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1、9m单跨门洞支架验算封闭柳南高速公路段的现浇梁采用施工门洞,依据设计施工图和实地测量,保证高速公路通行净空5.0m。拟采取门式架施工,在中央隔离带或内侧的路缘带处浇筑砼基础70cm*50cm*2400cm,埋预埋件,在基础上为402钢管柱(或钢管)支架,采用12#槽钢作为剪刀撑,支架上搭设2I36工字钢作为帽梁,纵梁采用56a工字钢,间距为1m,上铺15*12的方木,间距为30cm,底模采用1.5cm厚竹胶板,其他支架采用满堂支架设计。门洞顶及两端设置钢板防护,避免砼施工时造成不安全因素;防止“三超”车辆对施工的影响,在门洞前100m设置超高装置,设超高警示牌提醒过往司机,确保高速车辆安全的通
2、行。门洞支架平面布置图门洞支架立面图以D桥门洞为例进行受力验算:施工荷载主要由钢筋混凝土自重q1、模板自重q2和施工荷载q3组成。采用MIDAS/Civil桥梁结构有限元分析软件对门洞支架结构建立模型进行仿真分析,验算其强度、刚度是否满足正常使用要求。采用正常使用极限状态理论进行验算,采用容许应力法,不考虑荷载的分项系数。单元类型:钢立柱、帽梁、纵梁、分配梁组成。底板采用板单元模拟,其余均采用梁单元模拟。边界条件模拟:钢立柱与地梁采用法兰盘连接(焊接)按固结模拟,约束6个自由度。帽梁、纵梁之间为弹性连接,刚度100KN/mm,仅受压。荷载工况:结构自重、箱梁砼自重及施工荷载工况,自重系数为1。
3、模型如下图:分析结果1、刚度分析结果门洞支架整体位移等值线图(单位:mm)板单元位移等值线图(单位:mm)立柱、纵梁位移等值线图(单位:mm)门洞支架最大变形值为17.4mm,位于跨中位置(上图红色位置),跨中部分弯矩最大。结构变形最大值小于容许值L/400=9000/400=22.5mm。因此认为结构刚度满足要求。2、强度分析 (1)纵梁强度分析纵梁采用I56a工字钢,横向间距1m,与门洞正交布置。纵梁组合应力图一(单位:KN/m2)纵梁剪切应力图(单位:KN/m2)纵梁最大组合应力为131MPa, 小于钢材容许最大应力w=145MPa,满足要求。纵梁最大剪切应力为24.4MPa,小于钢材容
4、许最大剪应力 =85MPa,满足要求。(2)帽梁强度分析帽梁采用双I36a工字钢焊接组成,与钢立柱焊接。帽梁最大组合应力图(单位:KN/m2)帽梁最大剪应力图(单位:KN/m2)经分析,帽梁最大组合应力为52.8MPa,小于钢材容许最大应力w=145MPa,满足要求。帽梁最大剪切应力为21.4MPa,小于钢材容许最大剪应力=85MPa,满足要求。(3)钢立柱强度分析钢立柱改用A3钢焊接钢管,直径=402mm,壁厚=10mm,横向间距3m布置。钢立柱最大组合应力图(单位:KN/m2)钢立柱竖向轴力图(单位:KN/m2)钢立柱最大反力图(单位:KN)经分析,钢立柱最大组合应力为42.4MPa,小于钢材容许最大应力w=145MPa,满足要求。钢立柱最大反力为409KN,为中间一排。经过对门式支架分析可知整个门式支架刚度、强度及稳定性满足要求。