64m连续梁0号块三角托架检算资料.doc

.新建北京至沈阳铁路客运专线JSJJSG-5标滦河3号特大桥（40+64+40）m及（40+64+64+40）m连续梁0#块三角托架检算书兰州交通大学土木工程学院二0一五年九月.新建北京至沈阳铁路客运专线JSJJSG-5标滦河3号特大桥（40+64+40）m及（40+64+64+40）m连续梁0#块三角托架检算书检 算：复 核：审 核：兰州交通大学土木工程学院二0一五年九月目 录1.工程概况11.1设计概况11.2 三角托架结构22.托架检算42.1 检算依据42.2 检算工况42.3工况一检算（0号块浇筑）42.4工况二检算（1号块浇筑）103.施工注意事项174.附图181.工程概况1.1设计概况滦河3号特大桥位于河北省承德市开发区和双桥区境内，起止里程为DK188+252.80DK189+491.55，中心里程DK188+872.175，桥梁全长为1238.75米。本桥12#16#墩桥梁上部结构设计为（40+64+64+40）m 连续梁，其中13#14#墩之间（DK188+738.18-DK188+802.18）跨越规划承秦高速公路立交；14#15#墩（DK188+802.18- DK188+866.18）之间跨越101国道。连续梁主墩为13#、14#及15#墩，其中13#墩墩高24.5m，14#墩墩高22.5m，15#墩墩高21m，墩身形式为圆端形实体墩。本桥17#20#墩桥梁上部结构设计为（40+64+40）m 连续梁，连续梁主墩为18#及19#墩，其中18#墩墩身高度为20m，19#墩墩身高度为22m，墩身形式为圆端形实体墩。连续梁均采用挂篮悬臂浇筑法施工。0号块梁段结构尺寸为：梁长9m，梁底宽6.7m（墩顶支座处宽7.7m）,梁顶宽12.6m（翼板宽2.95m），梁体采用单箱单室变高度直腹板箱型截面，腹板及底板按变截面设置，墩顶处梁高6.035m（6.05m），顶板厚38.5cm（40cm），腹板厚90cm(80cm)，底板厚80cm。悬臂端梁高5.326m(5.341m)；顶板厚38.5cm（40cm），底板厚75cm（70.5），腹板厚度90cm(80 cm)。括号内为（40+64+64+40）m 连续梁数据。主墩墩顶顺桥向宽度为3.2m，0号块悬出墩长度为2.9m，1#块长度为3m。（40+64+40）m连续梁0号块悬出墩部分混凝土方量为54.5m3，1#块混凝土方量为52 m3 。（40+64+64+40）m连续梁0号块悬出墩部分混凝土方量为51.6m3，1#块混凝土方量为50.74 m3。两联连续梁外形尺寸基本一致，三角托架结构形式相同，因此托架计算时，采用数值大者作为计算对象，即采用（40+64+40）m连续梁数据作为计算对象。1.2 三角托架结构连续梁墩柱均为高墩，连续梁0号块采用墩旁三角桁架型托架支撑，作为连续梁0号块梁段模板施工支架。由于0#块长度仅为9m，为满足挂篮拼装需要，1#块也在三角托架上现浇施工。三角托架由三角桁架、贝雷桁梁、水平桁架三部分组成。其基本结构布置如图1所示。三角桁架：每个0号块梁段共布置4肢三角托架，每侧2肢，对称于墩身两侧，间距为6.0m。三角桁架上桁水平拉杆采用240c槽钢，腹板加焊厚度为30mm、高度为360mm的加劲板，槽钢与钢板材质均为Q345钢，=295Mpa，=170MPa ，E=210GPa；斜撑杆采用直径325，t-10mm的无缝钢管，材质为Q235钢，=215MPa，=125MPa，E=210GPa；销轴采用Q420号钢钢棒，直径为80mm，长度为430mm的销轴，=325Mpa，=185Mpa。托架墩身铰接预埋件：由2根40c槽钢通长预埋在墩身内，腹板加焊30mm、高度为360mm的加劲板，槽钢与钢板材质均为Q345钢。在浇注墩柱时距墩顶以下172cm和812cm处埋置在墩柱内，预埋件端部设置轴销孔，便于装拆，与三角桁架的水平拉杆及斜撑杆销接。桁架杆件均采用热轧型钢组拼而成，杆件采用J506焊条焊接。水平桁架：三角桁架两肢上桁水平拉杆之间设置水平稳定桁架。水平稳定桁架采用22a槽钢栓接，均采用Q235钢材。贝雷桁梁：每侧托架顶部横向布置13排贝雷架梁，贝雷梁间距为45cm，采用标准连接件进行连接，作为模板底部支架的横向分布梁。三角托架结构图如图1所示：图1 三角托架结构图2.托架检算2.1 检算依据新建北京至沈阳铁路客运专线工程通用设计图（无砟轨道现浇预应力混凝土连续梁，跨度40+64+64+40m，图号：京沈桥通-42）；铁路工程建设通用参考图（无砟轨道现浇预应力混凝土连续梁，跨度40+64+40m，图号：通桥（2015）2368A-1）；高速铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10752-2010）；铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南 （TZ324-2010）； 高速铁路桥涵工程施工技术规程(Q/CR9603-2015);钢结构设计规范（GB50017-2003）。2.2 检算工况工况一：0#块浇筑时，三角托架承担的混凝土自重及支架、贝雷梁、模板等施工荷载；工况二：1#块浇筑时，三角托架承担的混凝土自重及支架、贝雷梁、模板等施工荷载。2.3工况一检算（0号块浇筑）2.3.1 荷载计算0号块梁段重量0号块梁段悬出墩外长度2.9m，混凝土体积为54.5m3，钢筋混凝土容重=26.5KN/m3，则箱梁自重均布荷载为：施工荷载支架、贝雷梁、模板等施工荷载按梁自重的0.3倍计算:计算荷载考虑三角托架是施工临时结构，承受一次性、短期施工荷载，荷载安全系数取：K1.2。施工总荷载为（延梁长方向）：2.3.2 三角托架检算本工程设计的三角托架为每墩侧两肢，每个托架结构所受静载通过贝雷梁传递至托架上，其计算模型如图2所示: 图2 工况一检算模型1 三角桁架上桁水平拉杆检算上桁水平拉杆采用240c2块高360mm、厚30mm补强板，是受弯构件和受拉构件。240c2块板槽钢组合梁的截面特性：采用结构力学求解器建立如下模型：弯矩图如下图所示：最大弯矩：最大弯曲应力：最大轴力：，最大拉应力：水平拉杆最大应力：水平拉杆变形如下图所示：最大挠度：水平拉杆单根孔壁所受最大合力为：N=436KN水平拉杆40c腹板厚度为14.5mm，加焊30mm厚钢板，材质为Q345，单根孔壁最大承载力为：F=14.580295+3080295=1050KNN。孔壁承压满足施工要求。结论：水平拉杆满足施工要求。斜撑杆钢管检算斜支撑为32510mm的钢管，主要为受压构件，其截面特性为:最大轴力： 长细比： 查表得：0.837最大压应力： 斜撑杆两端铰接板与水平座板焊缝检算焊缝长度为574mm，双板，双直角焊缝，受水平力F=256.5KN。根据直角焊缝强度公式：铰板焊脚宽度为10mm，焊缝高度为。满足要求。2.3.3 销轴检算销轴为80mm钢棒，长度为430mm,材质为Q420钢，其设计抗剪强度值为，抗拉强度设计值为。根据托架设计结构，水平拉杆销轴受力最大，分别受水平力F=246.5KN和竖向力N=837KN作用，其他2个销轴只受水平水，最大水平力为F=246.5KN，竖向力由水平支撑板承担。销轴抗剪检算轴销为双面受剪，最大剪力为：最大剪应力：销轴抗弯检算最大弯矩：最大弯曲应力：2.3.4 托架墩身铰接预埋件240b检算上对拉杆预埋件检算上对拉杆悬臂长度为：，其截面特性：，最大剪力为837KN，水平分力为246.5KN。最大剪力：最大剪应力：最大弯矩：最大弯曲应力：水平分力：，最大拉应力：；计算结果满足要求。下对拉杆预埋件检算下对拉杆悬壁长度：，截面系数与上对拉杆一致，最大剪力为290KN，水平分力为246.5KN。最大弯矩：最大弯曲应力：水平分力：，最大拉应力：；计算结果满足要求。结论：墩身预埋件满足施工要求。2.3.5 横向分配梁（贝雷梁）检算设计计算总荷载为2252.95KN，则每排贝雷梁承担的荷载为321.85KN，按照面积荷载分配翼缘板、顶底板及腹板位置，则贝雷梁荷载如下图所示：采用结构力学求解器，建立如下模型进行计算：弯矩图如下图所示：剪力图如下图所示：则贝雷梁跨中最大弯矩为63.7KN-m，小于贝雷梁容许弯矩788.2KN-m。贝雷梁最大剪力为161KN，小于贝雷梁容许剪力245.2KN。结论：贝雷梁满足施工要求。2.4工况二检算（1号块浇筑）2.4.1 荷载计算1号块梁段重量1号块梁段长度3m，混凝土体积为52m3，钢筋混凝土容重=26.5KN/m3，则箱梁自重均布荷载为：施工荷载支架、贝雷梁、模板等施工荷载按梁自重的0.3倍计算:计算荷载考虑三角托架是施工临时结构，承受一次性、短期施工荷载，荷载安全系数取：K1.2。施工总荷载为（延梁长方向）：2.4.2 三角托架检算本工程设计的三角托架为每墩侧两肢，每个托架结构所受静载通过贝雷梁传递至托架上，其计算模型如图3所示: 图3 工况二检算模型2 三角桁架上桁水平拉杆检算上桁水平拉杆采用240c2块高360mm、厚30mm补强板，是受弯构件和受拉构件。240c2块板槽钢组合梁的截面特性：采用结构力学求解器建立如下模型：弯矩图如下图所示：最大弯矩：最大弯曲应力：最大轴力：，最大拉应力：水平拉杆最大应力：水平拉杆变形如下图所示：最大挠度：水平拉杆单根孔壁所受最大合力为：N=525.6KN水平拉杆40c腹板厚度为14.5mm，加焊30mm厚钢板，材质为Q345，单根孔壁最大承载力为：F=14.580295+3080295=1050KNN。孔壁承压满足施工要求。结论：水平拉杆满足施工要求。斜撑杆钢管检算斜支撑为32510mm的钢管，主要为受压构件，其截面特性为:最大轴力： 长细比： 查表得：0.837最大压应力： 斜撑杆两端铰接板与水平座板焊缝检算焊缝长度为574mm，双板，双直角焊缝，受水平力F=680.9KN。根据直角焊缝强度公式：铰板焊脚宽度为10mm，焊缝高度为。满足要求。2.4.3 销轴检算销轴为80mm钢棒，长度为430mm,材质为Q420钢，其设计抗剪强度值为，抗拉强度设计值为。根据托架设计结构，水平拉杆销轴受力最大，分别受水平力F=680.9KN和竖向力N=270KN作用，其他2个销轴只受水平水，最大水平力为F=680.9KN，竖向力由水平支撑板承担。销轴抗剪检算轴销为双面受剪，最大剪力为：最大剪应力：销轴抗弯检算最大弯矩：最大弯曲应力：2.4.4 托架墩身铰接预埋件240b检算上对拉杆预埋件检算上对拉杆悬臂长度为：，其截面特性：，最大剪力为270KN，水平分力为680.9KN。最大剪力：最大剪应力：最大弯矩：最大弯曲应力：水平分力：，最大拉应力：；计算结果满足要求。下对拉杆预埋件检算下对拉杆悬壁长度：，截面系数与上对拉杆一致，最大剪力为801KN，水平分力为680.9KN。最大弯矩：最大弯曲应力：水平分力：，最大拉应力：；计算结果满足要求。结论：墩身预埋件满足施工要求。2.4.5 横向分配梁（贝雷梁）检算设计计算总荷载为2148KN，则每排贝雷梁承担的荷载为307KN，按照面积荷载分配翼缘板、顶底板及腹板位置，则贝雷梁荷载如下图所示：采用结构力学求解器，建立如下模型进行计算：弯矩图如下图所示：剪力图如下图所示：则贝雷梁跨中最大弯矩为60.8KN-m，小于贝雷梁容许弯矩788.2KN-m。贝雷梁最大剪力为153KN，小于贝雷梁容许剪力245.2KN。结论：贝雷梁满足施工要求。3.施工注意事项托架加工时要保证焊缝质量，严格按照施工设计图纸中规定的焊缝尺寸施焊，并采取合理的施焊顺序，控制焊接变形，焊缝尺寸要饱满，避免虚焊等现象。在托架起吊安装前，对重要部位的焊缝按设计和施工规范要求进行探伤。对目视检察不合格、探伤检查不合格的焊缝应进行补焊，以保证施工安全。对焊接变形过大处的节点板应进行矫形。确保托架墩身铰接预埋件轴销孔安装在同一水平线上。托架安装时，要确保托架安装位置的准确性，注意杆件位置及托架在竖平面内位置的准确。同时注意其水平面上的高程控制，保证实际受力状态和设计受力状态相符合。托架上的销轴孔和螺栓孔必须采用机械成孔，严禁用乙炔或电焊切割成孔。托架加工完成后，先进行托架的试拼，以保证每个杆件均能顺利安装。墩身一侧的2肢托架安装完成后，立即安装水平桁架。水平桁架安装完成后方能安装分配梁（贝雷梁），以确保托架的稳定性。分配梁（贝雷梁）和托架节点采用U型螺栓进行连结，以防止外侧悬臂端发生倾覆事件。贝雷梁吊装时每2片组成一组，采用桁架