雙層安全防護(hù)平臺(tái)計(jì)算書

重慶東水門長(zhǎng)江大橋索塔施工雙層防護(hù)平臺(tái)計(jì)算書編制:復(fù)核:審核:中鐵大橋局股份有限公司

重慶東水門長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目經(jīng)理部2012年05月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、概述 1\o"CurrentDocument"1、 工程概況 1\o"CurrentDocument"2、 設(shè)計(jì)概況 13、 結(jié)構(gòu)布置 1\o"CurrentDocument"二、應(yīng)力參數(shù) 2\o"CurrentDocument"三、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力驗(yàn)算 2\o"CurrentDocument"1、 計(jì)算依據(jù) 2\o"CurrentDocument"2、 荷載標(biāo)準(zhǔn) 3\o"CurrentDocument"3、 雙層防護(hù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算 33.1撐桿安裝階段及頂推階段結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算 33.2雙層防護(hù)平臺(tái)索塔施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算 33.3雙層防護(hù)平臺(tái)撐桿索塔施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗(yàn)算 53.4局部承壓計(jì)算 6\o"CurrentDocument"四、 支點(diǎn)螺栓群受力計(jì)算 61、 三角架體螺栓計(jì)算 62、 斜吊桿螺栓群計(jì)算 73、 撐桿螺栓群計(jì)算 73.1螺栓群橫橋向受扭驗(yàn)算 83.2螺栓群縱橋向受彎及螺栓群豎向受剪驗(yàn)算 103.4螺栓群豎向受彎驗(yàn)算 12\o"CurrentDocument"五、總結(jié) 12一、概述1、 工程概況重慶東水門長(zhǎng)江大橋主橋?yàn)?22.5+445+190.5m的雙塔單索面部分斜拉雙層鋼桁架斜拉橋。索塔采用天梭型，包括下塔墩、中塔柱和上塔柱，P1墩塔柱頂高程341.61m，塔底高程169.00m，索塔總高172.61m，其中上塔柱高46.5m，中塔柱高62.5m，下塔墩高63.61m；P2墩塔柱頂高程341.496mm，塔底高程179.00m，索塔總高162.496m，其中上塔柱高46.5m,中塔柱高62.5m,下塔墩高53.496m。索塔分四個(gè)施工階段：下塔墩施工，分岔區(qū)、牛腿和橫系梁施工、中塔柱及下橫梁施工、上塔柱及上橫梁施工。P1塔柱分41（P2塔柱為39節(jié)）個(gè)節(jié)段現(xiàn)澆。在保證掛索前上塔柱封頂合攏的前提下，索塔上塔柱施工時(shí)，同時(shí)進(jìn)行塔區(qū)前幾個(gè)節(jié)間的鋼桁梁安裝。2、 設(shè)計(jì)概況為保證索塔施工和鋼梁架設(shè)交叉作業(yè)過(guò)程中的安全，防止上塔柱施工時(shí)墜物全鋼梁架設(shè)作業(yè)面上傷人。在中塔第2道臨時(shí)撐桿頂面設(shè)置雙層作業(yè)安全防護(hù)平臺(tái)。防護(hù)平臺(tái)以HN414X405作為縱向分配梁，在其上滿鋪墩身鋼模，墩身鋼模焊接或栓接形成整體。防護(hù)平臺(tái)邊部安裝欄桿，安裝踢腳板及密目鋼絲網(wǎng)。3、 結(jié)構(gòu)布置雙層作業(yè)防護(hù)平臺(tái)立面布置圖

雙層作業(yè)防護(hù)平臺(tái)平面布置圖1雙層作業(yè)防護(hù)平臺(tái)平面布置圖1二、應(yīng)力參數(shù)鋼材類別抗拉、壓、彎應(yīng)力(MPa)剪應(yīng)力(MPa)彈性模量E(X105)Q235鋼1701002.10三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力驗(yàn)算1、計(jì)算依據(jù)1、 東水門長(zhǎng)江大橋工程設(shè)計(jì)文件和施工組織設(shè)計(jì)；2、 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)；3、 《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》(人民交通出版社，2001.5)4、 《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》(TB10002.5—2005)2、 荷載標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)主體骨架自重由程序自動(dòng)計(jì)算防護(hù)面板自重荷載：1.2KN/m2風(fēng)荷載：本算單計(jì)算假定：風(fēng)荷載考慮以下1種最不利情況：風(fēng)荷載垂直向下作用于防護(hù)面板上。根據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》(TB10002.5—2005)，風(fēng)荷載強(qiáng)度可按下式計(jì)算：W=%%K3W0式中W——風(fēng)荷載強(qiáng)度(Pa)；W0——基本風(fēng)壓值(Pa)，取該地區(qū)10年一遇基本風(fēng)壓W0=250Pa；K1——風(fēng)載體形系數(shù)，取K1=1.3；K2——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取離地面或常水位高度100m對(duì)應(yīng)的系數(shù)K2=1.7；K3——地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，按山谷、水岸地區(qū)，取值K3=1.2。根據(jù)上述公式及系數(shù)取值，風(fēng)壓強(qiáng)度計(jì)算如下：W=1.3X1.7X1.2X250=663Pa=0.663KN/m23、 雙層防護(hù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算3.1撐桿安裝階段及頂推階段結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算安裝階段及頂推階段結(jié)構(gòu)受力及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗(yàn)算詳見(jiàn)《東水門長(zhǎng)江大橋索塔撐拉系統(tǒng)計(jì)算書》。可得安裝階段及頂推階段結(jié)構(gòu)受力滿足要求。3.2雙層防護(hù)平臺(tái)索塔施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算撐桿安裝頂推完成后，安裝斜吊桿，按設(shè)計(jì)要求擺放HN414>405縱向分配梁，分配梁與撐桿焊接牢固。在分配梁上滿布鋼模板，鋼模面板倒用渝利鐵路新新橋墩身直鋼模，單重按100kg/m2計(jì)，考慮安裝時(shí)搭接等因素，計(jì)算時(shí)取120kg/m2。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙建立整體計(jì)算模型如下：整體計(jì)算模型圖何載組合：1.0整體計(jì)算模型圖何載組合：1.0結(jié)構(gòu)自重+1.0面板自重+1.0倍風(fēng)何載整體計(jì)算模型應(yīng)力圖IWAgllROST-W.OCE5SCFI.BE^viSTRESSIWAgllROST-W.OCE5SCFI.BE^viSTRESS其中：三角架體(L=6m):o^=125.35MPa<[o]=170MPa，滿足結(jié)構(gòu)受力要求。斜吊桿(2[14b):o=35.84MPa<[o]=170MPa，滿足結(jié)構(gòu)受力要求。max縱向分配梁(HW414x405):。=29.98MPa<[o]=170MPa，滿足結(jié)構(gòu)受力要max求。撐桿(1020X12):。=76.18MPa<[。]=170MPa，滿足結(jié)構(gòu)受力要求。max

整體計(jì)算模型撓度圖(mm)其中:MIDAgil

FCE-PRSZESSCF.CeftZfuMEDa-iAPE

由旅好整體計(jì)算模型撓度圖(mm)其中:MIDAgil

FCE-PRSZESSCF.K-OT-3，a44E-OD3NCC6=IDV-OR—-3.2E^-CO4KECE=131Z-D3R—1lffiE-CC12rscce-es■□□MB.-l.lS^-OCCrscce-esSft-B-BSTE-hGCIH：做max:EE-麗村：5 蟲(chóng)冉：天冰海wmEgDS/OGJBQ圮~HT：-*|-nq-Xr<l.^83 A二4三角架體(L=6m):0=3mm<[6]=6000/400=15mm，滿足結(jié)構(gòu)變形要求?？v向分配梁(HW414x405):6=12mm<[6]=6000/400=15mm，滿足結(jié)構(gòu)變形max要求。撐桿(1020X12):0=3mm<[6]=15000/800=18.75mm,滿足結(jié)構(gòu)變形要求。max3.3雙層防護(hù)平臺(tái)撐桿索塔施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗(yàn)算3.3.1撐桿整體穩(wěn)定性計(jì)算撐桿按兩端鉸支壓桿計(jì)算，計(jì)算長(zhǎng)度l0=15.156m。根據(jù)監(jiān)控報(bào)告可知，撐桿在索塔施工過(guò)程中最大軸向壓力3926.55KN，單根管樁軸向壓力N=1963.25KN，由3.2中可得，撐桿最大應(yīng)力76.18MPa。受壓穩(wěn)定計(jì)算如下。受壓穩(wěn)定計(jì)算：截面：1020i:356.407mmi:356.407mmA：38000.7mm截面材性：Q235繞X軸長(zhǎng)細(xì)比為42.5244繞X軸截面為b類截面繞Y軸長(zhǎng)細(xì)比為42.5244繞Y軸截面為b類截面算得繞X軸受壓穩(wěn)定系數(shù)^x=0.888531算得繞Y軸受壓穩(wěn)定系數(shù)^y=0.888531穩(wěn)定驗(yàn)算：計(jì)算得繞X軸穩(wěn)定應(yīng)力為76.18/0.888531=85.74MPaV170MPa滿足!計(jì)算得繞Y軸穩(wěn)定應(yīng)力為76.18/0.888531=85.74MPaV170MPa滿足!3.3.2局部穩(wěn)定驗(yàn)算：外徑與壁厚之比為85滿足！3.4局部承壓計(jì)算撐桿局部承壓驗(yàn)算詳見(jiàn)《東水門長(zhǎng)江大橋索塔撐拉系統(tǒng)計(jì)算書》。可得塔身砼局部承壓受力滿足要求。四、支點(diǎn)螺栓群受力計(jì)算單根M42螺栓的抗拉力（普通A、B級(jí)螺栓，10.9級(jí)）配？25mm精軋螺桿:[N]=[a]XA=500X4.9X100=245KN單根M42螺栓的抗剪力：[V]=:t]XA=310X11.2X100=347.2KN連接板（Q235B）孔壁承壓承載力：[N]=325X42X20=273KNc1、三角架體螺栓計(jì)算支反力最大架體支反力圖（單位：KN）

支點(diǎn)處采用單M42爬錐：%=15.9KNV[N]=245KN，受力滿足要求。Vm=21.4KNV[N]=273KN，受力滿足要求。2、斜吊桿螺栓群計(jì)算斜吊桿最大支反力圖（單位：KN）支點(diǎn)處采用雙M42爬錐：Nm=39.6KNV[N]=245X2=490KN，受力滿足要求。Vma「49.4KNV[Nc]=273+2X2=273KN,受力滿足要求。（注：連接板t=10mm）3、撐桿螺栓群計(jì)算撐桿最大支反力圖（N圖-單位：KN）撐桿最大支反力圖（M圖-單位：KN.M）

3.1螺栓群橫橋向受扭驗(yàn)算支點(diǎn)處采用4個(gè)M42爬錐橫橋向扭矩T=178.2KN.M橫橋向扭矩T=178.2KN.M代入程序如下:螺栓群受力如下：N=0kN;V=0kN;M=178.2kN*m計(jì)算螺栓形心：xx=[0.000+0.000+650.000+-650.000]/4.000=0.000mmyy=[0.000+1300.000+650.000+650.000]/4.000=650.000mmNn.=N/n=0.000/4=0.000kNNv=V/nix￡0x)2.=(0.000—0.000)2+(0.000—0.000)2+(650.000—0.000)2+(-650.000—0.000)2=845000.000mm2E(Ay)2.=(0.000—650.000)2+(1300.000—650.000)2+(650.000—650.000)2+(650.000—650.000)2=845000.000mm2E(Ax)2.+E(Ay)2.==845000.000+845000.000=1690000.000mm2開(kāi)始逐個(gè)計(jì)算螺栓內(nèi)力：?計(jì)算第1個(gè)螺栓：xi=|0.000—0.000|=0.000(mm)yi=|0.000—650.000|=650.000(mm)Nm=178.200/1000*650.000/1690000.000=68.538kN1xNm=178.200/1000*0.000/1690000.000=68.538kN1yNn.+Nm1=0.000+68.538=68.538kNNv+Nm=0.000+0.000=0.000kNiy1yN1=[(68.538)2+(0.000)2]1/2=68.538kN?計(jì)算第2個(gè)螺栓：x1=|0.000—0.000|=0.000(mm)y1=|1300.000—650.000|=650.000(mm)Nm=178.200/1000*650.000/1690000.000=68.538kN1xNm=178.200/1000*0.000/1690000.000=68.538kN1yNn.+Nm1=0.000+68.538=68.538kNNv+Nm=0.000+0.000=0.000kN.y1yN1=[(68.538)2+(0.000)2]1/2=68.538kN?計(jì)算第3個(gè)螺栓：x1=|650.000—0.000|=650.000(mm)y1=|650.000—650.000|=0.000(mm)Nm=178.200/1000*0.000/1690000.000=0.000kN1xNm=178.200/1000*650.000/1690000.000=0.000kN1yNn.+Nm1=0.000+0.000=0.000kNNv+Nm=0.000+68.538=68.538kN.y1yN1=[(0.000)2+(68.538)2]1/2=68.538kN?計(jì)算第4個(gè)螺栓：x1=|-650.000—0.000|=650.000(mm)y1=|650.000—650.000|=0.000(mm)Nm=178.200/1000*0.000/1690000.000=0.000kN1xNm=178.200/1000*650.000/1690000.000=0.000kN1yNn.+Nm1=0.000+0.000=0.000kNNv+Nm=0.000+68.538=68.538kN.y1yN1=[(0.000)2+(68.538)2]1/2=68.538kN螺栓群受剪力均為Nma=68.538kN，方向上下對(duì)稱相反，左右對(duì)稱相反。整個(gè)螺栓群受剪合力為0kN。由于撐桿受壓，撐桿端部法蘭盤直接與塔柱壁接觸，靜摩擦力為：2002.9X0.6-2=600.87kN（注：鋼材與砼靜摩擦系數(shù)取0.6,計(jì)算取2倍安全系數(shù)）橫橋向扭矩引起的剪力由撐桿端部法蘭盤與塔柱壁的靜摩擦力抵消。3.2螺栓群縱橋向受彎及螺栓群豎向受剪驗(yàn)算螺栓群縱橋向受剪106.8KN，豎向受剪138.3kN，合力174.74KN。軸向受壓2002.9KN，縱橋向受彎1162.6KN.M。由于撐桿受壓，撐桿端部法蘭盤直接與塔柱壁接觸，靜摩擦力為：2002.9X0.6-2=600.87kN（注：鋼材與砼靜摩擦系數(shù)取0.6,計(jì)算取2倍安全系數(shù)）剪力由法蘭盤與塔柱壁的靜摩擦力抵消?？v橋向受彎1162.6KN.M代入程序如下：螺栓群受力如下：N=-2002.9kN;V=0kN;M=1162.6kN*m計(jì)算螺栓形心：xx=[0.000+0.000+650.000+-650.000]/4.000=0.000mmyy=[0.000+1300.000+650.000+650.000]/4.000=650.000mmV.=V/n=0.000/4=0.000kNE(Ayi,2)=(0.000—650.000)2+(1300.000—650.000)2+(650.000—650.000)2+(650.000—650.000)=845000.000mm2y.=0.000e=650.000—0.000E(Ayi2)=(0.000—0.000)2+(1300.000—0.000)2+(650.000—0.000)2+(650.000—0.000).=2535000.296mm2開(kāi)始逐個(gè)計(jì)算螺栓內(nèi)力:?計(jì)算第1個(gè)螺栓：yi=|0.000—650.000|=650.000(mm)N/n-M*y/Ey21 i=-2002.900/4.000-1162.600*1000*650.000/845000.000=-1395.032N/n-M*y/￡y2.<0y1=0.000—0.000=0.000mmN=(M+N*e)*y1/Ey1.2=(1162.600*1000+-2002.900*650.000)*0.000/2535000.296=0.000kN?計(jì)算第2個(gè)螺栓：y1=|1300.000—650.000|=650.000(mm)N/n-M*y/Ey21i=-2002.900/4.000-1162.600*1000*650.000/845000.000=-1395.032N/n-M*y/￡y2.<0y1=1300.000—0.000=1300.000mmN=