连续梁0号段托架计算书

1.工程概况

某客运专线跨**高速公路桥长1246.77延米，共计30个墩台身，29孔梁。本桥在3#墩至8#墩处设一联44+3*88+44m刚构连续梁以25°12′00″交角上跨沈丹高速公路。本连续梁共分97段，其中2个边墩托架现浇段、2个0#现浇段、2个0a#现浇段，其余为挂篮悬浇节段。中墩墩顶0#和0a#节段长均为10m，悬浇节段长3m～4m，边墩托架现浇段长3.0m，中跨及次边跨合拢段长均为2.0m。其中5#、6#墩0#段及4#墩0a#段采用托架现浇，7#墩0a#采取钢管支架现浇。

2.0号段托架构造

0号段分二次浇筑，第一次浇筑到倒角顶处，第二次浇筑至梁顶。

0号段托架仅承受第一次浇筑时的混凝土、模板、施工荷载及翼缘板混凝土荷载，第二次浇筑的混凝土及施工荷载由第一次浇筑的混凝土承受。故0号段托架的荷载仅考虑第一次浇筑时产生的荷载。

图1. 0号段托架方案设计图

0号段托架由底模外桁架、底模内桁架、边纵梁、横梁、三角托架、上下预埋件及对拉精轧钢筋组成。

底模内外桁架直接支撑底模板，桁架内弦杆采用2[14槽钢；外弦杆采用2[10槽钢；竖杆、斜杆均采用[8槽钢。

边纵梁采用I32b，支撑外侧模。横梁A采用双[8槽钢格构式结构,横梁B采用双I32b，与桁架、边纵梁焊接后提供施工平台。承受混凝土荷载，底模桁架、边纵梁、模板自重及施工荷载，并将荷载传递给三角托架前节点和上预埋件。三角托架杆件采用2[25b格构式结构，节点采用销接，仅承受轴力；并将荷载传递给预埋件。上预埋件均采用2[36b格构式结构，下预埋件采用2[32b格构式结构，下预埋件预埋0.9m。上预埋件承受横梁的竖向力及水平杆的水平拉力；下预埋件承受斜杆轴向力。

3.结构计算

3.1.总体计算图式

采用大型结构计算软件进行整体空间内力分析。按允许应力法进行检算。计算模型全部采用梁单元。为使模型简洁，便于计算结果分析，箱梁翼缘板混凝土重量及其上的施工人员、材料、机具荷载转换为集中荷载施加在边纵梁上。

图2.总体计算图式

1. 钢管支架结构

本支架法采用Ф600*10钢管，横梁采用双36槽钢的组合，纵梁采用35H型钢，柱间采用Ф102*5钢管系梁焊接。钢管支柱的加工按每节6米预先制作完成，（如图3）顶节根据设计长度加工成调整节，每根钢管的下料长度必须进行编号并于技术员指定的施工长度一致，下料长度须专人操作并专人检查，法兰盘的切割及其螺栓孔位必须保证其准确性.钢管支柱的加工要保证下料的准确性并依照图纸做出相应的模板。钢管支柱安装，采用分阶段制作，逐节吊装，法兰连接的组拼方案，为保证连接的准确性，及钢管的垂直度以每两节在地面进行试组装，（同时在钢管的侧面焊接踏脚钢筋）组装完成后采用50T汽车吊吊装。每根钢管顶、底部设法兰盘，法兰盘间采用螺栓连接，底节钢管柱的法兰盘与临时基础预埋δ=20mm钢板焊接，钢管与钢管与法兰盘之间的焊接要求焊缝厚度不小于6mm，焊缝应饱满无蜂眼，杜绝发生漏焊缺焊等现象的发生，若发现应立即补焊直至合格。拼装完成后测量四根钢管长度及垂直度。在钢管柱顶焊接两根双36槽钢组合做横梁，横梁上纵向布置15根35H型钢其间距为90cm+60cm（翼缘板）+2*60 cm（腹板）+80 cm （倒角）+4*80 cm+（底板）+80 cm（倒角）+2*60 cm（腹板）+90 cm+60cm（翼缘板）。

图1、钢管支架侧立面布置

 

图2、钢管支架平面布置图

2. 设计计算

2.1 荷载计算

44m＋3*88m＋44m连续箱梁0#段梁高6.8m。梁体自重模型可简化。

图5  荷载分布图

梁体最大荷载为：169700N/m2。

支架、模板荷载：3500N/m2。

配重等其它荷载：1000N/m2。

最不利荷载合计：174200N/m2。

荷载安全系数取1.2。

则计算荷载为174200×1.2＝209040N/m2。

2.2 支架立柱计算

2.2.1 立柱强度验算

最大荷载情况下，受力面积为3.494×2.522＝8.812m2。

则每根立柱受力为209040×8.812＝1842060.5N

立柱采用的是Ф600×10型钢管，查得截面积A＝185.354cm2；惯性矩I＝80675.313cm4；惯性半径i＝20.862cm。

σ＝N/A=1842060.5/(185.354*10-4)＝99.38Mpa<[σ]=125Mpa

2.2.2 立柱稳定性验算

λ＝L/i＝1550/20.862＝74.3，查《钢结构设计规范》附录C得：Ф＝0.616。

σ＝N/ФA=1842060.5 /（0.616×185.354*10-4）＝161.33Mpa<[σ]=215Mpa(立杆抗弯设计强度)

因此，立柱的强度和稳定性均满足要求。

2.3 立柱顶横梁验算

横梁采用双36cm槽钢，36槽钢截面面积A为60.9 cm2、截面抵抗距W为660 cm3，组合槽钢截面面积A=800.38cm2、截面抵抗距W=2Ix/h=2*46001.67/36=2555.65 cm3，横梁受到的最大剪力Q及最大弯距M由力学求解器求得，可知横梁受到的最大剪力Q=150.64KN，及最大弯距M=46.52KN.m

2.3.1 横梁的剪应力计算

τ＝Q/A＝150.64/（60.9*10-4)＝24.74Mpa<[τ]=125Mpa

2.3.2 横梁的拉弯应力计算

σ＝M/W＝46.52/（660*10-6)=70.48Mpa<[σ]=215Mpa

立柱顶横梁复合要求。

2.4 梁底纵梁验算

采用36cmH型钢做梁底纵梁，36H型钢截面面积A为61.46 cm2、截面抵抗距W为749.91cm3，取腹板下承受力最大的部位受到的最大剪力Q及最大弯距M由力学求解器求得，可知腹板下区域受到的最大剪力Q=294.62KN，及最大弯距M=49.35KN.m

2.4.1 纵梁的剪应力计算τ＝Q/A＝294.62/（61.46*10-4）＝47.94Mpa<[τ]=125Mpa

2.4.2 纵梁的拉弯应力计算σ＝M/W＝49.35/（749.91*10-6）=65.81Mpa<[σ]=215Mpa梁底纵梁符合要求。

2.5 立柱基础

采用承台作为立柱基础，承台混凝土强度为C35砼。查《钢筋混凝土设计规范》得C35混凝土 轴心抗压强度为16.7Mpa。地基承载力计算P=Nmax/A=1842060.5/(3.14*0.3*0.3)=6.5MPa<16.7MPa。

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