边跨直线段计算书

湖北宜都至来风高速公路鹤峰东段燕湾特大桥边跨直线段现浇托架计算书1工程概述 12计算依据 23荷载及参数 3 3 34模板和方木计算 34.1竹胶板计算 34.2方木计算 35托架计算 45.1计算荷载 65.2计算模型 65.3三角托架计算 105.4分配梁1计算 5.5分配梁2、3计算 205.7焊缝计算 5.8牛腿及预埋件计算 5.8.2预埋件Y1计算 5.8.3预埋件Y2计算 5.9临时结构对桥墩的影响 30中铁大桥局集团有限公司设计分公司1工程概述燕湾特大桥主桥为(65+120+65)m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁，梁顶设3%横坡。其中边跨直线段长3.84m,高度为3m,梁顶宽12.5m,梁底宽6.5m。混墩旁托架从下至上主要由预埋件Y1、牛腿、三角托架、托架联结系、预埋件Y2、卸荷块、分配梁1、抄垫、分配梁2、分配梁3、分配梁4及底模系统等组成。图1-1墩旁托架立面图(单位：mm)1-111湖北宜都至来凤高速公路鹤峰东段燕湾特大桥边跨直线段(1)燕湾特大桥设计图纸；湖北宜都至来凤高速公路鹤峰东段燕湾特大桥边跨直线段现浇托架计算书3荷载及参数3.1设计荷载(2)模板及方木自重荷载：1.5kN/m²;(3)振捣混凝土荷载标准值：对水平面模板采用2kN/m²,对垂直面模板采用(4)施工设备及施工人员荷载标准值：2.5kN/m²。3.2设计参数焊缝抗剪t=100MPa,坡口焊按等强取值。钢材容许应力(MPa)材质弯曲应力[σw]/剪应力[]4模板和方木计算4.1竹胶板计算方木上布置18mm厚竹胶板，方木中心间距按0.25m考虑。q=1.2q₁+1.4(9₂+93)=1.2×78+1.4×(2.5kN中铁大桥局集团有限公司设计分公司3湖北宜都至来凤高速公路鹤峰东段燕湾特大桥边跨直线段均布荷载Q=99.9×1=99.9kN/m;,满足要求，4.2方木计算方木尺寸100×100mm,方木间距250mm,方木下最不利位置处分配梁间距最大为500mm,故取计算宽度为0.5m,根据设计图纸的布置，按三跨连续梁进行计算。根据方木的布置，取荷载作用宽度为0.25m。则荷载标准值：90=q₁+9₂+9₃+94=78+2.5+2kNq=1.2(q₁+94)+1.4(q₂+kN中铁大桥局集团有限公司设计分公司4,满足要求。方木剪切应力计算：,满足要求。5托架计算边跨直线段施工过程中，托架将承受混凝土梁体自重荷载、施工荷载、模板荷待边跨直线段梁体施工完毕，挂篮前移并安装合龙段与边跨直线段梁体的临时连接，随后开始边跨合龙段的施工。此时须将分配梁2、分配梁3割掉一部分，合龙段施工过程中托架除原有荷载外，还将承受部分合龙段梁体、挂篮荷载等。工况类型工况一结构自重+混凝土自重+振捣混凝土荷载+模板结构自重+混凝土自重+模板自重+风荷载+附加荷载(合龙段自重+挂篮+施工荷载)5(1)自重系数取1.1,由模型计入；(2)混凝土荷载：混凝土荷载按条分法计算，加载于分配梁2、3上，边跨直线段连续梁截面为变截面，则截面1---1与截面2---2计算荷载分布见下图：图5-1截面1-1荷载分布示意(单位：kN/m)计算结果如下表：1234567869123456789(3)模板及方木自重荷载：1.5kN/m²;(4)振捣混凝土荷载标准值：2kN/m²;(5)施工设备及施工人员荷载标准值：2.5kN/m²;(6)风荷载：边跨直线段托架高度取H=62.0m,地表分类为B级。湖北宜都至来凤高速公路鹤峰东段燕湾特大桥边跨直线段托架正面投影面积An=1.5m²,正面轮廓面积A=2.9m²,q=AJA=1.5/2.9=0.52,(7)附加荷载：G为挂篮底模平台重，取179.6kN;计算采用Midas,建立托架结构模型，托架各结构采用梁单元模拟。托架结构计算模型见下图：图5-5计算模型图(工况一)图5-6计算模型图(工况二)三角托架由[28b弦杆、[32b斜杆及工14联结系和[10联结系组组合(最大值)组合(最大值)最大组合应力σ=88.8MPa<[σ]=170MPa,满足要求。最大剪应力r=1.2MPa<[t]=100MPa,满湖北宜都至来凤高速公路鹤峰东段燕湾特大桥边跨直线段现浇托架计算书最大位移Lmax=1.5mm<L/400=1900/400=4.8mm,满足要求。(2)工14联结系的计算结果如下所示：(2)工14联结系的计算结果如下所示：最大组合应力σ=58.8MPa<[σ]=170MPa,满足要求。剪力z剪力z最大剪应力t=1.6MPa<[t]=100MPa,满足要求。中铁大桥局集团有限公司设计分公司11湖北宜都至来凤高速公路鹤峰东段燕湾特大桥边跨直线段现浇托架计算书(3)[10联结系的计算结果如下所示：组合(最大值)最大组合应力σ=38.8MPa<[σ]MPa最大剪应力t=1.8MPa<[t]MPa组合(最大值)组合(最大值)中铁大桥局集团有限公司设计分公司12最大组合应力σ=129.8MPa<[σ]=170MPa,满足要求。最大剪应力t=1.5MPa<[z]=100MPa,满足要求。最大位移Lmax=2.0mm<L/400=1900/400=4.8mm,满足要求。(2)工14联结系的计算结果如下所示：最大组合应力σ=42.0MPa<[σ]=170MPa,满足要求。(3)[10联结系的计算结果如下所示：最大组合应力σ=45.1MPa<[MPa最大剪应力t=2.0MPa<[t]=100MPa,满由以上计算结果三角托架在工况二时受力最不利。工况二时三角托架斜杆稳定湖北宜都至来凤高速公路鹤峰东段燕湾特大桥边跨直线段现浇托架计算书动沙/穹矩z反中铁大桥局集团有限公司设计分公司15湖北宜都至来凤高速公路鹤峰东段燕湾特大桥边跨直线段现浇托架计算书 绕X轴面积矩596682.74067271Wy(左)684573.847368002续Y轴面积拒398068.705030508图5-23三角托架斜杆截面特性细比λ=l/i=28,稳定系数4x=0.9430;,9。=1.0,β。=1.0,Yx=1.05,W₂=992448mm³,W,=684574mm³,=132.2MPa<170MPa,满足要求。分配梁2、3采用工14型钢截面，其计算结果如下：最大剪应力t=49.4MPa<[t]=100MPa,满最大相对位移Lmx=21.8-12.2=9.6mm<L/200=1995/200=10mm,满足要求。湖北宜都至来凤高速公路鹤峰东段燕湾特大桥边跨直线段现浇托架计算书最大组合应力σ=115.7MPa<[σ]MPa系数=最大相对位移Lmax=19.9-11.8=8.1mm<L/200=1995/200=10mm,满足要求。中铁大桥局集团有限公司设计分公司20由上图，工况二支座反力大于工况一支座反力，故取精轧螺纹钢对拉位置处水平反力Fmax=465.2kN。按500kN进行预拉。每个三角托架支座位置处有2根精轧螺纹钢，每根螺纹钢轴力F=500/2=250kN。单根φ40精轧螺纹钢筋承载能力：满足要求。5.7焊缝计算三角托架结构主要由F1与F2杆件及拼接板F3组成，其中F1与F2通过拼接板F3焊接，F2与预埋件Y1焊接。托架杆件及焊接见下图所示：中铁大桥局集团有限公司设计分公司21由5.2节计算，工况二时三角托架受力最不利，工况二时三角托架各杆件内力(1)F2与预埋件连接焊缝计算V=888.1×sin56.8°=742.9kN;压力N=888.1×cos56.kN采用h=12mm角焊缝四周围焊。计算时取2条腹板及翼缘焊缝作为焊缝计算长度，每条焊缝1w=L-2hr=586+90+90-2×12=mm则,满足要求。中铁大桥局集团有限公司设计分公司22F1与F2连接焊缝受竖直向上和水平向右的力，根据图5-39,水平力大小V=886.0×cos56.8°=485.2kN。竖直力N=886.0×sin56.8°=741.3kN。F1与F2采用h=10mm角焊缝和塞焊，计算时取F1、F2翼缘与F3联结的焊缝,满足要求。,满足要求。5.8牛腿及预埋件计算(1)牛腿焊缝计算23湖北宜都至来凤高速公路鹤峰东段燕湾特大桥边跨直线段现浇托架计算书图5-41牛腿焊缝截面特性(2)预埋锚筋锚固面积计算锚板采用Q235钢，锚板厚度20mm,预埋锚筋采用φ10锚筋，锚筋锚固长度中铁大桥局集团有限公司设计分公司2425z——外层锚筋中心线间的距离，取z=160mm;6根锚筋面积,满足规范要求。预埋件采用∠75×10角钢锚筋。由图5-37可知，预埋件Y3所受最大竖向力Fv=743.9kN,水平力Fx=465.2kN。预埋件剪力设计值为V=1.4×743.9=1041.5kN,(1)角钢面积计算a,——锚筋层数影响系数，四排时取0.85;c——垂直剪力方向锚筋中心至构件边缘的最小距离，取c=175mm;b——角钢肢宽；(2)角钢与锚板之间的焊缝计算角钢与锚板之间采用h=10mm连续角焊缝连接，其截面特性如下图所示：按剪力、压力共同作用计算，最危险点的应力计算如下：轴向应力剪切应力(3)预埋角钢自身强度计算角钢截面特性如下图所示：