拱脚定位支座计算

纳界河特大桥拱脚定位钢支座计算说明书纳界河特大桥拱脚定位钢支座计算说明书 纳界河特大桥拱脚钢支座主要用于拱脚节段拱肋的精确定位 并承受拱肋 1 2 拱肋节 段安装过程中的节段荷载 一 支座材料 支座 t 20mm 钢板 Q235B 焊缝 14 f hmm 混凝土 C30 二 支座整体计算 拱肋定位支座采用 MIDAS2010 有限元软件建立整体模型进行计算 模型中所有杆件 均采用梁单元模拟 边界条件根据实际情况设置 支架计算模型如图 1 所示 图 1 拱脚支座计算模型 本桥拱肋支架由于主体结构重量还不明确 节点板重量和连接螺栓的重量无法统计 故暂时根据 林织线纳界河特大桥深化初设图纸 PDFto 四院咨询 中有关截面尺寸计算结 构重量并考虑 1 5 的重力增大系数进行支架的初步计算 拱脚支支座是随着拱架的逐渐拼装而其受力不断增加 在施工过程中有可能出现较主 拱 2 个节段全部拼装完成之后的结构受力更不利的情况 因此必须根据施工进程分阶段对 支架结构的内力状态进行分析 1 支座反力整体计算结果 图 2 CS1 支架反力结果 单位 KN 图 3 CS2 支架反力结果 单位 KN 图 4 CS3 支架反力结果 单位 KN 1 2 拱肋节段安装过程中 拱脚节段所受到的支反力结果汇总于表 1 表 1 支座反力汇总表 节点阶段 FX kN FY kN FZ kN MX kN m MY kN m MZ kN m 241 3 5381 0 4133 263 0897 0 4941 4 3545 0 0004 242 22 4994 63 1100 690 5967 42 8671 19 5356 0 0299 2439 2427 104 1320 1090 9462 68 3689 4 5850 0 0607 2613 5381 0 4133 123 0126 0 1662 1 5405 0 0004 2628 9140 43 9972 232 4934 29 6431 3 6808 0 0284 26357 9388 70 1266 360 3414 45 0335 41 0472 0 0563 281 3 5437 0 4139 263 3543 0 4952 4 3650 0 0004 282 22 5005 63 1083 690 7069 42 8656 19 5410 0 0299 2839 2427 104 1304 1091 0560 68 3674 4 5805 0 0607 3011 6088 0 1713 70 7322 0 0347 0 4961 0 0002 3029 9646 1 9971 30 4169 2 4762 7 7649 0 0185 303 28 2759 5 0273 50 8896 10 8446 21 8748 0 0317 321 1 6088 0 1713 151 9295 0 2493 2 5159 0 0002 3223 9614 7 4158 263 9171 1 5194 0 6997 0 0185 323 38 2954 3 9666 300 9961 4 1380 35 9346 0 0320 6011 6037 0 1707 70 7798 0 0352 0 4992 0 0002 6029 9634 2 0005 30 4486 2 4744 7 7664 0 0189 603 28 2735 5 0236 50 8515 10 8435 21 8758 0 0327 611 1 6037 0 1707 151 7827 0 2485 2 5073 0 0002 6123 9642 7 4093 263 8572 1 5142 0 6945 0 0185 613 38 2939 3 9598 300 9279 4 1435 35 9305 0 0320 6213 5437 0 4139 122 9178 0 1663 1 5434 0 0004 6228 9166 43 9957 232 4047 29 6419 3 6824 0 0284 62357 9425 70 1252 360 2537 45 0324 41 0496 0 0563 注 本表由纳界河特大桥主拱拱脚定位支座计算模型支座反力结果统计 三 支座计算 拱脚节段拱肋支座的计算包括钢支座焊缝强度计算与支座下混凝土的强度计算 拱脚 定位支座实际布置为每个断面设置两个钢支座 为计算简便 保证安全考虑 每个断面的 支反力仅由一个支座承受 其计算结果如下 1 支座强度计算 支座主要通过焊接将拱脚节段与拱座混凝土连接定位 因此支座的焊缝是主要的验算 对象 需要验算的焊缝部位如图 1 所示 图 5 拱脚钢支座结构示意图 由支座反力汇总表可知 支座反力最大值为下弦杆前端支座在第三个施工阶段是产生 的内力组合 FX 9 2427KN FY 104 1320 KN FZ 1090 9462 KN MX 68 3689 KN m MY 4 5850 KN m MZ 0 0607 KN m 钢支座属于一弯矩作用在主平面的双向压弯构件 其强度应按下式计算 y x xnxyny M NM f AWW 式中 与截面模量相应的截面塑性发展系数 本支座计算中不考虑塑性系 xy 数 对于钢支座本身 1 2 2400203602023200Amm 384 1 2204002 133 10 12 x Imm 3384 11 4004003603804 872 10 1212 y Imm 则 366 22 1090 9 1068 3689 104 5850 10 2320010665002436000 113205 y x xnxyny M NM AWW N mmfN mm 支座钢结构强度满足要求 对于焊缝 2 对于板件两边的双面角焊缝 其焊缝有效宽度为 220 7 1419 620 e Bhmmmm 即焊缝的有效受力面积与支座钢结构相同 因此可取其受力强度与支座相同 22 1131 22 160195 2 w fff N mmfN mm 同样 焊缝强度满足要求 2 稳定性计算 由于钢支座为一短柱 故认为钢支座不存在稳定性要求 可不计算稳定性 3 支座抗水平力计算 支座 X 向水平力很小可以不予计算 支座 Y 向水平承载力计算 支座 Y 向的水平力由支座截面的两翼缘承担 其抗剪面积为 2 22040014000Amm 3 22 1 51 5 104 1320 10 9 8120 16000 v FY N mmfN mm A 支座抗剪强度满足要求 4 钢支座底板混凝土受力计算 钢支座底板面积 2 d 460460211600Amm 8 3 2 133 10 1066500 2200 x nx I Wmm h 8 3 4 872 10 2436000 2200 y ny I Wm