关庙大桥托架计算书

关庙大桥托架计算书目 录一、设计依据 1二、计算数据 1三、计算荷载 1四、底模桁架计算 3五、横梁计算 6六、三角托架计算 11七、牛腿计算 13八、结论 131主墩 0 块托架计算书一、设计依据1、 钢结构设计手册第三版2、 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范J462-20053、 钢结构设计规范(GB 50017-2003)二、计算数据1、钢筋混凝土容重：=26.5kN/m 32、钢模板(外模、底模) ：Q 1=1.4kN/m2418m2=585.2kN3、外侧模总重量： Q2=253.86kN4、箱梁内模总重量：Q 3=335.72KN5、翼缘板区混凝土总重量： Q4=245.79KN6、顶板混凝土总重量： Q5=660.38KN 7、人群荷载及各种施工荷载：Q 6=2kN/m2三、计算荷载托架荷载设计值0 号块平面布置示意图如下1、底板区(单边)1-1 截面 (底板区 0 米处)W1 =(5-1.12)2.147+Q6(5-1.12)+0.30.3=26.5(5-1.12)2.147+ 2(5-1.12)+26.50.30.3=167.29kN/m22-2 截面 (底板区 2.5 米处)W2 =(5-1.12)1.3+Q6(5-1.12)+0.30.3=26.5(5-1.12)1.3+2(5-1.12)+26.50.30.3=104.45kN/m3-3 截面 (底板区 3.0 米处)W3=(5-1.12)1.29+Q6(5-1.12)+0.30.3=26.5(5-1.12)1.29+2(5-1.12)+26.50.30.3=103.70kN/m2、翼板区W4= q2+q4=235.86+245.79=499.65 kN 3、腹板区(单边单侧)1-1 截面 (腹板区 0 米处)W5=111.1 +Q61.1=26.5111.1+21.1=322.85kN/m2-2 截面 (腹板区 2.5 米处)W6 =10.6530.6+Q61.1=26.510.6530.6+21.1=312.73kN/m3-3 截面 (腹板区 3.0 米处)W7 =10.5831.1+Q61.1=26.510.5831.1+21.1=310.69kN/m4、顶板区(单边)1-1 截面 (顶板区 0 米段)W8 =(5-1.12)0.96+1.20.4=26.5(5-1.12)0.96+26.51.20.4=83.95kN/m2-2 截面 (顶板区 2.5 米段)3W9 =(5-1.12)0.46+1.20.4=26.5(5-1.12)0.46+26.51.20.4=46.85kN/m3-3 截面 (顶板区 3.0 米段)W 10 =(5-1.12)0.46+1.20.4=26.5(5-1.12)0.46+26.51.20.4=46.85kN/m四、托架上层反力架计算托架承载能力采用空间有限元程序 MIDAS 进行计算。 底模桁架计算(0#块腹板段)1、荷载0#块单边单侧腹板段布置 3 片反力架，故腹板段 1-1、2-2、3-3 截面处的荷载分别按下计算：q1=（W 5 +W411.22）3=340.69 KN/m3=113.56kN/mq2=（W 6+W4142）3=330.57KN/m3=110.19kN/mq3=（W 7+W411.22）3=328.53 KN/m3=109.51kN/m2、计算模型根据布载情况，建立单片反力架模型对结构进行计算，计算模型如下：图 1 底模桁架受力计算模型3、计算结果4图 2 应力结果图图 3 位移等值线由计算可知，计算最大应力为 52.3MPa，最大竖向挠度为-0.23mm, 支点最大反力为 122.09kN，最小反力为 32.24kN。计算考虑超载系数 1.05，浇注混凝土时的动力系数 1.2。最大应力 max=52.31.051.2=65.90 N/mm2200 N/mm 2，满足要求；最大竖向挠度 fmax=0.231.051.2=0.29mm，挠跨比=0.29/2720=1/93792.72/400，满足要求。(二) 上层反力架计算(0# 块底板段)1、荷载0#块单边底板段布置 5 片底模桁架，故腹板段 1-1、2-2、3-3 截面处的荷载分别按下计算：q1 =(W1+W8+(Q1-Q2+Q3)23)55=(167.29+83.95+(585.2-253.86+335.72)23)5=72.48kN/mq2 =(W2+W9+(Q1-Q2+Q3)23)5=(104.45+46.85+(585.2-253.86+335.72)23)5=52.50kN/mq3 =(W3+W10+(Q1-Q2+Q3)23)5=(103.7+46.85+(585.2-253.86+335.72)23)5=52.35kN/m2、计算模型0#块底板段布置 5 片反力架。建立单片模型对结构进行计算，计算模型如下：图 4 底板下纵梁受载计算模型3、计算结果图 5 应力结果图6图 6 位移等值线图由计算可知，计算最大应力为 24.85MPa，最大竖向挠度为 -0.11mm, 支点最大反力为 60.0kN，最小反力为 20.03kN。计算考虑超载系数 1.05，浇注混凝土时的动力系数 1.2。最大应力 max=24.851.051.2=31.31 N/mm2200 N/mm 2，满足要求；最大竖向挠度 fmax=0.111.051.2=0.14mm，挠跨比=0.14/2720=1/194282.72/400，满足要求。五、横梁 A 计算 内侧横梁 A 计算1、荷载根据纵梁反力计算结果，得到 Q1=122.09KN,Q2=60.0 kN。2、计算模型根据分配梁受力情况，建立模型进行分析：图 7 内侧横梁 A 计算模型3、计算结果7图 8 内侧横梁 A 弯矩图图 9 内侧横梁 A 剪力图图 10 内侧横梁 A 支点反力图8图 11 内侧横梁 A 位移图由计算得fmax=7.48mm，M max=144.57KNm，Q max=164.18kN，R=408.18kN 。计算考虑超载系数 1.05，浇注混凝土时的动力系数 1.2。最大弯矩 Mmax=144.571.051.2=182.16kNm最大剪力 Qmax=164.181.051.2=206.87kN而 =200 N/mm2，f v=115 N/mm2，则 3max257.8=16.2cm0aMKNWP182.16 kNm /200 N/mm2 =910.8cm3用 2I45b 组合工字钢，其抗弯截面系数=21500.4m3=3000.8cm3910.8cm 3，A=188.14cm 2，故满足要求；剪应力： =2.5a1MPQA 206.87 kN /188.14 cm2=109.96 N/mm2 115 N/mm2，满足要求； 最大竖向挠度 fmax=7.481.051.2=9.42mm，挠跨比=9.42/12000=1/127312/400，满足要求。由计算知，内侧横梁 A 能满足实用要求(二) 外侧横梁 A 梁计算1、荷载由计算结果，知 Q1=32.24kN,Q2=20.06kN。2、计算模型如下图9图 12 外侧横梁 A 计算模型3、计算结果图 13 外侧横梁 A 弯矩图图 14 外侧横梁 A 剪力图10图 15 外侧横梁 A 支点反力图图 16 外侧横梁 A 位移图由计算得 fmax=1.39mm，M max=38.2kNm，Q max=41.95kN，R=106.43kN计算考虑超载系数 1.05，浇注混凝土时的动力系数 1.2。最大弯矩 Mmax=38.21.051.2=48.13kNm最大剪力 Qmax=41.951.051.2=52.86kN而 =200 N/mm2，f v=115 N/mm2，则3max137.=861.cm0aKNWP48.13 kNm /200 N/mm2 =240.65 cm3用 2I45b 组合工字钢，其抗弯截面系数=21500.4cm3=3000.8cm3240.65cm 3，A=188.14cm 2剪应力： =9.74a125MPQA=52.86 kN /188.14 cm2= 28.9 N/mm2115 N/mm2最大竖向挠度 fmax=1.391.051.2=1.75mm，挠跨比 =1.75/1200012/400，满足要求。11由计算知，外侧分配梁满足实用要求。六、三角托架计算根据纵向三角托架受力情况，对其进行建模分析。1、荷载q1=408.18kN，q 2=106.43kN2、计算模型图 17 纵向三角托架计算模型3、计算结果图 18 纵向三角托架弯矩图12图 19 纵向三角托架轴力图图 20 纵向三角托架应力图图 21 纵向三角托架支点反力图由计算得 Mmax=1.957kNm，N 1=407.23kN, N2=95.15kN， max=31.13kN，R 1=514.61kN,而 =200N/mm2，13但当计算时考虑超载系数 1.05，浇注混凝土时的动力系数 1.2。最大弯矩 Mmax=1.9571.051.2=2.47KNm最大轴力 N1max=407.231.051.2=513.11kN最大轴力 N2max=143.471.051.2=180.77kN支座最大水平力 H1max=96.291.051.2=121.33kN支座最大竖向反力 R1max=514.611.051.2=648.41kN则 3max3.8=20.6cm16aMKWP=2.47 KNm /200 N/mm2=12.35cm3三角托架的竖杆由 225b 号工字钢组焊组成，A=79.81 cm2 容许最小截面积为 Amin=(513.11103)/(200106)=25.66 cm2A=79.81 cm 2 满足要求。三角托架的斜杆由 225b 号工字钢组焊组成，A=79.81 cm2，容许最小截面积为 Amin=(180.77103)/(200106)=9.04cm2A=79.81 cm 2 满足要求。由计算