跨公路段支架受力計算
一、 概述
為保證道路交通暢通，跨路支架採用砼基礎，鋼管柱結合工字鋼支架形式。
二、 基本材料
1、 型鋼
i36a工:ix=15796cm4,wx=877.2cm3,60kg/m
i56a工:ix=65576cm4,wx=2342cm3,107kg/m
φ219×6螺旋焊管：i=7.54cm4,a=40.15cm2,31.78 kg/m
鋼離柱：i=26.45cm4,a=115.64cm2,110 kg/m
14a槽鋼：ix=563.7cm4,wx=80.5cm3,14.53kg/m
鋼材：e=2.1×105mpa,f=215 mpa
2、方木：10cm×10cm 容重8.5kn/m3,e=9×103mpa,f=9mpa
3、竹膠合板：容重8.5kn/m3
三、 荷載計算
1、 混凝土自重：按荷載集中在14.75公尺範圍內， 21.25kn/m2；
2、 施工荷載：6.5kn/m2.
總荷載： 27.75 kn/m2
四、 鋼柱檢算
（1） 單根鋼離柱所受豎向最大荷載為：q=574.26kn
i=26.45cm，h=4m→λ=h/i=15
查表得；ψ=0.983
a=115.64cm2
其允許承載力：
p=ψa[σ]=0.983×115.64×215/10=2443kn>q
（2） 單根螺旋焊管所受豎向最大荷載為：q=574.26kn
i=7.54cm，h=4.2m→λ=h/i=56
查表得；ψ=0.828
a=40.15cm2
其允許承載力：
p=ψa[σ]=0.828×40.15×215/10=714kn>q
五、 順路方向i56a工字鋼檢算
i56a工字鋼受力最大端可偏於安全地簡化為跨度2m，簡支梁計算。
p=28.15×2.05×10.2+1.27×10.2=601.57kn
mmax=pl/4=601.57×4.1/4=616.61kn·m；
σmax= mmax/w=616.61×103/(2×2342)=131.64mpa<1.2[σ]=174mpa;
fmax=pl3/（48ei）=(601.57×4.13×103)/(48×2.
1×1011×2×65576×10-8)=0.003m<4.1/400=0.
01m；滿足要求
六、 橫路方向i56a工字鋼檢算
i56a工字鋼受力最大端可偏於安全地簡化為跨度10.2m，
q=28.15×2.05+1.27=58.77kn/m2
mmax=qll2/8=0.125×（28.15×2.05+1.27）×10.22=767.0kn·m；
σmax= mmax/wj=767×103/(2×2342)=163.7mpa<1.2×[σ]=174mpa;
fmax=5ql4/（384ei）=(5×58.77×10.24×103)/(384×2.1×1011×131152×10-8)=0.03m
計算撓度稍大，可通過設定拱度解決。
七、 16a槽鋼檢算
16a槽鋼受力最大端可偏於安全地簡化為跨度2.05m，
q=28.15×0.8=22.52kn/m2
mmax=ql2/8=0.125×22.52×2.052=11.83kn·m；
σmax= mmax/wj=11.83×103/80.5=147mpa<1.2×[σ]=174mpa;
fmax=5ql4/（384ei）=(5×22.52×2.054×103)/(384×2.1×1011×563.7×10-8)=0.004m
八、 木方受力檢算
底模木方可簡化為：跨度0.8公尺，承受均勻荷載的簡支梁。荷載均布係數為：q=8.445kn/m。
則：mmax=ql2/8=0.125×8.445×0.82=0.675kn·m；
i=bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4
w=1.67×10-4m3
σmax= mmax/w=0.317/167=1.9mpa<[σ]=9mpa;
fmax=5ql4/（384ei）=(5×8.445×0.84×103)/(384×9×109×8.33×10-6)=0.0007m<0.8/400=0.002m；
九、 基礎受力檢算
單根鋼管柱最大受力為1177.2kn，立柱下設1×1.5m混凝土基礎。則要求地基承載力為784.8kpa，因基礎設在原瀝青路面上，可滿足要求。
非跨路部分支架驗算：
一、方木受力檢算
按荷載集中在1475公尺範圍平均分布，21.25kn/m2；施工荷載6.5kn/m2
則有效荷載為27.75 kn/m2
q=27.75×0.8=22.2kn/m
mmax=1/8 ql2=22.2×0.82/8=1.776knm
wj=1/6bh2=(1/6)×1×0.12=1.67×10-3m3
e=9×109pa
（1）應力驗算：
σw= mmax/ wj=1776/(1.67×10-3)=1.06×106pa<[σw]=9mpa
滿足要求。
（2）撓度驗算
i=1/12bh3=(1/12)×0.1×0.13=8.33×10-6m4
fmax=5ql4/(384ei)=0.0003m<0.0025m
滿足要求。
二、槽鋼受力檢算（14a）：
wj=80.5㎝3 i=563.7㎝4 e=2.1×105mpa
mmax=1/10 qzl32=×22.2×0.52/10=0.555 knm
σw= mmax/ wj=555/(80.5×10-6) =6.89mpa<145 mpa
滿足要求。
fmax=(5ql4)/(384ei)=0.00002m<0.00125
滿足要求。
三、門架立桿驗算
n= ql=22.2×0.61=13.54kn
立桿截面積截面積：a=(d2-d2) π/4=251.327mm2
立桿慣性矩：i＝π/64(d4-d4) =0.0498(424-384)=50391.1mm4
迴轉半徑：i=(i/a)1/2=(50391/251.327)1/2=14.16mm
長細比：λ＝l/l』=1900/14.16=134.18<150 滿足要求
查φ＝0.376
[n]=φa[σw ]=0.376×251.327×145=13702n=13.7kn>n
滿足要求
四、門式架整體驗算：
（1） 立桿慣性矩： i＝50391mm4
（2） 水平拉桿慣性矩：
i2＝π/64(d24-d24)=0.0498(26.84-22.84)=12233mm4
（3） 等效慣性矩：
i3＝2i1+2i2/(n1/n0)=2*50391+2*12233/(1775/1930)=127384mm4
門式架臨界荷載為：
n=π2ei/c2=3.142*2.1*105*127384/19302=70807n
43000<[n]=70807n滿足要求
五、地基承載力
立桿受力通過14a槽鋼和滿鋪方木傳到地基上
基礎受力：σ=n/a=13.1/(0.14×0.61)=153 kp<0.5[σ] =175 kp
沿45o擴散角擴散應力：（厚度以20cm計算）
σ=(13.1+0.61×0.5×20)/ (0.5×0.61)=63kp 滿足要求
支架詳細結構見附圖。
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一 編制依據 1 路橋施工計算手冊 2 攀田高速公路e2合同段施工圖 二 受力計算 1 底模計算 模板跨徑l1 2.4m 模板寬度b 1.2m 新澆鋼筋混凝土平均荷載g1 25kpa 施工人員 施工料具運輸 堆放荷載gr 2.5kpa 傾倒混凝土時產生的衝擊荷載gc 4.0kpa 振搗混凝土產生的荷...
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