某特大桥现浇1#段箱梁墩身托架计算书.doc

XX特大桥现浇1#段箱梁墩身托架计算书XX省路桥集团有限公司XXXX高速五通桥连接线X合同项目经理部二XX年X月XX特大桥现浇1#段箱梁托架计算书一、总说明1#块上下分两次浇注，第一次浇注6米高，第二次浇注剩余部分米。托架结构：三角桁架，利用墩身预埋槽钢与三角桁架焊成一体作为施工承重构件，上面布置贝雷片作为横梁，其上纵向铺设I36a工字钢。见下图： 托架构造图图 一二、主要材料计算参数由路桥施工计算手册附表3-20中查出A3钢材参数：=140MPa; =85MPa;钢材弹性模量E=2.1105MPa;钢筋混凝土容重:=26KN/m3; 每平方米模板重量取1KN。木材采用松木，由路桥施工计算手册附表3-39得=12MPa; =1.3MPa;弹性模量E=10105MPa;以上参数在以下计算中不再阐述三、底膜方木、槽钢计算方木计算分为两部分，（1）腹板下部，2根8间距为60cm，两槽钢之间均布3根810cm方木，间距为15cm。（2）底板位置，顺桥向2根8间距为60cm，两槽钢之间均布1根810 cm方木。见下图 图 二1、腹板下方木、槽钢计算单根方木、槽钢上部混凝土体积：V1=L1h1d1=0.1560.7=0.63m3；L1: 方木之间，方木与槽钢之间宽度d1=0.15m（见图二）；h1：第一次混凝土浇筑高度h1=6m；d1: 腹板厚度d1=0.7m；方木上部混凝土重量：G1=26V1=16.38KN q1=G1/d116.38/0.723.4KN/m; 由于腹板下部布设有三根I36a 间距为L=28.2cm（见图三）图 三方木及槽钢受力简图如下： 1）810cm方木计算（采用电算） （1）挠度弯矩曲线图 （2）电算结果见下表（3）查上表可知方木最大应力max=2.18MPa=12MPa支座剪力由挠度弯矩曲线图可知Q1=3.299KN木=3Q1/2A木=33.299KN/280cm2=0.619 MPa =1.3MPaA木为方木面积 最大挠度f max=0.045mmL/400=0.705mm安全系数达到5.502由、可知腹板下方木满足施工要求2）8槽钢计算（采用电算）（1）挠度弯矩曲线图（2）电算结果见下表（3）查上表可知8槽钢最大应力max=9.1858MPa=140MPa支座剪力由挠度弯矩曲线图可知Q1=3.299KN槽= Q1S/I=3.29910315.110(-6)/101.310(-8)510 (-3)=9.8MPa =85MPaS-槽钢半截面面积距（查路桥施工计算手册附表3-32为15.1cm3）I-槽钢截面惯性距（查路桥施工计算手册附表3-32为101.3cm4）槽钢腹板厚度（查路桥施工计算手册附表3-32为5cm）最大挠度f max=0.009mmL/400=0.705mm安全系数达到25.5由以上、计算可知腹板下槽钢满足施工要求2、底板下方木、槽钢计算底板处方木布设见图二，方木与槽钢间距为30cm,1#段底板最厚处为1.183m。底板处布置5根I36工字钢，间距为0.956m（见图四）L2=0.3m h2=1.183m d2=0.956m则单根方木及槽钢上部砼体积为V2= L2h2d2=0.31.1830.956=0.339 m3；则G2=26V2 =260.339=8.814KN q2= G2/ d2=8.814/0.956=9.21 KN/m槽钢、方木受力简图如下 槽钢、方木下工字钢间距 图 四1）底板下810cm2方木计算（采用电算） （1）挠度弯矩曲线图：（2）电算结果见下表（2）电算结果见下表：（3）查上表可知方木最大应力max=9.8656MPa=12MPa支座剪力由挠度弯矩曲线图可知Q2=q2d2 /2=9.210.956/2=4.4KN木=3Q1/2A木=34.4KN/280cm2=0.825=1.3MPaA木-方木面积80cm2最大挠度f max=2.348mmL/400=2.39mm安全系数达到1.216由以上、计算可知底板方木满足施工要求2）底板8槽钢计算（采用电算）（1）挠度弯矩曲线图（2）电算结果见下表（3）查上表可知8槽钢最大应力max=41.55MPa=140MPa支座剪力由挠度弯矩曲线图可知Q1= q2d2 /2=9.210.956/2=4.4KN 槽= Q1S/I=4.410315.110(-6)/101.310(-8)510 (-3)=13.1MPa =85MPaS-槽钢半截面面积距（查路桥施工计算手册附表3-32为15.1cm3）I-槽钢截面惯性距（查路桥施工计算手册附表3-32为101.3cm4）槽钢腹板厚度（查路桥施工计算手册附表3-32为5cm）最大挠度f max=0.47mmL/400=2.39mm安全系数达到5.7由以上、计算可知底板槽钢满足施工要求四、纵梁验算（36a工字钢）1、腹板下工字钢验算1）永久荷载腹板混凝土重量P5=26AL=327.6KN; A：截面面积4.2m2 L：1#块长3m；2) 临时荷载腹板模板重量g1= (h+h3+d) L7=33KN；h：截面高度6m；h3:内模板第一次浇注高度4.3m；d:腹板下部底膜宽度0.7mL7：1#块长度为3m；每平方米模板重量取1KN。取施工人员等小型机具重量g3 =40KN;混凝土冲击荷载g4 =20KN;考虑腹板下布置为3根36a工字钢,中间一根承受均布荷载最大取整个荷载的一半的1.25倍（路桥施工计算手册附表2-12查得）由中间的工字钢承担，则腹板中间处工字钢的均布荷载： q5=( g1+g2+g3+P5)1.25 /2/ L7=87.625KN/m;3）电算得下表挠度弯矩曲线表(1）从表中查得：MAX=112.33MPa=140 MPa；(2）剪切力计算：Q=131.43KN I：S=30.7cm =10mm查（路桥施工计算手册附表3-31）得MAX=QS/I=42MPa；MAX =42MPa =85 MPa(3）挠度验算从表中可查Fmax=2.78mmL/400=10mm（4）安全系数为2.092由（1）、（2）、（3）可知，腹板下36a工字钢满足施工要求。2底板下工字钢验算1）永久荷载底板混凝土重量P2=26AL=555.36KN;A：底板截面面积7.12m2；L：1#段长度为3m2) 临时荷载底板模板重量g1= 2*B*L=33.6KN；B:内模底板宽度5.6m；L：1#段长度为3m每平方米模板重量取1KN。取施工人员等小型机具重量g2=40KN;混凝土冲击荷载g3 =20KN;底板下均匀分布5根I36a工字钢，可视为均匀受力,则每根工字钢均布荷载为:q=（g1+g2+g3+P2）/5/L=（555.36+33.6+40+20）/5/3=43.264KN/m底板处36a工字钢所受荷载远小于腹板处36a工字钢所受均布荷载，此处受力情况满足施工要求，不做验算。五、贝雷片验算设每片贝雷片所受竖向力相同则每片贝雷片受力如图：图 五1、永久荷载腹板混凝土重量P5=26AL=327.6KN; A：截面面积4.2m2 L：1#块长3m；底板混凝土重量P2=26AL=555.36KN;A：底板截面面积7.12m2；L：1#段长度为3m2、临时荷载单侧腹板模板g1=33KN； 底模板重量g2=33.6KN;36a工字钢g3=59.9ab=3.29KN; a:工字钢数量11根;b:工字钢长度5m；36a工字钢每米重量59.9Kg/m取施工人员等小型机具重量g4=40KN;混凝土冲击荷载g5 =20KN;单侧侧模重量g6=1.2Ld=1.212.33=44.28KNL-侧模长度d-侧模宽度侧模每平方米按1.2KN计算3、计算： F1、F2、F3、F9 F10 F11为腹板下工子钢作用在贝雷片上的力； F4、F5、F6、F7、F8为底版下工子钢贝雷片上的力； F12、F13、F14、F15为侧模作用在贝雷片上的力1）受力F2=F10=(P1+g1)/21.25/4+（g3+g4+g5）/11/4=(327.6+33)/21.25/4+（3.29+40+20）/11/4=57.748KNF1=F11 =(P1+g1)/4-F2/2+（g3+g4+g5）/11/4=18.363KNF4=F5=F6=F7=F8=（P2+g2）/7/4+（g3+g4+g5）/11/4=22.472KNF3=F9=18.363+22.472=40.835KNF12F13F14F15g6/2/444.28/2/45.535KN2）电算（1）计算表：（2）挠度弯矩曲线图（3）电算结果3）验算贝雷片最大拉应力MAX=17.052MPa 贝=273MPa 最大弯矩MMAX=56.953N.m M贝=975KN.m 最大应变fMAX=0.4993mL/400=17.5mm4）安全系数为19.65由1）、2）、3）、4）结果可知所用贝雷片受力情况满足施工要求六、三角桁架计算1、永久荷载单侧腹板混凝土重量P1=327.6KN;底板混凝土重P2=555.36KN; 2、临时荷载（1）单侧侧模重量g1=1.2Ld=1.212.33=44.28KNL-侧模长度d-侧模宽度侧模每平方米按1.2KN计算 （2）底模板重量g2=33.6KN;（3）36a工字钢g3=59.9ab=3.29KN; a:工字钢数量11根;b:工字钢长度5m；36a工字钢每米重量59.9Kg/m（4）贝雷片g4=452.8=56KN;(每组5片，共4组，每片重2.8KN)，加花架取70KN（5）取施工人员等小型机具重量g5=40KN;混凝土冲击荷载g6 =20KN;单个牛腿上部总荷载P总=(2P1+P2+2g1+g2+g3+g4+g5+g6)/2=733KN;3、牛腿设计说明 牛腿横杆及斜杆均采用两根36a槽钢净间距为8cm组合如图：图 六每组贝雷片中心间距为50cm，靠近墩身的一组贝雷片尽量靠近墩身，有利力于受力，远离墩身的一组贝雷片中心尽量和横撑与斜撑得交点上，也有利于受力。由于单个牛腿受力P总=733KN则单片贝雷片受力为F1=F2=F3=F4=P总/4=733/4=183.25KN简化受力图如下：图 七1）横撑ab验算：根据以上受力进行计算，采用电算结果如下 槽钢组合惯性矩计算结果 挠度与弯矩图 电算结果见下表 从弯矩挠度曲线中查得a点处受力Fa=359.283KN b点受力Fb=373.717 KN以b点为研究对象，根据受力平衡可得：横杆ab所受拉力为Fab=280.288KN 斜杆bc所受压力为Fbc=467.146KN （1）抗弯：ab杆所受拉应力分两部分组成，一部分为因受F1、F2单杆受力时造成的拉应力从上表中可查=52.999MPa；第二部分因拉力Fab造成的拉应力 ab=Fab/2S槽=280.288KN/（260.91cm2）=23.008 MPa S槽查表的S槽=60.91 cm2 总=+ab=52.999+23.008=76.007 MPa 此处取安全系数为1.5 则1.5总=114.011 MPa=140MPa （2）剪切应力验算 由弯矩及挠度图可知剪切应力最大处为b点 MAX= FbS槽/I=373.717 KN389.9cm3/（23740 cm416mm）=38.4 惯性矩I为以上求得，其它参数均见桥梁施工计算手册 此处安全系数取1.5 则1.5MAX =1.538.4=57.6=85 MPa （3）挠度验算 根据以上表中查得挠度f=0.206mmL/400=7.525mm由(1)、（2）、（3）计算可知横杆ab完全满足要求2）斜撑bc验算（1）计算压杆揉度=l/i长度因数因ab杆底端固定，顶端横桥向有所活动，查表的=1，l为杆件长度 lab为5mi为回转半径 查表得13.96cm（组合后和单根相等）则=l/i=15/0.1396=35.8（2）稳定因数 由=17.9 查材料力学（）孙训方编表9-2得=0.939（3）求压应力得由公式的=F/（A）F=Fbc=46