临时支架受力计算书(终稿).doc

主桥刚构连续梁临时支架设计计算书2008年12月20日刚构连续梁临时支架设计计算书1、设计依据（1）建筑施工计算手册（中国建筑工业出版社第二版）;（2）公路桥涵设计手册基本资料（人民交通出版社1997版）;（3）钢结构设计规范（中国计划出版社2003版）;（4）公路桥涵施工技术规范（人民交通出版社2000版）;（5）桥梁设计常用计算手册（人民交通出版社2005版）2、设计原则（1）支架整体稳定、安全，结构简单。（2）支架要求经济适用，可操作性强，制作、装拆方便。3、支架受力分析3.1 支架构造箱梁0号块支架采用预埋牛腿，设墩顶托架方式，如图3-15-2所示。图3-1 箱梁0号块支架立面图图3-2 箱梁0号块支架侧面图3.2 支架支架荷载（1）支架自重：按钢材7850kg/m3由程序自动加载。（2）施工临时荷载：人群荷载按250kg/m2； 砼倾倒荷载400kg/m2；砼振捣荷载200kg/m2； 模板重45T。（3）浇注的砼重：按密度2600 kg/m3计，作用在底模横梁上。3.3 支架受力分析模型箱梁0号块支架受力分析按空间杆系理论，采用有限元软件Midas2006进行分析，计算模型如图3-35-5所示。图3-3 计算模型图3-4 计算模型立面图图3-5 计算模型侧面图3.4 支架受力分析结果受力分析结果中，位移：单位：mm，负为向下，正为向上；应力：单位：MPa。3.4.1 支架竖向位移图3-6 底板托梁竖向位移图3-7 贝雷架竖向位移支架底板托架向下最大竖向位移为33.9mm，发生在托架端部（跨中端）主梁中心，托架端部（跨中端）腹板处向下位移25mm；在桥墩侧出现向上位移，最大为1.7mm。底模纵梁最大挠度为8.5mm（L/40015mm）满足要求。底模横梁最大挠度为7.1mm（L/40010.5mm）满足要求。前横梁最大挠度为10.6mm（L/40025mm）满足要求。后横梁最大挠度为4.2mm（L/40025mm）满足要求。贝雷架向下最大竖向位移为14.8mm，最大挠度为12.6mm（L/40030mm）满足要求。建议：在架设支架时，将底板托架端部（跨中端）向上预抬25mm34mm，以保证箱梁浇注后底板高程达到设计高程。3.4.2 支架各构件应力（1）底模纵梁图3-8 底模纵梁组合应力云图图3-9 底模纵梁剪应力云图底模纵梁组合应力最大为139.7MPa，（）满足要求。底模纵梁最大剪应力为87.3MPa，（）满足要求。（2）底模横梁图3-10 底模横梁组合应力云图图3-11 底模横梁剪应力云图底模横梁组合应力最大为39.3MPa，（）满足要求。底模横梁最大剪应力为9.2MPa，（）满足要求。（3）横梁图3-12 横梁组合应力云图图3-13 横梁剪应力云图横梁组合应力最大为139.9MPa，（）满足要求。横梁最大剪应力为67.9MPa，（）满足要求。（4）贝雷架图3-14 贝雷架轴力引起的轴向应力云图图3-15 贝雷架剪应力云图图3-16 贝雷架弯矩引起的应力云图图3-17 贝雷架组合力云图贝雷架轴力引起的轴向应力最大为143.9MPa，弯矩引起的应力最大为173.6MPa，组合应力最大为296.3MPa，（）满足要求。贝雷架最大剪应力为51.3MPa，（）满足要求。（5）斜撑梁图3-18 斜撑梁轴力引起的轴向应力云图图3-19 斜撑梁剪应力云图图3-20 斜撑梁弯矩引起的应力云图图3-21 斜撑梁组合应力云图斜撑梁轴力引起的轴向应力最大为41.9Mpa，弯矩引起的应力最大为18.8 Mpa，组合应力最大为75.1 Mpa，（）满足要求。斜撑梁最大剪应力为0.8MPa，（）满足要求。（6）牛腿牛腿为I28a工字钢，考虑工字钢两侧焊接10mm厚钢板，按 “日”形截面计算（对焊接要求较高），如图5-3所示。牛腿计算结果 图5-3 牛腿截面图5-4 牛腿组合应力云图图5-2 牛腿剪应力云图牛腿组合应力最大为176.6MPa，均满足要求（）牛腿最大剪应力为61.2MPa，（）满足要求。3.4.3 支架各构件计算结论（1）在箱梁砼重力和施工荷载共同作用下，支架各构件挠度满足要求，竖向位移最大为33.9mm，建议在架设支架时，将底板托架端部（跨中端）向上预抬25mm34mm，以保证箱梁浇注后底板高程达到设计高程。（2）各构件均满足要求。4、钢管桩受力分析4.1 钢管桩的布设为有效控制主梁悬臂浇筑过程的墩顶水平位移及悬浇节段的挠度，在主桥墩（立柱）外侧设置钢管桩作为支撑系统。钢管桩采用直径800mm、厚度为12mm螺旋焊钢管，钢管桩横向之间采用16槽钢横向连接，根据钢管桩高度共设置6层横向连接，层间间距为2米，如图4-14-2所示。图4-1 钢管桩布置立面图 图4-2 钢管桩布置平面图4.2 钢管桩计算荷载（1）主梁自重：按砼2600kg/m3由程序自动加载。（2）钢管桩及横撑自重：按钢材7850kg/m3由程序自动加载。（3）施工偏载：按施工节段，考虑各施工工况的施工偏载为主梁一个节段的自重。4.3 钢管桩受力分析模型钢管桩受力分析按空间杆系理论，采用有限元软件Midas2006进行分析，同时采用弹簧单元模拟桥墩桩基和钢管桩与地基土的相互作用，计算模型如图4-34-4所示。图4-3 钢管桩受力分析模型图4-4 钢管桩横撑布置4.4 钢管桩受力分析结果受力分析结果中，位移：单位：mm，负为向坐标轴反方向，正为向坐标轴正方向；应力：单位：MPa。4.4.1 钢管桩及横撑的变形（1）1号节段施工 图4-5 1号节段施工变形图（2）2号节段施工 图4-6 2号节段施工变形图（3）3号节段施工 图4-7 3号节段施工变形图（4）4号节段施工 图4-8 4号节段施工变形图（5）5号节段施工 图4-9 5号节段施工变形图（6）6号节段施工 图4-10 6号节段施工变形图（7）7号节段施工 图4-11 7号节段施工变形图 各施工阶段，考虑各节段施工荷载偏载为主梁一个节段梁体自重，钢管桩及横撑最大变形为69.5mm。4.4.2 钢管桩及横撑的应力（1）1号节段施工 图4-11钢管桩组合应力云图 4-12 横撑杆组合应力云图（2）2号节段施工 图4-13钢管桩组合应力云图 4-14 横撑杆组合应力云图（3）3号节段施工 图4-15钢管桩组合应力云图 4-16 横撑杆组合应力云图（4）4号节段施工 图4-17钢管桩组合应力云图 4-18 横撑杆组合应力云图（5）5号节段施工 图4-19钢管桩组合应力云图 4-20 横撑杆组合应力云图（6）6号节段施工 图4-21钢管桩组合应力云图 4-22 横撑杆组合应力云图（7）7号节段施工 图4-23钢管桩组合应力云图 4-24 横撑杆组合应力云图各施工阶段，考虑各节段施工荷载偏载为主梁一个节段梁体自重，钢管桩组合应力最大为94.1MPa，横撑杆组合应力最大为90.6MPa，均满足要求（）。4.4.3 钢管桩及横撑受力