支架设计复核计算书

1、安徽泾县青廿江大桥改建工程斜拉桥主梁心脏支架现行治理报告浙江大学土木工程学测试中心二一年六月安徽洼县青廿江大桥改建工程斜拉桥主梁包围曝光设修订讨论修订书1、工程概况青廿江大桥位于洼县县西北侧，连接大桥南路和大桥北路，跨青廿江。 桥梁的范围是KO 390.000K0 610.000，全长220米。桥梁结构采用主引桥布置，其中引桥为137m简支预应力联合制箱梁，主桥为单塔双索面双边箱截面预应力混凝土箱梁矮塔斜拉桥。 摇镜头的组合为(37 270 37)m，全长220m。 桥梁主塔位于主梁的两侧，缆索位于主梁两侧的悬臂南朝梁。主梁采用双边箱截面预应力混凝土箱梁，中心南朝梁高度为2.5m，是摇镜头的1

2、/28。 箱梁顶板厚2528cm，底板厚55cm，边腹板厚2040cm，中腹板厚3050cm。 在顶板和腹板、顶板和悬臂南朝梁的边界处设置10.2m的倒角。全桥共有4种横梁，其中端横梁厚度为1.5m，中横梁厚度为2米，标准横梁厚度为0.3m，在近塔无索区设置3根0.5m厚的横梁以改善主梁过塔段的力学性能。2、斯坦共和国体系介绍斜拉桥主梁采用包围曝光现浇。 箱梁底型、侧型和内型均采用竹胶板，竹胶板底纵桥每隔0.3m (腹板和端中横隔南朝梁下20cm )设置10cmX15cm见方木，详细布置如包围曝光横截面的部署图所示，最大间距为90cm。 水平梁上钢管支架采用48X3.5mm规格，即材料壁厚3.

3、5mm、内径48mm、材质A3钢。 用竖棒纵、横间距0.9m (横20cm工钢同步)腹板、端、中横隔南朝梁下横方向16#沟钢选择加密为0.6m。 在耳朵皮侧纵钢管上设置斜向支承钢管。支撑台体系的组合如下：支撑台基础(混凝土支撑台)直径60cm钢管桩6.3#槽钢(6根/桩)3根36a模具钢贝雷南朝梁16a槽钢钢管支撑台48X3.5mm或其间的纵横枕木(腹板部)即全桥包围曝光系统的纵贯及图2-1包围曝光横截面版结构图(a )(b )图2-2是包围曝光的俯视版结构图为做评估本桥梁施工心脏支架体系的安全性，根据各心脏支架体系的结构和受力特点，采用杆系有限单元法进行了评价.3、订正算法的依据在分析修订时

4、，本方案主要基于以下标准和技术文档：1)安徽泾县青弋江大桥改建工程桥梁施工图（08Q012）、2009.72)泾县青弋江大桥现浇梁专项施工方案、2010；3) 路桥施工计算手册人民交通出版社，20014) 钢结构设计规范 (GB50010-2002 )；5) 装配式公路钢桥多用途使用手册、人民交通出版社、2001；6) 公路桥涵施工技术规范 (JTJ041-2000 )4、心脏支架方案讨论模式4.1有限元模型使用MIDAS软件来校正水平南朝梁心脏支架体系，并且在图41、42和43中描绘了校正计算模型。 模型主要采用南朝梁用户针织面料，模型共有节点为修订46227个，用户针织面料为修订67272

5、个。根据包围曝光系统的实际设定修正，在边界条件设定时，钢管柱底部约束Dx、Dy、Dz的旧石脚约束Dx、Dy、Dz以及Rx、Ry、Rz； 在与腿接触处的单针织面料约束Dz下，贝雷南朝梁和下表面承重工字钢、重工字钢和下表面槽、贝雷南朝梁和上表面分配南朝梁槽、方材和下表面钢管包围曝光之间的联系采用关节弹性连接进行了仿真。图4-1心脏支架体系MIDAS补正算模型图图4-2心脏支架系MIDAS补正算模型部分放大图1图4-3心脏支架系MIDAS补正算模型部分放大图2图4-4包围曝光系MIDAS修正型钢管柱边界约束图4.2部件截面和材料性能本心脏支架系的各中心词材料的截面形式如表4-1所示，使用材料的许用应

6、力如表4-2所示。 在本订正分析中，钢材的弹性模数为2.1e 11Pa。表4-1包围曝光系各中心词材料截面型序列号组件名称截面形式备考1水平信息帧上下加强弦材10#双频道2贝雷信息帧纵棒、斜棒8 #工字钢3水平信息帧加强纵棒8 #工字钢4贝雷电影之间的联系8#角钢5频道-16a16a模具钢为钢管柱之间的联系水平南朝梁分配南朝梁6频道-16.3模具钢位于钢管柱上方7一号工字钢I36a模具钢位于钢管柱上方8方木100毫米* 150毫米9脚手架48*3.5mm毫米10钢管600*10mm毫米表4-2钢材的许用应力应力的种类钢番应力的种类钢番16MnA3轴向应力(毫帕)200挠曲应力(毫帕)158挠曲

7、应力(毫帕)210剪应力()98剪应力()120挤出应力()2404.3计算负荷和工况4.3.1负荷的计算自重：按实际重量计算的同时，考虑施工者和堆积物、混凝土振打、铸造模型系统等施工时的负荷，混凝土自重乘以1.2的系数风荷载：基本风压为0.25kN/m2。施加在斯坦共和国系统上的负荷如表4-3所示。表4 -三角木承受的上部结构传递负荷一览表(单位： ton/m )负荷类型负荷值中央顶板0.72088纵网1.44711 (中)/0.69586 (边)斜网1.耳朵皮1.12460在网变厚的地方进行补偿0.25168底齿摇滾乐0.顶部齿摇滾乐0.50700横梁-中央顶板1.88491 (中横梁处理

8、)0.78538 (无电缆梁部)0.62830 (标准梁部分)1.57076 (端梁部)南朝梁-纵网1.04639 (中横梁处理)0.43599 (无电缆梁部)0.34879 (标准梁部)0.87199 (端梁部)斜网南朝梁2.46889 (中横梁处理)1.02871 (无电缆梁部)0.82297 (标准梁部)2.05741 (端梁部)4.3.2订正算例在这项修正计算中，主要考虑以下情况：遭遇混凝土重量(包括施工临时荷载) 10一年一度水平风荷载评估包围曝光系统的刚度、强度和稳定性是否满足要求。5、心脏支架方案的讨论结果5.1挠曲修正计算结果包围曝光由于自重、混凝土荷载、施工临时荷载及水平风荷

9、载，最大垂直变形为14.3mm，如图5-1所示，规范满足1/400以下的要求(a )包围曝光整体的纵向弯曲图(b )水平南朝梁的垂直弯曲图(c )水平南朝梁的局部垂直弯曲图图5-1包围曝光自重、混凝土负荷、施工临时负荷及水平风荷载引起的纵向变形图(mm )5.2应力修正结果5.2.1钢管柱钢管柱的应力结果如图5.2所示，钢管柱的主要反作用力结果如图5.3所示。 钢管柱自重、混凝土荷载、施工临时荷载及水平风荷载作用下的最大组合应力值为-63.05MPa8.MPa，小于许用应力值，满足要求。(a )(b )图5-2钢管柱应根据自重、混凝土负荷、施工临时负荷及水平风荷载，实现最大组合(MPa )(a

10、 )(b )图5-3钢管柱通过自重、混凝土负荷、施工临时负荷及水平风荷载而进行了反研究(ton )5.2.2贝雷南朝梁下承重工字钢水平南朝梁下面耐力工字钢的应力修正结果如图5.4所示。 贝雷南朝梁下承重工字钢的自重、混凝土载荷、施工临时载荷和水平风荷载而产生的最大组合应力值为-104.9MPa99.3MPa，小于许用应力值，满足要求。(a )(b )图5-4水平南朝梁下承重工字钢应根据自重、混凝土载荷、施工临时载荷及水平风荷载而实现最大组合(MPa )5.2.3向水平南朝梁分配南朝梁平梁上分配梁的应力校正结果如图5.5所示。 贝雷南朝梁上分配南朝梁的自重、混凝土荷载、施工临时荷载及水平风荷载作

11、用下的最大组合应力值为-115.1MPa114.3MPa，小于许用应力值，满足要求。(a )(b )图5-5水平南朝梁上分配南朝梁应根据自重、混凝土荷载、施工临时荷载及水平风荷载实现最大组合(MPa )5.2.4直径48mm钢管包围曝光直径48mm的钢管心脏支架的应力计算结果如图5.6所示。中间顶板下钢管心脏支架应力的结果如图5.6(b )、5.6(c )所示，最大组合应力值为-126.9MPa88.3MPa，小于许用应力值，满足要求。斜腹板和实心耳朵皮下钢管支撑台的应力结果如图5.6(d )、5.6(e )所示，最大组合应力值为-159.1MPa-4.8MPa，应力值大，提出了加密法钢管支撑

12、台。(a )整体钢管包围曝光(b )中央顶板上的钢管包围曝光；(c )中央顶板钢管心脏支架-部分放大(d )斜腹板和实体耳朵皮上的钢管包围曝光；(e )斜腹板及实心耳朵皮部钢管支承台-部分放大图5-6直径48mm钢管包围曝光根据自重、混凝土载荷、施工临时载荷及水平风荷载，实现最大组合(MPa )5.2.3贝雷南朝梁水平南朝梁的应力修正结果如图5.7所示。横跨中央部的贝雷南朝梁的应力修正结果如图5.7(b )所示，最大组合应力值为-98.0MPa79.8MPa，小于许用应力值，满足要求。支撑台附近的贝雷南朝梁的应力修正结果如图5.7(c )所示，最大组合应力值为-309.4MPa188.4MPa

13、，应力过大。(a )总体水平南朝梁(b )跨中部分贝雷梁；(c )支架附近的贝雷南朝梁图5-7水平南朝梁应根据自重、混凝土负荷、施工临时负荷及水平风荷载来谋求最大的组合(MPa )5.3稳定性管理结果稳定性管理的结果如图5-8至5-11所示。 临界载荷系数只有1.1，应该增加柱之间的联系。图5-8模1位移等值线图及临界载荷系数图5-9模态2位移等值线图及临界载荷系数图5-10模3位移等值线图和临界载荷系数图5-11模4位移等值线图及临界载荷系数六、心脏支架管理结论和建议此斜拉桥主梁现浇心脏支架体系的分析修订算显而易见钢管柱、钢管柱上的承载力工字钢，贝雷南朝梁上的分配南朝梁与直径48mm的钢管支

14、架的强度、刚性满足要求，钢管柱附近的贝雷南朝梁应力过大.建议：1 )、局部加强钢管柱附近的贝雷南朝梁，如增加纵棒2 )、合理配置立柱之间的平连。调整后的模型如下图所示(a )(b )和(c )和(e )；图6-1调整后的包围曝光模型图6.1调整后的贝雷南朝梁应力计算结果：调整后的贝雷南朝梁的轴应力的计算结果如图6-2所示，最大的组合应力值为-207.5MPa192.1MPa。(a )(b )图6-2调整后的贝雷南朝梁竖棒在自重、混凝土负荷、施工时的临时负荷及水平风荷载方面应谋求最大的组合(MPa )。调整后的贝雷南朝梁的上下弦棒应力的计算结果如图6-3所示，最大的组合应力值为-286.5MPa204.5MPa，钢管柱附