工字钢是金属材料,是钢材类,归类为型材。型材有角钢丶槽钢丶工字钢丶H钢丶扁钢等,工字钢与其他型材一样,材质低碳钢较多,牌号为20钢丶Q235钢,主要是金属结构底座支撑等,铁素体组织,容易生锈,切割焊接性能好,工字钢市场价格相比较低
120x64工字钢重量:
工字钢的重量计算公式是:W=0.00785×[hd+2t(b-d)+0.615(R*R-r*r)]。单位是(kg/m)。
也可以用以下这一条公式:每米重量=0.00785×腰厚[高+f(腿宽-腰厚)]。
不过其实是没有必要去记这样的公式。五金手册,钢结构设计手册上面都有这样的表,可以查出一米下不同型号的工字钢的重量。
%%%%%%%%%%改建工程(LA段)施工之一标段(桩号)QMW大桥盖梁支架方案论证受力分析报告
目 录1、工程概况 12、盖梁支架体系介绍 23、计算分析依据 34、计算分析模型 44.1 盖梁支架有限元分析模型 44.2 构件截面及材料性能 44.3 计算采用的荷载情况 55、盖梁支架计算结果 65.1 盖梁支架变形分析结果 65.2 盖梁支架应力分析结果 65.3 盖梁稳定分析结果 76、施工支架验算结论与建议 96.1 结论 96.2 建议 9
%%%%%%%%%%改建工程(LA段)施工之一标段(桩号)QMW大桥盖梁支架方案论证1、工程概况QMW大桥位于¥¥¥¥¥。桥梁全长156.44米,桥梁跨径为3×25m+3×25m预应力砼T梁,上部采用预应力砼T梁,先简支后连续;下部结构采用桩柱接盖梁以及空心薄壁墩接盖梁,基础采用桩基础。桥面铺装采用10cm厚C50砼调平层+10cm沥青层。下部结构采用空心薄壁墩接盖梁,基础采用桩基础。连续梁2#、3#、4#主墩基础采用φ1.5m群桩承台。
表1-1 连续梁桥墩设计情况
序号 墩号 桩长(m) 承台尺寸(m) 墩高(m)
1 2#墩 19.8 6.6×6.6×2.5+6.6×6.6×2.5 24.6
2 3#墩 18.7 6.6×6.6×2.5+6.6×6.6×2.5 26.7
3 4#墩 17.3 6.6×6.6×2.5+6.6×6.6×2.5 24.6
桥梁宽度为24.5m(0.5m墙式防撞护栏+10.75m行车道+2m中间带+10.75m行车道+0.5m墙式防撞护栏);桥梁平面位于直线上,桥梁右偏角90度;桥梁纵坡位于-3.9%纵坡上;桥梁横坡为2.0%的双向坡。汽车荷载等级:公路-I级,洪水频率1/100。2、盖梁支架体系介绍该大桥盖梁长度为11.39m,宽为2.7m,高为2.5m,采用C30混凝土,理论方量为76.88m³。对于盖梁支架体系,自上而下其结构为工字钢横梁、工字钢纵梁和预埋钢棒。该结构施工方便,结构受力简单明确,且不会发生支架下沉的问题。盖梁支架方案中加固预埋钢棒,与薄壁墩实心段主筋用牛腿焊接。钢棒下方采用∮14钢筋网片,防止受力集中混凝土受损。工字钢横梁搁置在工字钢纵梁上, 间距按0.5米布置。工字钢纵梁搁置在原本预埋于薄壁墩墩身的Q345钢棒上,两纵梁间用拉杆相连。支架布置示意图如图2-1、2-2、2-3所示。图2-1 盖梁支架横桥向侧面图钢板预埋是先用大于钢棒的PVC管预埋,在PVC管子下面放上两层小钢筋网片,以减少小钢棒下面受力集中,造成混凝土有损伤。并且在方木横梁与盖梁模板之间铺设木楔块,用于调节模板标高和方便拆除盖梁低模板。图2-2 盖梁支架纵桥向立面图图2-3 盖梁支架平面图3、计算分析依据本方案分析计算时,主要依据下列标准和技术文件。1)《路桥施工计算手册》人民交通出版社,2001;2)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011);3)《装配式公路钢桥多用途使用手册》,人民交通出版社,2001;
4)《木结构设计规范》(GB50005-2003)5)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)6)《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(JTG D62-2004)7)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)8)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)9)《建筑结构荷载规范》(GB 50005-2003)4、计算分析模型4.1 盖梁支架有限元分析模型11.39m盖梁支架有限元模型中采用梁单元对工字钢横梁、工字钢纵梁和方木横梁进行了模拟。根据支架体系的设计及工作状态,边界条件考虑如下:(1)预埋的钢棒简支于桥墩两侧边界点上。(2)工字钢纵梁简支于预埋的钢棒上。(3)工字钢横梁简支于工字钢纵梁上。此支架有限元模型共包括276个单元和292个节点,整体模型如图4-1所示。图4-1 盖梁支架模型4.2 构件截面及材料性能本支架体系各主要构件的截面形式如表4-1所列;所用材料的容许应力如表4-2所示。表4-1支架体系各主要构件截面类型
序号 构件名称 截面形式
1 预埋钢棒 直径150mm
2 工字钢纵梁 双拼I56c工字钢
3 工字钢横梁 I20b工字钢/双拼I20b工字钢
表4-2钢材容许应力
应力种类 钢 号
Q235 Q345
弯曲应力[σ](Mpa) 215 310
剪切应力[τ](Mpa) 125 180
挤压应力[σ](Mpa) 215 310
注:按《钢结构规范》(GB50017-2003)进行选用。4.3 计算采用的荷载情况本支架计算考虑了支架体系自重,计算实际浇筑钢筋混凝土重量,同时考虑到施工人员与工具、混凝土振捣及模板系统重量等施工临时荷载,全部乘以1.2的系数进行考虑。最终荷载以梁单元集中荷载的形式加在工字钢横梁跨中。盖梁支架的荷载如图4-2所示,荷载值见表4-3所示。图4-2 盖梁支架加载示意图表4-3 工字钢横梁所承受上部结构传来荷载一览表(单位:kN)
荷载类型 荷载值(混凝土自重)(钢模)(振捣产生的力)
一号工字钢横梁 48.28
二号工字钢横梁 55.61
三号工字钢横梁 62.94
四号工字钢横梁 70271.0
五号工字钢横梁 70.27
六号工字钢横梁 84.93
5、盖梁支架计算结果5.1 盖梁支架变形分析结果结构在荷载作用下的更大下挠量为15.87mm,如图5-1所示,满足《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)(5.2.4节)不大于l/400的要求。图5-1 结构变形图(单位:mm)5.2 盖梁支架应力分析结果在支架自重、模板系统自重及浇筑混凝土重量等荷载作用下,施工支架体系各构件的应力分析结果如下:支架应力值为-145.8~115.4MPa,满足《钢结构设计规范》(GB50017-2003)(3.4.1节)的要求,应力结果如图5-2所示。图5-2 结构应力等值线图(单位:Mpa)5.3 盖梁稳定分析结果结构前三阶失稳模态如图5-3所示。前三阶结构失稳都是靠外侧工字钢横梁发生侧向失稳。(a)结构一阶失稳模态(屈曲系数为4.630)(b)结构二阶失稳模态(屈曲系数为4.632)(c)结构三阶失稳模态(屈曲系数为5.018)图5-3 前三阶结构失稳模态及屈曲系数6、施工支架验算结论与建议6.1 结论通过对盖梁支架体系的分析计算可知:1)对于盖梁施工支架,施工荷载作用下更大变形为15.87mm,其刚度满足《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)(5.2.4节)的要求(不大于L/400)。2)盖梁施工支架更大组合拉压应力为115.4MPa,出现在预埋钢棒和工字钢纵梁处,验算结果表明应力满足《钢结构设计规范》(GB50017-2003)(3.4.1节)的要求。实际施工应在钢棒上方加校位垫片,避免了应力集中,而且由于实际荷载类型为均布荷载,更有利于结构受力。3)稳定性验算表明:盖梁支架的之一阶失稳模态临界荷载荷载系数为4.630。6.2 建议和注意事项基于上述的计算结果,为确保现浇支架的安全性以及在建模中发现的问题,建议:1)为确保支架施工过程的安全,需对支架进行静载试验,通过静载试验检验支架的安全。试验过程中加强观测,确保预压过程支架的安全。
2)在使用过程中,应进一步对支架进行观测,确保使用过程支架的安全。3)现场施工需采取有效措施确保工字钢焊缝的质量。4)施工时应按计算挠度值设预拱度,并应搭设足够宽度的操作面(一般每边不小于1 m )和周边护栏(高度不小于1.2 m);各种支架的护栏边,都应满挂密目安全网,以防止高空坠落。5)预留孔宜用空心PVC管,其内径宜比预埋钢棒直径大1 cm左右以便穿管,预埋钢棒悬臂长度应足以支设工字钢纵梁,可将预埋钢棒与纵梁互相焊接牢固。如墩柱钢筋间距比预留孔小,可将钢筋向两边稍弯并局部加配钢筋。应在墩柱混凝土有一定强度后(一般不少于设计值的70%),才能搭设支架模扳和浇注盖梁混凝土。
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盖梁支架方案受力分析报告
%%%%%%%%%%改建工程(LA段)施工之一标段(桩号)QMW大桥盖梁支架方案论证
受力分析报告
目 录
1、工程概况 1
2、盖梁支架体系介绍 2
3、计算分析依据 3
4、计算分析模型 4
第 1 页
4.1 盖梁支架有限元分析模型 4
4.2 构件截面及材料性能 4
4.3 计算采用的荷载情况 5
5、盖梁支架计算结果 6
5.1 盖梁支架变形分析结果 6
5.2 盖梁支架应力分析结果 6
5.3 盖梁稳定分析结果 7
6、施工支架验算结论与建议 9
6.1 结论 9
6.2 建议 9
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%%%%%%%%%%改建工程(LA段)施工之一标段(桩号)QMW大桥盖梁支架方案论证
1、工程概况
QMW大桥位于¥¥¥¥¥。桥梁全长156.44米,桥梁跨径为3×25m+3×25m预应力砼T梁,上部采用预应力砼T梁,先简支后连续;下部结构采用桩柱接盖梁以及空心薄壁墩接盖梁,基础采用桩基础。桥面铺装采用10cm厚C50砼调平层+10cm沥青层。
下部结构采用空心薄壁墩接盖梁,基础采用桩基础。连续梁2#、3#、4#主墩基础采用φ1.5m群桩承台。
工字钢梁承重能力要比花架梁强一点,而且工字钢梁比较轻便。花架梁一般用于室外或屋面的构造架达到一定的装饰效果的造型架。
工字钢规格是腰高为160毫米,腿宽为88毫米,腰后为6毫米,重量不等。
工字型钢不论是普通型还是轻型的,由于截面尺寸均相对较高、较窄,故对截面两个主轴的惯性矩相差较大,故仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用,这就使其在应用范围上有着很大的局限。
H型钢属于高效经济裁面型材,由于截面形状合理,它们能使钢材更高地发挥效能,提高承载能力。
衡量标准
工字钢规格也可用型号(号数)表示,型号表示腰高的厘米数,如腰高160mm的工字钢型号为Ⅰ16#。腰高相同的工字钢,如有几种不同的腿宽和腰厚,需在型号右边加标码(也称角码)a或b或c予以区别。
不同于普通工字型的是h型钢的翼缘进行了加宽,且内、外表面通常是平行的,这样可便于用高强度螺栓和其他构件连接。其尺寸构成系列合理,型号齐全,便于设计选用。普通工字钢,轻型工字钢,由于截面尺寸均相对较高、较窄,故对截面两个主袖的惯性矩相差较大,这就使其在应用范围上有着很大的局限,工字钢的使用应依据设计图纸的要求进行选用。
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