208桥刚性支撑设计计算书

208国道特大桥连续箱梁合拢段刚性连接设计计算书一、工程概况208国道特大桥位于太原市小店区，25#～28#墩上跨208国道，上部结构为连续箱梁位于由太原至中卫铁路段，跨径为48.75m+80m+48.75m，设计采用挂篮悬浇施工。0#和1#梁段采用托架现浇；2～10#梁段采用挂篮悬浇施工；12#边跨现浇梁段采用支架现浇，底模与支架之间采用圆钢管作为滑动层，以确保边跨合拢刚性连接时梁体与支架之间的相对滑动；2个边跨合拢段在支架上现浇；中跨合拢段在吊架上现浇。主要数据参数如下：1、边跨现浇段：梁段长度775cm，梁段体积104.61m32、边跨合拢段：梁段长度200cm，梁段体积20.90m3，梁段重量543.3KN，顶板厚35cm，腹板厚48cm，底板厚40cm，截面梁高360cm3、中跨合拢段：梁段长度200cm，梁段体积31.08m3，梁段重量808.0KN，顶板厚35cm，腹板厚48cm，底板厚40cm，截面梁高360cm4、支座型号及布置见下图：二、刚性连接设计计算（一）计算原理：1、根据《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）9.5.6条规定：连续梁合龙前应调整中线和高程，并将合龙一侧墩的临时锚固改换成活动支座，同时按设计合龙温度，将两悬臂的合龙口临时锁定，锁定力应大于释放任何一侧各墩的全部活动支座的摩擦力。条文说明：悬浇连续梁合龙前，合龙段两端悬臂受温度的变化的影响可能产生纵向伸缩，使合龙间距变化，从而导致合龙段混凝土凝固过程中受到张拉或压缩的超应力影响到而产生裂缝。因此，合龙段的临时锁定或锚固，应到合龙段混凝土养护到一定强度，并施加预应力后，才能拆除。2、根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）7.3.3条规定：橡胶支座承受的纵向水平力为：固定支座承受全部纵向水平力，活动支座承受的水平力等于支座的磨擦力。3、根据《客货共线铁路桥梁盆式橡胶支座安装图》（通桥(2006)8056）之规定：TPZB型橡胶支座可承受的水平力（主力）：DX多向活动支座为支座设计竖向承载力的5%；GD固定支座与ZX纵向活动支座横桥向水平力占支座设计竖向承载力的30%（设计地震动峰值加速度0.15g＜Ag≤0.2g区系列）；GD固定支座与HX纵向活动支座顺桥向水平力占支座设计竖向承载力的20%（设计地震动峰值加速度0.15g＜Ag≤0.2g区系列）；ZX纵向活动支座顺桥向、HX横向活动支座横桥向为支座设计竖向承载力的5%。（二）磨擦力计算1、连续梁边墩（简支梁端）DX多向活动支座和ZX纵向活动支座顺桥向设计支座可承受的水平力为：8000KN×5%=400KN；实际支座承受的竖向压力未达支座设计承载力，为安全，计算采用一个8000KN支座纵向磨擦力为：400KN。2、连续梁主墩DX多向活动支座和ZX纵向活动支座顺桥向设计支座可承受的水平力为：35000KN×5%=1750KN；实际支座承受的竖向压力未达支座设计承载力，为安全，计算采用一个35000KN支座纵向磨擦力为：1750KN。3、边跨现浇梁段采用支架现浇，底模与支架之间采用圆钢管作为滑动层，以确保边跨合拢刚性连接时梁体与支架之间的相对滑动，故现浇段混凝土与支架之间的磨擦力不考虑。（三）刚性连接最不利荷载组合为施工方便，考虑刚性连接设计均按中跨合拢设计，即中跨合拢刚性连接所需克服的磨擦力为N=1750+1750+400+400=4300KN。刚性连接具体设计受力如下：1、临时张拉钢束需预张拉的控制张拉力为：4300KN。临时张拉钢束顶、底板各选设计钢束2束进行张拉，每束张拉力为：4300KN/4=1075KN。2、刚性支撑需承受的压力需考虑临时张拉钢束的预应力与所需克服磨擦力的和，即为：4300KN×2=8600KN。刚性支撑配套临时张拉钢束顶、底板各设4个，每个支撑所需承受的压力为8600KN/4=2150KN。（四）刚性连接设计验算1、临时张拉预应力束（1）边跨选用预应力束：T13、B10，每束控制张拉应力为：1075KN；（2）中跨选用预应力束：T12、B2，每束控制张拉应力为：1075KN；2、刚性支撑拟采用双肢缀板柱，双肢采用普通槽钢32b（详见下附图），两边采用14cm钢板作为缀板，尺寸为200mm×285mm，间距为30cm，32a槽钢计算参数为：L0=295cm，A=109.8cm2，ix=12.11cm,Z0=2.16cm，I1=335.6cm4,i0=2.47cm。长细比：λx=L0/ix=295/12.11=24.36＜[λ]=150（满足）由λy=24.36查得b类截面轴心受压构件的稳定系数为：Ψ=0.956A、整体稳定验算：σ=N/（Ψ×A）=358000N/（0.956×10980mm=34.11N/mm2＜[σ]=215N/mm2（满足）--------------------------------------------------------B、确定柱宽度b:为保证分肢不先于整体稳定构件失去承载能力，假定λ1=12.18cm（约为0.5Ψx），则λy=(λx2-λ12)1/2=(24.362-12.182)1/2=21.1iy=L0/λy=295/21.1=13.98iy=0.44b,故b=iy/0.44=31.77cm,取b=--------------------------------------------------C、缀板设计验算:ly=λy×i0=12.18×2.47=30.08cm，缀板选用-14×200钢板，l1=20+30.08=50.08cm，采用l1=50分肢线刚度：K1=I1/L1=335.6/50=6.71两侧缀板线刚度之和：Kb=∑Ib/a=2×1.4×203/(32-2.16×2)/12=62.55Kb>6K1=6×6.71=40.26（满足）横向剪力：V=Af/85×(fx/235)1/2=10980×215/85=27773N缀板单边横向剪力：V1=V/2=13886.5N缀板与分肢连接处的内力为：T=V1×L1/a=13886.5×500/276.8=25084NM=T×a/2=V1×L1/2=25084×276.8/2=3.47×106N·mm------------------------------------------------------D、缀板焊缝设计验算:取角焊缝焊角尺寸hf=8mm,不考虑焊缝绕角部分焊缝长度，采用lw=20mm,则剪力T产生的剪应力（顺焊缝长度方向）：τf=T/(0.7×hf×lw)=25084/（0.7×8×200）=22.4N/mm2弯距M产生的应力（垂直于焊缝长度方向）：σf=6M/