连续刚构88m0#块托架计算演示教学.doc

连续刚构88m0#块托架计算精品文档 0号段托架计算书（4#、5#、6#）1. 工程概况新建沈丹客运专线跨沈丹高速公路3#特大桥起讫里程DK99+461.69DK100+708.46，桥长1246.77延米，共计30个墩台身，29孔梁。本桥在3#墩至8#墩处设一联44+3*88+44m刚构连续梁以251200交角上跨沈丹高速公路。本连续梁共分97段，其中2个边墩托架现浇段、2个0#现浇段、2个0a#现浇段，其余为挂篮悬浇节段。中墩墩顶0#和0a#节段长均为10m，悬浇节段长3m4m，边墩托架现浇段长3.0m，中跨及次边跨合拢段长均为2.0m。其中5#、6#墩0#段及4#墩0a#段采用托架现浇，7#墩0a#采取钢管支架现浇。2.0号段托架构造0号段分二次浇筑，第一次浇筑到倒角顶处，第二次浇筑至梁顶。0号段托架仅承受第一次浇筑时的混凝土、模板、施工荷载及翼缘板混凝土荷载，第二次浇筑的混凝土及施工荷载由第一次浇筑的混凝土承受。故0号段托架的荷载仅考虑第一次浇筑时产生的荷载。图1. 0号段托架方案设计图0号段托架由底模外桁架、底模内桁架、边纵梁、横梁、三角托架、上下预埋件及对拉精轧钢筋组成。底模内外桁架直接支撑底模板，桁架内弦杆采用214槽钢；外弦杆采用210槽钢；竖杆、斜杆均采用8槽钢。边纵梁采用I32b，支撑外侧模。横梁A采用双8槽钢格构式结构,横梁B采用双I32b，与桁架、边纵梁焊接后提供施工平台。承受混凝土荷载，底模桁架、边纵梁、模板自重及施工荷载，并将荷载传递给三角托架前节点和上预埋件。三角托架杆件采用225b格构式结构，节点采用销接，仅承受轴力；并将荷载传递给预埋件。上预埋件均采用236b格构式结构，下预埋件采用232b格构式结构，下预埋件预埋0.9m。上预埋件承受横梁的竖向力及水平杆的水平拉力；下预埋件承受斜杆轴向力。3. 0号段托架设计3.1.设计规范客运专线铁路桥涵工程技术指南(TZ2132005)铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）钢结构设计规范(GB5007-2003)建筑结构荷载规范(GB500092001)钢结构高强螺栓连接的设计、施工、及验收规程(JGJ82-91)钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)3.2.材料钢材： Q235B 连接材料： 45号钢：用于销轴E43XX 焊条Er49-1 CO2气体保护焊丝3.3.计算荷载3.3.1.混凝土容重: 26KN/m3。3.3.2.混凝土超载系数: 1.05。3.3.3.钢材容重: 78.5KN/m33.3.4.施工人员、材料、机具荷载: 1.0KN/m2,按梁段顶面积计算。3.3.5.风荷载：50年一遇基本风压为0.55KN/m23.3.6.混凝土灌注状态动力系数取1.1。4.结构计算4.1.总体计算图式采用大型结构计算软件进行整体空间内力分析。按允许应力法进行检算。计算模型全部采用梁单元。为使模型简洁，便于计算结果分析，箱梁翼缘板混凝土重量及其上的施工人员、材料、机具荷载转换为集中荷载施加在边纵梁上。图2.总体计算图式图3.总体计算图式三维效果5.计算结果5.1.总体变形图4.总变形图计算可知，此零号段托架最大变形位于内侧边纵梁的端头处，最大综合变形为6.8mm。5.2.底模桁架变形、内力图5.桁架变形图图6.桁架轴力图图7.桁架应力图外侧桁架最大变形为3mm；最大轴力位于内弦杆上，为150.4KN；最大应力值为92.9Mpa=170Mpa，表明外桁架强度满足规范要求。内侧桁架最大变形为1.1mm；最大轴力位于内弦杆上，为157.7KN；最大应力值为98.0Mpa=170Mpa，表明外桁架强度满足规范要求。5.3.横梁强度、刚度图8.横梁应力图横梁最大应力值为32.5Mpa，小于允许应力=170Mpa。图9. 横梁变形图横梁最大变形2.6mm，相对挠度为0.2/1100f/l=1/400。表明横梁强度、刚度满足规范要求。5.4.边纵梁强度、刚度图10.边纵梁应力图边纵梁最大剪力值为25.2Mpa ，小于允许应力=170Mpa。图11. 边纵梁变形图最大变形5.1mm，相对挠度为0.6/2630f/l=1/400。表明边纵梁强度、刚度满足规范要求。5.5 三角托架杆件强度、稳定性图12.三角纵托架轴力图5.5.1拉杆水平杆轴力N=140.9KNa杆件截面面积；b.销孔处净截面面积；销孔应力集中系数取1.4c.销孔孔壁承压力挤压许用应力bs 为轴向压缩许用应力的1.5倍，bs=1.5170=255MPa5.5.2压杆 斜杆轴力为207.6 KNa杆件截面面积；b压杆稳定斜杆轴力N=207.6 KN；计算长度l=3420斜杆X轴长细比：斜杆Y轴长细比：查询钢结构设计规范可得：斜杆最大压杆的应力值为：，稳定性符合要求6、托架预埋件检算6.1 托架支座反力图13.支座反力图托架上预埋件处支座反力为Fx=140.9KN;Fz=496.2KN托架下预埋件处支座反力为Fx=140.9KN;Fz=152.5KN 内侧预埋件处支座反力为Fz=566.8KN 6.2. 托架预埋件强度计算上预埋件受力情况如下图所示图14.上预埋件受力工况（单位：KN）图15.上预埋件应力图在此工况作用下牛腿的最大应力=107.6MPa= 170MPa，牛腿强度符合要求。下预埋件受力情况如下图所示图16.下预埋件受力工况（单位：KN）图17.下预埋件应力图在此工况作用下牛腿的最大应力=42.8MPa= 170MPa，牛腿强度符合要求。6.3下预埋件处混凝土局部承压验算下预埋件承受斜杆传递的竖向剪力V=152.5KN预埋件受压处侧翼缘的基础混凝土的受压应力，应满足下式要求：式中： 可算出：混凝土C40局部允许应力,混凝土局部受压符合要求；7结论经计算，该托架系统强度、刚度、稳定均满足相关规范要求。0a号段钢管支架计算书（7#）1. 钢管支架结构本支架法采用600*10钢管，横梁采用双36槽钢的组合，纵梁采用35H型钢，柱间采用102*5钢管系梁焊接 (具体布置如图1、2)。钢管支柱的加工按每节6米预先制作完成，（如图3）顶节根据设计长度加工成调整节，每根钢管的下料长度必须进行编号并于技术员指定的施工长度一致，下料长度须专人操作并专人检查，法兰盘的切割及其螺栓孔位必须保证其准确性.钢管支柱的加工要保证下料的准确性并依照图纸做出相应的模板。钢管支柱安装，采用分阶段制作，逐节吊装，法兰连接的组拼方案，为保证连接的准确性，及钢管的垂直度以每两节在地面进行试组装，（同时在钢管的侧面焊接踏脚钢筋）组装完成后采用50T汽车吊吊装。每根钢管顶、底部设法兰盘，法兰盘间采用螺栓连接，底节钢管柱的法兰盘与临时基础预埋=20mm钢板焊接，钢管与钢管与法兰盘之间的焊接要求焊缝厚度不小于6mm，焊缝应饱满无蜂眼，杜绝发生漏焊缺焊等现象的发生，若发现应立即补焊直至合格。拼装完成后测量四根钢管长度及垂直度。在钢管柱顶焊接两根双36槽钢组合做横梁，横梁上纵向布置15根35H型钢其间距为90cm+60cm（翼缘板）+2*60 cm（腹板）+80 cm （倒角）+4*80 cm+（底板）+80 cm（倒角）+2*60 cm（腹板）+90 cm+60cm（翼缘板）。图1、钢管支架侧立面布置收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 图2、钢管支架平面布置图2. 设计计算2.1 荷载计算44m3*88m44m连续箱梁0#段梁高6.8m。梁体自重模型可简化如图5。图5 荷载分布图梁体最大荷载为：169700N/m2。支架、模板荷载：3500N/m2。配重等其它荷载：1000N/m2。最不利荷载合计：174200N/m2。荷载安全系数取1.2。则计算荷载为1742001.2209040N/m2。2.2 支架立柱计算2.2.1 立柱强度验算最大荷载情况下，受力面积为3.4942.5228.812m2。则每根立柱受力为2090408.8121842060.5N立柱采用的是60010型钢管，查得截面积A185.354cm2；惯性矩I80675.313cm4；惯性半径i20.862cm。N/A=1842060.5/(185.354*10-4)99.38Mpa=125Mpa2.2.2 立柱稳定性验算L/i1550/20.86274.3，查钢结构设计规范附录C得：0.616。N/A=1842060.5 /（0.616185.354*10-4）161.33Mpa=215Mpa(立杆抗弯设计强度)因此，立柱的强度和稳定性均满足要求。2.3 立柱顶横梁验算横梁采用双36cm槽钢，36槽钢截面面积A为60.9 cm2、截面抵抗距W为660 cm3，组合槽钢截面面积A=800.38cm2、截面抵抗距W=2Ix/h=2*46001.67/36=2555.65 cm3，横梁受到的最大剪力Q及最大弯距M由力学求解器求得，具体如下：横梁计算模型：结构单元剪力图：结构单元弯矩图：可知横梁受到的最大剪力Q=150.64KN，及最大弯距M=46.52KN.m2.3.1 横梁的剪应力计算Q/A150.64/（60.9*10-4)24.74Mpa=125Mpa2.3.2 横梁的拉弯应力计算M/W46.52/（660*10-6)=70.48Mpa=215Mpa立柱顶横梁复合要求。2.4 梁底纵梁验算采用36cmH型钢做梁底纵梁，36H型钢截面面积A为61.46 cm2、截面抵抗距W为749.91cm3，取腹板下承受力最大的部位受到的最大剪力Q及最大弯距M由力学求解器求得，具体如下：计算模型：结构单元剪力图：结构单元弯矩图：可知腹板下区域受到的最大剪力Q=294.62KN，及最大弯距M=49.35KN.m2.4.1 纵梁的剪应力计算Q/A294.62/（61.46*10-4）47.94Mpa=125Mpa2.4.2 纵梁的拉弯应力计算M/W49.35/（749.91*10-6）=65.81Mpa=215Mpa梁底纵梁符合要求。2.5 立柱基础采用承台作为立柱基础，承台混凝土强度为C35砼。查钢筋混凝土设计规范得C35混凝土 轴心抗压强度为16.7Mpa。地基承载力计算P=Nmax/A=1842060.5/(3.14*0.3*0.3)=6.5MPa16.7MPa。