上系梁施工计算书.doc

汕昆高速公路贵州境板坝至江底T1合同段项目经理部墩柱上系梁施工方案设计计算书1、设计依据钢结构设计规范、公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）、建筑结构荷载规范、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（征求意见稿）和桥梁施工图。2、总体方案 本标段桥梁上系梁采用钢模板、和系梁以下部分墩柱同时施工。在墩柱模板上焊接牛腿，采用QL32型千斤顶支撑I45a工字钢，工字钢上利用14b槽钢搭设系梁底模平台施工。上系梁施工设计图：3、设计参数14b槽钢：理论重量16.73kg/m 弹性模量惯性力矩 I=609.4cm4 设计抗弯强度I45a工字钢：理论重量80.4kg/m 弹性模量惯性力矩 I=32240 cm4 设计抗弯强度4、荷载分析4.1、永久荷载钢筋砼重量G1：标段内上系梁分1.81.4m、1.61.2m两种规格截面尺寸，其中截面尺寸为1.81.4m的系梁砼数量12.29m3，截面尺寸为1.61.2m的系梁砼数量10.9m3，设计计算时采用截面尺寸为1.81.4m的上系梁进行验算，钢筋砼比重按2.6t/m3（按公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）的规定）。上系梁钢筋砼重量G1:G1=12.29 m32.6 t/m310KN=319.54KN。系梁模板重量G2：根据模型设计图得知，系梁模板采用钢模板，重量(侧模和底模部分)为2.38t，即G2=23.8KN。槽钢重量G3：根据上系梁设计图，采用14b槽钢，槽钢按0.45m间距设置，每根长度4m，放置11根。密度16.73kg/m。槽钢重量G3:G3=11416.73101000=7.36KNI45a工字钢重量G4：采用两根长12m I45a工字钢，理论重量80.4kg/m。I45a工字钢的重量G4：G4=12280.4101000=19.296 KN根据以上分析计算永久荷载G为：G=G1+G2+G3+G4=319.54KN23.8KN7.36KN19.296 KN369.996KN4.2、可变荷载可变荷载包括施工荷载、风荷载、雪荷载等，根据系梁施工搭设结构及施工地点气候特点，不考虑雪荷载和水平风荷载；施工荷载（作业层人员、器具、材料的重量）根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）取3KN/m2；砼振捣附加荷载根据公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）取2KN/m2；砼采用吊车入模，不考虑砼入模的冲击荷载。可变荷载合计为5KN/m2，根据系梁底模面积，计算出可变荷载G5为：G5=56.83=34.15KN4.3、偶然荷载 根据系梁施工搭设结构，不考虑撞击力等因素引起的偶然荷载。5、千斤顶反力计算永久荷载和可变荷载分别按1.2、1.4的分项系数计算千斤顶反力为：永久荷载：369.9961.2=444.0KN可变荷载：34.151.4=47.81KN根据上系梁施工结构设计图，上部荷载由4个千斤顶承受，每个千斤顶反力Q为：Q=(G+G5)4=（444.0+47.81）4=122.95KN根据上系梁施工方案得知，系梁施工采用32吨千斤顶12.295吨（千斤顶考虑与盖梁施工共用），满足要求。6、焊缝强度验算根据上系梁施工结构设计图，上部荷载通过焊接在墩柱模型上的牛腿承受，需对牛腿与墩柱竖向槽钢焊缝进行验算。根据上系梁施工结构设计图，牛腿与墩柱模型竖向槽钢焊接，焊缝形式为直角角焊缝，作用力平行于焊缝长度方向，根据钢结构设计规范（GB50017-2003），焊缝的强度计算为：f沿焊缝长度方向的剪应力;he焊缝的计算厚度，直角角焊缝等于0.7hf，hf为焊脚长度，取he=5mm计算；lw焊缝计算长度，每条焊缝长度取其实际长度减去2hf；fw焊缝的设计强度值，fw=160N/mm2(牛腿及墩柱模型竖向槽钢为Q235钢材，采用E50型焊条手工焊)。根据以上的公式计算，焊缝长度lw：根据设计图，牛腿与墩柱竖向槽钢的焊接长度为400mm168mm，焊缝强度满足要求。7、14b槽钢强度验算根据上系梁施工结构设计图，槽钢承受上部系梁钢筋砼及模型重量荷载，上部荷载按均布荷载分布在槽钢上进行计算分析。全部荷载均布分布在底板上（长度4.7m、宽度1.6m），荷载分布示意图为：槽钢上承受的均布荷载q：q=(（G1+G2）1.2+G51.4)(4.71.6)0.45=（(319.5423.8) 1.2+34.151.4)）(4.71.6)0.45=459.8187.520.45=27.52KN/m。利用TSSD 钢结构计算软件对槽钢受力分析结果如下：7.1、几何数据及计算参数支座形式：左端：简支右端：简支连续梁结构信息：跨序号跨度(mm)截面惯性矩(106mm4)第1跨2000.06.1材料弹性模量(N/mm2)：E = 206000.0 7.2、荷载数据1工况1(恒载)7.3、内力计算结果a弯矩包络图b剪力包络图c截面内力第一跨1234567正弯矩(kN-m)0.007.0911.6813.2111.687.090.00负弯矩(kN-m)0.000.000.000.000.000.00-0.00正剪力(kN)22.0218.359.170.000.000.000.00负剪力(kN)0.000.000.00-0.00-9.17-18.35-22.02挠度(mm)0.002.193.784.353.782.190.00正弯矩最大值(kN-m)：13.21位置(m)：1.000负弯矩最大值(kN-m)：-0.00位置(m)：2.000剪力最大值(kN)： -22.02位置(m)：1.800挠度最大值(mm)： 4.35 位置(m)：1.0007.4、槽钢强度验算a、根据以上受力分析得知，槽钢所受的最大弯矩为：fmax=13.21KN-m，抗弯截面模量Wz=87.110-6m3。抗弯强度：max=fmaxWz=13.21KN-m87.110-6m3=0.1517106KN/m2=151.7N/mm2 fm=215N/2 安全b、根据钢结构设计规范规定，槽钢允许的最大挠度：L/250=2000250=8根据以上受力分析可知，14b槽钢所受的最大挠度：4.358，满足规范要求。c、支点处反力根据以上受力分析得知，槽钢两端支点反力为22.02KN，即I45a工字钢承受上部的集中荷载力。8、I45a工字钢强度验算将工字钢承受上部荷载简化为均布荷载q为：q=(（G1+G2+G3）1.2+G51.4)(4.71.6)0.8=（(319.5423.8+7.36) 1.2+34.151.4)）(4.71.6)0.8=468.657.520.8=49.856KN/m。利用TSSD 钢结构计算软件对工字钢受力分析结果如下：几何数据及计算参数支座形式：左端：简支右端：简支连续梁结构信息：跨序号跨度(mm)截面惯性矩(106mm4)第1跨6700.0322.4材料弹性模量(N/mm2)：E = 206000.0 8.1、荷载数据工况1(恒载)8.2、内力计算结果a弯矩包络图b剪力包络图c截面内力第一跨1234567正弯矩(kN-m)0.00130.49223.74254.83223.74130.490.00负弯矩(kN-m)-0.000.000.000.000.000.000.00正剪力(kN)117.16111.3555.670.000.000.000.00负剪力(kN)0.000.000.000.00-55.67-111.35-117.16挠度(mm)0.008.8315.2817.6215.288.83-0.00正弯矩最大值(kN-m)：254.83位置(m)：3.350负弯矩最大值(kN-m)：-0.00位置(m)：0.000剪力最大值(kN)： 117.16位置(m)：0.000挠度最大值(mm)： 17.62位置(m)：3.3508.3、工字钢强度验算a、根据以上受力分析得知，工字钢所受的最大弯矩为：fmax=254.83KN-m，抗弯截面模量Wz=143010-