戴文明

摘要：本文依據(jù)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的地質(zhì)、水文及現(xiàn)有材料等情況，查閱和運(yùn)用相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)、施工技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)資料，采取容許應(yīng)力法對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

關(guān)鍵詞：臨時(shí)結(jié)構(gòu) 容許應(yīng)力 結(jié)構(gòu)計(jì)算

1 設(shè)計(jì)相關(guān)資料及計(jì)算數(shù)據(jù)

1.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ①公路等級(jí)：城市快速路標(biāo)準(zhǔn)。②設(shè)計(jì)車(chē)速：80公里/小時(shí)。③荷載等級(jí)。a橋梁結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)：采用城-A級(jí)；b道路設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)：BZZ-100型標(biāo)準(zhǔn)車(chē)。④橋梁寬度：大橋?qū)?4.5m（含布索區(qū)2m），雙向八車(chē)道。

1.2 主要材料 鋼管：采用？椎420，？椎800兩種類(lèi)型的鋼管；I字鋼：I36型工字鋼、I36（a）型工字鋼。

2 鋼管樁臨時(shí)結(jié)構(gòu)計(jì)算

2.1 設(shè)計(jì)資料 箱梁跨徑56m，采用整體現(xiàn)澆方法施工，臨時(shí)支架采用鋼管樁基礎(chǔ)?，F(xiàn)澆梁底模板采用15mm紅松木模板，木模板放在10×10cm2的方木上，方木下面是20×20cm2的方木。方木直接作用在工字鋼上，工字鋼放在桁片上，桁片與鋼管之間采用砂盆支座連接。本文只針對(duì)工字鋼、桁片及鋼管進(jìn)行驗(yàn)算。

2.2 結(jié)構(gòu)尺寸擬定 首先對(duì)臨時(shí)結(jié)構(gòu)各部件進(jìn)行尺寸和材料初步擬定，面模板采用木模板，其厚度為15mm，面模板橫肋采用10×10cm2的木方，木方沿橋的橫向每隔25cm設(shè)置一道。在其下面沿縱橋向放置20×20cm2的木方，每隔35cm設(shè)置一道?？v向木方直接作用在工字鋼上，工字鋼間距為75cm一道。工字鋼放在桁片上，桁片通過(guò)砂盆與鋼管上連接。鋼管采用？椎800，以6m×9m間距布設(shè)。

2.3 作用集度計(jì)算

2.3.1 永久作用集度計(jì)算。①模板采用闊葉樹(shù)取0.12kN/m2。②箱梁混凝土自重為20012.550kN，其中18m漸變段箱梁為結(jié)構(gòu)最不利位置，其重量為6734.05kN，自重集度為：

g=6734.05kN/A= =31.176kN/m

2.3.2 可變作用集度計(jì)算。①施工人員、施工料具、運(yùn)輸、堆放荷載取2.5kPa。②傾倒混凝土是產(chǎn)生的荷載為2.0kPa。③振搗混凝土產(chǎn)生的荷載為2.0kPa。④其他荷載忽略。

2.3.3 作用集度組合。①驗(yàn)算強(qiáng)度時(shí)，由作用集度組合可知，其作用集度為：

p1=（1）×1.2+（2）×1.2+{（3）+（4）+（5+（6））}×1.4

=（0.12+31.176）×1.2+（2.5+2.0+2.0）×1.4=46.655kN/m

②驗(yàn)算撓度時(shí)，由作用集度組合可知，其作用集度為：

p2=（1）×1.2+（2）×1.2=37.555kN/m

2.4 結(jié)構(gòu)各部件驗(yàn)算

2.4.1 工字鋼梁驗(yàn)算。工字鋼梁可看作支承在模板縱肋的簡(jiǎn)支梁計(jì)算，工字鋼梁之間的間距為0.75m作用在工字鋼梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的荷載集度為q=46.655×0.75=34.991kN/m。

簡(jiǎn)支梁跨中最大彎矩為：

Mmax= = =157.461kN·m

簡(jiǎn)支梁支座處最大剪力為：

Vmax= = =104.973kN

工字鋼梁選用I36.a型，其截面特性Ix=1.5796×108mm4，Wx=8.776×105mm3， =310.1mm，δ=10.0mm，E=2.1×105MPa。

①工字鋼梁截面強(qiáng)度驗(yàn)算。工字鋼梁的自重集度為0.60kN/m，其自重產(chǎn)生的彎矩為：

Mg= =2.7kN·m

總彎矩值為：

Mx=157.461+2.7=160.161kN·m

彎矩正應(yīng)力為：

= = =182.499MPa<1.3×145MPa=188.5MPa

支座處總剪力值為：

Vx=104.973+0.6×6× =106.773kN

τmax= = =34.432MPa<1.3×85MPa=110.5MPa

②工字鋼梁跨中撓度驗(yàn)算。工字鋼梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為q=34.991+0.60=35.591kN/m。

簡(jiǎn)支梁撓度近似計(jì)算公式為：f=

將q=35.591kN/m，Ix=1.5796×108mm4，l=6m，E=

2.1×105MPa代入得：

f= =

=0.018mm<[f]= = 10mm

∴由以上計(jì)算可知工字鋼梁的強(qiáng)度和剛度都滿足要求。

2.4.2 桁架穩(wěn)定性驗(yàn)算。桁片支承在鋼管樁上，可將桁片視作支承在鋼管樁上的簡(jiǎn)支梁，作用于其上的荷載集度為q=46.655×6× =139.965kN/m，其跨中彎矩為：

M = = =1417.146kN·m<[M]=1800kN·m

∴桁片跨中彎矩滿足結(jié)構(gòu)要求。

兩跨連續(xù)梁跨中的支座為最不利位置，則其剪力為：

V=139.965kN/m×9m=1259.685kN<[V]1200kN×3=3600kN

∴跨中的支座剪力也滿足結(jié)構(gòu)要求。

通過(guò)以上計(jì)算可知，桁片能夠滿足施工要求。

2.4.3 鋼管樁立樁驗(yàn)算。鋼管樁立柱支撐上部桁架，立柱長(zhǎng)度為10m，立柱采用？覫800鋼管，壁厚為8mm。立柱平面布置圖如下圖。立柱承擔(dān)圖中陰影部分面積的荷載，由于立柱一端嵌固在地層中，一端露出地表，可把立柱看作一端固定、一端自由，由此可知：

作用在立柱上的荷載P=q·A=46.655×6×4=1119.72kN；

截面最小回轉(zhuǎn)半徑：

i= = = =280.029mm

立柱有效高度l0=2l=2×10=20m；

桿件長(zhǎng)細(xì)比λ= = =71.174<80；

立柱縱向彎曲系數(shù)：φ=1.02-0.55 =1.02-

0.55 =0.562

立柱截面面積A= =0.02m 。

①鋼管立柱強(qiáng)度驗(yàn)算

σa= = =55.986MPa<1.2[σ]=1.2×180=216MPa

②鋼管立柱穩(wěn)定性驗(yàn)算

σa= = =99.975MPa<1.2[σ]=1.2×180=216MPa

通過(guò)以上計(jì)算采用？覫800，壁厚3mm鋼管立柱強(qiáng)度及穩(wěn)定性均能夠滿足施工要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2004）[M].北京：人民交通出版社，2004.

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[3]交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）[M].北京：人民交通出版社，2003.