【導(dǎo)讀】武漢市四環(huán)線吳家山至沌口段兩階段施工圖設(shè)計(jì)?！豆窐蚝┕ぜ?

　　

【正文】 ??? ? ? ? ? ?? 作用在梁段上的風(fēng)荷載 1 4 /F m kN m? ? ?； 作用在貝雷梁上的風(fēng)荷載 22 1 .2 0 .9 2 / 3 0 .3 6 8 /F m m k N m? ? ?；貝雷梁遮擋系數(shù) 。 作用在管柱上的風(fēng)荷載 3 0 .9 2 0 .6 3 0 .5 6 /F m k N m? ? ?。 支架構(gòu)件計(jì)算 底模計(jì)算 底模面板為 18mm 厚竹編膠合板，竹膠板下布置橫向底模分配梁，凈間距 m，以主梁橫隔墻 高實(shí)心段為最不利位置考慮，取 1m模板寬度進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算如下： （ 1）橫隔墻計(jì)算高度 ，寬度 ，鋼筋混凝土密度按 3g / m? ， 27 則混凝土自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 21q = 4. 0 26 .5 = 10 6k N /m? ； （ 2） 18mm 厚竹膠板底模自重標(biāo)準(zhǔn)值： 22q = / m ； （ 3）振搗混凝土荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 23q =； （ 4）施工設(shè)備及施工人員荷載標(biāo)準(zhǔn)值：按 24q =； 標(biāo)準(zhǔn)荷載值： 20 1 2 3 4q = q q q q 10 6 0. 2 2. 0 2. 0 = 11 0. 2k N /m? ? ? ? ? ? ? 荷載設(shè)計(jì)值： ? ? ? ? 21 2 3 4q = 1 .2 q q 1 .4 q q 1 .2 1 0 6 .2 + 1 .4 4 .0 = 1 3 3 .0 4 k N /m? ? ? ? ? ? 均布荷載 0 110 .2 1 110 .2 /p kN m? ? ?， 13 3. 04 1 13 3. 04 /p k N m? ? ? 強(qiáng)度計(jì)算： 2211 1 3 3 . 0 4 0 . 3 1 . 2 01 0 1 0M p l k N m? ? ? ? ? ?， 2 2 5 311 1 0 . 0 1 8 5 . 4 1 066W b h m?? ? ? ? ? ?， ? ?351 . 2 1 0 2 2 . 3 3 05 . 4 1 0M M P a M P aW?? ??? ? ? ? ? ?? ，滿足要求。 撓度計(jì)算： 3 3 411 1 0 0 0 1 8 4 8 6 0 0 01 2 1 2I b h m m? ? ? ? ?， 4 40 1 1 0 . 2 2 0 6 2 0 60 . 6 7 7 0 . 6 7 7 0 . 3 7 0 . 5 21 0 0 1 0 0 7 5 0 0 4 8 6 0 0 0 4 0 0plf m m m mEI ?? ? ? ? ? ???，滿足要求。 已澆筑梁段溫 度變化對(duì)支架的影響 根據(jù)施工步驟，在 1’ ～ 14’ 節(jié)段對(duì)稱(chēng)施工完成后張拉預(yù)應(yīng)力及相應(yīng)的斜拉索。已經(jīng)施工的 1’ ～ 14’ 號(hào)節(jié)段在溫度荷載作用下會(huì)對(duì)輔助墩支架產(chǎn)生附加力 ，需要在支架設(shè)計(jì)中考慮此荷載 。建立主體結(jié)構(gòu)施工完 1’ ～ 14’ 節(jié)段的的模型如圖所示。 28 圖 4 主體結(jié)構(gòu)計(jì)算模型 根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)文件 ， 體系整體升溫 20度；整體降溫 20 度；豎向日照正溫差 T1=14 度， T2= 度；豎向日照負(fù)溫差 T1=7度， T2= 度；拉索與主梁 的溫差為 177。10 度 ， 塔柱兩側(cè)溫差為 177。5 度 。將溫度荷載按 最不利組合計(jì)算 得到作用在輔助墩支架上的溫度附加壓力 1600kN。此附加壓力由 高橫隔墻下5 根底模分配梁承受，底模分配梁橫向作用寬度為 ，作用在底模分配梁上的均布荷載為： P＝ 1600/5/=。 現(xiàn)澆支架計(jì)算 計(jì)算采用 Midas 2021，所有桿件均用梁?jiǎn)卧M，鋼管底部全部固結(jié)。模板、機(jī)具、振搗、支架 自重 按均布荷載作用在支架上，共計(jì) 6kN/m2。 計(jì)算 工況為： 施工狀態(tài) 下施工階段計(jì)算 1）支架安裝完成 2）澆筑混凝土主梁 15’ 、 16’ 節(jié)段 （混凝土梁自重及施工荷載按均布荷載施加 到支架分配梁上） 3）混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 29 4）張拉縱向及橫向預(yù)應(yīng)力 5）張拉斜拉索 J16 安裝狀態(tài) 支架自重 +風(fēng)荷載 +施工機(jī)具等荷載 計(jì)算模型如圖所示。 圖 5 支架計(jì)算模型 工作狀態(tài)計(jì)算結(jié)果 支架反力計(jì)算結(jié)果如圖所示。（說(shuō)明：在澆筑完混凝土后的施工階段中不包含 6kN/m2 的 模板、機(jī)具、振搗、支架 自重 荷載） 30 圖 6 混凝土澆筑完成支架反力 (kN) 圖 7 混凝土達(dá)到強(qiáng)度后支架反力(kN) 圖 8 預(yù)應(yīng)力張拉完成支架反力 (kN) 圖 9 斜拉索張拉完成支架反力 (kN) 通過(guò)對(duì)圖 中 支點(diǎn)反力的分析，隨著混凝土達(dá)到強(qiáng)度 以及 預(yù)應(yīng)力及斜拉索的張 31 拉，箱梁的重量基本都已經(jīng)轉(zhuǎn)移由斜拉索和已澆筑梁段承受。作用在支架上的荷載 （ 除個(gè)別荷載有少量增加外 ） 總體減小的 。 澆筑混凝土階段對(duì)支架結(jié)果是最不利的，因此后續(xù)支架結(jié)構(gòu)的計(jì)算 結(jié)果 均以混凝土澆筑階段為準(zhǔn)。 圖 10 最大豎向架位移 (mm) 底模分配梁（ I18）計(jì)算結(jié)果： 圖 11 最不利彎矩 () 圖 12 最不利剪力 (kN) 圖 13 最不利應(yīng)力圖 (MPa) I18 分配梁最大應(yīng)力為 ，小于容許的 170MPa。 橫梁（ 2HN700 300）計(jì)算結(jié)果： 圖 14 最不利彎矩 () 圖 15 最不利剪力 (kN) 32 圖 16 最不利應(yīng)力圖 (MPa) 2HN700 300 梁最大應(yīng)力為 ，小于容許的 170MPa。 主梁（貝雷梁）計(jì)算結(jié)果： 貝雷梁上下弦桿：內(nèi)力最大值： 86kN560kN(貝雷梁理論容許承載力 ) 上弦桿最不利內(nèi)力組合：軸力 N=86kN，對(duì)應(yīng)彎矩 kN m??。上弦桿軸心受壓穩(wěn)定系數(shù) ?? ， 22548A mm? , 379320W mm? 。 ? ?368 6 1 0 9 . 0 1 0 1 5 5 . 2 2 7 30 . 8 0 9 2 5 4 8 7 9 3 2 0NM M P a M P aAW??? ??? ? ? ? ? ? ?? 貝雷梁豎桿：內(nèi)力最大值： 157kN210kN(貝雷梁理論容許承載力 ) 貝雷梁斜桿：內(nèi)力最大值： 79kN(貝雷梁理論容許承載力 ) 圖 17 上下弦桿內(nèi)力 (kN) 圖 18 豎桿內(nèi)力 (kN) 圖 19 斜桿內(nèi)力 (kN) 計(jì)算得到貝雷梁各構(gòu)件最大內(nèi)力均在容許范圍內(nèi)。 鋼管 立柱計(jì)算結(jié)果： 33 圖 20 鋼管最不利軸力圖（ kN） 圖 21 鋼管最不利彎矩圖（ kNm） 安裝 狀態(tài)計(jì)算結(jié)果 34 圖 22 支架計(jì)算模型 圖 23 支架反力 (kN) 35 圖 24 最大豎向架位移 (mm) 安裝狀態(tài) 支架結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果受力小于工作工況，故不予計(jì)算。 鋼管立柱結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性 計(jì)算 立柱鋼管采用外徑 630mm、壁厚 8mm的形式 。 根據(jù)支架布置圖，屬于有側(cè)移框架。由于立柱和橫聯(lián)均為等截面等間距布置，且立柱底節(jié)受力較大，故僅需計(jì)算底節(jié)立柱即可。 立柱： 630 8mm? ? 鋼管， 10cIm??? ， ? ；橫聯(lián)： 219 6mm? ? 鋼管， 10bIm??? ， 1 ? , 2 ? 。 底 節(jié) 邊 柱 ：551 4/ 0 . 5 2 . 3 1 0 / 7 . 5 + 2 . 3 1 0 / 4 . 5 0 . 0 6/ 7 . 6 1 0 / 1 0 . 7bbccILK IL （ ）???? ? ?? ? ???? ，2 10K? 由公式? ?21 2 1 236 si n 6 c os 0K K K K? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ，得1 ? ? 。立柱節(jié)段計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)見(jiàn)表。 表 2 立柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)計(jì)算結(jié)果 項(xiàng) 目 K1 K2 長(zhǎng)度系數(shù) 計(jì)算長(zhǎng)度 回轉(zhuǎn)半徑 長(zhǎng)細(xì)比 穩(wěn)定系數(shù) 底節(jié) 邊柱 10 鋼管 立柱穩(wěn)定應(yīng)力為： 22 2( 0 .6 3 0 .6 1 4 ) 0 .0 1 5 64Am? ???，43 2 31 2 . 4 1 032 dW D mD? ?????? ? ? ????????? 2 2 1 1222 .1 1 0 0 .0 1 5 6 124321 .1 1 .1 4 8 .6Ex EAN k N??? ? ? ?? ? ? ??， 36 40M kN m??， 1245N kN? 33662124 5 10 1 40 1010 10 34 156 10 1 12432mxExMNA NWN??? ????? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ?? ? ?? ????? ????? ?12 5. 9 1. 8 12 7. 7 17 0M P a M P a?? ? ? ? ? 鋼管支架的穩(wěn)定性滿足要求。 樁 基礎(chǔ)計(jì)算 樁基礎(chǔ)采用 Ф 630 8 的鋼管 樁，通過(guò)上述計(jì)算可知，樁基豎向反力最大為1131kN,則作用在樁基礎(chǔ)上的豎向荷載 F=1131+50=1181kN（鋼管樁 自重 50kN） 。 表 3 土層摩阻力統(tǒng)計(jì)表 土層 土層名稱(chēng) 樁側(cè)極限摩阻力 ikq (kPa) 樁 端承載力標(biāo)準(zhǔn)值? ?0af (kPa) 1 粘土 () 30 / 2 淤泥質(zhì)粉質(zhì)土 () 20 / 3 粉、細(xì)砂 () 45 150 按摩擦樁計(jì)算，則樁基容許承載力計(jì)算公式： 1[P] 2 ik iU q l? ? ， 計(jì)算樁基礎(chǔ)時(shí)土層厚度時(shí)，打入鋼管樁的入土總長(zhǎng)度為 40m。則其單樁容許承載力為： ? ?11[ P ] 30 20 4522ik iU q lkN? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 樁最大軸向力： 13 04 .1 11 81N kN kN??,滿足要求。 結(jié)論 通過(guò)計(jì)算 ， 結(jié)構(gòu) 受力 均滿足規(guī)范要求。