新沈阳南站支架验算报告

1、 沈阳南站东、西广场站前高架桥支架工程结构安全检算新建沈阳南站高架桥工程沈阳南站东、西广场站前高架桥支架工程结构安全检算 编制： 复核： 审核： 沈阳建筑大学建筑设计研究院 2013年12月目 录第一章 工程简介11.1设计依据11.2 工程概况11.3 贝雷梁架设计2第二章 贝雷架桥面系计算52.1计算介绍52.2 计算荷载52.3计算结果5第三章 贝雷架计算93.1 450mm+450mm+450mm形式贝雷架计算93.2 450mm+900mm+450mm形式贝雷架计算17第四章 纵向支架结构检算264.1最大支反力计算264.2普通节点处180×10格构柱钢管支架284.3

2、外节点处180×10格构柱钢管支架344.4 299×10格构柱钢管支架414.5支架横向支撑验算484.6 支架直接落在混凝土梁上，不另加锚固措施是否满足514.7支架与贝雷梁间仅用限位措施是否满足要求524.8 贝雷梁上121×5钢管0.8m短支撑检算524.9 边跨、角点格构柱钢管支架52第五章 转折区横向桁架检算565.1模型简介565.2 纵横桁架整体检算575.3横向桁架双槽钢枕梁检算585.4横向桁架检算605.5最不利工况下支反力检算63第六章 广场层梁柱结构安全检算656.1二期荷载656.2广场地下一层柱可承载能力评价666.3广场地下一层梁可

3、承载能力评价696.4 上层屋面特殊节点设计87第七章 600吨履带吊架桥方案可行性评定887.1 架桥方案897.2工字钢结构验算897.3 12m梁的验算91第八章 钢梁焊接结束后25吨吊车上桥吊装作业验算958.1 Midas建模验算钢箱梁桥958.2公式法计算结果的验算过程1018.3 吊车作业注意事项102第九章 25吨汽车吊在广场层进行吊装作业安全检算103第十章 总结110附图110第一章 工程简介1.1设计依据设计图纸及相关设计文件；贝雷梁设计参数；钢结构设计规范GB 50017-2003；铁路桥涵设计规范TB10002.5-2005；装配式公路钢桥多用途使用手册；路桥施工计算

4、手册；建筑结构荷载规范GB50009-2001；木结构设计规范GB50005-2003；公路桥涵设计通用规范JTC D60-2004；建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 130-2011；建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008；混凝土结构设计规范GB 50010-2010；（楼板活载设计值）“广场层设计单位提供”。1.2 工程概况沈阳南站东广场站前高架桥全长233.7m，设计里程范围EK0+31.8EK0+265.5,中心桩号为EK0+148.65,共3联。高架桥桥梁上部结构形式：（31.2+31.5）m连续钢箱梁+（31.5+45+31.5）m连续钢箱梁+（31.5+31.5

5、）m连续钢箱梁；桥面采用单向横坡，桥面横坡用箱梁顶底板旋转形成。沈阳南站西广场站前高架桥桥梁全长171m，设计里程范围XK0+42.0XK0+213.0,中心桩号为XK0+127.5,共3联。高架桥桥梁上部结构形式3×21m混凝土现浇连续梁+1×45m简支钢箱梁+3×21m混凝土现浇连续箱梁；桥面采用单向横坡，桥面横坡用箱梁顶底板旋转形成。本次支架验算范围为钢箱梁梁下施工用支架。现采用牵引滑移方法施工，牵引滑移设施分别采用跨径组合以消除多跨连续的应力咬合影响。 1.3 贝雷梁架设计贝雷梁架的设计主要对贝雷梁架的技术参数以及贝雷梁架结构进行分析，包括对贝雷梁架标高的

6、确定、荷载的确定。以下为贝雷梁架设计的具体分析步骤。1.3.1 主要技术参数1、钢材弹性模量E=2.1×105MPa；2、Q235钢材容许弯曲组合应力f =140MPa，容许剪应力fv=80MPa；贝雷梁容许弯曲组合应力及剪应力为f1.3×210=273 MPa；容许剪应力fv=1.3×160=208 MPa；钢箱梁容许弯曲组合应力及剪应力为f210MPa；剪应力fv=120MPa；3、恒载系数1.0，施工活载系数1.4，；4、结构安全系数k=1.3；5、活载冲击系数取1.2（移梁平车和600t履带吊车）， 活载动力系数取1.3（25t汽车吊）；6、二次分配梁容许

7、挠度f=L/400；7、施工人员及机械活载约100KN。（参照施工组织取值）。1.3.2 支架结构钢箱梁下设临时承重支架。承重支架采用四根钢管柱组成的格构柱作为安装过程中的承重支墩，该支架支点落于广场层横纵梁交点处，且交点位置有地下砼柱支撑。支架上设纵向连续贝雷桁架，贝雷桁架上横向安装双拼槽钢枕梁及道轨。(1)东广场支架形式1)根据现场实际情况支架立柱和扁担工字钢分成四种情况：跨间普通支架、墩柱支架、外边跨墩柱支架。支架横桥向顶端设2道钢管系杆，选用133×4焊制。跨间普通支架立柱材料选用4180×10螺旋焊管，锥条选用75×6角钢，立柱上下节点板选用=16mm直

8、径500mm圆板，立柱顶端横向扁担工字钢为I32b，立柱布置间距为2m×2m。墩柱支架立柱材料选用4299×10螺旋焊管，锥条选用75×6角钢，立柱上下节点板选用=16mm直径500mm圆板，立柱顶端横向扁担工字钢为I32b，立柱布置间距为3m×3m。外边跨墩柱支架材料与墩柱支架材料相同，其中3根钢柱布置间距为2m×2m，另一钢柱贴近墩柱布置。2）根据现场实际情况桁架及轨道布置分成三种情况：西三榀（1T1U1S）纵向桁架、东一榀(1R)纵向桁架，转折区横向桁架。连续贝雷梁与扁担工字钢不焊接，采用在扁担工字钢上焊接限位挡块限制贝雷梁的横向位移。西

9、三榀（1T1U1S）纵向桁架设置4片/组普通型纵向连续贝雷梁，间距布置为450+900+450mm，按照贝雷梁使用手册布置相应配件。桁架上设横向双拼槽钢10枕梁，双拼槽钢10枕梁上采用焊接限位钢板固定50道轨，道轨内间距设置为1350mm，道轨中心对应纵向墩中心线。西侧两榀（1T1U）轨底标高为46.769，西侧第三榀(1S）轨底标高为46.591。东一榀(1R)纵向桁架设置4片/组普通型纵向连续贝雷梁，间距布置为450+450+450mm，按照贝雷梁使用手册布置相应配件。桁架上设横向双拼槽钢10枕梁，双拼槽钢10枕梁上采用焊接限位钢板固定50道轨，道轨间距设置为900mm，道轨中心对应纵向墩

10、中心线。东一榀轨底标高为46. 591。转折区横向桁架采用5片横向贝雷梁连接纵向贝雷梁，形成横向滑移的连续桁架，纵横贝雷梁采用210槽钢焊接连接，并在上下弦杆上方采用扁担槽钢焊接加强，横向贝雷梁上设双拼槽钢10枕梁，双拼槽钢10枕梁上采用焊接限位钢板固定50道轨（转折区横向轨道），道轨间距设置为1600mm，道轨中心距梁端边线为3200mm。跨越纵向桁架部分采用临时短轨与之连接，转折区横向轨道和临时短轨轨底标高为46.769。(2)西广场支架形式西广场支架材料与东广场相同，其三排桁架滑道与东广场西侧三榀相同。(3)支架结构（见附图）1.3.3 荷载确定1）按照梁段焊接成整体工况考虑钢箱梁总体用

11、钢量为5377.3t，材料全部采用Q345qE钢板。东广场第一联箱梁（31.5m+31.2m）1285.5t，第二联箱梁（45m+31.5m+31.5m）2190.5t，第三联箱梁（31.5m+31.5m）1278t；西广场45m简支箱梁623.3t。a、S东=S1+S2+S3=1285.5t +2190.5t +1278t =4754t，钢箱梁钢梁=20.34t/m。东全钢梁的横向分布计算简图如图1.1所示:图1.1 东全钢梁横向分布贝雷架共设四排滑道，钢箱梁横向作用于贝雷架上，由Midas civil横向分布等效计算知，横向最大反力64.9KN/m，此为长期最大荷载，检算支架是否安全。b、

12、S西=623.3t，45m钢箱梁用钢梁=13.85t/m。图1.2 西全钢梁横向分布贝雷架共设三排滑道，钢箱梁横向作用于贝雷架上，由Midas civil横向分布等效计算知，横向最大反力60.1KN/m，西高架桥横向分布计算反力小于东高架桥。结论，结构可按照东广场全钢梁横向分布的最大线荷载64.9KN/m（恒载）来计算。1.3.4 贝雷梁结构东广场贝雷梁西三榀采用3×10.5m和10.5m+2×12m+10.5m三跨（四跨）连续梁结构，东广场贝雷梁东一榀采用10×10.5m +2×12m+10×10.5m多跨连续梁结构，使用贝雷架做成四座滑道贝

13、雷梁；西广场采用10.5m+12m+12m+10.5m，使用贝雷架做成三座滑道贝雷梁。支架主要采用180×10钢管和299×10钢管的四柱格构柱，上部采用4片贝雷架，东广场东一榀贝雷架布置间距为450mm+450mm+450mm，东广场西三榀贝雷架布置间距为450mm+900mm+450mm，西桥贝雷架布置间距为450mm+900mm+450mm，贝雷架上横向安装对接双槽钢10，双拼槽钢10上铺设钢轨用做滑道。第二章 贝雷架桥面系计算桥面系计算主要是桥面横向双拼槽钢10枕梁的计算。根据上章描述的工况对其计算，以下为计算过程。2.1计算介绍双拼槽钢10枕梁按支撑于贝雷架的连续

14、梁计算，荷载是箱梁的自重，由钢轨滑道分布梁传递。2.2 计算荷载双拼槽钢10枕梁的荷载由纵向分布梁传递，最不利荷载作用时的荷载，全桥布满钢箱梁荷载。钢箱梁自重：东广场全钢梁横向分布的最大线荷载P1=64.9KN/m，通过移梁平车与钢轨接触，已考虑平车自重；钢轨自重：0.5KN/m；（每排滑道钢轨总长=2×45=90m）；钢箱梁牵引摩擦力：箱梁自重的0.15；（推梁工作产生的动载按牵引摩擦力进行模拟）；施工人员及机械活载：100KN；最不利工况组合=1.0×道轨自重+1.0×钢箱梁自重+1.0×钢箱梁牵引摩擦力+1.4×施工活载。2.3计算结果（

15、1） 西三榀（1T1U1S）贝雷梁横向间距为450mm+900mm+450mm，道轨间距设置为1350mm，双拼槽钢10枕梁顺桥向布置间距为500mm。该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，分配梁有限元模型分析结果显示出弯曲组合应力（见图2.1）、剪应力（见图2.2）。图2.1 弯曲组合应力 图2.2 剪应力（2）东一榀(1R) 贝雷梁横向间距为450mm+450mm+450mm，道轨间距设置为900mm，双拼槽钢10枕梁顺桥向布置间距为500mm。该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，分配梁有限元模型分析结果显示

16、出弯曲组合应力（见图2.3）、剪应力（见图2.4）。图2.3 弯曲组合应力图2.4 剪应力由计算结果得到，最不利工况组合=1.0×道轨自重+1.0×钢箱梁自重+1.0×钢箱梁牵引摩擦力+1.4×施工活载，双拼槽钢10最大弯曲应力：W=119MPa<f =140MPa，位置在中支座处；最大剪应力：max=53.8MPa<fv=80MPa，位置在中支座处；结构安全。双拼槽钢10截面几何特性为：I=3.966×106mm4,W=I/50=79320mm3, A=2548mm2,A0=2×5.3(100-8.5×2)=8

17、80mm2。最不利工况组合=1.0×道轨自重+1.0×钢箱梁自重+1.0×钢箱梁牵引摩擦力+1.4×施工活载，推梁时，对双拼槽钢枕梁产生的弯矩和剪力由Midas模型查得：M max=9.6KNm， Q max=50.4KN。max= M max/W=9.6×106/79320=121MPa<f =140MPamax= Q max/A0=50.4×103/880=57 MPa<fv=80MPa结论：在最不利荷载作用下，分配横梁采用双拼槽钢10时，净间距500mm可满足施工要求！第三章 贝雷架计算贝雷架按荷载和跨径最不利的10

18、.5+12+12+10.5m为一联计算，荷载形式参照东广场，采用MIDAS CIVIL软件建模计算。在牵引滑梁时最不利工况下，算出贝类架的受力情况。两片桁架片之间铰接，释放梁端约束，贝雷架的荷载由分配横梁传递，为找出不利位置，建模时考虑与分配横梁与纵向分布梁整体建立。贝雷架的基本模型见下图3.1所示：图3.1 贝雷架基本模型3.1 450mm+450mm+450mm形式贝雷架计算3.1.1模型简介1、计算模型模型仍然按10.5m+12m+12m+10.5m连续梁建模，荷载按45m钢箱梁，通过移梁平车与钢轨接触，最大牵引5.9m钢箱梁牵引反力布载的最不利荷载位置施加，简图如图3.2所示: 图3.

19、2 最不利荷载位置2、计算荷载贝雷架自重：程序自动计算；钢轨自重：0.5KN/m，（每排滑道钢轨总长=2×45=90m）；双槽钢枕梁传下荷载：Pz=1.0×道轨自重+1.0×钢箱梁自重+1.0×钢箱梁牵引摩擦力+1.4×施工活载；风荷载：因为风速较小，贝雷梁、钢管支架及地下结构梁间非刚接，风荷载对结构产生弯矩较小，对支架影响较小，支架有限位装置约束，阻止其水平移动，因此风荷载不考虑；最不利工况组合=1.0×贝雷架自重+双槽钢枕梁传下荷载。3、结算结果Midas建立模型后，得出弯曲组合应力以及剪应力的结果，见图3.3、图3.4：图3.3

20、 弯曲组合应力图图3.4 剪应力图由计算结果得到，钢箱梁全布载，最大弯曲应力：W=232.6MPa<f =273MPa，位置在中支座处；最大剪应力：max=95.7MPa<fv =208MPa，位置在中支座处；该贝雷架结构安全。3.1.2最不利位置贝雷架计算模型 1、竖向挠度计算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，贝雷架共离散为1444个节点，2395个单元，有限元模型挠度分析结果如图3.5所示。图3.5 挠度图 由有限元软件分析结果得：最大挠度=5.7mm<f=L/400=12000/400=30mm,下挠最大处为中跨跨中，结构安全

21、。2、上弦杆计算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，贝雷架共离散为1444个节点，2395个单元，有限元模型上弦杆分析结果得到弯曲组合应力以及剪应力，如图3.6、图3.7所示。图3.6 弯曲组合应力图图3.7 剪应力图(1)Midas应力表中查得，最大弯曲应力：W=121.3MPa<f =273 MPa，位置在中支座处；最大剪应力：max=95.7MPa<fv =208MPa，位置在中支座处；结构安全。(2)抛开计算模型，由理论计算如下：在最不利工况下（同上），由Midas模型中得到Mmax =7.46KNm 、对应轴力N=66.8KN、Q

22、max =82.9KN 、 Nmax =66.8KN。上弦杆材料210，210的截面几何特性为： 1)强度计算：2)稳定计算：结构安全。3、下弦杆计算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，贝雷架共离散为1444个节点，2395个单元，有限元模型下弦杆分析结果得到弯曲组合应力以及剪应力，如图3.8、图3.9所示。图3.8 弯曲组合应力图图3.9 剪应力图（1）Midas应力表中查得，最大弯曲应力：W=146MPa<f =273 MPa，位置在中支座处；最大剪应力：max=40.7MPa<fv =208MPa，位置在中支座处；结构安全。（2）抛开

23、计算模型，由理论计算如下：在最不利工况下（同上），由Midas 模型中查得如下数据：Mmax =7.6KNm 、对应轴力N=-145.6KN、Qmax=35.7KN、Nmax=145.6KN下弦杆使用材料为双拼槽钢210，210的截面几何特性为： 1)强度计算：2)稳定计算：结构安全。4、腹杆计算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，贝雷架共离散为1444个节点，2395个单元，有限元模型腹杆分析结果得到弯曲组合应力以及剪应力，如图3.10、图3.11所示。图3.10 弯曲组合应力图图3.11 剪应力图（1）Midas应力表中查得，最大弯曲应力：W=23

24、2.6MPa<f =273 MPa，位置在中支座处；最大剪应力：max=9.57MPa< fv =208MPa，位置在中支座处，结构安全。（2）抛开计算模型，由理论计算如下：在最不利工况下（同上），由Midas 模型中查得如下数据：腹杆材料使用工字钢I8，I8的截面几何特性为：1)强度计算： 2)稳定计算：查，结构安全。结论：贝雷架各杆件强度满足要求。建议支座处加强。3.2 450mm+900mm+450mm形式贝雷架计算3.2.1模型简介1、计算模型模型仍然按10.5m+12m+12m+10.5m连续梁建模，荷载按45m钢箱梁通过移梁平车与钢轨接触，最大牵引5.9m钢箱梁牵引反力

25、布载的最不利荷载位置施加，如图3.12所示： 图3.12 最不利荷载位置计算简图2、计算荷载贝雷架自重：程序自动计算；钢轨自重：0.5KN/m，（每排滑道钢轨总长=2×45=90m）；双槽钢枕梁传下荷载：Pz=1.0×道轨自重+1.0×钢箱梁自重+1.0×钢箱梁牵引摩擦力+1.4×施工活载；风荷载：因为风速较小，贝雷梁、钢管支架及地下结构梁间非刚接，风荷载对结构产生弯矩较小，对支架影响较小，支架有限位装置约束，阻止其水平移动，因此风荷载不考虑；最不利工况组合=1.0×贝雷架自重+双槽钢枕梁传下荷载。3、计算结果有限元模型采用土木工程通

26、用分析软件Midas建立。有限元模型分析结果得到弯曲组合应力以及剪应力，如图3.13、图3.14所示。图3.13 弯曲组合应力图图3.14 剪应力图 由计算结果得到，钢箱梁全布载，最大弯曲应力：W=240.5 MPa<f =273 MPa，位置在支座处；最大剪应力：max=97.5MPa<fv =208MPa，位置在支座处；结构安全。3.2.2 最不利位置贝雷架计算模型1、竖向挠度计算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，贝雷架共离散为1444个节点，2395个单元，有限元模型挠度分析结果如图3.15所示。图3.15 挠度分析图 最大挠度=5

27、.93mm<f=L/400=12000/400=30mm,下挠最大处在中跨跨中处，符合安全。2、上弦杆计算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，贝雷架共离散为1444个节点，2395个单元，有限元模型上弦杆分析结果得到弯曲组合应力和剪应力，如图3.16、图3.17所示。图3.16 弯曲组合应力图 图3.17 剪应力图（1）Midas应力表中查得，最大弯曲应力：W=120.5 MPa<f =273 MPa；最大剪应力：max=97.6MPa<fv =208MPa，结构安全。（2）抛开计算模型，由理论计算如下：在最不利工况下（同上），由Mi

28、das 模型中查得如下数据：由Midas模型应力表中查得 上弦杆使用材料为双拼槽钢210，210的截面几何特性为： 1)强度计算： 2)稳定计算：查=0.976 , =16252507，结构安全。3、下弦杆计算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，贝雷架共离散为1444个节点，2395个单元，有限元模型下弦杆分析结果得到弯曲组合应力和剪应力，如图3.18、图3.19所示。图3.18 弯曲组合应力图图3.19 剪应力图（1）Midas应力表中查得，最大弯曲应力：W=149.5MPa<f =273 MPa，位置在支座处；最大剪应力：max=41.3MP

29、a<fv =208MPa，位置在支座处；结构安全。（2）抛开计算模型，由理论计算如下：在最不利工况下（同上），由Midas 模型中查得如下数据：由计算模型中读得以下数据：、下弦杆使用材料为双拼槽钢210，210的截面几何特性为： 1)强度计算：2)稳定计算：，查 , =，结构安全。4、腹杆计算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，贝雷架共离散为1444个节点，2395个单元，有限元模型腹杆分析结果得到弯曲组合应力和剪应力，如图3.20、图3.21所示。图3.20 弯曲组合应力图图3.21 剪应力图（1）Midas应力表中查得，最大弯曲应力：W=24

30、0.5MPa<f =273 MPa，位置在支座处；最大剪应力：max=9.85MPa<fv =208MPa，位置在支座处；结构安全。（2）抛开计算模型，由理论计算如下：在最不利工况下（同上），由Midas 模型中查得如下数据：从Midas模型中读到数据腹杆使用材料为工字钢I8，I8的截面几何特性为：=99 =25.8 =3.21cm=958 1)强度计算：2)稳定计算：，查，结构安全。结论：贝雷架各杆件强度满足要求，建议支座处加强。第四章 纵向支架结构检算纵向支架结构体系中，根据支架布置的位置及形式，分别对以下三种形式的支架进行可能出现的最大支反力作用力下的验算：普通节点处180&

31、#215;10格构柱钢管支架，外节点处180×10格构柱钢管支架，299×10格构柱钢管支架及边跨、角点支座。另该应对支架体系的边界条件进行检算，应包括：1）支架直接落在混凝土梁上，不另加锚固措施是否满足；2）支架与贝雷梁间仅用限位措施是否满足要求；3）贝雷梁上180×10钢管0.8m短支撑检算等问题进行验算等。具体验算过程详见以下部分。具体支架示意图见图4.1所示：图4.1 支架示意图4.1最大支反力计算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，贝雷架共离散为1444个节点，2395个单元，有限元模型支反力分析结果如图4.2、

32、图4.3所示。 图4.2 东一支反力图 东一榀(1R)最大支反合力=2×（232.7+213.6）=892.6KN东一榀(1R)边跨最大支反合力=2×（80.5+75.3）=311.6KN图4.3 西三支反力图西三榀（1T1U1S）最大支反合力=2×（243.5+203.6）=894.2KN西三榀（1T1U1S）边跨最大支反合力=2×（85.6+70.5）=312.2KN4.2普通节点处180×10格构柱钢管支架选用4拼格构柱180×10钢管柱。格构柱的截面尺寸为2mx2m，钢柱为180×10，缀条为75×6角钢。

33、MIDAS civil验算最大支反合力为898.4KN，。工况=1.0×自重+1.0×最大支反力，受力形式按受压布置。本例在最大的支反力下验算最小的180×10的格构柱，满足安全。该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析结果得到弯曲组合应力、位移以及剪应力，如图4.4、图4.5、图4.6所示。图4.4 弯曲组合应力图4.5 位移图图4.6 剪应力Midas表中查得，最大位移是1.00 mm，最大弯曲应力：W=94.2MPa< f =140MPa；最大剪应力：max=3

34、6.5MPa<fv=80MPa；结构安全。4.2.1钢管验算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析钢管结果得到弯曲组合应力、位移、剪应力，如下图4.7、图4.8、图4.9所示。图4.7 弯曲组合应力图4.8 位移图图4.9 剪力图Midas表中查得，最大位移是1.00mm，最大弯曲应力：W=93.9MPa<f =140MPa；最大剪应力：max=15.2MPa<fv=80MPa；结构安全。4.2.2支架上端I32b工字钢检算 该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算

35、单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析32b工字钢结果得到弯曲组合应力、位移、剪应力，如图4.10、4.11、图4.12所示。图4.10 弯曲组合应力图4.11 位移图图4.12 剪力图Midas表中查得，最大位移是1.00mm，最大弯曲应力：W=52.4MPa<f =140MPa；最大剪应力：max=36.6MPa<fv=80MPa；结构安全。4.2.3缀条验算 该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析缀条结果得到弯曲组合应力、位移、剪应力，如图4.13

36、、图4.14、图4.15所示。图4.13 弯曲组合应力图4.14 位移图 图4.15 剪力图Midas表中查得，最大位移是1mm，最大弯曲应力：W=49.4MPa<f =140MPa；最大剪应力：max=0.45MPa<fv=80MPa；结构安全。4.2.4支架屈曲分析（稳定分析） 该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析支架屈曲结果得到一阶模态如图4.16所示。图4.16 一阶模态图一阶模态下对支架的屈曲分析，临界系数是49，屈曲荷载是该工况下49倍，支架稳定安全。4.3 外节点处180&

37、#215;10格构柱钢管支架外节点格构柱180×10钢管柱，选用的是最大支反力，适用于东一榀（1R）；格构柱299×10横向外侧也可使用该结构。选用4拼格构柱180×10钢管柱。3根格构柱的截面尺寸为2m×2m，钢柱为180×10，缀条为75×6角钢。MIDAS civil验算最大支反力合力为898.4KN。工况组合=1.0×自重+1.0×最大支反力，受力形式按受压布置，本例在最大的支反力下验算最小的180×10的格构柱，满足安全。注：左右各两片贝雷梁位于左右工字钢横梁的中点附近，贝雷梁传递给四肢钢管的反

38、力大致相等，不会存在偏差。该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析格构柱整体结果得到弯曲组合应力、位移、剪应力，如图4.17、图4.18、图4.19所示。图4.17 弯曲组合应力 图4.18 位移图 图4.19 剪力图 Midas表中查得，最大位移是1.3mm，最大弯曲应力：W=112.8MPa<f =140MPa；最大剪应力：max=42.1MPa<fv=80MPa；结构安全。4.3.1钢管验算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 3

39、7个节点，41个单元，有限元模型分析钢管结果得到弯曲组合应力、位移、剪应力，如图4.20、图4.21、图4.22所示。图4.20 弯曲组合应力图4.21 位移图 图4.22 剪力图Midas表中查得，最大位移是1.3mm，最大弯曲应力：W=112.8MPa<f =140MPa；最大剪应力：max=19.7MPa<fv=80MPa；结构安全。4.3.2支架上端I32b工字钢检算 该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析32b工字钢结果得到弯曲组合应力、位移、剪应力，如图4.23、图4.24、图

40、4.25所示。图4.23 弯曲组合应力 图4.24 位移图图4.25 剪力图Midas表中查得，最大位移是1.3mm，最大弯曲应力：W=70.2MPa<f =140MPa；最大剪应力：max=42.1MPa<fv=80MPa；结构安全。4.3.3缀条验算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析缀条结果得到弯曲组合应力、位移、剪力，如图4.26、图4.27、4.28所示。图4.26 弯曲组合应力图4.27 位移图图4.28 剪力图Midas表中查得，最大位移是1.3mm，最大弯曲应力：W=55

41、.3MPa<f =140MPa；最大剪应力：max=0.54MPa<fv=80MPa；结构安全。4.3.4支架屈曲分析（稳定分析） 该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析支架屈曲结果如下图4.29所示。图4.29 一阶模态图一阶模态下对支架的屈曲分析，临界系数是46.8，屈曲荷载是该工况下46.8倍，支架稳定安全。4.4 299×10格构柱钢管支架选用4拼格构柱299×10钢管柱。格构柱的截面尺寸为3mx3m，钢柱为299×10，缀条为75×6角钢，

42、本结构已考虑混凝土承重柱隔开内部两层贝雷梁的影响。MIDAS civil验算最大支反力合力为898.4KN。工况=1.0×自重+1.0×最大支反力，受力形式按受压布置，本例在最大的支反力下验算299×10的格构柱，满足安全。该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析格构柱结果得到弯曲组合应力、位移、剪力，如图4.30、图4.31、图4.32所示。图4.30 弯曲组合应力图4.31 位移图图4.32 剪力图Midas表中查得，最大位移是0.74mm，最大弯曲应力：W=81.4M

43、Pa<f =140MPa；最大剪应力：max=36.8MPa<fv=80MPa，结构安全。4.4.1钢管验算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析钢管结果得到弯曲组合应力、位移、剪力，如图4.33、图4.34、图4.34所示。图4.33 弯曲组合应力图4.34 位移图 图4.35 剪力图Midas表中查得，最大位移是0.74mm，最大弯曲应力：W=81.4MPa<f =140MPa；最大剪应力：max=10.4MPa<fv=80MPa，结构安全。4.4.2支架上端I32b工字钢

44、检算 该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析32b工字钢结果得到弯曲组合应力、位移、剪力，如图4.36、图4.37、图4.38所示。图4.36 弯曲组合应力图4.37 位移图图4.38 剪力图Midas表中查得，最大位移是0.69mm，最大弯曲应力：W=68.1MPa<f =140MPa；最大剪应力：max=36.8MPa<fv=80MPa，结构安全。4.4.3缀条验算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限

45、元模型分析缀条结果得到弯曲组合应力、位移、剪力，如图4.39、图4.40、图4.41所示。图4.39 弯曲组合应力图4.40 位移图图4.41 剪力图Midas表中查得，最大位移是0.74mm，最大弯曲应力：W=42.4MPa<f =140MPa；最大剪应力：max=0.56MPa<fv=80MPa，结构安全。4.4.4支架屈曲分析（稳定分析） 该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 37个节点，41个单元，有限元模型分析支架屈曲结果得到一阶模态如下图4.42所示。4.42 一阶模态图一阶模态下对支架的屈曲分析，临界系数是102

46、，屈曲荷载是该工况下荷载的102倍，支架稳定安全。4.5支架横向支撑验算支架横桥向顶端设2道钢管系杆，选用133×4焊制，布置在东一榀（1R）与西侧第三榀（1S）纵向桁架支架间和西侧两榀（1T1U）纵向桁架支架间，轴线间距为8450mm和9200mm。133×4布置间距1200mm（沿桥纵向）。验算目的：支架间采用2道133×4钢管横向支撑抵抗横向抗倾覆是否满足。支架间采用2道133×4钢管横向支撑抵抗横向抗倾覆，横向倾覆模拟，偏载处支架按照最大支反力的2倍设置模拟偏载。根据铁路桥涵设计规范4.3.8知，钢箱梁牵引滑梁时，横向摇摆力可按空车时横向摇摆力取

47、100KN。工况=1.0自重+2.0×最大支反力+1.0×钢管倾覆力。横向支撑如图4.43所示：4.43 横向支撑示意图该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 63个节点，81个单元，有限元模型分析缀条结果得到弯曲组合应力、位移、剪力，如图4.44、图4.45、图4.46所示。图4.44 弯曲组合应力图4.45 位移图图4.46 剪力图Midas表中查得，最大位移5mm，最大弯曲应力：W=29.8Mpa <f =140MPa；最大剪应力：max=0.62MPa<fv=80MPa，结构安全。该桥有限元模型采用土

48、木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 63个节点，81个单元，有限元模型分析支架屈曲结果得到一阶模态如下图4.47所示。4.47 一阶模态图一阶模态下对支架的屈曲分析，临界系数是11，屈曲荷载是该工况下荷载的11倍，支架稳定安全。4.6 支架直接落在混凝土梁上，不另加锚固措施是否满足摩擦系数等于摩擦力F与法向正压力N的比值，即=F/N。摩擦系数同两个物体的表视接触面积和滑动速度等因素无关。对于很粗糙的表面，因接触面凸与凹部分交错啮合，会使摩擦系数增大；对于非常光滑的表面，尤其是特别清洁的表面，由于真正接触面积增大和接触点粘结强度提高，所以摩擦系数也会增大。普

49、通钢板的粗糙度Ra为6.3m12.5m， 摩擦系数可以取到0.3。最大抵抗摩擦力F=u×R=0.3×894.2=268KN；支架上可能产生的水平力：纵向水平力：根据最大梁端纵向滑移产生的摩擦力反力640×0.15=96KN；横向水平力：根据铁路桥涵设计规范4.3.8知，钢箱梁牵引滑梁时，横向摇摆力可按空车时横向摇摆力取100KN；合力T= sqrt(962+1002)=138.6KN；FT,所以不施加锚固满足。建议，支墩底托与上翻梁使用U型卡槽连接卡住，抵抗滑移力。4.7支架与贝雷梁间仅用限位措施是否满足要求支架与贝雷梁间的限位措施暂考虑在支架工字钢顶部焊接控制贝

50、雷梁横桥向移动的钢板，每侧焊接2块10mm钢板，焊缝高度Hf=8mm，焊缝长度l=10cm。根据铁路桥涵设计规范4.3.8知，钢箱梁牵引滑梁时，横向摇摆力可按空车时横向摇摆力取100KN。角焊缝剪应力应按下式验算： 式中 N剪力；He=0.7Hf ,有效高度； Lw=100-10=90cm,有效长度； 角焊缝的抗剪强度设计值(MPa)，按规范Q235钢采用160 MPa； 结论，结构安全，支架与贝雷梁间仅用限位措施能满足要求。4.8 贝雷梁上121×5钢管0.8m短支撑检算单节钢梁最重64t,未焊接前在单侧轨道上的不均衡荷载R1=434 KN，现仅考虑使用2根短支撑，则受力为N=21

51、7KN。该短支撑柱计算长度l=0.8m,其截面特性为:Ix=307cm4,A=18.22cm2,ix=4.1cm则长细比l/i=1×80/4.1=19.5，属于短柱受压；查钢结构设计规范附表，得折减系数=0.984(a类截面）W=N/（A×）=217×103/(0.984×18.22×102）=121MPa<f =140MPa结论满足要求。 4.9 边跨、角点格构柱钢管支架（1）边跨支架，选用299×10钢管柱。3根格构柱的截面尺寸为3m×3m，钢柱为299×10，缀条为75×6角钢。MIDAS c

52、ivil验算最大支反力合力为449.2KN。工况组合=1.0×自重+1.0×最大支反力，满足安全。该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 25个节点，22个单元，有限元模型分析格构柱整体结果得到弯曲组合应力、位移、剪应力，如图4.48、图4.49、图4.50所示。图4.48 弯曲组合应力 图4.49 位移图 图4.50 剪力图 Midas表中查得，最大位移是0.6mm，最大弯曲应力：W=81.1MPa<f =140MPa；最大剪应力：max=36.8MPa<fv=80MPa；结构安全。（2）角点支架，选用29

53、9×10钢管柱。3根格构柱的截面尺寸为3m×3m，钢柱为299×10，缀条为75×6角钢。MIDAS civil验算最大支反力合力为449.2KN。工况组合=1.0×自重+1.0×最大支反力，满足安全。该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，格构柱共离散为 25个节点，22个单元，有限元模型分析格构柱整体结果得到弯曲组合应力、位移、剪应力，如图4.51、图4.52、图4.53所示。图4.51 弯曲组合应力 图4.52 位移图 图4.53 剪力图 Midas表中查得，最大位移是0.5mm，最大弯曲应

54、力：W=88.2MPa<f =140MPa；最大剪应力：max=41.7MPa<fv=80MPa；结构安全。第五章 转折区横向桁架检算转折区横向桁架设置5片/组普通型横向连续贝雷梁，间距布置为450mm+450mm+450mm+450mm，每两道纵向桁架间设置横向贝雷梁桁架，按照贝雷梁使用手册布置相应配件。横向桁架与纵向桁架交叉的地方横向桁架断开，采用等强焊接形式与纵向桁架焊接，纵向桁架间（对应横向桁架位置）采用短10#槽钢将上下弦杆焊接成整体，并在上下弦杆上方采用扁担槽钢焊接加强。桁架上设横向对接双拼槽钢10枕梁，槽钢枕梁上采用焊接限位钢板固定50道轨，道轨间距设置为1600mm

55、，道轨中心对应（纵向距梁端）3.2m处。由于桁架间距限制，每两组纵向桁架间的横向桁架采用两片贝雷梁加异形贝雷梁形式，横向贝雷梁通过双槽钢10与纵向贝雷梁焊接相连。（详见附图）。图5.1 转折区桁架布置图5.1模型简介1、计算模型模型按照最不利工况考虑，既所有钢箱梁滑移到位后拼装完成，只有纵向梁端6m处未安装钢箱梁，钢箱梁拼装完成处按照横向等效分布最大荷载对纵向桁架布载；梁端6m处，考虑最大梁段64t，作用在移梁平车上，按照轴距2m+7m+2m共8轮的移动荷载考虑，则轴重考虑为160KN；横向移梁的摩擦系数考虑为0.15，即640KN×0.15=96KN，布置于横向桁架上。2、计算荷载

56、贝雷架自重：程序自动计算；钢箱梁自重：东广场全钢梁横向分布的最大线荷载64.9KN/m；钢轨自重：0.5KN/m，（每排滑道钢轨总长=2×27=54m）；牵引摩擦力：摩擦系数考虑为0.15，即640KN×0.15=96KN；横向移动活载：轴距2m+7m+2m共8轮的移动荷载考虑，则轴重考虑为160KN；双槽钢枕梁传下荷载：Pz=1.0×道轨自重+1.0×钢箱梁自重+1.0横向移动活载（模型已计入1.2倍冲击系数）+1.0×钢箱梁牵引摩擦力+1.4×施工活载；最不利工况组合=1.0×贝雷架自重+双槽钢枕梁传下荷载；5.2 纵横桁架整体检算该桥有限元模型采用土木工程通用分析软件Midas建立。计算单元选用空间梁单元，该结构共离散为 4564个节点，4836个单元分配梁有限元模型分析结果显示出位移、弯曲组合应力、剪应力分别见图5.2、图5.3、图5.4。图5.2位移图图5.3弯曲组合应力图图5.4剪应力图由MIDAS计算结果得到，最不利工况下，最大挠度=6.7mm<f=L/400= 8450/400=21mm,下挠最大处在中跨跨中处，最大弯曲应力：W=248.8 MPa<f =273 MPa，纵向贝雷梁支座处；最