架和支架作业指导书
模板、拱架和支架作业指导书1 范围本指导书工程包括就地浇筑和预制混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土,石料用混凝土预制块砌体所用模板、拱架和支架的设计、制作、安装、拆卸施工等有关作业。
2 材料1.木材木材应符合《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025—86)中的承重结构选材标准,其树种可按本地区实际情况采用,材质不宜低于Ⅲ等材。
2.钢材一般可采用符合《碳素结构钢》(GB/T 700—1988)中的牌号Q235钢标准的钢材。
3.内拉杆或隔块模板中使用钢制内拉杆、钢制或塑料隔块应经项目部批准。
金属拉杆所有配件的设计应保证在其拆除时留下的孔穴尺寸最小,并符合强度和美观的要求。
钢制内拉杆应配合符合其尺寸的硬塑套管使用,并确保模板的拉杆孔位不漏浆、不泌水、模板不变形。
3 模板、拱架和支架的设计1.所有混凝土构件外漏面必须采用钢模板。
对于大面积混凝土,其每块模板的面积应大于1.0m ²。
本工程墩、柱、盖梁、预制梁、护栏及涵洞通道外漏面混凝土工程不允许使用旧钢模板。
预制梁、板底座面板铺设厚度不小于5mm钢板。
2.模板、拱架和支架的设计荷载及其组合,按照表1的规定执行;计算模块、支架和拱架的强度和稳定性时,应考虑作用在其上的风力;设于水中的支架,尚应考虑水流压力、流冰压力和船只漂流物等冲击力荷载。
模块、支架和拱架设计计算的荷载组合表1注:1.表格荷载编号代表:(1)模板、支架和拱架自重;(2)新浇筑混凝土、钢筋混凝土或其他圬工结构物的重力;(3)施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载;(4)振捣混凝土时产生的荷载;(5)新少筑混凝土对侧面模板的压力;(6)倾倒混凝土产生的水平荷载;(7)其他可能产生的荷载,如雪荷载、冬季保温设施荷载等。
2.模板、支架和拱架的设计,可按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025—86)的有关规定执行,普通模板荷载计算按《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041—2000)附录D进行。
现浇渡槽施工方案
1. 前言2#渡槽为双曲拱式渡槽,跨度60m,条石砌筑拱座。
拱桥由三支拱肋作为支承,边拱肋为变形截面,中间拱肋为矩形断面。
拱肋间有横系梁、拱肋上有两波拱波连接。
拱背上为钢筋混凝土排架,排架上部为槽托,渡槽槽身支承在槽托上。
槽身为钢筋混凝土按10m长度分缝。
各部位构件均为现浇钢筋混凝土结构。
本方案采用满堂式钢管扣件(脚手架)制作拱架进行渡槽的施工。
拱架的设计、立模及混凝土浇筑程序及方法是本方案的重点。
2.施工程序施工程序如下:1.施工准备(场地平整、材料准备等);2.拱架搭设、设备就位;3.立模,拱肋绑扎钢筋(拱波、排架、槽托及槽身钢筋预先绑扎成骨架);4.拱肋混凝土分段浇筑、养护、拆模;5.拱波立模、钢筋骨架拼装;6.拱波及拱背混凝土浇筑、养护、拆模;7.排架立模、钢筋骨架拼装、混凝土浇筑、养护、拆模;8.槽托立模、钢筋骨架拼装、混凝土浇筑、养护、拆模;9.槽身立模、钢筋骨架拼装、混凝土浇筑、养护、拆模;;10.卸落满堂式拱架;11.工程收尾。
3.拱架类型本方案考虑采用满堂式脚手架搭设拱架。
该钢管拱架由立杆(立柱)、小横杆(顺水流方向)、大横杆(顺桥轴线方向)、剪刀撑、斜撑、扣件和缆风索组成,并以各种形式的扣件(如直角扣件、回转扣件和套筒扣件)联结各杆件。
立杆和横杆钢管直径均采用Φ48.25mm,壁厚3.5m m。
立杆是承受和传递荷载给地基的主要受力杆件,其间距取为:纵向间距取1.0m,共61排;横向间距取O.8m,每排8根,共计488根。
节点扣件共计8×850+8×45=7160个。
顶端小横杆是将模板、混凝土构件重力、施工临时荷载传给立杆的主要受力构件,其余小横杆起横向联结立杆的作用。
大横杆起纵向联结立杆的作用。
大横杆的间距取1.5m。
缆风索是保证扣件式钢管拱桥整体横向稳定的重要措施,且承受水平力。
其位置设在3L/8用和L/4处,捆绑点上下游缆风绳对称交叉,且对等收紧。
采用该方法的原因是由于杆件轻,运输传递灵活方便,无须特殊起吊设备,工作面宽,拱架的搭设进度快。
钢拱架内力计算
隧道初期支护中的工字钢钢架在隧道开挖之后主要承受支护后方的围岩压力作用,由于洞内工序的变化,钢架截面上的应力分布必然很复杂。
对于某一个特定工字钢横截面而言,现场观测中无法沿该横截面全断面布置仪器,因此现场观测选择在工字钢量测翼缘布置应变计。
如图2-13所示,通过现场跟踪量测,可得到工字钢靠近围岩里外两侧翼缘的应变in ε、out ε,由下式可分别确定里外两侧翼缘的应力in σ、out σ。
g E σε=(2-1)式中,E g 为型钢的弹性模量,一般情况下按210GPa 取值。
确定里外两侧翼缘的应力in σ、out σ之后,可认为工字钢横截面上应力分布在in σ、out σ之间按线性分布,由此得到工字钢横截面上的应力分布。
由中性轴定义,即横截面与应力平面的交线上各点的正应力值均为零,由此可确定横截面上中性轴的位置,取中性轴位置为横截面上的计算轴,则有A N dA σ=⎰(2-2) AM y dA σ=⋅⎰(2-3)图2-1工字钢横截面应力分布示意图换算出钢拱架与喷射混凝土的轴力和弯矩后,就必须进行其强度校核。
按《公路隧道设计规范JTG D70-2004》规定,对喷射混凝土及钢拱架强度校核可按如下方法分别进行:轴力由钢拱架与喷射混凝土共同承担,而弯矩则仅有钢拱架承担,分别计算出各自的内力后再进行强度校核。
这里假定已知进行强度验算断面的轴力和弯矩分别为N 、M ,则有:(1)喷射混凝土承担的轴力h Nh hh h h g gA E N NA E A E =+(2-4)(2)喷射混凝土承担的弯矩h M0h M =(2-5)(3)钢架承担的轴力g Ng g g h h g gA E N NA E A E =+ (2-6)(4)钢架承担的弯矩g Mg M M =(2-7)因此,喷射混凝土及钢拱架的强度校核可参照下式进行。
(1)综合安全系数法喷射混凝土截面压应力应满足如下要求:hy h hy h K N R A α≤(2-8)钢拱架压应力应满足如下要求:g g g gy gg N M K R A W ⎛⎫+≤ ⎪ ⎪⎝⎭ (2-9)钢拱架拉应力应满足如下要求:g g g gl gg N M K R A W ⎛⎫-≤ ⎪ ⎪⎝⎭ (2-10)(2)分项安全系数法喷射混凝土截面压应力应满足如下要求:01hh h hR N A αγγαγ≤(2-11)钢拱架压应力应满足如下要求:01g g gygg gy N M R A W γγγ⎛⎫+≤ ⎪ ⎪⎝⎭ (2-12)钢拱架拉应力应满足如下要求:01g g gl gg gl N M R A W γγγ⎛⎫-≤ ⎪ ⎪⎝⎭ (2-13)式中,N 、M 分别为单位长度内校核截面轴力及弯矩;h E 、g E 分别为喷射混凝土及钢拱架的弹性模量;h N 、g N 分别为喷射混凝土及钢拱架分别承担的轴力;hy K 喷射混凝土的抗压极限强度安全系数;g K 钢拱架的抗压极限强度安全系数;hy R 、gy R 和gl R 分别为喷射混凝土的极限抗压强度和钢拱架的极限抗压、抗拉强度;h A 、g A 分别为喷射混凝土及钢拱架的计算截面面积;g W 为钢拱架抗弯刚度,对格栅拱架g g i W A R =,对型钢钢架查阅相关表格;α偏心影响系数,按规范取值;h 为计算截面厚度。
大型立式圆筒形储罐拱架应力强度计算
在集中力F(考虑左右对称的2个力)作用 下,按前面均布载荷作用下支点反力计算,同样
可得:+
%=F
H=H8
2
腹=一手善(五疋).K+善(五Fi)-
÷∑(五E)·K+.∑E·五
J
i=j+l
i叫+I
7A·F
,
=∑E·噩一÷∑(五一)·K+薹(五E)
ifj,t.1
J j=l
关键词储罐拱架应力计算 储罐大型化具有占地面积小,节省钢材、管
件、配件、投资,便于操作管理等优点,所以罐
区储罐大型化是发展的必然趋势。 储罐大型化主要要解决的问题是罐顶结构,
梁受到无数个大小随x变化的集中力P(x)的作 用。拱架梁的受力见图1。
固定顶储罐结构主要有:平面桁架结构、柱支撑
结构、拱架梁结构、网壳结构。平面桁架由于受 力不均,仅在罐壁的局部区域支撑,仅用于储罐 直径较小的情况;柱支撑结构需要在罐顶与罐底 之间设置多根支柱,对基础均匀性沉降要求较 高;网壳结构采用有限元的分析方法,需要采用
专业的有限元软件进行计算。目前,在国内外各
种罐区中,用得较多的是拱架梁结构。 在API
650、API 620、SH 3046、GB
50341等储
图1
均布载荷作用下拱架梁的受力图
罐的设计标准中,对拱架梁的强度计算都未作详细
集中力Ptx)计算:
的叙述。国外工程公司基本都有自己的计算方法。
本文采用三铰拱原理,对拱架受均布载荷和 集中载荷情况下的拱架梁任意截面处的弯矩、轴
14.688 ll&169 124.857
14.519 95.292 109.811
14.443 80.262 94.706
隧道工程量复核(公式版)
一、明洞衬砌(双洞每延米)1、S1=π*8.52*60°/180°+π*6.22*30°/180°+2.65*(1.3+6.89)*2-3.98*1.99/tan60°/2+π*22.72*17°39′59″/180°-0.5*22.7*22.7*sin(17°39′59″*2)=146.79m22、S2=π*7.82*60°/180°+π*5.52*43°11′55″/180°+π*12*59°8′6″/180°-3.98*1.99/tan60°/2+π*222*17°39′59″/180°-0.5*21*21*sin(17°39′59″*2)+[3.98+21*sin(17°39′59″)*2]*1.03/2=115.59m23、S3=π*22.35*17°39′59″/180°*0.7*2=9.65m24、则C25拱墙砼衬砌:(S1-S2-S3)*2=(146.79-115.59-9.65)*2=43.1m2则C25仰拱砼:S3*2=9.65*2=19.3m25、C25中墙砼衬砌:(4.51+2.55)*3.35/2+2.55*2.65-(π*6.22*30°/180°-0.5*6.2*6.2*sin(30°)*2)=17.68m26、隧底填充:[π*222*32°20′56″/360°-0.5*22*22*sin(32°20′56″)+12.25*(0.17+0.19)/2-0.14*0.5*2]*2=18.42m37、防水板:(π*8.5*120°/180°+π*6.2*30°/180°*2+2.65*2)*2=59.18m28、每延米衬砌钢筋:N1=φ25=π*8.42*120°/180°+π*6.12*30°/180°*2+2.57*2+1.24*2+0.2*2=32.06m 根数:1÷0.167*2=12根重量:12*32.06*3.85=1481.17kgN2=φ25=π*7.88*120°/180°+π*5.58*57°23′34″/180°*2+0.2+0.2=28.08m 根数:1÷0.167*2=12根重量:12*28.08*3.85=1297.3kgN4=φ25=π*22.62*42°1′49″/180°+0.2*2=16.99m 根数:1÷0.167*2=12根重量: 12*16.99*3.85=784.94kgN3=φ25=π*22.08*43°6′32″/180°+0.2*2=17.01m 根数:1÷0.167*2=12根重量: 12*17.01*3.85=785.86kgN5=φ12=1m 根数:[(32.06+28.08)÷2-0.4]÷0.25+[(16.99+17.01)÷2-2.88]/0.25=174根/环重量:1*174*2*2*0.888=618.05kgN6=φ10=0.72m 根数:N1=π*8.42*120°/180°+π*6.12*30°/180°*2=24.04mN2=π*7.88*120°/180°+π*5.58*30°/180°*2=22.35m(24.04+22.35)/2/0.25+1+[(16.99+17.01)÷2-2.88]÷0.25+1=152根 重量:0.72*152*6*0.617=405.15kgN7=φ10=0.992m (平均) 根数:2.57/0.25*2=20根 20根/排*6排=120根 重量:0.992*120*0.617=73.45kg则HRB335钢筋: 1481.17+1297.3+785.86+784.94+618.05=4967.32kg HPB235钢筋: 405.15+73.45=478.6kg 二、大管棚及套拱1、C30混凝土:{(π*9.182*100.14/360°+π*9.78²*100.14/360°)+(π*8.032*26.78/360°+π*7.43²*26.78/360°)*2+0.5*0.8*2*2}*4=15.09m 22、φ127mm 孔口管(壁厚4mm ):57孔*2m/孔*4*12.1335=5532.876kg3、φ108无缝钢管(壁厚6mm ):出口端:57根*40m/根*2=4560m 进口端:57根*40m/根*2=4560m4、φ18钢筋:(9*16.13+3.46*2*9+(1.25*2+0.4*2+0.2*2)*9)*1.998+(9*17.01+3.39*2*9+(0.84*2)*9)*1.998*4=(481.02+458)*4 =3756.08kg5、φ12钢筋:190*190*0.888*4=1282.272kg6、φ8钢筋:(637.6+45.9)*0.395*4=1080kg 三、Ⅴa 型围岩(一)、Va 级围中导洞每延米隧道工程量计算 1、初期支护工程量:1)、开挖方量计算:a=π*3.252*︒︒360180=16.593mb=2.85*6.5=18.533m V=a+b=35.123m2)、C20喷射混凝土方量计算:喷砼后内轮廓面积: a=π*3.052*︒︒360180=14.613mb=2.65*6.1=16.173m V ‘=a+b=30.783m喷砼方量为:V- V ‘=35.12-30.78=4.343m3)、I16钢拱架计算: A 单元长度: 2π*3.15*︒︒36060-2*0.014=3.269m B 单元长度:2.85-2*0.014=2.836m C 单元长度:6.1m一榀拱架总长:L=3A+2B+C=3*3.269+2*2.836+6.1=21.58m 一榀拱架总重:M=21.58m*20.515㎏/m =442.71㎏ 4)、钢拱架Ф22连接钢筋计算:环向间距为1 m ,每环根数: 15.479/1=16根,总重16根*0.5m/根*2.98㎏/m=23.84㎏ 5)、Ф22锁脚锚杆计算:每榀根数: 8根 总长3*8m=24m ,总重24m*2.99㎏/m=71.68㎏ 6)、 φ8单层钢筋网(网格尺寸20cm*20cm )计算: 总长:15.91m*2.01+1m*2.091.15=160.55m总重160.55m*0.395㎏/m=63.42㎏ 7)、螺栓、螺帽:每榀16套,总重:16*(0.1824+0.0619)=3.91㎏ 8)、180*170*14连接钢板每榀12块,每块重3.96㎏,总重:12*3.96=47.52㎏ 9)、22Φ药卷锚杆:环向间距1m*纵向间距0.5m ,单根长3.5m 每环根数为15.479m/1m=15根 每延米总长为15*1÷0.5*3.5=105m 总重105m*2.98㎏/m=312.9㎏ 10)、45Φ*4mm 超前小导管:环向间距0.4m*纵向间距2m ,单根长4m 每环根数为2π*3.25*︒︒360180/0.4=26根每环总长为26*4=104m ,每延米总长为104m*1/2=52m11)、注浆量1.323m2、中隔墙每延米工程量1)、RD25N 中隔墙中空注浆锚杆计算拱部单根长3.5m ,纵向间距0.8m ,环向间距0.75m ,每环3根,共10.5m ; 底部单根长4.0m ,纵向间距0.8m ,环向间距0.8m ,每排6根,共24m ; 故锚杆每延米总长为(10.5+24)÷0.8=43.13m ; 每延米总重43.13m*2.5㎏/m=107.83㎏ 2)C10片石混凝土量:每延米:1.18m 33)I20a 钢支撑:361.7kg 4)360*200*14连接钢板每榀共10块,每米=10÷0.6=16.67块 W=0.00785*360*200=565.2kg*0.014m=7.91kg 单块重量:565.2kg*0.014m=7.91kg 总重为7.91㎏*16.67=131.83kg 5)螺栓、螺帽:7.8㎏6)顶部C20喷射混凝土工程量计算V1= =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'''-'''⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-22866sin 1802286605.321sin 1802122πααπr 1.11m ³ V2=ab/2=3.33*0.35÷2=0.58 每延米V= V1+V2=1.69 m ³ 3、中隔墙衬砌钢筋计算N125Φ钢筋:单根长度为:2*(15+391.6+42)+434=1331.2㎝ 纵向间距为16.67cm ,每延米6根 每延米总长为13.31m*6=79.86m每延米总重79.86m*3.857㎏/m=308.02㎏ N225Φ钢筋:单根长度为: π*6.08*︒'︒180'05'2246+0.30=5.38m纵向间距为16.67cm ,每延米两侧各6根,共计12根 每延米总长为5.38m*12=64.56m 每延米总重64.56m*3.857㎏/m=249.0㎏ N325Φ钢筋:单根长度为: 493+15*2=523㎝ 纵向间距为16.67cm ,每延米6根 每延米总长为5.23m*6=31.38m每延米总重31.38m*3.857㎏/m=121.03㎏ N425Φ钢筋:单根长度为: 300+15*2=330㎝ 纵向间距为16.67cm ,每延米6根 每延米总长为3.3m*6=19.8m每延米总重19.8m*3.857㎏/m=76.37㎏ N514Φ钢筋:单根长度为:100㎝顶部间距为25cm ,底部间距为21.5cm ,腰部间距为25cm ,直墙间距为25cm ,中部间距为25cm 每延米根数为25300+5.21434+25508*2+2555*2+25493=111.4根 每延米总长为1m*111.4=111.4m 每延米总重111.4m*1.21㎏/m=134.79㎏ N6φ10钢筋:单根长度为: 297.7㎝竖向间距为50cm ,纵向间距为16.67cm ,梅花形布置,共6排 每排根数为50501,故相邻两排根数分别为10根、9根 故每延米总根数(6*10+6*9)÷2=57根 总长为2.977m*57=169.69m每延米总重169.69m*0.617㎏/m=104.7㎏ 中隔墙每延米钢筋工程量:25Φ钢筋754.6㎏, 14Φ钢筋134.79㎏, φ10钢筋104.7㎏4、每延米中隔墙C25衬砌混凝土 先按照中隔墙一侧分为三部分进行计算:弓形V1:=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛-''53'3031sin180''53'30312.621sin1802122πααπr0.52弓形V2:=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛-''10'847sin180''10'8477.121sin1802122πααπr0.13面积a=(1.44+1.59)*3.36/2-弓形V1=5.09-0.52=4.57㎡面积b=(1.44+2.25)*1.09/2-弓形V2=2.01-0.13=1.88㎡面积c=2.25*0.55=1.238㎡总面积为:2(a+b+c)=15.376㎡故每延米混凝土方量为15.383m(二)、Va级围岩双洞每延米工程量计算:1、洞身开挖:[π*8.982*60°/360°+π*6.682*52°6′19″/360°+4.82*1.15/2) *2+(9.65+16.36) *1.36/2+23²/2*(40°40′17″π/180-sin40°40′17″)] *2-3.25²/2*(71°59′17″π/180-sin71°59′17″)-6.68²/2*(45°47′7″π/180-sin45°47′7″)-2*2.43*3.2/3+2.32*0.74/2-6.68²/2*(43°22′8″π/180-sin43°22′8″)-3.25²/2*(60°33′46″π/180-sin60°33′46″)- 2*1.71*0.02/3+1.62*0.55/2-2.29*3.09/2-2.29*2.11-2.83*1.63/2-1.63*2.11+35.12=344.28m3 2、C20喷射砼:[(π*8.83*120°/180°+π*6.53*51°32′1″/180°+π*6.52*8°57′25″/180°+π*22.85*37°15′15″/180°)*0.3]*2+0.4*2=25m33、RD25N中空注浆锚杆:24根/0.5*4.5m/根*2=432m4、φ45*4mm锁脚钢花管:4根/0.5*4.5m/根*2=72m5、φ22砂浆锚杆: 8根/0.5*4.5m/根*2=144m6、φ22药卷锚杆(锁脚):14根/0.5*4m/根*2=224m7、φ8钢筋网:π*8.83*120°/180°+π*6.53*51°32′1″/180°+π*6.52*8°57′25″/180°=25.9m25.9÷0.2+1=131根(131+25.9*5)*2*0.395*2=411.6kg8、C25拱墙砼:(π*8.15*120°/180°+π*5.85*43°11′55″/180°*2)*0.7*2=36.97m39、C25中墙砼:15.38m310、C25仰拱砼:(π*1.35*59°8′6″/180°*2+π*22.25*35°19′59″/180°)*0.7*2=23.1m311、隧底填充:[π*222*32°20′56″/360°-0.5*22*22*sin(32°20′56″)+12.25*(0.17+0.19)/2-0.14*0.5*2] *2=18.52m312、中墙底部回填:0.13 m313、1/2预留变形量:[(π*8.59*120°/180°+π*6.29*43°11′55″/180°+π*6.06*9°15′15″/180°)*0.18]/2*2=4.27m314、防水层:[π*8.5*120°/180°+(π*6.2*50°56′18″/180°+π*1.7*59°8′6″/180°)*2]*2=61.3m215、φ45超前小导管:π*8.98*124°22′54″/180°=19.48m19.48/0.35=56根 56根*4.5m/根*2=504m/排每延米=504m/排÷2m=252m16、注水泥浆:Q=π*(0.7*0.35)2*4.5* 0.05=0.04239m3/根注浆量:56*0.04239*2=4.75m317、工字钢:A单元:π*8.83*40°/180°-0.014*2=6.133mB单元:π*6.53*51°34′31″/180°-0.014*2=5.847mC单元:π*22.85*20°38′34″/180°-0.014*2=8.200mD单元:π*22.85*18°23′47″/180°-0.014=7.319mE单元:π*8.83*49°21′25″/180°-0.014=7.589m200*260*14mm连接钢板:0.2*0.26*0.014*7850*11块=62.86kg260*300*14mm连接钢板:0.26*0.3*0.014*7850*1块=8.57kg螺栓:5*4*0.1824=3.648kg螺母:5*4*0.0619=1.238kgφ22纵向连接筋:π*8.83*(80°+49°21′25″)/180°+π*6.53*51°34′31″/180°+π*22.85*(20°38′34″+18°23′47″)/180°=41.38m 41.38÷1=41根41*0.5*2.98*2=122.18kgI22a工字钢:(6.133*2+5.847+8.200+7.319+7.589)*33.1084*2=2729.522kg/榀连接钢材:(62.86+8.57+3.648+1.238)*2=152.632kg/榀18、衬砌钢筋:N1=(π*8.42*120°/180°+π*6.12*43°11′55″/180°*2+π*1.62*59°8′6″/180°*2+π*22.62*35°19′59″/180°)*1.08=47.66m/根N2=(π*7.88*120°/180°+π*5.58*43°11′55″/180°*2+π*1.08*59°8′6″/180°*2+π*22.08*35°19′59″/180°)*1.08=44.02m/根 N3=(47.66+44.02)/1.08/0.5*2*2=679.1根 N4=(47.66+44.02)/1.08/0.333*2*2=1020根 N1(φ22钢筋)=47.66*6*2*2.98=1704.32kg N2(φ22钢筋)=44.02*6*2*2.98=1574.2kg N3(φ12钢筋)=679.1*1*0.888=603.04kg N4(φ10钢筋)=1020*0.72*0.617=453.12kg (三)、Va 型衬砌侧导坑断面(双洞工程数量):1、C20喷射砼:[π*11.1*(47°39′43″+14°48′24″)/180°*0.22-0.3*0.22*2]*2=5.06m 32、φ8钢筋网:L=π*11.22*(47°39′43″+14°48′24″)/180°-0.3=11.93m11.93/0.2+1=61根 1/0.2=5φ8钢筋网:(11.93*5+61)*0.395*2=95.31kg3、φ22砂浆锚杆:11.58/1.2=9根 9*3.5*2.98*2/0.5=375.48kg4、φ45超前小导管:12根*3.5÷2*2=42m注水泥浆:Q=π*(0.7*0.4)2*3.5*0.05=0.043m 3/根 注浆量:12*2*0.043÷2=0.52m 35、I20a 工字钢:L=π*11.1*(29°52′24″*2)/180°-0.028=11.541m 11.541*28.0586*2=647.646kg 连接钢板:0.26*0.2*0.014*7850*2块*2=22.86kg 0.24*0.2*0.014*7850*4块*2=42.2kg 螺栓:4*0.1824*2=1.46kg 螺母:4*0.0619*2=0.5kg连接钢材合计:22.86+42.2+1.46+0.5=67.02kg6、φ16纵向连接筋:L=π*11.1*(29°52′24″*2)/180°=11.57m11/1=12根 12*0.5*1.58*2=18.96kg 四、Ⅳa 型围岩(一):Ⅳa 型全断面开挖支护(双洞) 1、主要工程量计算外轮廓:a=π*8.792*︒︒360120-1.99*1.15=78.62 3mb=π*6.492*2*︒︒360"12'1851=37.71 3mc=(3.98+16.08) ÷2*2.36=23.673md=π*22.62*︒︒360"41'3137-0.5*22.62*sin("41'3137︒)=11.713m e=21*2.44*0.83+21*4.68*1.48+〔︒︒360"7'442*π*6.492-0.5*6.492*sin("7'442︒)〕+〔︒︒360"39'957*π*3.252-0.5*3.252*sin("39'957︒)〕=6.663mf=(0.5*π*3.252+6.5*3.31)-(6.66+0.5*0.7*0.29+0.57*1.47*0.5) -21*〔6.49*(︒︒180"1'2127*π*6.49-3.07)+3.07*0.18〕-21*〔3.35*(︒︒180"46'3768*π*3.25-3.66)+3.66*0.55〕-21*2.61*3.03-〔(2.17+2.61) *1.95÷2 〕-1.4*0.49*21=20.213m2、开挖断面g=(a+b+c+d) *2+f =303.42+20.21=323.633m3、φ45注浆小导管:导管数量:〔( ︒︒18050*π*8.79*2)÷0.4+1〕*2=78根导管总长:78*4.0=312m4、水泥浆:Q=π*(0.7*0.4)2* 4.0* 0.05=0.049m 3注浆量:78*0.049=3.84m 35、喷射混凝土:〔︒︒18060*π*8.53*2+︒︒180"43'19*π*6.23+︒︒180"12'1851*π*6.23〕*0.26*2=12.7m 36、RD25N 中空注浆锚杆:〔︒︒18060*π*8.79*2+︒︒180"43'19*π*6.49〕÷0.8÷0.6*2*4=323.8m7、锁脚花管:13.3*4=53.2m 8、Φ22砂浆锚杆:︒︒180"12'1851*π*6.49÷0.8÷0.6*2*4=93.2m9、拱架:A 单元:c=m 03.665.818040=⨯⨯︒︒︒π 共2件 I a 20 M=47.3369.2703.62=⨯⨯kgB 单元: c=74.535.6180484751'''=⨯⨯︒︒πm 共1件I a 20 M=1*5.74 ⨯27.9=160.1kg C 单元: I a 20:2089.2765.8180"8'2449=⨯⨯⨯︒︒πkg 共1件连接钢板:240*200*14 14件 总重:14*5.275=73.85kg 240*300*14 2件 总重:2⨯7.913=15.826kg 螺栓:共24件总重=24⨯0.1824=4.378kg 螺母:共20件总重=24⨯0.0619=1.486kg则I20a 工字钢:(336.47+160.1+208)*2=1409.14kg/榀 连接钢材:(73.85+15.826+4.378+1.486)=95.54kg/榀Φ22纵向连接筋:(6.03*2+5.74+7.45)/1*2=50根 50*0.6*2.984=89.52kg/榀 10、衬砌钢筋: N1 Φ22 L=︒︒18060*π*8.32*2+︒︒180"55'1143*π*6.02*2+︒︒180"6'859*π*1.52*2+︒︒180"59'1935*π*22.52*1.08*10=470.1m470.1*2.98=1400.9kg N2 Φ22 L=︒︒18060*π*7.88*2+︒︒180"55'1143*π*5.58*2+︒︒180"6'859*π*1.08*2+︒︒180"59'1935*π*22.08*1.08*10=440.2m440.2*2.98=1311.8kgN3 Φ12 (43.53÷0.3+40.76÷0.3)*2=560m 560*0.888=497.3kgN4 Φ8 (43.53+40.76)÷0.6*0.604=422.8m422.8*0.395=167HRB335钢筋重量为:1400.9+1311.8+497.3=3210.0kg ,HPB235钢筋重量为:167.0kg 11、Φ22药卷锁脚锚杆:10根/排*4m/根÷0.6*2=133.3m 12、φ8钢筋网:L=︒︒18060*π*8.79*2+︒︒180"12'1851*π*6.49+︒︒180"43'19*π*6.49=25.2m25.2÷0.2+1=127根 (127+25.2*5)*0.395*2=199.8kg13、C25拱墙混凝土:2*〔︒︒180"55'1143*π*5.8*0.6+︒︒18060*π*8.1*0.6〕*2=30.8m 314、C25仰拱:(2*︒︒180"6'859*π*1.3*0.6+︒︒180"59'1935*π*22.3*0.6)*2=19.72m 315、填充:︒︒360"24'2035π*222 =149.27m 3〔149.27-(0.15*0.5+21*0.63*0.19+0.5*0.14+21*0.46*0.14) -21*sin("24'2035︒)*222〕*2=18.35m 316、防水层:2*〔︒︒18060*π*8.4+︒︒180"12'1851*π*6.1〕*2=57m 2 17、1/2预留变形量回填砼: 〔︒︒18060*π*8.4325*2+︒︒180"12'1851*π*6.1325*2〕*0.065*2=3.72m 3(二)、Ⅳa 型侧导坑支护(双洞数量) 1、C20喷射混凝土:V =π*11.09*︒︒180"39'2258*0.18*2=4.063m2、φ8钢筋网:L=π*11.18*︒︒180"40'5857=11.9m 11.9÷0.25+1=49根(49+11.9*4)*0.395*2=76kg 3、φ22砂浆锚杆:L=π*11.18*︒︒180"13'2659=11.6m11.6÷1.2÷0.6*3*2.98*2=268.2kg4、拱架:A 单元:c=61.508.1118021029'''=⨯⨯︒︒π 共2件 I 16 M=4605.2061.54=⨯⨯kg连接钢板:220*200*14 2件 总重:2*4.836=9.67kg 220*180*14 8件 总重:8⨯3.956=31.65kg 螺栓:共8件总重=8⨯0.1824=1.64kg 螺母:共8件总重=8⨯0.0619=0.5kgφ16连接钢筋:22⨯0.948=20.86kg则I16工字钢:460kg ,连接钢材:9.67+31.65+1.64+0.5=43.46kg , φ16纵向连接筋:20.86kg (三)、Ⅳa 型中导洞支护 1、C20喷射砼:π*3.15*0.2+2.85*0.2*2+6.1*0.2=4.34m 32、φ8钢筋网:L=π*3.25+2.85*2=15.9m 15.9÷0.2+1=81根(81+15.9*5)*0.395=63.4kg 3、φ45注浆小导管:导管数量:π*3.25÷0.4=26根 导管总长:26*3.5/2.4=37.92m4、水泥浆:Q=π*(0.7*0.4)2*3.5*0.05=0.043m 3注浆量:26*0.043=1.12m 3 5、Φ22砂浆锚杆:锚杆长度:15÷0.8*3.5*2.98=195.56kg6、I 14支护拱架: 2.837*2+14.318060⨯⨯︒︒π*3=15.53m每榀I14重:15.53*16.89=262.3kg 螺母(套):16*0.0619+16*0.1824=3.91kg/榀 14mm 连接钢板:0.18*0.17*10*109.9=33.6kg/榀 Φ22纵向连接筋:16*0.8*2.987=38.24kg/榀 锁脚锚杆:3*8*2.98=71.52kg/榀 7、RD25N 中空注浆锚杆:3*3+3.5*6=30m 8、喷射混凝土回填:1.97m 39、回填C10片石混凝土:1.0m 3 10、I20a 工字钢:210.8kg11、连接钢板:0.36*0.2*10*109.9=79.1kg 12、螺栓、螺母:4.9kg13、中隔墙钢筋:N1(Φ25):13.766*5=68.83m 68.83*3.86=265.4kg N2(Φ25):5.32*10=53.2m 53.2*3.86=205.3kg N3(Φ25):5.16*5=25.8m 25.8*3.86=99.5kg N4(Φ25):3.47*5=17.35m 17.35*3.86=66.9kg N5(Φ14):1*81=81m 81*1.21=98kg N6(Φ10):3.16*38=120m 120*0.617=74kg HRB335钢筋重量为:735.1kg ,HPB235钢筋重量为:74kg14、中隔墙混凝土:(3.34+4.5)/2 *4.27-32*4.31*0.58*2+4.5*0.67=16.01m 3五、Ⅳb 型围岩(一)、中导坑支护工程量 1、开挖方量计算: a=π*3.252*︒︒360180=16.593mb=2.85*6.5=18.533mV=a+b=35.123m2、C20喷射混凝土方量计算: 喷砼后内轮廓面积:a=π*3.052*︒︒360180=14.613mb=2.65*6.1=16.173m V ‘=a+b=30.783m喷砼方量为:V- V ‘=35.12-30.78=4.343m3、I14钢拱架计算 A 单元长度: π*3.14*︒︒18060-2*0.014=3.288m B 单元长度:2.87-2*0.014=2.842m一榀拱架总长:L=3A+2B=3*3.288+2*2.842=15.548m 一榀拱架总重:M=15.548m*16.89㎏/ m =262.61㎏ 每延米总重为: 1榀/m *262.61㎏/榀=262.61㎏/ m4、钢拱架Ф22连接钢筋:环向间距为1 m ,每环根数: 15.548/1=16根 每延米总长16m ,总重16m*2.99㎏/m =47.84㎏5、Ф22锁脚锚杆:每榀根数: 8根总长3*8m=24m ,总重24m*2.99㎏/m=71.68㎏6、 φ8单层钢筋网(网格尺寸20cm*20cm ):15.91m ÷0.2+1=81根 总重(15.91*5+81)*0.395㎏/m=63.4㎏7、螺栓、螺帽:每榀16套,总重:16*(0.1824+0.0619)=3.91㎏8、180*170*14连接钢板:每榀10块,每块重3.363㎏,总重:10*3.363=36.33㎏ 9、22Φ药卷锚杆:环向间距1m*纵向间距1m ,单根长3.5m 每环根数为15.548m/1m=15根 每环总长为15*3.5=52.5m 总重52.5m*2.98㎏/m=156.45㎏10、45Φ超前小导管:环向间距0.4m*纵向间距2m ,单根长3.5m每环根数为π*3.25*︒︒18090/0.4=13根 每环总长为13*3.5=45.5m 每延米总长为45.5m*1/2=22.75 每延米总重22.75m*4.045㎏/m=92.02㎏ 注浆量0.723m 11、中隔墙每延米工程量 1)、中隔墙中空注浆锚杆计算拱部单根长3.0m ,纵向间距1.0m ,环向间距0.75m ,每环3根,共9m ; 底部单根长3.5m ,纵向间距1.0m ,环向间距0.8m ,每排6根,共21m ; 故锚杆每延米总长为9+21=30m ,每延米总重30m*2.5㎏/m=75㎏ 2)C10片石混凝土量:0.823m /m3)I20a 钢支撑:纵向间距1m ,每排总长为5.61m 每延米总重5.61m*27.9㎏/m=156.6㎏4)180*170*14连接钢板:共10块,单块重量为6.33㎏,总重为63.3㎏ 5)螺栓、螺帽: 3.9㎏6)顶部C20喷射混凝土工程量计算V=π*3.052*︒︒3606'5175''-0.5*2.21*3.5=2.263m12、中隔墙衬砌钢筋计算N125Φ钢筋:单根长度为:2*(15+412+67)+434=1422㎝纵向间距为20cm ,每延米5根 每延米总长为14.22m*5=71.1每延米总重71.1m*3.857㎏/m=274.2㎏N225Φ钢筋:单根长度为: π*6.08*︒︒180'11'3346+30=524㎝纵向间距为20cm ,每延米两侧各5根,共计10根 每延米总长为5.24m*10=52.4每延米总重52.4m*3.857㎏/m =202.1㎏N325Φ钢筋:单根长度为: 478+15*2=508㎝纵向间距为20cm ,每延米5根 每延米总长为5.08m*5=25.4每延米总重25.4m*3.857㎏/m =97.9㎏N425Φ钢筋:单根长度为: 333+15*2=363㎝纵向间距为20cm ,每延米5根 每延米总长为3.63m*5=18.15 每延米总重18.15m*3.857㎏/m=70㎏N514Φ钢筋:单根长度为:100㎝顶部间距为25cm ,底部间距为21.5cm ,腰部间距为30cm ,直墙间距为33cm , 中部间距为30cm 每延米根数为25300+5.21430+30524*2+3366*2+30478=81根 每延米总长为1m*81=81m每延米总重81m*1.21㎏/m=98.01㎏N6φ10钢筋:单根长度为: 337.22㎝竖向间距为60cm ,纵向间距为20cm ,梅花形布置,共5排 每排根数为60478,故相邻两排根数分别为8根,7根 故每延米总根数3*8+2*7=38根 总长为3.3722m*38=128.14m每延米总重128.14m*0.617㎏/m=79.1㎏则中隔墙每延米钢筋工程量:25Φ钢筋644.2㎏, 14Φ钢筋98.01㎏, φ10钢筋79.1㎏ 13、每延米中隔墙C25衬砌混凝土 先按照中隔墙一侧分为三部分进行计算:面积a=(1.63+1.75)*3.17/2-{π*62*︒︒36044'4130''-0.5*3.18*5.79}=5.357-(9.644-9.206)=4.91㎡面积b=(1.63+2.25)*0.9/2-{π*1.52*︒︒36054'4042''-0.5*1.4*1.09}=1.746-(0.838-0.763)=1.661㎡ 面积c=2.25*0.79=1.778㎡ 总面积为:2(a +b +c )=16.71㎡ 故每延米混凝土方量为16.713m(二)、Ⅳb 级围岩双洞每延米工程量计算: 1、全断面开挖支护(双洞每延米):[π*8.662*60°/180°+π*6.362*43°11′55″/180°-1.992*1.992/ tan60°+π*1.52*59°8′6″/180°+π*22.52*17°39′59″/180°-0.5*212*sin(17°39′59″*2)+(3.9837+21* sin17°39′59″*2)*1.03/2+0.46*2]*2+16.26=312.63m 32、C20喷射砼:[(π*8.53*120°/180°+π*6.25*59°8′6″/180°+π*6.25*9°31′55″/180°)*0.24+0.22]*2=12.62m 33、RD25N 中空注浆锚杆:23根*4m/根*2/0.8=230m4、φ45*4mm 锁脚钢花管:5根*4m/根*2=40m5、φ22砂浆锚杆:7根*4m/根*2/0.8=70m6、φ22药卷锚杆(锁脚):10根*4m/根*2/0.8=100m7、φ8钢筋网:π*6.36*9°31′55″/180°+π*8.66*120°/180°+π*6.36*43°11′55″/180°+0.95=24.941m24.941÷0.2+1=125根 (125+24.941*5)*2*0.395=197.267kg8、C25拱墙砼:(π*8.05*120°/180°+π*5.75*43°11′55″/180°*2)*0.5*2=25.53m 39、C25仰拱砼:(π*1.25*59°8′6″/180°*2+π*22.25*17°39′59″/180°*2)*0.5*2=16.3m 310、隧底填充:[π*222*32°20′56″/360°-0.5*22*22*sin(32°20′56″)+12.25*(0.17+0.19)/2-0.14*0.5*2]*2=18.52m 312、中墙底部回填:1.82m 313、1/2预留变形量:[(π*8.36*120°/180°+π*6.06*43°11′55″/180°+π*6.06*9°31′55″/180°)*0.1]/2*2=2.3m 314、防水层:[π*8.3*120°/180°+(π*6*43°11′55″/180°+π*1.56*31°8′25″/180°)*2]*2=56.1m 215、φ45超前小导管:π*8.66*100°/180°=15.11m15.11/0.4=38根 38根 *4m/根*2=304m/排16、注水泥浆:Q=π*(0.7*0.4)2*4* 0.05=0.049m3/根注浆量:38*0.049*2=3.74m317、A单元:π*8.53*40°/180°-0.014*2=5.927mB单元:π*6.23*52°14′19″/180°-0.014=5.666mC单元:π*8.53*49°37′42″/180°-0.014=7.373m180*220*14mm连接钢板:0.18*0.22*0.014*7850*7块=30.47kg220*300*14mm连接钢板:0.22*0.3*0.014*7850*1块=7.253kg螺栓:3*4*0.1824=2.19kg螺母:3*4*0.0619=0.74kgφ22纵向连接筋:π*8.53*(80°+49°34′45″)/180°+π*6.23*52°18′58″/180°=24.96m24.96÷1=25根 25*0.8*2.98=59.6kgI18工字钢:(5.927*2+5.666+7.373)*24.143*2=1202kg/榀连接钢材:(30.47+7.253+2.19+0.74)*2=81.306kg/榀φ22纵向连接筋:59.6*2=119.2kg/榀18、衬砌钢筋:N1=(π*8.22*120°/180°+π*5.92*43°11′55″/180°*2+π*1.42*59°8′6″/180°*2+π*22.42*35°19′59″/180°)*1.08=46.33m/根N2=(π*7.88*120°/180°+π*5.58*43°11′55″/180°*2+π*1.08*59°8′6″/180°*2+π*22.08*35°19′59″/180°)*1.08=44.02m/根N3=(46.33+44.02)/1.08/2/0.3*2*2=560根N4=(46.33+44.02)/1.08/2/0.6=70根 70*5*2=700根N1(φ22钢筋)=46.33*5*2*2.98=1380.63kgN2(φ22钢筋)=44.02*5*2*2.98=1311.8kgN3(φ12钢筋)=560*1*0.888=497.28kgN4(φ8钢筋)=700*0.504*0.395=139.4kg(三)、Ⅳb级衬砌侧导坑断面(双洞工程数量):1、C20喷射砼:[π*11.08*(45°50′34″+12°13′36″)/180°*0.18-0.24*0.18]=3.96m32、φ8钢筋网:L=π*11.18*(45°50′34″+12°13′36″)/180°-0.24=11.09m11.09/0.25+1=45根 1/0.25=4φ8钢筋网:(11.09*4+45)*0.395*2=70.59kg3、φ22砂浆锚杆:11.09/1.2=9根 9*3*2.98*2/0.8=201.15kg4、I16工字钢:L=π*11.08*(28°30′34″*2)/180°-0.028=10.998m 10.998*20.51*2=451.2kg连接钢板:0.22*0.2*0.014*7850*1块*2=9.67kg 0.2*0.18*0.014*7850*4块*2=31.65kg 螺栓:4*0.1824*2=1.46kg 螺母:4*0.0619*2=0.5kg连接钢材合计:9.67+31.65+1.46+0.5=43.28kg5、φ16纵向连接筋:L=π*11.08*(28°30′34″*2)/180°=11m 11/1=11根 11*0.8*1.58*2=27.81kg 六、Ⅴa 型衬砌类型(双洞数量): (一)、全断面开挖初支(双洞)1、洞身开挖:[π*8.642*60°/180°+π*6.342*43°11′55″/180°-1.992*1.992/ tan60°+π*1.52*59°8′6″/180°+π*22.52*17°39′59″/180°-0.5*212*sin(17°39′59″*2)+(3.9837+21* sin17°39′59″*2)*1.03/2+0.46*2] *2+16.26=309.5m 32、C20喷射砼:[(π*8.52*120°/180°+π*6.24*59°8′6″/180°+π*6.24*9°31′55″/180°)*0.24+0.22]*2=12.6m 33、RD25N 中空注浆锚杆:23根*4m/根*2=184m4、φ45*4mm 锁脚钢花管:4根*4m/根*2=32m5、φ22砂浆锚杆:7根*4m/根*2=56m6、φ22药卷锚杆(锁脚):10*4m/根*2=80m7、φ8钢筋网:π*6.34*9°31′55″/180°+π*8.64*120°/180°+π*6.34*43°11′55″/180°+0.95=24.88m24.88÷0.2+1=125根 (125+24.88*5)*2*0.395=197.026kg8、C25拱墙砼:(π*8.05*120°/180°+π*5.75*43°11′55″/180°*2)*0.5*2=25.53m 39、C25中墙砼:面积a=(1.63+1.75)*3.17/2-{π*62*︒︒36044'4130''-0.5*3.18*5.79}=5.357-(9.644-9.206)=4.91㎡面积b=(1.63+2.25)*0.9/2-{π*1.52*︒︒36054'4042''-0.5*1.4*1.09}=1.746-(0.838-0.763)=1.661㎡ 面积c=2.25*0.79=1.778㎡总面积为:2(a+b+c)=16.71㎡10、C25仰拱砼:(π*1.25*59°8′6″/180°*2+π*22.25*17°39′59″/180°*2)*0.5*2=16.3m311、隧底填充:[π*222*32°20′56″/360°-0.5*22*22*sin(32°20′56″)+12.25*(0.17+0.19)/2-0.14*0.5*2] *2=18.42m312、中墙底部回填:1.82m313、1/2预留变形量:[(π*8.35*120°/180°+π*6.05*43°11′55″/180°+π*6.05*9°31′55″/180°)*0.1]/2*2=2.3m314、防水层:[π*8.3*120°/180°+π*6.0*43°11′55″/180°*2]*2*1.05=55.5m215、φ45超前小导管:π*8.64*100°/180°=15.08m15.08/0.4=38根 38根 *3.5m/根*2=266m/排16、注水泥浆:Q=π*(0.7*0.4)2* 3.5* 0.05=0.043m3/根注浆量:38*0.043*2=3.27m317、A单元:π*8.51*40°/180°-0.014*2=5.913mB单元:π*6.21*52°18′58″/180°-0.014=5.656mC单元:π*8.51*49°34′45″/180°-0.014=7.35m180*220*14mm连接钢板:0.18*0.22*0.014*7850*7块=30.46kg220*300*14mm连接钢板:0.22*0.3*0.014*7850*1块=7.253kg螺栓:3*4*0.1824=2.19kg螺母:3*4*0.0619=0.74kgφ22纵向连接筋:π*8.51*(80°+49°34′45″)/180°+π*6.21*52°18′58″/180°=24.92m24.92÷1=25根 25*1*2.98=74.5kgI18工字钢:(5.913*2+5.656+7.35)*24.143*2=1199.04kg/榀连接钢材:(30.46+7.253+2.19+0.74) *2=81.286kg/榀φ22纵向连接筋:74.5*2=149kg/榀18、衬砌钢筋:N1=(π*8.22*120°/180°+π*5.92*43°11′55″/180°*2+π*1.42*59°8′6″/180°*2+π*22.42*35°19′59″/180°) *1.08=46.33m/根N2=(π*7.88*120°/180°+π*5.58*43°11′55″/180°*2+π*1.08*59°8′6″/180°*2+π*22.08*35°19′59″/180°) *1.08=44.02m/根N3=(46.33+44.02)/1.08/2/0.3*2*2=560根N4=(46.33+44.02)/1.08/2/0.6=70根 70*5*2=700根N1(φ22钢筋)=46.33*5*2*2.98=1380.63kgN2(φ22钢筋)=44.02*5*2*2.98=1311.8kgN3(φ12钢筋)=560*1*0.888=497.28kgN4(φ8钢筋)=700*0.504*0.395=139.4kg(二)、Ⅲa型衬砌侧导坑断面(双洞工程数量):1、C20喷射砼:[π*11.09*(45°50′34″+12°13′36″)/180°*0.18-0.24*0.18]=3.96m32、φ8钢筋网:L=π*11.18*(45°50′34″+12°13′36″)/180°-0.24=11.09 m11.09/0.25+1=45根 1/0.25=4φ8钢筋网:(11.09*4+45)*0.395*2=70.59kg3、φ22砂浆锚杆:11.09/1.2+1=10根 10*3*2.98*2=178.8kg4、I16工字钢:L=π*11.08*(28°27′42″*2)/180°-0.028=10.98m10.98*20.51*2=450.4kg连接钢板:0.22*0.2*0.014*7850*1块*2=9.67kg0.2*0.18*0.014*7850*4块*2=31.65kg螺栓:4*0.1824*2=1.46kg螺母:4*0.0619*2=0.5kg连接钢材合计:9.67+31.65+1.46+0.5=43.28kg5、φ16纵向连接筋:L=π*11.08*(28°27′42″*2)/180°=11m11/1=11根 11*1*1.58*2=34.76kg(三)、Ⅲa型中导坑断面1、C20喷射砼:π*3.15*0.2+2.85*2*0.2+6.1*0.2=4.34m32、φ8钢筋网:π*3.25+2.85*2=15.91m 15.91/0.2+1=81根81根*1+15.91*5=63.42kg3、φ45钢管:π*3.25/2=5.11m 5.11/0.4=13根 13*3.5/2=22.75m4、注水泥浆:Q=π*(0.7*0.4)2* 3.5* 0.05=0.043m3/根注浆量:13*0.043=0.56m35、φ22药卷锚杆:15.91/1.2+1=14根 14*3*2.98=125.16kg6、I14工字钢:A单元:π*3.14-0.014*6=9.78m 9.78*16.89=165.18kgB单元:(2.85-0.014*2)*2=5.644m 5.644*16.89=95.33kg连接钢板:0.18*0.17*0.014*7850*10块=33.63kg螺栓:16*0.1824=2.92kg螺母:16*0.0619=0.99kg橡胶垫板:4*0.138=0.55kgφ22纵向连接筋:(9.78+5.644+0.014*10)/1=15.56m 15.56/1+1=16根 16*1*2.98=47.68kg锁脚锚杆:8*3*2.98=71.52kg7、RD25N中空注浆锚杆:9根*3m/根*2.5=67.5kg8、中墙顶部喷射砼:2.26*1=2.26m39、回填C10片石砼:0.82*1=0.82m310、I20a工字钢:156.6*1=156.6kg11、360*200*14钢板:63.3*1=63.3kg12、螺栓、螺母:3.9*1=3.9kg13、中墙衬砌钢筋:N1=(0.15+4.12+0.67)*2+4.34=14.22m 1/0.2=5根N2=π*6.08*46°33′11″/180°+0.15*2=5.24m 1/0.2*2=10根N3=0.15+4.78+0.15=5.08m 1/0.2=5根N4=0.15+3.33+0.15=3.63m 1/0.2=5根N5=1m长 13+14*3+5+21=81根N6=L平均=3.3722m 38根N1~N4(φ25钢筋):(14.22*5+5.24*10+5.08*5+3.63*5)*3.85=643.14kg N5(φ14钢筋):1*81*1.21=98.01kgN6(φ10钢筋):3.3722*38*0.617=79.06kg七、隧道排水工程数量计算单(一)、隧道排水工程数量表(双洞)1、边水沟:485*2*2=1940m2、沉砂井:485÷25+1=20个 20*2*2=80个3、MF20盲沟(横向):485/10+1=49道 49*2=98道4、MF20盲沟(纵向):485*2=970m5、SH-50半圆透水管(环向):485/10+1=49道 49*2=98道6、φ10cmHDPE横向排水管:485/10+1=49道 49*2=98道7、φ10cmHDPE纵向排水管:485*2*2=1940m8、Ω型弹簧排水管:485/10+1=49道 49*2=98道(二)、隧道防排水材料数量汇总表1、MF20塑料盲沟:970+11.25*98=2073 m2、φ100HDPE 双壁波纹管:485*2*2=1940m3、φ100HDPE 单壁波纹管:(2.26+1.63)*98道*2=762m4、φ50PVC 泄水管:485÷50=10处 0.5*2*10*2=20m5、SH-50半圆软式透水管:28.5*98=2793m6、Ω型弹簧排水管:28.5*98=2793m7、φ45*4注浆管:0.6*485*2=582m8、SAR-EVA 垫板:53*485*2=51410个9、钢钉:53*485*2=51410个(三)、隧道单洞主洞防排水工程量计算 1、膨胀止水条工程量(施工缝)Ⅲa :每道长度L=π*8.05*︒︒180120+(π*5.75*︒︒180'55''1143+π*1.25*︒︒180'10''2963)*2=28.26m Ⅳa :每道长度L=π*8.10*︒︒180120+(π*5.80*︒︒180'55''1143+π*1.30*︒︒180'10''2963)*2=28.54mⅣb :每道长度L=π*8.05*︒︒180120+(π*5.75*︒︒180'55''1143+π*1.25*︒︒180'10''2963)*2=28.26mⅤa :每道长度L=π*8.15*︒︒180120+(π*5.85*︒︒180'55''1143+π*1.35*︒︒180'10''2963)*2=28.92m2、背贴式止水带工程量(施工缝)Ⅲa :每道长度L=π*8.30*︒︒180120+(π*6.00*︒︒180'55''1143+π*1.50*︒︒180'10''2963)*2=29.68m Ⅳa :每道长度L=π*8.40*︒︒180120+(π*6.10*︒︒180'55''1143+π*1.60*︒︒180'10''2963)*2=30.25mⅣb :每道长度L=π*8.30*︒︒180120+(π*600*︒︒180'55''1143+π*1.50*︒︒180'10''2963)*2=29.68mⅤa :每道长度L=π*8.50*︒︒180120+(π*6.20*︒︒180'55''1143+π*1.70*︒︒180'10''2963)*2=30.81m3、中埋式止水带工程量(沉降缝)Ⅲa :每道长度L=π*8.05*︒︒180120+(π*5.75*︒︒180'55''1143+π*1.25*︒︒180'10''2963)*2=28.26m Ⅳa :每道长度L=π*8.10*︒︒180120+(π*5.80*︒︒180'55''1143+π*1.30*︒︒180'10''2963)*2=28.54mⅣb :每道长度L=π*8.05*︒︒180120+(π*5.75*︒︒180'55''1143+π*1.25*︒︒180'10''2963)*2=28.26mⅤa :每道长度L=π*8.15*︒︒180120+(π*5.85*︒︒180'55''1143+π*1.35*︒︒180'10''2963)*2=28.92m4、背贴式止水带工程量(沉降缝)Ⅲa :每道长度L=π*8.30*︒︒180120+(π*6.00*︒︒180'55''1143+π*1.50*︒︒180'10''2963)*2=29.68m Ⅳa :每道长度L=π*8.40*︒︒180120+(π*6.10*︒︒180'55''1143+π*1.60*︒︒180'10''2963)*2=30.25mⅣb :每道长度L=π*8.30*︒︒180120+(π*600*︒︒180'55''1143+π*1.50*︒︒180'10''2963)*2=29.68mⅤa :每道长度L=π*8.50*︒︒180120+(π*6.20*︒︒180'55''1143+π*1.70*︒︒180'10''2963)*2=30.81m5、φ8钢筋卡工程量(沉降缝):环向间距1m ,每道设置60个钢筋卡。
桥梁支架设计计算
一、支架简介(一)概述就地浇筑时一种传统的施工方法,由于施工需要大量的模板支架,以前一般仅在小跨径桥或交通不便的边远地区采用。
20世纪70年代以后,由于有限元法的推广和应用以及利用电子计算机进行复杂结构分析计算技术的发展,出现了越来越多的变宽桥、弯桥等复杂的预应力混凝土结构,支架现浇技术得到了广泛的应用。
支架法施工过程比较明确,易于控制,设计计算也比较简单。
该工法适用于工期紧,高度小于20m,跨度48m及以上具备支架施工条件的中小跨度连续箱梁等的施工。
(二)支架法施工的优缺点优点梁体混凝土浇筑与预应力张拉可一气呵成,连续梁整体性好,施工平稳可靠;施工中不需要体系转换,不会引起恒载、徐变二次矩;对机具和起重能力要求不高,无需大型起重设备;可以采用强大的预应力体系,施工方便。
缺点施工中需要大量的脚手架,可能影响通航和排洪;对于桥墩较高、水较深的桥梁,支架施工不方便;设备周转次数少,工期较长;施工费用高(三)支架类型及构造就地浇筑混凝土梁桥的上部结构,首先应在桥孔位置搭设支架,以支承模板、新浇筑砼等的自重及施工荷载。
1、立柱式支架立柱式支架构造简单,常用于陆地或不通航的河道,或桥墩不高的小跨径桥梁。
其特点是在桥跨下满布支架立柱,模板直接支承在立柱上的方木或者型钢上。
支架构成排架+ 纵梁等构件Φ48 ×3.5mm的钢管搭设2、梁式支架梁式支架则是在两端设立柱,上方设承重梁,模板直接支承在承重梁上。
依其跨径可采用工字钢、钢板梁、钢桁梁和贝雷梁作为承重梁,梁可以支承在墩旁支架上,也可支承在桥墩上预留的托架或在桥墩处临时设置的横梁上。
3、梁-立柱组合支架当梁式支架跨度较大时,在跨的中间增设几个立柱,梁支承在多个立柱或临时墩上而形成多跨梁柱式支架。
通常在大跨径桥上使用。
4、门式支架现浇梁上跨既有道路,当采用立柱式支架时,须设置满足道路通行(人行或车行)净空要求的门式支架以保证施工期间既有道路的通畅。
门式支架在构造上采用梁式支架(单跨结构)或梁柱式支架(多跨结构)。
桥基本知识模支架计算
第二讲桥梁与隧道工程1B413010 掌握桥梁的组成、分类及主要施工技术1B413011桥梁的组成桥梁一般由桥墩、桥台和基础这几个部分组成。
1)净跨径梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距,用l 0表示。
对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
2)总跨径是多孔桥梁中各孔净跨径的总和,也称桥梁孔径(∑l 0),它反映了桥下宣泄洪水的能力。
3)计算跨径对于具有支座的桥梁,是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离,用l表示。
拱圈(或拱肋)各截面形心点的连线称为拱轴线,计算跨径为拱轴线两端点之间的水平距离。
4)桥梁全长简称桥长,是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离,以L表示。
对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长。
5)桥梁高度简称桥高,是指桥面与低水位之间的高差,或为桥面与桥下线路路面之间的距离。
桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。
6)桥下净空高度是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离,以H表示,它应保证能安全排洪,并不得小于对该河流通航所规定的净空高度。
7)建筑高度是桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离,它不仅与桥梁结构的体系和跨径的大小有关,而且还随行车部分在桥上布置的高度位置而异。
公路(或铁路)定线中所确定的桥面(或轨顶)标高,对通航净空顶部标高之差,又称为容许建筑高度。
桥梁的建筑高度不得大于其容许建筑高度,否则就不能保证桥下的通航要求。
8)净矢高是从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下线最低点之连线的垂直距离,以f 0表示;计算矢高是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离,以f表示。
9)矢跨比是拱桥中拱圈(或拱肋)的计算矢高f与计算跨径l之比(f/l),也称拱矢度,它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。
《公路工程技术标准》,凡是多孔跨径的全长不到8m和单孔跨径不到5m的结构物,均称为涵洞。
1B413012桥梁的分类(1)桥梁的基本体系桥梁工程的受力构件,总离不开拉、压、弯三种基本的受力方式,可以归结为梁式、拱式、悬吊式三种基本体系以及它们之间的各种组合。
拱桥施工方法全(图文精选)
转体施工拱桥
平面转动 竖直转动
有平衡重平面转动 无平衡重平面转动
施工关键 ➢正确的转体设计 ➢制作灵活可靠的转动装置 ➢布设可行的牵引驱动系统
有平衡重转体施工
平面承重转动装置 环形滑道和转盘轴心都受力 须注意环形滑道和转盘轴心承力的分 配,因聚四氟乙烯滑板受力过大将产 生蠕动,增加转动困难
以球面转轴支承辅以滚轮的轴心承重转动装置 球面转轴受力 须注意整个转动体系的重心必须落在轴心铰上 ,球面铰既起定位作用,有承受全部转动重力 ,钢滚轮仅起稳定保险作用
(一)砖石拱圈及拱上建筑砌筑
4、拱架预压:为有效防止砌筑过程中产生不正常变 形和开裂,常需要对拱圈进行预压。
5、分段支撑砌筑:当矢跨比大时,拱圈砌石会滑动, 需要采取分段支撑砌筑方法,如三角撑
6、拱圈合拢:可在拱顶及1/4处同时合拢,使拱架 受力对称、均匀;合拢温度应选在年平均温度 附近;
7、拱上砌体砌筑:应在主拱圈完成达到一定强度后 进行,常常是在砌筑拱上侧墙或横墙后才卸落 拱架。
无平衡重转体
锚固、转动、位控三大体系
锚固体系:锚碇、尾索、平撑、锚梁(或锚块)及立柱 转动体系:上转动构造、下转动构造.拱箱及扣索组成。 位控体系:在拱箱顶端扣点的缆风索与无级调速自控卷
扬机、光电测角装置.控制台
拱桥无平衡重转体施工的主要内容和工艺
1.转动体系施工 设置下转轴、转盘及环道; 设置拱座及预制拱箱(或拱助) ,预制前需搭设必要的支架、模板;设置立柱;安装锚梁、 上转轴、轴套、环套; 安装扣索。 2.锚碇系统施工 制作桥轴线上的开口地锚;设置斜向洞锚; 安装轴向、斜 向平撑;尾索张拉;扣索张拉。 3.转体施工 4.合拢卸扣施工 张紧、放松扣索调整到拱顶到设计位置。 低温封拱,钢楔楔紧拱顶,焊接主筋、预埋铁件 封桥台拱座混凝土,再浇封拱顶接头混凝土 卸扣索,卸索应对称、均衡、分级进行。
拱架长度公式范文
拱架长度公式范文拱架长度是指拱体两端之间的水平距离,也就是拱脚之间的距离。
在工程中,拱架长度的计算是非常重要的,它与拱体的支撑能力和结构稳定性密切相关。
下面将介绍拱架长度的一般公式和具体的计算方法。
拱架长度的一般公式如下:L = 2a x sinθ其中,L为拱架长度,a为拱体半径(拱顶到拱脚的垂直距离),θ为拱腰角(拱体中心线与水平线的夹角)。
这个公式是基于几何关系推导出来的,它适用于直线拱和扭曲拱。
对于直线拱,拱脚之间的距离是直线的,所以公式中的a即为拱体半径。
而对于扭曲拱,拱体半径的定义稍有不同,但原理是相同的。
在具体计算拱架长度时,需要先确定拱体的半径和腰角。
拱体的半径通常可以从设计图纸或结构计算中获得,而腰角则需要根据具体的拱体形状和几何特征进行确定。
对于对称的圆形拱,腰角为180度;而对于非对称或不规则形状的拱,腰角可能需要通过建模或测量来确定。
以一个简单的例子来说明拱架长度的计算方法。
假设有一个半径为10米的圆形拱,其腰角为180度。
代入公式中,可以得到:L = 2 x 10 x sin(180)=2x10x0=0米这个结果告诉我们,该圆形拱没有拱脚之间的水平距离,也就是说其拱脚是重合在一起的。
需要注意的是,拱架长度的计算只是拱体分析和设计中的一个重要参数,实际工程中还需要考虑其他因素。
例如,在施工阶段,拱架长度可能会受到施工方法和限制条件的影响,需要进行调整。
另外,对于复杂形状的拱体,拱架长度的计算可能不适用于直接求解,需要借助数值分析或模拟软件进行计算。
这些方法可以更精确地估计拱架长度,并考虑材料的非线性、变形和局部强度等因素,在工程实践中得到广泛应用。
总之,拱架长度是拱体设计和分析中的一个重要参数,可以通过一般公式进行估算,但在实际工程中可能需要进一步调整和计算。
在复杂情况下,可以利用数值分析或模拟软件进行更精确的计算。
拱架计算书
拱架计算书1.荷载分析开建桥采用空腹式拱架,横向分7榀,用剪刀撑焊接,每榀又分2排,用钢带焊接,详见拱架布置图。
拱架同时承受拱圈砼预制块重量Q砼、拱板重量QQ自重。
板和拱架自重每排拱架由角钢、槽钢、钢板和异形钢材焊接拼装而成,详见拱架细部大样图。
角钢自重:Q角钢=(2.47+0.97+0.38×2+0.62×2+1.36×2)m×17×9.658kg/m×9.8N/kg=13.13KN槽钢自重:Q槽钢=(1.728×2+1.788×16)m×12.059kg/m×9.8N/kg=3.789KN钢板自重:Q钢板=(0.045×2+0.0225×2+0.0375×2+0.09×2+0.06)m2×17×157kg/m2×9.8N/kg=11.77KN异形钢材自重:Q异形=0.504m2×2×314kg/m2×9.8N/kg=3.102KN每排拱架自重:Q自重=Q角钢+Q槽钢+Q钢板+Q异形=31.791KN自重为均布荷载,拱架跨径L=39.68m则q自重=Q自重/L=31.791KN/39.68m=0.801KN/m。
主拱圈分两环砌筑,下环合拢并达到强度要求后,才开始砌筑上环。
此时,拱圈下环和拱架一起承受拱圈上环的重量。
因此,拱架最不利受力状态是同时承受拱圈下环重量、拱板重量和拱架自重。
拱圈和拱板重量都是均布荷载,由7榀拱架同时承担,每榀拱架分得的荷载详见拱架计算简图,图中虚线是荷载分界线,填充物是每榀拱架分得的荷载面积。
图中显示拱架边跨承受的荷载小于中跨,我们取一榀中跨验算即可。
拱圈下环重量:Q =233.5m3×2400kg/m3×9.8N/kg=5491.92KN。
拱架顶面积:A=43.96m×10.4m=457.184m2一榀中跨拱架承受的荷载面积:A中=43.96m×1.65m=72.534m2则,一榀中跨拱架承受的重量:Q中=Q×(A中/A)=5491.92KN×(72.534 m2/457.184 m2)= 871.314KN一排中跨拱架承受的重量:Q砼= Q中/2=871.3149KN/2=435.657KN则,q砼=Q砼/ L =435.657KN/39.68m=10.979KN/m拱板重量:Q =2.2m2×10.4m×700kg/ m3×9.8N/kg=156.957KN。
现浇混凝土梁模板、支架施工计算
现浇混凝土梁模板、支(拱)架设计与施工一、设计简述1、结构型式2、设计跨径3、净空高度4、桥面宽度5、荷载大小6、地基类别7、道路交叉状况8采用设计、施工规范二、模板、支(拱)架总装、细部构造图1、纵、横向支架构造纵向(顺桥向)横向(横桥向)1)立杆:纵向(顺桥向)水平间距 1.0〜1.2m,横向(横桥向)0.51.1m;2)水平杆:纵向水平杆(大横杆)1.0〜1.2m,大横杆步距不超过1.5m, 横向水平杆(小横杆)0.5〜1.1m。
3)剪刀撑和斜撑。
2、纵横向模板构造1)梁的侧面模板2)梁底模板及侧面固定板尺寸参考3、模板与脚手架联结方式为了避免引起模板变形,模板不应与脚手架联结;但模板与脚手架、支架整体设计时除外。
4、支架底部支垫:可采取铺设垫层和安放支垫,根据现场地基类别和容许承载力确定5、芯模抗浮:为了防止芯模上浮和偏位,应采取有效措施予以固定,并应对称平衡进行浇筑。
三、设计荷载1、计算模板、支(拱)架荷载组合1)计算模板、支架和拱架时,应考虑下列荷载并按下表进行荷载组合(1)模板、支架和拱架自重;(2)新浇筑混凝土、钢筋混凝土或其他圬工结构物的重力;(3)施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载;(4)振捣混凝土时产生的荷载;(5)新浇筑混凝土对侧面模板的压力;(6)倾倒混凝土时产生的水平荷载;(7)其他可能产生的荷载,如雪荷载、冬季保温设施荷载等。
模板、支架和拱架设计计算的荷载组合2)钢、木模板,支架及拱架的设计,可按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025)的有关规定执行。
3)计算模板、支架和拱架的强度和稳定性时,应考虑作用在模板、支架和拱架上的风力。
设于水中的支架,尚应考虑水流压力、流冰压力和船只漂流物等冲击力荷载。
2、普通模板计算参考数据3、其他荷载4、全国基本风压值迎风面风荷载标准值计算1)全国基本风压值见《公路桥涵设计通用规范》(JTGD6—2004)附录A;2)迎风面积可按结构物外轮廓线面积计算:3)风荷载标准值计算按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD6—2004)第437条规定计算。
拱架计算
1、拱架计算书1.1 设计依据1、《务川县本桥施工图设计》;2、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011);3、《钢结构设计规范》(GB50017-2003);4、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007);5、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000);6、《公路桥涵钢结构和木结构设计规范》(JTJ 025-86);7、《装备式公路钢桥使用手册》;8、《路桥施工计算手册》。
9、《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ 162-2008)10、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)11、《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)12、《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》,《拱桥》,《桥梁设计与计算》;13、其他相关规范手册;1.2 工程概况本桥位于务川县县郊,跨越龙塘河。
桥跨布置为1×16m(预应力混凝土空心板)+125m(钢筋混凝土箱拱)+ 1×16m(预应力混凝土空心板),大桥全长170.6米。
桥梁平面位于直线上,桥面纵坡为双向1.0%,桥面横坡为双向2%。
1.3支架计算荷载的取用原则根据《公路桥涵施工技术规范》JTG/T TF50-2011第5.2.6条:模板、支架的设计应考虑下列各项荷载,并应按表1-3-1进行荷载组合。
⑴模板、支架自重;⑵新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力;⑶施工人员及施工设备、施工材料等荷载;⑷振捣混凝土时产生的振动荷载;⑸新浇筑混凝土对侧模板的压力;⑹混凝土入模时产生的水平方向的冲击荷载;⑺其他可能产生的荷载。
如雪荷载、冬天保温设施荷载等。
表1-1 模板、支架和拱架设计计算的荷载组合普通模板荷载计算:⑴模板、支架和拱架的容重按设计图纸计算确定。
⑵新浇筑混凝土和钢筋混凝土的容重:混凝土24KN/m3;钢筋混凝土的容重可采用25KN/m3~26KN/m3(以体积计算的含筋量≤2%时采用25KN/m3,>2%时采用26KN/m3),本检算资料按26×1.2=31.2KN/m3计。
隧道五级偏压工字钢拱架中间间距
隧道五级偏压工字钢拱架中间间距
隧道五级偏压工字钢拱架的中间间距是指拱脚之间的距离,用于确定拱脚的数量和位置。
中间间距的确定需要考虑以下因素:
1. 隧道的设计要求:根据隧道的设计要求和使用条件,确定中间间距,以保证拱架的稳定和承载能力。
2. 工字钢拱架的形状和尺寸:不同形状和尺寸的工字钢拱架,其中间间距可能会有所不同。
一般来说,中间间距应根据拱脚之间的支撑距离和工字钢拱架的长度来确定。
3. 土层和岩层的条件:隧道所在的土层和岩层的条件也会影响中间间距的确定。
例如,土质较软的地区可能需要较短的中间间距来增加拱脚的支撑。
而在岩层较硬的地区,可以适当延长中间间距。
4. 施工和维护的考虑:中间间距的确定还需要考虑施工和维护的便利性。
较小的中间间距可能会增加施工和维护的难度,而较大的间距则可能会影响拱架的稳定性。
需要注意的是,中间间距的具体数值需要根据实际情况进行工程设计和计算,以确保隧道的安全和稳定。
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1、拱架计算书1.1 设计依据1、《务川县本桥施工图设计》;2、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011);3、《钢结构设计规范》(GB50017-2003);4、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007);5、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000);6、《公路桥涵钢结构和木结构设计规范》(JTJ 025-86);7、《装备式公路钢桥使用手册》;8、《路桥施工计算手册》。
9、《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ 162-2008)10、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)11、《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)12、《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》,《拱桥》,《桥梁设计与计算》;13、其他相关规范手册;1.2 工程概况本桥位于务川县县郊,跨越龙塘河。
桥跨布置为1×16m(预应力混凝土空心板)+125m(钢筋混凝土箱拱)+ 1×16m(预应力混凝土空心板),大桥全长170.6米。
桥梁平面位于直线上,桥面纵坡为双向1.0%,桥面横坡为双向2%。
1.3支架计算荷载的取用原则根据《公路桥涵施工技术规范》JTG/T TF50-2011第5.2.6条:模板、支架的设计应考虑下列各项荷载,并应按表1-3-1进行荷载组合。
⑴模板、支架自重;⑵新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力;⑶施工人员及施工设备、施工材料等荷载;⑷振捣混凝土时产生的振动荷载;⑸新浇筑混凝土对侧模板的压力;⑹混凝土入模时产生的水平方向的冲击荷载;⑺其他可能产生的荷载。
如雪荷载、冬天保温设施荷载等。
表1-1 模板、支架和拱架设计计算的荷载组合普通模板荷载计算:⑴模板、支架和拱架的容重按设计图纸计算确定。
⑵新浇筑混凝土和钢筋混凝土的容重:混凝土24KN/m3;钢筋混凝土的容重可采用25KN/m3~26KN/m3(以体积计算的含筋量≤2%时采用25KN/m3,>2%时采用26KN/m3),本检算资料按26×1.2=31.2KN/m3计。
⑶施工人员和施工材料、机具行走运输或堆放荷载标准值:①计算模板及直接支承模板的小棱时,均布荷载可取2.5KPa,另外以集中荷载2.5KN 进行验算;②计算直接支承小棱的梁或拱架时,均布荷载可取1.5KPa;③计算支架立柱及支承拱架的其他结构构件时,均布荷载可取1.0KPa;④有实际资料时按实际取值。
⑷振捣混凝土时产生的荷载(作用范围在有效压头高度之内):对水平模板为2.0KPa;对垂直面模板为4.0KPa。
⑸新浇筑混凝土对模板侧面的压力:采用内部振捣器,当混凝土的浇筑速度在6m/h以下时,新浇筑的普通混凝土作用于模板的最大侧压力可按式(D—1)和(D—2)计算:Pmax=0.22γtoK1K2 v 1/2 (D—1)Pmax=γh (D—2)式中:Pmax—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kPa)h—为有效压头高度(m)V—混凝土的浇筑速度(m/h)t0—新浇筑混凝土的初凝时间(h)。
可按实测确定:γ—混凝土的容重(KN/m3)K1—外加剂影响正系数,不掺外加剂时取1.0,掺缓凝作用的外加剂时取1.2;K2—混凝土塌落度影响正系数,当塌落度小于30mm时,取0.85;50至90mm时,取1.0;110至150mm时取1.15。
⑹倾倒混凝土时产生的水平荷载:倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载按附录D采用。
本计算取2.0Kpa。
表1-2 倾倒混凝土时产生的水平荷载⑺其他可能产生的荷载:如雪荷载、冬季保温设施荷载等,按实际情况考虑。
(本计算按荷载为0考虑)本桥支架荷载按“开口箱”计算。
1.4 支架设计1.4.1 主要技术参数混凝土:γ=26.0KN/m3。
竹胶板: γ竹胶板=9.0KN/m3;[σw]=80.6Mpa;E=7.5×103Mpa(优质品);δ=0.018m;长×宽=2.44×1.22m。
方木:γ=6.0KN/m3;[σw]=12.0Mpa;E=9.0×103Mpa(马尾松)。
1.4.2 钢拱架结构概述本桥采用悬拼钢拱架施工,钢拱架上下弦杆采用[25c槽钢,立柱采用[10槽钢,横撑采用∠75×50×5mm连接,斜撑采用∠75×50×5mm连接,钢拱架80cm间距为一组,通过横撑、斜撑焊接为一组。
钢拱架横向共用五组,每组间距为1m。
钢拱架顶铺设[18a槽钢作横向分配梁,间距为1m。
[18a槽钢上铺设10×10cm纵向方木,位于腹板处的间距为30cm,其余位置为50cm。
纵向方木上铺设1.8cm厚竹胶板作为底模。
钢拱架整体结构为无铰拱,采用在拱座上预埋钢板用于焊接,拼装过程中,拱脚处设铰支撑,便于安装时调整标高,待所有节段安装后再焊接拱脚节段,结构转为无铰拱。
支架具体布置及细部尺寸等详见《务川县本桥主拱圈现浇支架施工设计图》,这里不再赘述。
1.4.3 内力符号规定1、轴力:拉力为正,压力为负;2、应力:拉应力为正,压应力为负;其它内力规定同结构力学的规定。
1.5 本桥钢拱架截面性质计算1.5.1钢拱架重量计算根据钢拱架的设计加工图,钢拱架的各节段列表计算如下表2-1 钢拱架重量计算明细表4∠56×56×560.808 4.848 4.25120.61上下斜撑5∠56×56×540.698 2.792 4.25111.876∠75×50×560.88 5.28 4.80825.397∠75×50×54 1.034 4.136 4.80819.89 横断面斜撑8[18a60.698 4.18820.1784.47 横断面横撑9□41×26×28016.74133.92 法兰合计1359.19 加上组与组之间的横向联系,各节段的重量汇总如下表2-2 钢拱架重量汇总表节段长度(m)重量(kg)备注标准节段 5.982586.78次合拢节段 5.8652592拱脚节段 5.172222.17合拢节段 3.151359.21.5.2钢拱架截面性计算钢拱架上下弦杆采用[25c槽钢,竖向立柱采用2[8槽钢,具体横断面如下图2-1 钢拱架标准节横断面图(单位:mm)通过查表得[25c槽钢的几何性质数据得:=3690.45cm4,Ac=44.91 cm2IC采用惯性矩的平行移轴公式对X轴求该组合的惯性矩,Ix=8×(IC+a2×Ac)=8×(3690.45+97.52×44.91)=3444929 cm4Wx=HIx2=3444929÷97.5=35332.6 cm3,五组拱架W=5Wx=176663 cm3组合的面积得:A=8 ×Ac=8×44.91=359.28 cm2,五组拱架A=40×44.91=1796.4 cm2,钢材的弹性模量E=2.1×105MPa,则钢拱架的抗弯刚度、抗拉刚度EI=2.1×105×1.72×107×10-5=3.61×107 KN·m2EA=2.1×105×1796.4×10=3.77×107 KN1.5 本桥钢拱架计算1.5.1 荷载计算图4-1 钢拱架横向布置图主拱圈拟采用分三环浇筑,分别为底板、腹板及底板,因此计算钢拱架强度及钢度荷载时,以底板(第一环)混凝土重量计算荷载。
根据拱桥的结构特点,钢拱桥上的荷载应呈线性变形,将每节段钢拱架视为平面杆件,每个节段为一个单元,单元与单元间的连接为刚结,整体为无铰拱建立力学模型进行计算。
等截面拱,任意截面i的荷载集度ig为:cos di ig g ϕ=式中:d g —拱顶的荷载集度i ϕ—任意点的拱轴线的水平倾角i g —拱圈的荷载集度表4-1 拱顶荷载集度(d g )计算表将拱架沿跨度方向等分为8段,表4-2 各节点上的荷载集度(1.6.2 内力计算结构计算原结构如图4-2,为3次超静定结构,173.3131.6173.3图4-2 钢拱架计算结构图图4-3 钢拱架计算基本结构图采用弹性中心法计算,通过计算得该拱的弹性中心y s =8.4m,采用对称的基本结构并加设理想刚臂通过弹性中心,在刚臂处施加赘余力如图4-3,建立力法方程组如下:01111=XP∆+δ02222=XP∆+δ (1) 03333=XP∆+δ由于拱架荷载对称,X3=0,由于该拱架无拱轴方程,在计算系数和自由项时采用辛卜生法近似计算定积分,由于f/L=24.89/123=0.203≮0.2,拱顶截面高度h/L=2/123=0.016≯0.1,计算系数和自由项时不考虑轴力和剪力的影响。
具体计算采用EXCEL 表格完成,见表4-3。
表4-3 拱架内力计算表定积分。
10经计算得:δ11EI=134.8δ22EI=8872△1p EI =-1.24×107△2p EI =-8.46×107代入(1)式计算得:X1=91988 KN ·m ,X2=9536 KN 。
由表4-3中取值绘制内力图4-5,可以看出,拱脚4、4’截面内力最大Mmax =12650 KN ·m ,Nmax =14017 KN 11886126503941762953614017M图FQ图FN图图4-5 钢拱架内力图1.7.3 应力计算1、强度计算7278100017666312650104.179614017±⨯±⨯±==WMAN=σ=150(6)MPa ,下侧应力150MPa ,拱架材质Q345,容许应力取200 MPa ,满足强度要求。
2、稳定性验算查《桥梁设计与计算》(人民交通出版社),本拱架按抛物线无铰拱计算稳定性。
纵向稳定性,稳定临界荷载q k =3k l EI , 2.01239.24==l f ,查表得系数k=101,代入得 q k =101×3.61×107÷1233=1959KN/m>q =131.6~173.3KN/m 。
纵向稳定性满足要求。
宽跨比05.0201065.01238b =>==l ,横向稳定性无须验算(《拱桥》人民交通出版社)。
3、位移计算根据以上的计算,取左半拱计算,在弹性中心处施加向上的单位虚力X3,则跨中位移△EI =⎰-s d x M,采用辛卜生法计算得△=-7.35×106÷3.61×107=-0.204m(↓)。