《[2017年整理]高车堡大桥拱架强度验算(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[2017年整理]高车堡大桥拱架强度验算(1)（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、凯里路桥工程公司高车堡大桥项目经理部- 1 -高车堡大桥拱架强度验算书 总说明：高车堡大桥为净跨 60 米（矢跨比 1/6）石拱桥，拱圈平均厚度为 1.5 米，拱圈宽度 14.6 米，拱圈为 M15 砌 Mun50 号粗料石。可按三环分环合拢施工，以减轻拱架负荷，但工艺要求必须是第一环（内环）合拢后，待砌筑砂浆强度达到设计强度 85%后砌筑第二环（中间环） ，第二环合拢后待砌筑砂浆达到设计强度50%后砌筑第三环（外环） ，拱架设计荷载只按第一环拱圈重量100%， （拱圈砌筑应按施工规范，拱圈石为横、竖向错缝大于10 厘米（规范要求）砌筑） 。 设计依据：（1）中华人民共和国交通部颁公路桥涵钢结
2、构及木结构设计规范JTJ025-86 ；（2）中华人民共和国交通部颁公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000；（3）中华人民共和国交通部颁公路圬工拱桥涵设计规范JTGD61-2005；（4）人民交通出版社公路设计手册- 桥涵基本资料 ； 拱架的设计荷载为：(1)拱圈荷载：q 1=0.5*25=12.5KN/m2(2)施工荷载：q 2=2.5KN/m2(规范规定)(3)施工集中荷载：q 3=2.5KN/m2（规范规定）凯里路桥工程公司高车堡大桥项目经理部- 2 -(4)木材荷载：q 4=0.5kN/m2(5)支架底部自重：q 5=1540.04=2.4KN/m2拱顶总荷载：q=q 1+q2+
3、q3+ q4=12.5+2.5+2.5+0.5=18KN/m2以上荷载为拱顶位置，其他位置荷载有径向力切向力，但计算跨径变大。拱架立面各立柱间距为 1.761.77 米，横面立柱间距 1.19 米，模板为横铺，置于弓形木上，拱架横向为 13 排。一、模板验算:模板厚 6 厘米，按 1 米宽计A=100*6=600cm2 W=100*62/6=600cm3I=100*63/12=1800cm4 r=0.289*6=1.734cm按本地松木，其强度符合规范 A-3 类木材，其顺纹容许弯应力Qw=12MPa,顺纹容许压应力Qi=8MPa,弹性模量E=9103MPa(不计提高值)。一般板木长 4 米，
4、拱圈宽 14.6 米，横向模板要比拱圈宽 1.4 米（两侧各 0.7 米）便于人行及拱圈砌筑工作，故横向模板长至少 16 米，即木板由四块长组成。每块木板只跨 3 排拱架，故模板按 2 跨连续板计算偏于安全。（1）强度验算：以连续板第一跨总体考虑：（按 1 米宽计算）q=q1+q2+ q3+ q4=12.5+2.5+2.5+0.5=18KN/m2M=qL2/10=18*1192/10=25490kg.cm凯里路桥工程公司高车堡大桥项目经理部- 3 -Q=M/W=25490/600=42.48kg/cm2=4.248MPa12MPa(安全)（2）挠度验算：q=q1+q2 + q4=12.5+2.
5、5+0.5=15.5KN/m2（不计集中力）f=qL4/(128EI)=15.5*1194/(128*90000*1800)=0.149cmf=L/400=119/400=0.2975cm（安全）二、弓形木计算：按设置横木考虑，最不利位置确定。弓形木采用宽 20cm高 22cmA=20*22=440cm2W=1/6*20*222=1613.33cm3I=1/12*20*223=17746.67cm4r=0.289*22=6.358 cm3按规范 2.1.12 条规定:Qw=12*1.15=13.8MPaE=900010=90000kg/cm2（1）拱顶处弓形木L=177cm q=18*1.19
6、=21.42kg/cma) 强度验算：(简支)M=qL2/8=21.42*1772/8=83883.4kg.cmQ=M/W=83883.4/1613.33=52kg/cm2=5.2MPaQw =13.8MPa(安全)b) 挠度验算f=5/384*(qL4/EI)=5/384*(21.42*1774/（90000*17746.67）)凯里路桥工程公司高车堡大桥项目经理部- 4 -=0.1714cmf=L/400=177/400=0.4425cm（安全）(2)1/4 跨处：斜角 16.31。q=21.42*cos16.31。 =20.56 kg/cmL=176/ cos16.31。 =183cma
7、) 强度验算：对弓形木的偏心轴向压力：N=21.42*183*sin16.31。 =1101 kgM=qL2/8=20.56*1762/8=79608.3 kg.cm=L0/r=176/6.358=27.7(80)=1.02-0.55(+20)/100) 2=1.02-0.55(27.7+20)/100)2=0.895K=Qw/Qi=13.8/8=1.725Q=M/W+K*N/(*A)=7960.83/1613.3+1.725*1101/(0.895*440)=54.18 kg/cm2=5.418MPaQw =13.8MPa(安全)b) 挠度验算f=5/384*(qL4/EI)=5/384*(
8、20.56*1834/（90000*17746.67）)=0.188cmf=L/400=183/400=0.4575cm（安全）(3)拱脚第二跨杆件最长,斜角为 35。 33、 22、 、计算跨径 L=1.76/cos35。 33、 22、 、 =2.16ma) 强度验算:对弓形木的垂直分力凯里路桥工程公司高车堡大桥项目经理部- 5 -q=21.42* cos35。 33、 22、 、 =17.426 kg/cm对于弓形木的偏心轴向压力N=21.42*216* sin35。 33、 22、 、 =2690.5kgM=qL2/8=17.426*2162/8=101628.4kg.cm=L0/r=
9、216/6.358=33.973(80)=1.02-0.55(+20)/100) 2=1.02-0.55(33.973+20)/100)2=0.86Q=M/W+K*N/(*A)=101628.4/1613.3+1.725*2690.5/(0.86*440)=75.26 kg/cm2=7.526MPaQw =13.8MPa(安全)b) 挠度验算f=5/384*(qL4/EI)=5/384*(17.426*2164/（90000*17746.67）)=0.309cmf=L/400=216/400=0.54cm （安全）三、拱架立柱：每部位为 4 根扣件式钢管脚手架，顶面用一块钢板设 4 个梢钉栓固
10、定使之成为一个整体。规格：483.5mm 截面积 A=4.89102mm2=4.89cm2惯性矩：I=12.21cm 4 截面模量：W=5.07910 3mm3=5.079cm3回转半径 r=15.8cm 容许应力Q=140MPa凯里路桥工程公司高车堡大桥项目经理部- 6 -q=1.3*25+4+15*4*0.04=38.9KN/m2N=38.9*1.77/ cos16.31。 *1.19/4=21.25KN=2125kg按 L=160cm=L0/r=160/1.58=101.27150(主压杆最大长细比)查 R235 钢件轴心受压折减系数为 0.581Q=N/*A=2125/（0.581*4
11、.89 ）=748kg/cm2=74.8MPaQ=140MPa( 安全)四、临时墩顶面的局部受压强度及抗剪能力:a) 验算 C15 混凝土局部承压强度:按圬工桥规 4.0.11 规定公式计算:局部承压强度提高系数 = (Ab/Al)计算面积 Ab直径为承压面积 AI直径的三倍Al= *4.82=18.096cm2=1809.6mm24Ab= *(3*4.8)2=162.86cm24= (Ab/AI)= (162.86/18.096)=3 r0Nd0.9A lfcd(4.0.11 公式)其中 Nd=21.25KN（按每根管所受压力计）C15 混凝土 fcd=5.87MPa0.9A lfcd=0.
12、9*3*1809.6*5.87=28.68KN21.25KN(C15 混凝土能承受每根钢管处 2868kg)凯里路桥工程公司高车堡大桥项目经理部- 7 -b) 验算混凝土垫层抗剪力的需要厚度根据局部承压强度扩大值为三倍直径，其圬工的自然传力扩大角为 45。 ，即钢管直径 4.8cm，底面积直径为3*4.814.4cm，按圬工桥规 4.0.13 公式拟定混凝土垫层最小厚度为 15cm 验算：A=4.8* *15=226.2cm2 fvd=1.32MPa=13.2kg/cm2Nk=21.25KN=2125kg u5=0.7代入 A fvd+13.2+0.7*2125/1.4=4048.34kg=40.4834KN21.25KN(安全)以上各项要素均满足设计要求。验算人： 王建权 凯里路桥工程公司高车堡大桥项目经理部- 8 -2007 年 11 月 21日
