長青沙大橋0#塊托架計(jì)算書

1、長青沙大橋0#塊托架施工方案中鐵十四局集團(tuán)長青沙大橋項(xiàng)目經(jīng)理部二OO六年五月三日長青沙大橋0#塊托架計(jì)算書一、材料選擇竹膠合板厚：18 mm，抗彎強(qiáng)度：15 Mpa，彈性模量：5200 Mpa；木楞寬：100 mm，高：150 mm抗彎強(qiáng)度：15 Mpa，抗剪強(qiáng)度：1.3 Mpa， 彈性模量：9000 Mpa；I45b工字鋼：慣性矩 I=33800 cm4，截面模量 W=1052.2cm3，截面積 A=111 cm2，型鋼自重:87.135kg/m；鋼管支撐：508×6mm螺旋管；二、荷載計(jì)算1、箱梁混凝土容重25KN/m3。2、模板自重外模重量120KN，內(nèi)模重量20KN，底模竹膠

2、板重量50KN。3、木楞、型鋼的重量由計(jì)算程序自動(dòng)考慮，自重系數(shù)1.2。4、施工荷載按2.5KN/計(jì)算。5、混凝土振搗荷載按1KN/計(jì)算。三、受力計(jì)算1、底模（竹膠板）檢算底模構(gòu)造圖如下所示由上圖可以看出位于箱梁腹板底部的底模板（竹膠板）和木楞的受力情況為最不利受力狀態(tài)，需進(jìn)行檢算。底模檢算時(shí)按三跨連續(xù)梁檢算，梁寬取1.0m。恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk1=4.5×25×1.0=112.5(kN/m)恒荷載設(shè)計(jì)值 q1=1.2×112.5=135(kN/m)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk2=2.5×1.0+1×1.0=3.5(kN/m)活荷載設(shè)計(jì)值 q2=1.4&#

3、215;3.5=4.9(kN/m)荷載設(shè)計(jì)值 q=135+4.9=139.9(kN/m)彎矩： M=0.56KN·m 撓度： 撓度允許值 ，故撓度滿足要求。2、木楞檢算 q1計(jì)算：木楞恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk1=4.5×25×0.3=33.75(kN/m) 木楞恒荷載設(shè)計(jì)值 q1=1.2×33.75=40.5(kN/m)木楞活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk2=2.5×0.3+1×0.3=1.05(kN/m)木楞活荷載設(shè)計(jì)值 q2=1.4×1.05=1.47(kN/m)木楞荷載設(shè)計(jì)值 q1=40.5+1.47=41.97(kN/m) q2計(jì)算：木

4、楞恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk1=0.7×25×0.3+7.99×0.3+2.31×0.3=8.34(kN/m) 木楞恒荷載設(shè)計(jì)值 q1=1.2×8.34=10(kN/m)木楞活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk2=2.5×0.3+1×0.3=1.05(kN/m)木楞活荷載設(shè)計(jì)值 q2=1.4×1.05=1.47(kN/m)木楞荷載設(shè)計(jì)值 q2=10+1.47=11.47(kN/m)木楞按受均布荷載作用的多跨連續(xù)梁模型計(jì)算。彎矩 MMax=0.54(KN·m)彎曲正應(yīng)力：剪力： QMax=8.09KN剪應(yīng)力撓度 撓度允許值 ，故撓度

5、滿足要求。支反力R15.13KN，R215.49KN，R38.36KN，R46.39KN，R57.43KN，R67.34KN，R76.79KN，R87.65KN。3、翼板底部縱向分配梁I16工字鋼檢算I16承受外模板及翼板混凝土荷載，故其上作用的荷載為：外模重量：120KN；混凝土重量：262.5KN；施工荷載（按2.5KN/計(jì)算）：75KN；混凝土振搗荷載：（按1KN/計(jì)算）：30KN；總重量：1.2×(120262.5)1.4×(3075)606KN；則每根I16工字鋼上的均布線荷載為：q=606÷3÷12=16.83KN/m受力模型簡圖如下分析計(jì)算

6、以上模型得：彎矩 M=4.04(KN·m)彎曲正應(yīng)力剪力 Q=15.47KN剪應(yīng)力 最大撓度撓度允許值 ,故撓度滿足要求。支反力為R1=10.8KN，R2=28.94KN， R3=24.6KN ，R4=25.42KN，R5=24.3KN，R6=25.42KN，R7=24.6KN，R8=28.94KN，R9=10.8KN。由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，選用I16工字鋼作橫向分配梁安全系數(shù)過大，不夠經(jīng)濟(jì)合理。在現(xiàn)場施工時(shí)，可根據(jù)情況選用I12.6以上型號工字鋼。4、橫向分配梁I45b工字鋼檢算I45b工字鋼承受上部三角架和支撐外模用I16工字鋼的支反力，而且如下圖所示，A、B、C、D位置處I4

7、5b工字鋼承受的力是不同的。A、B、C、D位置處I45b工字鋼的受力模型如下圖分別對四種情況進(jìn)行分析計(jì)算得： A位置處彎矩 Mmax=105.04 (KN·m)彎曲正應(yīng)力 剪力 Qmax=180.05KN剪應(yīng)力 最大為撓度撓度允許值 ,故撓度滿足要求。支反力為見表1。 B位置處與A受力位置相同。 C位置處彎矩 Mmax=122.61 (KN·m)彎曲正應(yīng)力 剪力 Qmax=202.72KN剪應(yīng)力 最大為撓度撓度允許值 ,故撓度滿足要求。支反力為見表1。 D位置處彎矩 Mmax=49.15(KN·m)彎曲正應(yīng)力 剪力 Qmax=107.97KN剪應(yīng)力 最大為撓度撓度

8、允許值 ,故撓度滿足要求。由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，選用I45工字鋼作橫向分配梁安全系數(shù)過大，不夠經(jīng)濟(jì)合理。因此選用I32a工字鋼。5、貝雷片受力檢算 貝雷片所受I45b工字鋼反力如下表所示：表1作用力位置貝雷片編號ABCD1275.2275.2310.9161.73121.3121.3142.354.4480.480.482.175.2580.480.482.175.26121.3121.3142.354.48275.2275.2310.9161.7由上表可知，1、8#貝雷片所受力最不利，如下圖所示：貝雷片的受力模型如下圖：將以上受力模型輸入SAP2000可得貝雷片的內(nèi)力圖如下：貝雷片滿足受力

9、要求。墩身220a預(yù)埋件檢算墩身220a預(yù)埋件承受剪力和軸向拉力，由于剪力大于軸向拉力，故只檢算剪切應(yīng)力即可。剪力Qmax200.07KN剪應(yīng)力 如右圖所示，A位置處工字鋼應(yīng)放置在墩身預(yù)埋220槽鋼上，以減小貝雷片接頭處剪力，貝雷片與預(yù)埋件的連接采用銷接，銷子采用貝雷片專用5Cm銷子，每個(gè)銷子的抗剪力由查表得：Q=130N/mm2××（50/2）2mm2=255KNQmax=200.07KN同時(shí)，為加強(qiáng)此處的抗剪能力，20a內(nèi)側(cè)貼2塊50×20 cm鋼板（=8mm）加強(qiáng)。本支撐系統(tǒng)墩身兩側(cè)均獨(dú)立受力，不必驗(yàn)算砼澆筑過程中的偏載情況。6、貝雷片底部鋼管斜撐體系受力檢

10、算鋼管斜撐體系由508×6mm鋼管、20槽鋼及斜撐鋼管頂部2I40b工字鋼橫梁組成。如下圖所示：斜撐鋼管頂部2I40b工字鋼橫梁檢算由上圖可以看出斜撐鋼管頂部2I40b工字鋼橫梁直接傳遞貝雷片的支反力。同時(shí)通過以上計(jì)算分析可知2、7#貝雷片并不直接承受上部I45b工字鋼的支座反力（原因是由于上部I45b工字鋼在此部位承受負(fù)彎矩，產(chǎn)生向上的撓度），而是通過貝雷片支撐架(花架)承受由1、3#（6、8#）貝雷片傳遞的荷載。18#貝雷片傳遞至2I40b工字鋼橫梁上的支座反力分別為：Rb1=627.42KN、Rb3=263.03KN、Rb4=211.61KN、Rb5=211.61KN、Rb6=

11、263.03KN、Rb8=627.42KN。2I40b工字鋼橫梁的受力模型如下圖分析以上結(jié)構(gòu)可得：彎矩 Mmax=282.82(KN·m)彎曲正應(yīng)力 剪力 Qmax=628.55KN剪應(yīng)力 最大為撓度撓度允許值 ,故撓度滿足要求。支座反力為Rx1=974.36KN，Rx2=266.01KN，Rx3=974.36KN。鋼管斜撐體系檢算鋼管斜撐體系的受力模型簡圖如下圖：將受力模型輸入SAP2000中分析可得，鋼管斜撐的最大軸向壓力為1046.64KN,水平拉桿的軸向拉力為380.3KN。將鋼管簡化為以一端固定一端簡支的壓桿，檢算其強(qiáng)度和穩(wěn)定性：自由長度lx=0.8×8.7=6.96m,508×6mm鋼管的回轉(zhuǎn)半徑r=17.75cm。查表得：故得：水平拉桿的最大正應(yīng)力=NA=380.3×103/28.8×10-4=132.05MPa<=215 MPa,滿足要求鋼管樁底部與預(yù)埋鋼板焊接。各墩鋼管樁底水平分力最大的為3#