南宁英华大桥架设设计计算书

1、目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc370485031 1、工程简介 、工程简介英华大桥起于西岸凤亭路，上跨亭江路，向东跨越邕江后，在柳沙半岛接英华大桥与半岛环线交叉口。英华大桥主线全长1017.763m，其中主桥为长度45+410+45=500米的双塔悬索桥，主梁采用单箱四室扁平流线型全焊钢箱梁，箱梁中间设置纵隔板，箱梁全宽为37.7 m，中心高3.5 m（外轮廓）。全桥钢箱梁共分为51个吊装节段，全桥共重9488690.1KG钢箱梁采用柔性墩多点顶推法施工，在东岸主塔和主桥交界墩之间布置顶推平台，在主跨布置临时墩，并在其上布置滑道。在平台上逐段焊接，用多点

2、多台连续千斤顶同步张拉钢绞线使钢箱梁逐段向前滑移，循环作业使钢箱梁到达设计位置。2、计算依据1、钢结构设计规范（GB50017-2003）2、公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)3、起重机设计规范（HYPERLINK /detail/190470.html t _blankGB/T 3811-2008）4、公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)5、建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)6、临时支架、滑道、顶推平台设计图3、计算参数取值1、Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值,抗剪强度设计值； 2、Q345钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值,抗剪强度设计值； 4、临时支墩

3、设计计算4.1、临时墩支点反力计算用madis建模复核计算各个施工阶段支点反力(/t)如下图所示： = 1 * GB2 、施工阶段1：在顶推平台上拼装导梁 = 2 * GB2 、施工阶段2：通过步履式顶推机构顺桥向顶推导梁，在顶推平台上拼装第一节钢梁 = 3 * GB2 、施工阶段3：在顶推平台上拼装第二节钢梁，通过步履式顶推机构顺桥向顶推 = 4 * GB2 、施工阶段4：在顶推平台上拼装第三节钢梁，通过步履式顶推机构顺桥向顶推 = 5 * GB2 、施工阶段5：导梁上13#主塔后，开始3+1步履式顶推 = 6 * GB2 、施工阶段6：同上3+1步履式顶推 = 7 * GB2 、施工阶段7

4、：导梁上L1临时支墩 = 8 * GB2 、施工阶段8：同上3+1步履式顶推 = 9 * GB2 、施工阶段9：导梁上L2临时支墩 = 10 * GB2 、施工阶段10：同上3+1步履式顶推 = 11 * GB2 、导梁上L3临时支墩 = 12 * GB2 、同上3+1步履式顶推 = 13 * GB2 、导梁上L4临时支墩 = 14 * GB2 、同上3+1步履式顶推 = 15 * GB2 、导梁上L5临时支墩 = 16 * GB2 、同上3+1步履式顶推 = 17 * GB2 、导梁上L6临时支墩 = 18 * GB2 、同上3+1步履式顶推 = 19 * GB2 、导梁上12#主塔 = 2

5、0 * GB2 、同上3+1步履式顶推21、拆除导梁，钢梁顶推到位各个施工阶段支点反力(/t)如下表所示：阶段11#墩12#主塔墩6墩5墩4墩3墩2墩113#主塔14#墩顶1顶2合计JD156.466.3123JD215.5330346JD395.5431527JD419978.4430707JD583.65452193541202JD65755812753341765JD715910994502613522320JD873910414972583422876JD918212388925262593363432JD1076611749375132593393987JD1117812631031

6、9675062593404543JD12713121910669585082563335053JD131531243106910949505032573405609JD147141210110310869465062593406164JD1515312451060113110769485102593396720JD1671412121094112310749535102593397276JD17153124410621122111310769555092593397832JD18714121210961113111010819545092613448394JD19125114810991116

7、1106111210839545162733578889JD206731145111411121102111710819645282593789473JD21339102810841119110511051119108410283399351最大33910281148124412451243126312381099581275431以上数据统计表如下：可知临时支墩上最大支点反力为1263t，取1.1倍的动载系数，计算得：用结构力学求解器计算：导梁快到达L5临时支墩时，临时支墩支点反力最大，其受力简图如下：钢梁线载荷为，导梁线载荷，计算得各支点反力如下：N2=11956.2 kNN3=10617

8、 kNN4=11286.2 kNN5=10183.3 kNN6=10508.8 kNN7=3106.6 kN可知最大支点反力为N2=11956.2 kN，与Madis计算结果相差不大，为偏于安全考虑，取两者其中的最大值。4.1.1、计算载荷 = 1 * GB3 钢梁顶推时墩顶最大压力N=1389.39.8=13615.2 kN = 2 * GB3 各梁段重量清单如下：序号节段编号数量单重(kg)共重(kg)长度（m）1A2223199.1446398.210.192B6180720.81084324.8103C2173229.1346458.284D2140890.6281781.275E61

9、87410.91124465.4106F32185242.15927747.2107G1139588.4139588.48合计(kg)9350763.4导梁重量按G1=130000Kg，钢梁总量按G2=9350763.4Kg，总计G=9480763.4Kg = 3 * GB3 顺桥向水平顶推力总顶推力：F总G =0.192913.8=9291.38 kN，式中：摩擦系数，=0.1；G钢梁和导梁总重，G=94819.8=92913.8 kN；采用10组步履式顶推机构，40个100t水平千斤顶顶推4.2、上垫座的设计计算由上可知单侧临时支墩受力上垫座与钢梁接触长度为4000mm，宽度为1500mm

10、，其上铺设有50mm的夹芯橡胶，可视为上垫座均布受力，其线载荷当步履式顶推机构起顶顶推时，上垫座此时受力可简化为简支梁，其简化模型如下：剪力图弯矩图4.2-1上垫座截面示意图截面特性： Ix= 289058cm4 Wx= 13073.5cm3 Sx= 8262.2cm3弯曲正应力：剪应力： 折减应力：整体稳定性验算：翼缘板： 整体稳定性满足要求局部稳定性验算：腹板高厚比： 可不进行稳定性验算上垫座与油缸接触处压应力：为偏安全计算，此处只考虑隔板受力。现对上垫座进行Solidworks有限元复核，与千斤顶接触面处固定，与钢梁接触面处施加均布载荷，计算结果如下：用Solidworks的ISO裁剪功

11、能，可知反力座的受力在210Mpa，最大应力是由于局部应力集中所致，反力座材质为Q345C, 设计值，满足要求最大变形位移结果如下：由上图可知最大位移S=1.87mm。4.3、上垫座的设计计算当步履式顶推机构起顶顶推一个行程后，在上垫座上落梁支撑，此时上垫座与钢梁接触长度为2000mm（顺桥向），宽度为2330mm（横桥向），其上铺设有50mm的夹芯橡胶，可视为上垫座均布受力，其线载荷此处计算如上垫座，可省略。4.4、标准垫座的设计计算 = 1 * GB3 工况1：当步履式顶推机构顶升油缸从初始位置起顶时，步履式顶推机构由4件630*10钢管组成的标准支座支撑，此时标准支座均匀受力，其受力模型

12、如下：单件标准支座受力截面特性：钢管压应力：稳定性验算：计算长度查表（按B类） 满足要求 = 2 * GB3 工况2：当步履式顶推机构水平千斤顶顺桥方向顶推250mm时，标准支座支撑产生偏心受力，其受力模型如下：由上计算可知单个标准支座最大受力截面特性：钢管压应力：稳定性验算：计算长度查表（按B类） 满足要求4.5、纵向分配梁的设计计算由上面对标准支座的分析，可知纵向分配梁受力有三种工况： = 1 * GB3 工况1：当步履式顶推机构顶升油缸从初始位置起顶时，4件标准支座支撑在纵向分配梁，此时纵向分配梁简化为简支梁，其受力模型如下：剪力图弯矩图 4.5-1 截面示意图截面特性： Ix= 176

13、0093.73cm4 Wx= 32001.7cm3 Sx= 15805.7cm3弯曲正应力：剪应力： 折减应力：焊缝剪应力 最大挠度：相对挠度：整体稳定性验算：翼缘板： 整体稳定性满足要求局部稳定性验算：腹板高厚比： 可不进行稳定性验算为偏安全考虑，在局部压应力处配置横向加劲肋。 = 2 * GB2 工况2：当步履式顶推机构水平千斤顶顺桥方向顶推250mm时，标准支座支撑在纵向分配梁上产生偏心受力，其受力模型如下：标准支座支撑在分配梁上，其受力模型如下： 剪力图 弯矩图弯曲正应力：剪应力： 折减应力：焊缝剪应力 = 3 * GB2 工况3：当步履式顶推机构水平千斤顶顺桥方向顶推250mm到位时

14、，转换为外侧标准支座支撑在纵向分配梁上，其受力模型如下：剪力图弯矩图由上面的剪力图及弯矩图可知，其剪力及弯矩较上两种工况偏小，此处省略计算。综上计算分析可知，纵向分配梁受力最不利工况为工况2。4.6、垫梁的设计计算 = 1 * GB2 由上对纵向分配梁的计算可知，最不利工况为工况2，此时支点反力最大值 ，其垫梁结构示意图如下：垫梁纵梁垫梁横梁与纵向分配梁连接处垫梁纵梁垫梁横梁与纵向分配梁连接处4.6-1垫梁结构示意图将垫梁的横梁简化为简支梁计算，计算模型如下：剪力图 弯矩图 4.6-2 截面示意图 截面特性： Ix= 555041.1cm4 Wx= 15858.32cm3 Sx= 8055.2

15、cm3弯曲正应力： 剪应力： 折减应力：焊缝剪应力 最大挠度：相对挠度：整体稳定性验算：翼缘板： 整体稳定性满足要求局部稳定性验算：腹板高厚比： 可不进行稳定性验算 = 2 * GB2 将垫梁的纵梁简化为简支梁计算，计算模型如下：剪力图 弯矩图 4.6.3 截面示意图 截面特性：Ix= 478922.9cm4 Wx= 13683.5cm3 Sx= 6947.8cm3弯曲正应力： 剪应力： 折减应力：焊缝剪应力 最大挠度：相对挠度：整体稳定性验算：翼缘板： 整体稳定性满足要求局部稳定性验算：腹板高厚比： 可不进行稳定性验算对垫梁进行Solidworks有限元分析，将与横向分配梁接触面处固定，在上

16、表面标准支座接触处施加载荷，计算结果如下：用Solidworks的ISO裁剪功能，可知反力座的受力在160Mpa，最大应力是由于局部应力集中所致，反力座材质为Q345C, 设计值，满足要求最大变形位移结果如下：由上图可知最大位移S=5mm，与计算结果4.81mm相差不大。4.7、横向分配梁的设计计算为偏安全计算，将垫梁与横向分配梁螺栓连接简化为铰支座，简化模型如下： 剪力图 弯矩图 4.7-1 截面示意图 截面特性：Ix= 157787.2cm4 Wx= 6311.5cm3 Sx= 3197.4cm3弯曲正应力： 剪应力： 折减应力：焊缝剪应力 最大挠度：相对挠度：整体稳定性验算：翼缘板： 整

17、体稳定性满足要求局部稳定性验算：腹板高厚比： 可不进行稳定性验算4.8、临时支架设计计算4.8.1、计算载荷（1）钢梁顶推时墩顶最大反力N=13509.8=13230 kN（2）顺桥向水平顶推力各临时支墩最大水平顶推力：FN =0.0513230=661.5 kN，式中：摩擦系数，=0.05；（3）风载荷4 月9 月，南宁盛行东南季风，10 月次年3 月，盛行东北季风。桥址区基本风压为400Pa，基本风速为U10=25.6m/s。钢梁所受风载对临时墩墩顶的水平推力单跨60m钢梁所受风载：横桥向工作状态风载：PW1=CKhqA=11.46150210=45.99 kN横桥向非工作状态风载：PW2

18、=CKhqA=11.46400210=122.64 kN顺桥向工作状态风载：PW1=CKhqA=11.46150132=28.91 kN顺桥向非工作状态风载：PW2=CKhqA=11.46400132=77.09 kN式中：C风力系数，C=1；Kh风力高度变化系数，Kh=1.46；q计算风压，工作状态风压q=150 N/m2，非工作状态风压q=400 N/m2，A钢梁迎风面积，横桥向A=603.5=210 m2，顺桥向A= 37.73.5=132 m2；钢梁最大悬臂时所受横桥向风载对临时墩的横向水平推力最大，受力简图如下：则横向最大水平推力：工作状态：Fw1=2PW=245.99=91.98

19、kN非工作状态：Fw2=2PW=2122.64=245.28 kN钢梁承受顺桥向风载时，按载荷全部作用在一个临时支墩上考虑，则钢梁所受顺桥向风载对临时支墩的最大水平推力：工作状态：Fw1=PW=28.91 kN非工作状态：Fw2=PW=77.09 kN临时支墩自身风载临时支墩露出水面高度为10m，为简化模型，将风载荷等效为作用在临时支墩钢管上的均布线载荷，且不考虑构件之间的挡风折减。式中：C风力系数，C=1.4；Kh风力高度变化系数，Kh=1.46；q计算风压，工作状态风压q=150 N/m2，非工作状态风压q=400 N/m2，D钢管直径，D立柱=0.63 m ，D横联=0.273 m ；工

20、作状态风载线载荷：q立柱=CKhqD立柱=1.41.461500.63=193.2 N/mq横联=CKhqD横联=1.41.461500.273=83.7 N/m非工作状态风载线载荷：q立柱=CKhqD立柱=1.41.464000.63=515.1 N/mq横联=CKhqD横联=1.41.464000.273=223.2 N/m（4）水流冲击力 英华桥设计流速2.83m/s；桥位最高水位76.5m时，水深按22m计算。查公路桥涵设计规范（1989）公路桥涵设计通用规范（JTJ02189）（2.3.10）公式： (kN)式中：水的容重，=10 kN/m3 V设计流速，V=2.83 m/s A桥墩

21、阻水面积，一般算至一般冲刷线处，A=0.6322=13.86 m2g重力加速度9.81(m/s2)K桥墩形状系数，对圆形钢管桩取0.8。根据规范，流水压力作用点位于水位线以下1/3水深处，流水压力荷载为一倒三角形，设流水面处的水流压力线荷载为q，则有P=q22/2,则q=245.26/22=4.12 kN/m受力简图如下：4.8.2、载荷组合（1）工况一：钢梁未顶推至临时支墩上，临时支墩仅承受横桥向非工作状态风载和水流冲击力；（2）工况二：钢梁未顶推至临时支墩上，临时支墩仅承受顺桥向非工作状态风载和水流冲击力；（3）工况三：钢梁顶推至临时支墩上，在横桥向工作状态风载和水流冲击的情况下顶推，临时

22、支墩承受钢梁压力、顶推力、横桥向工作状态风载、水流冲击力；（4）工况四：钢梁顶推至临时支墩上，在顺桥向工作状态风载和水流冲击的情况下顶推，临时支墩承受钢梁压力、顶推力、顺桥向工作状态风载、水流冲击力；（5）工况五：大风情况下，钢梁停止顶推，临时支墩承受钢梁压力、横桥向非工作状态风载、水流冲击力；（6）工况六：大风情况下，钢梁停止顶推，临时支墩承受钢梁压力、顺桥向非工作状态风载、水流冲击力。载荷组合表工况荷载工况一工况二工况三工况四工况五工况六临时支墩自重钢梁压力顶推力水流冲击力横桥向工作状态风载顺桥向工作状态风载横桥向非工作状态风载顺桥向非工作状态风载4.8.3、建模计算利用midas软件建立

23、模型钢管桩为63010，横联为2738，材质为Q235B。分配梁为箱型梁，材质均为Q345B。整体坐标系X方向为顺桥向，Y方向为横桥向，Z方向为垂直方向。（1）工况一支承反力支承反力：Fxmin=-0.1 kN ，Fxmax=0.1 kN；Fymin=55.1 kN ，Fymax=59.6 kN；Fzmin=-114.9 kN ，Fzmax=328.3 kN。临时支墩应力临时支墩最大应力110 MPa。临时支墩墩顶位移临时支墩墩顶最大位移Dx=0.006mm，Dy=38.1mm，Dz=1.2mm。（2）工况二支承反力支承反力：Fxmin=-12.6 kN ，Fxmax=-11.5 kN；Fym

24、in=43.2 kN ，Fymax=46.7 kN；Fzmin=-125.4 kN ，Fzmax=319.4 kN。临时支墩应力临时支墩最大应力89.3 MPa。临时支墩墩顶位移临时支墩墩顶最大位移Dx=15.6mm，Dy=25.7mm.，Dz=1.3mm。（3）工况三支承反力支承反力：Fxmin=-28.9 kN ，Fxmax=-26 kN；Fymin=50.8 kN ，Fymax=55.4 kN；Fzmin=116.6kN ，Fzmax=1167.2 kN。临时支墩应力临时支墩最大应力147.5 MPa。临时支墩墩顶位移临时支墩墩顶最大位移Dx=37.9mm，Dy=35.2mm，Dz=7.

25、6mm。（4）工况四支承反力支承反力：Fxmin=-34.9 kN ，Fxmax=-31.5 kN；Fymin=42.6 kN ，Fymax=46.6kN；Fzmin=138.2 kN ，Fzmax=1145.5 kN。临时支墩应力临时支墩最大应力143.6 MPa。临时支墩墩顶位移临时支墩墩顶最大位移Dx=44.2mm，Dy=25.8mm，Dz=7.5mm。（5）工况五支承反力支承反力：Fxmin=-0.6 kN ，Fxmax=0.6 kN；Fymin=64.6 kN ，Fymax=70.2 kN；Fzmin=323.8 kN ，Fzmax=1065.4 kN。临时支墩应力临时支墩最大应力1

26、65.3 MPa。临时支墩墩顶位移临时支墩墩顶最大位移Dx=2.5mm，Dy=51mm，Dz=65mm。（6）工况六支承反力支承反力：Fxmin=-16.1 kN ，Fxmax=-14.2 kN；Fymin=42.8 kN ，Fymax=46.6 kN；Fzmin=381.7 kN ，Fzmax=908.7 kN。临时支墩应力临时支墩最大应力130.3 MPa。临时支墩墩顶位移临时支墩墩顶最大位移Dx=19.6mm，Dy=25.8mm，Dz=6mm。4.8.4、局部稳定性分析选取不同截面类型的受轴力最大的杆件进行校核。钢结构设计规范GB-50017-2003的规定：弯矩作用平面内的稳定性：式中

27、：N所计算构件段范围内的轴心压力； -参数，； -弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数； -所计算构件段范围内最大弯矩； -在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量； -等效弯矩系数，应按下列规范采用：的取值要求如下：无横向荷载作用时：,和为端弯矩，使构件产生同向曲率（无反弯点）时取同号，使构件产生反向曲率（有反弯点）时取异号，;有端弯矩和横向作用时：使构件产生同向曲率（无反弯点）时，使构件产生反向曲率（有反弯点）时；无端弯矩但有横向荷载作用时：。悬臂构件和分析内力未考虑二阶效应的无支撑纯框架和弱支撑框架柱，。各种类型截面的特性值如下表：各类型截面的截面特性值（基本单位：mm、N）截面类型面

28、积轴惯性矩截面模量回转半径长度Lmax长细比max63010194789.36E+082.97E+06219.2900042.32.01E+07273866605.85E+074.29E+0593.7540057.63.71E+06根据规范规定并偏安全考虑：取，各截面类型杆件的稳定验算如下表：各类型截面的应力值（基本单位：mm、N）截面类型稳定系数N630100.921.2E+063.4E+081.0171.521527380.8512.6E+052.6E+071.0101.7215说明：表中的轴力和弯矩值是取自各杆件的内力最大值，查规范得知Q235钢材=215MP/a，为根据4.3计算得到的

29、应力值。稳定性满足要求。4.9、水中临时墩桩基计算由工况分析可知：单桩最大承载力为1167.2kN单桩最大上拔力为125.4 kN临时墩桩基采用DZ120震动锤，管桩用630钢管土层状况：+55+53.01为淤泥质粘土 -1.5t/m2 桩周摩阻力 +53.0146.21为卵石层 8-10t/m2 桩周摩阻力 +46.2133.41为强风化砂岩 300 t/m2 桩尖承载力则有630单桩承载力计算如下：720单桩承载力计算如下：综上可知：单桩承载力大于96.85t桩基，采用720*10的管桩，单桩承载力小于97t的桩基，采用630*10管桩，桩基上拔力小于100/2=50t，满足设计要求.p桩

30、的轴向容许承载力D桩截面周长Li各土层厚度A桩底支承面积震动沉桩影响系数，取1.0桩周长的极限摩阻力R桩底土的极限承载力4.10、临时墩处地基水平抗力计算河床标高取+55m，钢管桩最不利的工况为工况5，Dy=30.7mm水平力为F=34.1+4.53=38.67t根据地质报告可知，河床下有最下6m厚卵石层，取+47+53段卵石层进行抗侧向力进行计算。采用“m”法进行计算取+50m处计算平均值，则有标高+50m处位移值 求得x=2mm 其中Cy:桩侧土的水平地基系数则有单根平均土侧向抗力=共有24根桩基，则可提供土抗力为37.824=907.2t38.67t符合要求。5、顶推平台设计计算5.1、

31、平台支架设计计算5.1.1、计算载荷（1）钢梁顶推时顶推平台最大压力钢梁拼装时，各支承垫块承受钢梁载荷，按最重钢梁节段A计算，顶推平台各支承垫块反力如下：N1=2269.8/4=553.7 kN顶推过程中，仅顶推装置承受钢梁载荷，各支承垫块不受力。当钢梁脱离顶推平台末端的顶推装置时（15#墩顶），钢梁尾端悬臂14m，此时顶推平台前端的顶推装置受力最大。截取主塔至顶推平台之间的钢梁进行分析，钢梁前端分别支承在主塔、交界墩及顶推平台前端的顶推装置上，此时钢梁受力模型如下：顶推平台上的顶推装置支承反力如下：单个顶推装置支承反力N2=2843.6/2=1421.8 kN（2）顺桥向水平顶推力钢梁顶推时

32、，仅顶推装置上有水平力，顶推平台末端的顶推装置设置在15#墩墩顶，对顶推平台的水平力忽略不计，仅计算前端顶推装置上的水平力。单个顶推装置水平顶推力：F=N= 0.051421.8=71.1 kN（3）风载荷4 月9 月，南宁盛行东南季风，10 月次年3 月，盛行东北季风。桥址区基本风压为400Pa，基本风速为U10=25.6m/s。钢梁所受风载对顶推平台的水平推力横桥向工作状态风载线载荷：PW=CKhqh=1.751.231503.540=45.2kN横桥向非工作状态风载线载荷：PW=CKhqh=1.751.234003.540=120.5 kN顺桥向工作状态风载：PW1=CKhqA=1.75

33、1.23150132=42.62 kN顺桥向非工作状态风载：PW2=CKhqA=1.751.23400132=113.65 kN式中：C风力系数，C=1.75；Kh风力高度变化系数，Kh=1.23；q计算风压，工作状态风压q=150 N/m2，非工作状态风压q=400 N/m2，h迎风高度， 顺桥向h = 3.5 m；A迎风面积， 顺桥向A= 37.73.5=132 m2；钢梁所受横桥向风载对各支点水平推力如下：工作状态时仅四台顶推装置受力：Fw1= PW /4=45.2/4=11.35 kN非工作状态时各支承垫块受力：Fw2= PW/16=120.5/16=7.53 kN钢梁承受顺桥向风载对

34、顶推平台的作用与横桥向风载类似，钢梁所受顺桥向风载对临时支墩的最大水平推力：工作状态：Fw1= PW1/4=42.62/4=10.7 kN非工作状态：Fw2=PW2/16=113.65/16=7.1 kN顶推平台支架风载为简化模型，将风载荷等效为作用在临时支墩钢管上的均布线载荷，且不考虑构件之间的挡风折减。式中：C风力系数，C=0.7；Kh风力高度变化系数，Kh=1.23；q计算风压，工作状态风压q=150 N/m2，非工作状态风压q=400 N/m2，D钢管直径，D立柱=0.63 m ，D横联=0.245 m ；工作状态风载线载荷：q立柱=CKhqD立柱=0.71.231500.63=81.

35、4 N/mq横联=CKhqD横联=0.71.231500.245=31.6 N/m非工作状态风载线载荷：q立柱=CKhqD立柱=0.71.234000.63=217 N/mq横联=CKhqD横联=0.71.234000.245=84.4 N/m顶推平台滑道梁风载将风载荷等效为作用在滑道梁上的均布线载荷，滑道梁高H=1.8m。横桥向风载：工作状态风载线载荷：q立柱=CKhqH=1.751.231501.8=581.2 N/m非工作状态风载线载荷：q立柱=CKhqH=1.751.234001.8=1549.8 N/m顺桥向迎风面积较小，风载忽略不计。5.1.2、载荷组合（1）工况一：顶推平台承受钢

36、梁压力、顶推水平力、横桥向工作状态风载；（2）工况二：顶推平台承受钢梁压力、顶推水平力、顺桥向工作状态风载；（3）工况三：大风情况下，钢梁停止顶推，临时支墩承受钢梁压力、横桥向非工作状态风载；（4）工况四：大风情况下，钢梁停止顶推，临时支墩承受钢梁压力、顺桥向非工作状态风载。载荷组合表工况荷载工况一工况二工况三工况四顶推平台自重钢梁压力钢梁压力顶推水平力横桥向工作状态风载顺桥向工作状态风载横桥向非工作状态风载顺桥向非工作状态风载5.1.3、建模计算利用midas6.7.1软件建立模型顶推平台钢管桩为63010mm，横联为2458mm，材质为Q235B。滑道梁、分配梁均为箱型结构，材质为Q345

37、C。整体坐标系X方向为顺桥向，Y方向为横桥向，Z方向为垂直方向。（1）工况一顶推平台支承反力支承反力：Fxmin=-9.9 kN ，Fxmax=11.2 kN；Fymin=-23 kN ，Fymax=3.6 kN；Fzmin=61.6 kN ，Fzmax=562.8 kN。顶推平台应力临时支墩最大应力52.4 MPa。顶推平台位移临时支墩墩顶最大位移Dx=1mm，Dy=0.2mm，Dz=1.6mm。（2）工况二顶推平台支承反力支承反力：Fxmin=-8.8 kN ，Fxmax=38.9 kN；Fymin=-7.7 kN ，Fymax=7.2 kN；Fzmin=62.2 kN ，Fzmax=55

38、0.1 kN。顶推平台应力临时支墩最大应力53.6MPa。顶推平台位移临时支墩墩顶最大位移Dx=2.6，Dy=0.4mm，Dz=1.6mm。（3）工况三顶推平台支承反力支承反力：Fxmin=-12.6 kN ，Fxmax=7.3 kN；Fymin=-13.6 kN ，Fymax=-19.8 kN；Fzmin=192.2 kN ，Fzmax=505.9 kN。顶推平台应力临时支墩最大应力39 MPa。顶推平台位移临时支墩墩顶最大位移Dx=0.2mm，Dy=0.6mm，Dz=1.5mm。（4）工况四顶推平台支承反力支承反力：Fxmin=-9.7 kN ，Fxmax=8.3 kN；Fymin=-5.

39、3 kN ，Fymax=5.0 kN；Fzmin=197.4 kN ，Fzmax=488.4 kN。顶推平台应力临时支墩最大应力37.6 MPa。顶推平台位移临时支墩墩顶最大位移Dx=0.2mm，Dy=0.2mm，Dz=1.5mm。5.1.4、局部稳定性分析选取选取不同截面类型的受轴力最大的杆件进行校核。钢结构设计规范GB-50017-2003的规定：弯矩作用平面内的稳定性：式中：N所计算构件段范围内的轴心压力； -参数，； -弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数； -所计算构件段范围内最大弯矩； -在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量； -等效弯矩系数，应按下列规范采用：的取值要求如下

40、：无横向荷载作用时：,和为端弯矩，使构件产生同向曲率（无反弯点）时取同号，使构件产生反向曲率（有反弯点）时取异号，;有端弯矩和横向作用时：使构件产生同向曲率（无反弯点）时，使构件产生反向曲率（有反弯点）时；无端弯矩但有横向荷载作用时：。悬臂构件和分析内力未考虑二阶效应的无支撑纯框架和弱支撑框架柱，。各种类型截面的特性值如下表：各类型截面的截面特性值（基本单位：mm、N）截面类型面积轴惯性矩截面模量回转半径长度Lmax长细比max63010194789.36E+082.97E+06219.2450020.58.57E+07245859564.19E+073.42E+0583.86365761.9

41、1E+06根据规范规定并偏安全考虑：取，各截面类型杆件的稳定验算如下表：各类型截面的应力值（基本单位：mm、N）截面类型稳定系数N630100.9685.9E+057.0E+071.051.921524580.7147.3E+043.9E+061.027.4215说明：表中的轴力和弯矩值是取自各杆件的内力最大值，查规范得知Q235钢材=215MPa，为根据4.3计算得到的应力值。稳定性满足要求。5.2、支承垫块的设计计算钢梁拼装时，各支承垫块承受钢梁载荷，按最重钢梁节段A计算，顶推平台各支承垫块反力如下：N1=2269.8/4=553.7 kN支承垫块采用Q235B钢板焊接而成的箱型梁，为偏安

42、全计算只考虑腹板处承压，腹板厚度为10mm，则： 局部稳定性计算：取顶推平台上最高的支承垫块进行验算复核：其腹板高厚比： 在受压区域配置横向加劲肋，横向加劲肋最小外伸长度设计取值 厚度 采用5.3、滑道梁的设计计算当钢箱梁在顶推平台上拼装时，支承垫块下平面支承在滑道梁上，拼装完后通过步履式顶推机构进行顶推。 = 1 * GB2 工况1：当钢箱梁在顶推平台上拼装时，支承垫块下平面支承在滑道梁上,由于滑道梁单侧两件焊接成整体，将其简化为连续梁，简化模型如下：剪力图弯矩图 5.3-1截面示意图验算2验算1验算2验算1 由上面结构力学求解器计算的剪力图及弯矩图，对以上两处支承垫块进行验算复核： = 1

43、 * GB3 验算1：截面特性： 弯曲正应力： 剪应力： 折减应力：焊缝剪应力 整体稳定性验算 QUOTE hb0=1800760=2.4局部稳定性验算 QUOTE h0tw=176012支承垫块与滑道梁接触应力：，折算应力：满足要求 = 2 * GB3 验算2： 截面特性： 弯曲正应力： 剪应力： 折减应力：焊缝剪应力 整体稳定性验算 QUOTE hb0=1800760=2.4局部稳定性验算 QUOTE h0tw=176012支承垫块与滑道梁接触应力：，折算应力：满足要求由上计算可知，此工况下最大应力 = 2 * GB2 工况2：当钢箱梁在顶推平台上拼装完后，通过两套步履式顶推机构进行顶推，

44、此时支承垫块上表面脱离钢梁底面,由步履式顶推机构承受全部重力。计算步履式顶推机构的最大反力： = 1 * GB3 工况1：当钢箱梁上主塔步履式顶推机构时，钢箱梁由主塔、14#交界墩及顶推平台处步履式顶推机构支承，15#墩后面悬臂12m钢梁。钢梁线载荷按计算，计算结果如下：由上计算结果可知，在节点3处产生了拉力，由于钢梁底面与步履式顶推机构没有约束，不可能产生拉力。在此解除节点3的铰支座，计算结果如下：由上计算结果可知15#墩步履式顶推机构最大反力F1=4103.03kN为偏安全计算只考虑腹板处承压（承压处布置隔板、筋板），接触面长度为1700mm，腹板厚度为12mm，则： = 2 * GB3

45、工况2：当钢梁脱离顶推平台末端的顶推装置时（15#墩顶），钢梁尾端悬臂14m，此时顶推平台前端的顶推装置受力最大。截取主塔至顶推平台之间的钢梁进行分析，钢梁前端分别支承在主塔、交界墩及顶推平台前端的顶推装置上，此时计算结果如下：由上计算结果可知顶推平台前端步履式顶推机构最大反力F2=2599.09kN在此计算同上，此处省略。5.4、横向分配梁的设计计算由上计算可知滑道梁的强度和刚度足够强，传递到横向分配梁的力可以按均分计算，为偏安全考虑取中间横向分配梁受力此时横向分配梁简化为简支梁，模型如下：剪力图 5.4-1截面示意图弯矩图 截面特性： 弯曲正应力： 剪应力： 折减应力：焊缝剪应力 最大挠度

46、：相对挠度：整体稳定性验算 QUOTE hb0=1800760=2.4局部稳定性验算 QUOTE h0tw=1760125.5、顶推平台桩基计算由工况分析可知：单桩最大承载力为562.8kN临时墩桩基采用DZ120震动锤，管桩用630钢管土层状况：+82.12+75.02回填土 3t/m2 桩周摩阻力+75.02+59.72为低液限粘土 2t/m2 桩周摩阻力+59.72+58.62为淤泥质粘土 -1.5t/m2 桩周摩阻力+58.6258.22为卵石层 8-10t/m2 桩周摩阻力 +58.2256.52为强风化砂岩 200 t/m2 桩尖承载力+56.5255.52为强风化泥质粉砂岩 30

47、0 t/m2 桩尖承载力则有单桩承载力计算如下：综上可知：单桩承载力为840kN，满足设计要求。p桩的轴向容许承载力D桩截面周长Li各土层厚度A桩底支承面积震动沉桩影响系数，取1.0桩周长的极限摩阻力R桩底土的极限承载力6、猫道的设计计算猫道为本桥的临时结构，做为人员通行、小型机具设备运输、以及连续千斤顶钢绞线安装等使用。猫道面层包括横梁及面层辅料，钢丝网、横梁布置在承重索上。采用双层钢丝网，承重索上方铺设25mm75mm的高强钢丝网承重，再于其上铺设防坠物及供人行走的25mm25mm的软钢丝网。横梁采用方钢和角钢相结合的方式，每6m采用一根80mm80mm6mm的大方钢，500mm采用一根6

48、0mm60mm3mm的小方钢，及每6m采用一根75mm75mm5mm的角钢，横梁通过U型螺栓连接于承重索上，横梁端部与栏杆立柱相连。猫道两侧间隔6m设置一根栏杆立柱，栏杆立柱采用75mm75mm5mm的角钢，栏杆扶手绳采用2根20mm的钢丝绳、4根16mm的防护绳，两侧栏杆采用50mm100mm的钢丝网封闭，封闭高度不小于1m。（详见设计图）11-1猫道布置图 = 1 * GB2 猫道承重绳的设计计算猫道设计总重量为G=53259.3Kg，则一个节段猫道的恒载单根钢丝绳所受恒载本猫道做为人员通行、小型机具设备运输、以及连续千斤顶钢绞线安装等使用，按照全桥上的考虑活载。则单根钢丝绳所受集中载荷在

49、悬索的计算中认为索是理想柔性，既不能受压，不能受弯，只能受拉。悬索垂度设计，以上载荷按1.1倍动载系数考虑则式中l猫道的跨度水平张力钢丝绳选用6*19（b）- 26-1670的纤维芯钢丝绳,其破断拉力则安全系数满足要求7、顶推导梁的设计计算7.1、顶推导梁概况顶推导梁长度为40m，重量为130t，由于顶推导梁自重为非均布载荷，在本计算书中按130t/40m的均布载荷计算，并包含顶推导梁节段1、顶推导梁节段2、顶推导梁节段3、顶推导梁节段4、斜向连接1、斜向连接2、斜向连接3、斜向连接4、斜向连接5、斜向连接6、横向连接1、横向连接2、横向连接3和横向连接4等构件组成，顶推导梁示意图如图1所示。

50、图1：顶推导梁示意图顶推导梁节段1、顶推导梁节段2、顶推导梁节段3和顶推导梁节段4均为变截面工梁，采用Q345B钢板焊接，高度为4.0641.846米，面板和底板宽度为0.60.5米，顶推导梁节段1与钢梁顶段、顶推导梁各节段间焊接均采用熔透焊接，横向连接材料为槽钢25b、槽钢12和槽钢8，斜向连接材料为等边角钢755，为缩短工期和方便现场安装方便，横向连接与工梁间、横向连接与斜向连接、斜向连接与斜向连接采用螺栓连接。7.2、钢梁各节段概况钢梁共计分为AG共计7种节段，各节段重量及线自重如下表1所示：表1：节段号长度（单位：m）自重（单位：t）线自重（单位：t/m）A10.19223.221.9

51、0 B10180.718.07 C8173.221.65 D7140.920.13 E10187.418.74 F10185.218.52 G8139.617.45 7.3、顶推导梁工况分析顶推导梁自重按照G=130吨，钢梁自重按照A节段重量进行设计计算，顶推导梁按照所需验算截面进行工况划分，顶推导梁需要验算的截面如图2所示：图2：顶推导梁需要验算截面序号及示意图顶推导梁自重线载荷：钢梁节段自重线载荷： = 1 * GB2 工况1导梁全悬臂，且导梁未到支撑位置，此时示意图如图3所示：图3：工况1示意图此时计算简图如图4所示：图4：工况1计算简图支撑B支反力：支撑A支反力：截面5处弯矩：截面5处

52、剪力：截面4处弯矩：截面4处剪力：截面3处弯矩：截面3处剪力：截面2处弯矩：截面2处剪力：截面1处弯矩：截面1处剪力：根据以上计算绘制弯矩图如图5所示和剪力图如图6所示：图5：工况1弯矩图图6：工况1剪力图 = 2 * GB2 、工况2顶推导梁刚到支撑位置，此时示意图如图7所示：图7：工况2示意图此时计算简图如图8所示：图8：工况2计算简图根据以上计算绘制弯矩图如图9所示和剪力图如图10所示：图9：工况2弯矩图图10：工况2剪力图 = 3 * GB2 、工况3顶推导梁截面4在顶推过程中存在最大弯矩位置，此时截面2承受弯矩最大最大，此时示意图如图11所示：图11：工况3示意图取支撑B和支撑C之间

53、的钢梁及导梁为计算模型，设定截面1到支撑B的距离为x（20mx29.5m）米，则：支点C的支反力：截面4处的弯矩：对M进行求导，则M为：当M=0时，求解得：则截面4位置在工况2情况下弯矩最大,顶推导梁受力与工况2相同。 = 4 * GB2 、工况4顶推导梁截面4刚到支撑位置，此时截面4承受剪力最大最大，此时示意图如图12所示：图12：工况4示意图此时计算简图如图13所示：图13：工况3计算简图根据以上计算绘制弯矩图如图14所示和剪力图如图15所示：图14：工况4弯矩图图15：工况4剪力图 = 5 * GB2 、工况5顶推导梁截面3在顶推过程中存在最大弯矩位置，此时截面3承受弯矩最大最大，此时示

54、意图如图16所示：图16：工况5示意图按工况3计算方法算得：x=29.4m，截面3处存在最大弯矩，此时计算简图如图17所示：图17：工况5计算简图根据以上计算绘制弯矩图如图18所示和剪力图如图19所示：图18：工况5弯矩图图19：工况5剪力图 = 6 * GB2 、工况6顶推导梁截面3刚到支撑位置，此时截面3承受剪力最大最大，此时示意图如图20所示：图20：工况6示意图此时计算简图如图21所示：图21：工况6计算简图根据以上计算绘制弯矩图如图22所示和剪力图如图23所示：图22：工况6弯矩图图23：工况6剪力图 = 7 * GB2 、工况7顶推导梁截面2在顶推过程中存在最大弯矩位置，此时截面2

55、承受弯矩最大最大，此时示意图如图24所示：图24：工况7示意图按工况3计算方法算得：x=39m时，截面2处存在最大弯矩，此时计算简图如图25所示：图25：工况7计算简图根据以上计算绘制弯矩图如图26所示和剪力图如图27所示：图26：工况7弯矩图图27：工况7剪力图 = 8 * GB2 、工况8顶推导梁截面2刚到支撑位置，此时截面2承受剪力最大最大，此时示意图如图28所示：图28：工况8示意图此时计算简图如图29所示：图29：工况8计算简图根据以上计算绘制弯矩图如图30所示和剪力图如图31所示：图30：工况8弯矩图图31：工况8剪力图 = 9 * GB2 、工况9顶推导梁截面1在顶推过程中存在最

56、大弯矩位置，此时截面1承受弯矩最大最大，此时示意图如图32所示：图32：工况9示意图按工况3计算方法算得：x=41m时，截面1处存在最大弯矩，此时计算简图如图33所示：图33：工况9计算简图根据以上计算绘制弯矩图如图34所示和剪力图如图35所示：图34：工况9弯矩图图35：工况9剪力图 = 10 * GB2 、工况10顶推导梁截面1刚到支撑位置，此时截面1承受剪力最大最大，此时示意图如图36所示：图36：工况10示意图此时计算简图如图37所示：图37：工况10计算简图根据以上计算绘制弯矩图如图38所示和剪力图如图39所示：图38：工况10弯矩图图39：工况10剪力图以上10种工况统计各截面处受

57、力如表2所示：表2：内力统计（剪力单位：m，弯矩单位：tm）截面1截面2截面3截面4截面5弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力工况1-2600130-2285121.9-897.476.4-146.730.900工况2-263.371.6-94.563.5475.4-18408.3-27.50-58.4工况3-263.371.6-94.563.5475.4-18408.3-27.50-58.4工况42268.9-23.52184.6-64.81337-83.3-146.7-128.800工况52251-28.52169-36.71338-82.2-131127.600工况63285-226

58、.72708.1-234.8-897.4-280.3-146.7-30.100工况73368-154.22972.4-162.3381.5-207.8-146.730.900工况8-998.7-510.5-2285-518.6-897.476.4-146.730.900工况93390.8-185.32917.4-193.4-109.2 -238.9-146.730.900工况10-2600-570.1-2285121.9-897.476.4-146.730.9007.4、风载荷验算 考虑风载从上往下吹，最不利情况为顶推导梁刚出拼装支架且未到支墩位置，此时只考虑悬臂段钢梁和导梁承受风载，拼装区域

59、钢梁不考虑钢梁承受风载。导梁风载计算：计算公式为： 查表： C=1.6 （l/H=14） 计算得： 风载的线荷载： 风载荷作用下顶推导梁计算模型图40所示：图40：风载荷作用下顶推导梁计算模型根据计算模型得顶推导梁弯矩图如图41和剪力图如图42所示：图41：风载荷作用下顶推导梁弯矩图图42：风载荷作用下顶推导梁剪力图由于风载荷作用下顶推导梁受力远小于前面九种工况的受力，顶推导梁可不进行风载荷作用下的截面验算。钢梁风载计算（线荷载）： （b为钢梁宽度，取b=35米）查表得： C=1.3 （l/H5）计算得： 最小拼装长度：顶推导梁顶推出拼装区域，钢梁拼装区域拼装钢梁长度不小于30m。由于顶推导梁

60、整体侧向刚度较大，可不进行水平风载荷受力验算。7.5、顶推导梁截面验算7.5.1、 材料选用及许用应力表3：材料许用应力名称材质或牌号许用应力（MPa）备注钢板Q345BT16 16T35焊缝Q345BT1616T150249150142150与250进行比较248250249250结论增加短加劲肋和纵向加劲肋增加短加劲肋和纵向加劲肋增加纵向加劲肋7.7.2 、验算面板局部稳定面板验算局部稳定时，按三边简支板来进行验算，板长取无穷大，则验算公式为：验算导梁第一节段，此时b=288mm，t=30mm，钢材屈服应力，入上式得：顶推导梁第一节段满足局部稳定要求。顶推导梁第二节段第三阶段和第四节段局部