模板稳定性验算

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1.3、《路桥施工计算手册》人民交通出版社,2001;
1.4、《重要用途钢丝绳》GB8918-2006;
1.5、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007);
1.6、《灌阳(永安关)至全州(凤凰)(K0+000~K47+977.265)两阶段施工图设计》。
2、计算原则
模板稳定性验算主要考虑风荷载及新浇混凝土偏载(根据实际现场实际情况,考虑40cm偏载。),为安全考虑,只有一根风缆受力作为极限状态,即风向与一风缆水平投影面内垂直。
倾覆稳定性验算
故知其抗倾覆稳定性满足要求。
上拔力安全系数
故知其上拔力安全系数取值满足要求。
抗滑稳定性验算
故知抗滑稳定性满足要求。
4.4.2、立式地锚
一根风缆采用三根A28钢筋作为地锚,打入地面以下1.0m,缆风绳通过紧线器与其连接,如图4-4所示。缆风绳施加于地锚上的竖向荷载Nk=7.6KN,水平荷载Hik=7.6KN。
图4-4立式地锚图
1)地锚抗拔验算
水澄高架大桥地层从上至下依次为:(1)粉质粘土(Qal-2):褐黄色、褐红色,硬塑,局部可塑,土质不均,含5~15%砂砾或碎石,局部相变为粘土、粉土,干强度中等,韧性中等,无摇振反应,层厚00.4m。(2) 卵石(Qal+pl):灰黄色,密实,局部中密,母岩成分以砂岩、灰岩为主,次圆状,粒径多为2~8cm,最大15 cm,分选性差,充填约20%的砂粒,桥位山麓冲沟普遍分布,厚度3.65~16.4m。
图4-1 稳定性验算模型图
4.2、反力计算
图4-2反力图
由上图可知,风缆最大竖向荷载为7.6KN,水平荷载为7.6KN。
4.3、风缆验算
单根钢丝绳的拉力最大Nmax= •Fwh= ×7.6=10.5KN,根据《重要用途钢丝绳》GB8918-2006,选用公称直径为9mm,结构为6×9W+IWR的钢丝绳,最小破断力为42.2KN>3.5×10.5=36.75KN,满足要求。
式中Hik——在荷载效应标准组合下,作用于地锚顶处的水平力;
Ra——地锚水平承载力特征值。
Ra= 0.75·α3·EI·χ0a/νx
式中α——地锚的水平变形系数,取4;
EI——地锚抗弯刚度,A32钢筋为6.34KN·m2;
χ0a——地锚顶允许水平位移,取20mm;
νx——桩顶水平位移系数,根据桩规5.7.2查表取νx=2.441;
3、荷载计算
3.1、风荷载计算
根据《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004第4.3.7条规定,横桥向风荷载假定水平地垂直作用于桥梁各部分迎风面积的形心上,其标准值可按下式计算:
Fwh=k0k1k3WdAwh
式中 Fwh——横桥向风荷载标准值(KN);
W0——基本风压(KN/m2),按50年一遇进行查表取值,W0=0.3;
ui——桩身周长,A28钢筋为0.088m;
li——桩周第i层土的厚度;
Tuk=3×(0.5×50×0.088×0.4+0.5×160×0.088×0.6)=15.31KN
Nk=7.6KN≤Tuk/2=15.31/2=7.66KN,抗拔验算满足要求。
2)地锚水平力验算
根据桩规,受水平荷载的地锚应满足Hik≤Ra
P——锚碇自重,P=41.8KN;
T——拉索拉力,T=10.5KN;
VT——拉索拉力T的竖直分力,VT=7.6;
HT——拉索拉力T的水平分为,HT=7.6;
Hf——基底摩阻力,Hf=(P- VT)f;
f——锚碇与基底的摩擦系数,根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)表4.4.2查表得,取f=0.40。
灌阳(永安关)至全州(凤凰)
(K27+000~K47+977.965)
第一合同段
水澄高架大桥模板稳定性验算书
灌凤高速公路第一合同段项目经理部
二○一二年十月
水澄高架大桥模板稳定性验算
1、编制依据
1.1、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004);
1.2、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011);
4.4、地锚验算
4.4.1、重力式地锚
地锚如采用重力式锚碇,采用C30圆柱体钢筋砼块,直径为1.6m,高为0.8m,重约41.80KN;为安全考虑,不计土压力,其计算示意图如图4-3所示。
图4wk.baidu.com3重力式锚碇计算示意图
M稳——稳定力矩:M稳=P•b=41.80×0.8=26.75KN;
M倾——倾覆力矩:M倾=T•L=10.5×(0.8+0.4)/ =8.91KN;
3.2、新浇砼偏载
由于浇筑混凝土时,在墩顶中心设置了串筒;另由于混凝土浇筑约1m左右需振捣一次,因此实际砼造成的偏载很小。为安全考虑,将新浇砼偏载高度假定为40cm。
4、建模验算
为比较准确模拟模板受力情况,本计算采用有限元软件MIDAS进行建模分析。
4.1、模型建立
模板的面板及法兰盘采用板单元,横肋及竖肋采用梁单元,风缆采用索单元(不受压力);模板底端及风缆底端采用固定约束;风荷载采用面荷载模拟,方向与一风缆平面内垂直,新浇砼偏载采用流体荷载模拟。具体见图4-1所示。
根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008(以下简称桩规)的规定,地锚抗拔力验算应满足Nk≤Tuk/2
式中Nk——按荷载效应标准组合计算的基桩拔力;
Tuk——破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值;
Tuk=∑λiqsikuili;
式中λi——抗拔系数,查表桩规表5.4.6-2,砂土取0.5;
qsik——桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值,(1)1层取50kpa,(2)2层取160kpa;
k0——设计风速重现期换算系数,对于单孔跨径指标为特大桥和大桥的桥梁,k0=1.0,对其他桥梁,k0=0.90;对施工架设期桥梁,k0=0.75;当桥梁位于台风多发地区时,可根据实际情况适度提高k0值,故取k0=0.75;
k3——地形、地理条件系数,查表取k3=1.0;
k5——阵风风速系数,查表取k5=1.38;
k2——考虑地面粗糙度类别和梯度风的风速变化修正系数,查表取k2=1.19;
k1——风载阻力系数,因为DW00.5=1.6×(3.14×1.64/64)0.5=0.91<5.8,查表取k1=1.0;
g——重力加速度,g=9.81m/s2。
求得:
风压力荷载Qwh=k0k1k3Wd=0.75×1.0×1.0×0.82=0.62KN/㎡
Ra=0.75×43×(3×6.34)×0.02/2.441=7.48KN<Hik=7.6KN,两者相差不大,若考虑群桩效应,水平力验算满足要求。
Wd——设计基准风压(KN/m2);
Awh——横向迎风面积(m2),取单位面积,故Awh=1m2;
V10——桥梁所在地区的设计基本风速(m/s),按50年一遇进行查表取值,V10=22.3m/s;
Vd——高度Z处的设计基准风速(m/s),

Z——距地面或水面的高度(m),Z=30m;
γ——空气重力密度(KN/m3), ;
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