0‘支撑托架检算

1、附件一：东扎沟大桥连续梁0、0号梁段支撑托架检算书、已知条件1、0、0号梁段及其相应墩顶结构尺寸分别见图1、图2所示800165470165110250110r1150 1511011011011016517070600r60X30 275600275130340130I:170侧面说明：1、本图尺寸均以cn计；2、图中未 示防撞（护）墙、避车台及接触网支架平 台；3、避车台尺寸每侧超出箱梁100cm 接触网支架平台尺寸每侧超出箱梁50cm 两者均位于墩顶厚度（即墩顺桥向宽度） 范围内，对墩前后两侧托架计算无关系。正面、3、4号墩0 号梁段墩顶结构尺寸示意图150500150150200150

2、1 !Z 即,Z z -150500150800L支座230044020托盘支承垫石1150060X3021504518040020400-200500200墩身500正面说明：1、本图尺寸均以cm十；2、 图中未示防撞（护）墙、避车台 及接触网支架平台；3、避车台尺 寸每侧超出箱梁100cm接触网支 架平台尺寸每侧超出箱梁50cm 两者均位于墩顶厚度（即墩顶顺 桥向宽度）范围内，对墩前后两 侧托架计算无关系。105 M1275600275110380110T此加宽值基本 上位于墩顶顺 桥向宽度范围 、内，对墩前后两侧托架计算基本无影响。1/0 -230260 丄 2301/01060 -20

3、0620200il-侧面、5号墩0号梁段墩顶结构尺寸示意图2、托架支撑及预埋钢板情况见图3、图4,托架型钢材料均采用普通的 A3钢，E=2.15X 10MPa (T=140MPa (T w=145MPa T =0.6 (T=85MPcLJLGBG1G2G2G3G2iBicEZLi0G1_ 矢丁G1&LiIG2 G2十十I卜(111:讯G5己忙此瞬al|Ri桥墩0、O号梁段托架及预埋钢板示意图A3预埋钢板40X 26X 2cmU形锚固钢筋4 20mm托架水平杆工字钢I28a60cm钢筋 25mm一4桥墩顶帽钢板条10X5X2cm26cm7cm 6cm6cm | 7cmXt 板钢托架水 平杆I28

4、a钢板条10X5X2cm焊缝高度h=10mmU形锚固钢筋4 20mm立面示意图侧面示意图预埋钢板G1构造示意图A3预埋钢板38X 26X 2cm托架斜撑双槽钢220aL形锚固钢筋 25mm10X5X2cm托架斜撑220a75cm钢筋 25mm焊缝高度h=10mm钢板条10X5X2cmL形锚固钢筋 25mm桥墩托盘立面示意图侧面示意图预埋钢板G2构造示意图I形锚固钢筋 20mm托架斜撑双槽钢214a托架 斜撑 214a立面示意图预埋钢板侧面示意图G3构造示意图L形锚固钢筋 20mm托架水平杆工字钢114m1um1托架水平杆I14L形锚固钢筋 20mm立面示意图预埋钢板G4构造示意图托架斜撑双槽钢

5、214a托架 斜撑214a立面示意图侧面示意图侧面示意图预埋钢板G5构造示意图0 号梁段预埋钢板示意图、计算模型所受荷载按梁体钢筋混凝土自重的1.25倍计算。梁段计算横断面见图5所示_U6OC20号段计算截面o号段计算截面图5 0、0号梁体计算截面（尺寸单位：cm）上图（图5）中，各分块面积为混凝土截面面积。钢筋混凝土容重按26kN/m!计算托架在纵横桥向上均按均布静荷载考虑，为偏于安全和方便计算，托架杆件各节点，计 算时均按铰支形式考虑，横梁与三角形托架水平杆按简支支承考虑。桥墩正面托架的箱 梁计算长度0#块为L=1.8m, 0 #块为L=1.65mo则墩顶正面托架横桥向均布荷截：从而 得墩

6、顶正面托架横桥向受力简图如下（图6）。q2=340.4kN/mq2=340.4kN/mq2=313.5kN/mq2=313.5kN/mq3=88.3kN/mq1=21.5kN/mq1=21.5kN/mO号段荷载分布图q3=88.3kN/mq1=21.5kN/m图6 墩正面（前后两侧）托架横桥向受力简图（尺寸单位：cm）则每个托架支承点受力如下图7所示。q1=23.4kN/mq3=86.2kN/mq仁 23.4kN/m1I 1 -7520011019019011020075q2=340.4kN/mq2=340.4kN/mT1=T2=T3=T4=T3 T2 T141.0kN210.6kN269.1

7、kN 163.8kNq1=21.5kN/mq3=88.3kN/mq仁 21.5kN/m1 :-)-J-r: JT1=T2=3=T2T1q2=313.5kN/mq2=313.5kN/m294.3kN247.5kN150.1kN275|2751150275| 110380| 110 127511500号段正面托架受力计算0号段正面托架受力计算图7墩正面托架支点受力计算（尺寸单位：cm）二、结构检算（一）、桥墩正面托架：根据图7可以看出，托架T3及T1受力最大，故对其进行检算q=269.2/1.8=149.5KN/m ； q =294.3/1.65=178.4KN/m。各杆均承受轴向力考虑，计算 简

8、图如下图8所示：L=1.8mFH=134.6kNq=149.5kN/minRz=134.6kNR=147.2kNFv=134.6kNB R=134.6kN1、受力计算:根据图8,对托架水平杆AB进行分析，建立如下平衡方程：由Mb0得：F v LqL 2FqLFv2149.5 kN / m1 .8 m134.6 kN22由M a0得：R v LqL 2RVqL149.5 kN / m1 .8 m134.6 kN2Rv 22根据结点B得：Rh1.8m1.8mRyRy134 j6 kNR.RvrH190 .4 kN由H0 得：FhRh134.6kN，托架斜杆（撑）BC所受的轴力为：R 190.4kN

9、图8箱体范围内托架结构受力分析计算简图0同理可得T1托架的各杆内力，如图8所示。由于托架T1 受力大于托架T3,故对T1 托架进行检算。2、检算：（1 ）托架水平杆：托架水平杆采用的工字钢128a，其弹性模量 W=508.15crh惯性矩为 1=7114.14 cm?，腿宽 b=122mm腰厚 d=8.5mm lx:Sx=24.62cm，截面面积 55.404cm2。轴向拉应力：(T i=R/A=147.2/55.404=26.6(MPa) V (T =140 MPa。满足要求弯曲应力：2 2(T w=ql /(8W)=178.4 X 1.65 /(8 X 508.15)=119.57(MPa

10、) V (T =140MPa满足要求剪应力：t maFQSZmaX=FvS十 I xd=147.2/24.62/8.5=70.4(MPa) V t =85 MPa 满足要求44刚度(挠度)检算：f max=5ql /(384EI)=5 X 178.4 X 1.65 /(384 X 2.1 X 7114.14)=0.115(cm) v 1/500 =165/500=0.33(cm)。满足要求(2 )托架斜撑(杆) 刚度检算托架斜撑的截面见图9所示，自由长度lo =2.333m。据资料查得20a槽钢的截面积 A=28.83cm，惯性矩 Ixc=1780.4 cm 4，惯性矩 Iyc=128.0 c

11、m 4, z=2.01cm。则压杆的120a槽钢| _7.3cm7.3cm截面积、惯性矩为：Am=X 28.83=57.66cm24Ix=2Ixc=2 X 1780.4 cm =3560.8 cm2 243560 .857.66ly=2(lyc+a A)=2128.0+(0+2.01) X 28.83惯性半径:7.9 cm2.9cm长细比(刚度)：=488.95 cm图9斜撑截面示意图入 x=|0 / rx=29.6v 入=100 ,满足要求;入 y=l0/ ry=80.5v 入=100。满足要求 稳定性检算由于入XV入y，故y轴控制其稳定性，查表知弯曲系数书得：书=0.685(T 压=R/A

12、=208.2/57.66=36.1MPa v 入=0.685 X 140=95.9 MPa。满足要求(3)托架与墩身之间的联结构件 受拉部位预埋钢板G1 (见图4)T1托架水平杆所承担的最大水平拉力为 Fh=147.2 kN，考虑上下排钢筋受力的不均衡性及极有可能出现下二排钢筋不受拉现象，故计算预埋筋直径及长度时均按上排 4根考虑，查资料知，光钢筋与砼之间的容许粘结力为c=1.04MPa。a、 抗拔力检算：N抗=4n dlc=150.8(kN) Fh=147.2 kN。满足要求2b、 锚固筋的剪应力检算：t max=4/3 X (FVA)=16 Fv/(3n n d)=78.1(MPa) v

13、t =85MPa满足要求c、焊缝检算：受拉部位 预埋钢板有二处焊缝，焊缝验算如下：焊缝高度h=10mm,则其有效厚度S =0.7h=0.7X 10mm=7mm。i、托架水平杆与钢板的焊缝验算： I28a 工字钢与钢板之间均满焊，则各段角焊缝 计算长度之和约为工 I4X 122mm+2(280-2X 13.7)mm=993.2mm。t =F/ (S2 I) =21.1(MPa)v t =85 MPa。满足要求ii 、 U 形筋与钢板的焊缝验算： U 形筋与钢板接触处为双侧满焊，每侧有效长度按 120mm考虑，则各段角焊缝计算长度之和为艺l=8 X 120mm=960mm。t =F/ (S2 I)

14、 =21.9 (MPa)v t =85 MPa。满足要求 受压部位预埋钢板G2 (见图4)斜撑所承受的最大水平压力及剪力均为 147.2 kN,压力通过预埋钢板传递全部由桥 墩钢筋混凝土承担，由于此力较小，故对砼局部承压强度可不验算，故只检算锚固筋及 焊缝的剪应力。a、锚固筋剪应力检算：t max=4/3X (Fv/A)=16 Fv/(3n n d2)=66.7(MPa)v t =85 MPa。满足要求b、焊缝检算：i 、 托架斜撑与钢板的焊缝 验算：220a槽钢与钢板之间除背靠背范围外均满焊，则各段角焊缝计算长度之和约为工l心 4X 146mm+2(200-2X 11)mm=940mmt =

15、F/ (S2 l) =22.4(MPa)v t =85 MPa。满足要求ii、U形筋与钢板的焊缝验算U形筋与钢板接触处为双面满焊，每侧有效长度按200mm考虑，则各段角焊缝计算长度之和为工l=6 X200mm=1200mmt =F/ (S2 l) =17.5(MPa)v t =85 MPa。满足要求3、翼板范围内的 T1 托架验算由图7可知，翼板范围内的T1托架受力为T仁41.0kN。托架受力分析计算简图见图 10 所示，各杆件按仅承受轴向力考虑。L=1.8mFH=73.8kNRv=20.5kNq=22.8kN/mRv=20.5kNA BFv=20.5kNR=76.6kNc RH=73.8kN

16、1.868m1.8mR=76.6kNI RH=73.8kN图10翼板范围内托架结构受力分析计算简图由图10可以看出，水平力及竖向力均小于T1 托架，故水平杆及预埋G1钢板处无 需检算，只检算斜撑及预埋 G3钢板(1)托架斜撑验算: 刚度检算：托架斜撑的截面见图11所示，自由长度l=1.868m。据资料查得cm 4，惯性矩 lyc=53.2 cm 4,z=1.71cm。14a槽钢的截面积A=18.51cm，惯性矩lxc=563.7则压杆的截面积、惯性矩为:2Am=X 18.51=37.02cmIx=2Ixc=2 X 563.7 cm 4=1127.4cm 4Yly=2(lyc+a 2A)2=25

17、3.2+(0+1.71) X 18.514=214.65 cm惯性半径:r xyA m1127 .45.5cm. 37 .02114a槽钢冷/ :hxmnm45.8cm5.8cm|图11斜撑截面示意图ry214 .652.4 cm37 .02长细比(刚度)：lo 1 .868y乙l01.868xx10 277 .8V2105.534 .0V100，满足要求;2.4稳定性检算:100 ，满足要求。由于入xv入y，故稳定性由丫轴控制。查表得：书=0.70R压A76.6kN76.6 103N2-20.7 N/mm220.7MPaV2 18.51cm237.02 102mm20.70 140MPa 9

18、8MPa稳定性满足要求。（2）托架与墩身之间的联结构件 G3（见图4）G3预埋钢板，采用2个 20带弯钩的U形钢筋（相当于4根钢筋），竖向放置，分2道各自将底部焊接在钢板上，采用双侧焊缝。其承受水平压力FH=73.8 kN、剪力为R=20.5kN，此力通过钢板和焊缝传递全部由锚固U形钢筋的4根钢筋承担。 锚固筋的剪应力检算：T max=4/3X （Rv/A）=16 Rv/（3nn d2）=21.8（MPa） v t =85 MPa。满足要求 焊缝验算：焊缝部位所受的向下剪力为Rv=20.5 kN。设计二处角焊缝高度均为h=10m m，则角焊缝的有效厚度S =0.7h=0.7X 10mm=7mm

19、。a、托架斜撑与钢板的焊缝验算214a槽钢与钢板之间除背靠背范围外均满焊,则各段角焊缝计算长度之和约为工l 4X 116mm+2(140-2X 9.5)mm=706mmRV20 .510 3 Nl 7 mm 706 mm4.1MPa v 85 MPa满足要求b、U形筋与钢板的焊缝验算U形筋与钢板接触处为双面满焊，每侧有效长度按140mm考虑，则各段角焊缝计算长度之和为工l=4 X 140mm=560mmRV20 .510 3 Nl 7 mm 560 mm5.2 MPa v 85 MPa满足要求（二）、桥墩侧面托架：1、5号墩0#块荷载主要由墩身砼承担，故无需检算，现只检算2、3、4号墩侧面支撑

20、托架。1、计算模型荷载按梁体钢筋混凝土自重的1.25倍计算。钢筋混凝土容重按26kN/m3计算。托架 在纵横桥向上均按均布静荷载考虑，为偏于安全和方便计算，托架杆件各节点计算时均 按铰支形式考虑，纵梁与三角形托架水平杆按简支支承考虑。综合考虑板厚按0.4m,计 算长度按3m计算，则墩顶左右两侧托架顺桥向均布荷截：q4=1.25 X 4.7 X 3.0 X 0.4 X26/4.7=39 kN/m，从而得墩顶左右两侧托架顺桥向各支点受力简图如下（图 12）。q4=39kN/m图12墩侧面托架顺桥向受力简图（尺寸单位:cm)根据图12 , T5托架受力最大，在横桥向上按均布静荷载考虑，q=52kN/

21、3.0m=17.4kN/m。计算简图见图13所示，各杆件按仅承受轴向力考虑。R/=26.1kN图13墩侧面托架结构受力分析计算简图图14斜撑截面示意图l 02、检算(1)托架水平杆：选用工字钢I18，其截面模量为 W=185cm惯性矩为l=1699cm4,腿宽 b=94mm 腰厚 d=6.5mm 截面面积 A=30.7cni, Ix:Sx=15.4cm ,轴向拉应力：(T l=R/A=26.1/30.7=8.5(MPa) v (T =140 MPa。满足要求2 2弯曲应力：(T w=qi /(8W)=17.4 X 3.0 /(8 X 185)=105.9(MPa) v (T =140 MPa。

22、满足要求 剪应力：T ma)=QS*Zmax=FVS- I xd=17.4/15.4/6.5=17.4(MPa) v t =85 MPa 满足 要求44刚度(挠度)检算：fmax=5ql /(384EI)=5 X 17.4 X 3 /(384 X 2.1 X 1699)=0.52(cm)v l/500 =300/500=0.6(cm)。满足要求(2)托架斜撑:刚度检算托架斜撑的截面见图19所示，自由长度=4.243m。据资料查得14a槽钢的截面积A=18.51cni，惯性矩 lxc=563.7 cm 4，惯性矩 Iyc=53.2 cm 4，z=1.71cm。贝U压杆的截面积、惯性矩为:2Am=

23、2 18.51=37.02cm2ly=2(lyc+a 2A)=253.2+(5.8-1.71)X18.51=725.67m44lx=2lxc=2 X 563.7 cm =1127.4 cm惯性半径：rx=V(lx/Am)=5.5cm ;ry= V(ly/Am)=4.4cm长细比(刚度)：入 x=lo / rx=77.2 入=100 ,满足要求；入 y=lo / ry=96.4v 入=100。满足要求 稳定性检算由于入x入y，故y轴控制其稳定性，查表知弯曲系数书得：书=0.58(X 压=R/A=37/37.02=10MPa Fh=26.1 kN。满足要求2b、 锚固筋的剪应力检算：t max=4/3 X (FVA)=16 Fv/(3n n d )=27.7(