某特大橋現(xiàn)澆1#段箱梁墩身托架計算書.doc

XX特大橋現(xiàn)澆1#段箱梁墩身托架計算書XX省路橋集團有限公司XXXX高速五通橋連接線X合同項目經(jīng)理部二XX年X月XX特大橋現(xiàn)澆1#段箱梁托架計算書一、總說明1#塊上下分兩次澆注，第一次澆注6米高，第二次澆注剩余部分米。托架結(jié)構(gòu)：三角桁架，利用墩身預(yù)埋槽鋼與三角桁架焊成一體作為施工承重構(gòu)件，上面布置貝雷片作為橫梁，其上縱向鋪設(shè)I36a工字鋼。見下圖： 托架構(gòu)造圖圖 一二、主要材料計算參數(shù)由路橋施工計算手冊附表3-20中查出A3鋼材參數(shù)：=140MPa; =85MPa;鋼材彈性模量E=2.1105MPa;鋼筋混凝土容重:=26KN/m3; 每平方米模板重量取1KN。木材采用松木，由路橋施工計算手冊附表3-39得=12MPa; =1.3MPa;彈性模量E=10105MPa;以上參數(shù)在以下計算中不再闡述三、底膜方木、槽鋼計算方木計算分為兩部分，（1）腹板下部，2根8間距為60cm，兩槽鋼之間均布3根810cm方木，間距為15cm。（2）底板位置，順橋向2根8間距為60cm，兩槽鋼之間均布1根810 cm方木。見下圖 圖 二1、腹板下方木、槽鋼計算單根方木、槽鋼上部混凝土體積：V1=L1h1d1=0.1560.7=0.63m3；L1: 方木之間，方木與槽鋼之間寬度d1=0.15m（見圖二）；h1：第一次混凝土澆筑高度h1=6m；d1: 腹板厚度d1=0.7m；方木上部混凝土重量：G1=26V1=16.38KN q1=G1/d116.38/0.723.4KN/m; 由于腹板下部布設(shè)有三根I36a 間距為L=28.2cm（見圖三）圖 三方木及槽鋼受力簡圖如下： 1）810cm方木計算（采用電算） （1）撓度彎矩曲線圖 （2）電算結(jié)果見下表（3）查上表可知方木最大應(yīng)力max=2.18MPa=12MPa支座剪力由撓度彎矩曲線圖可知Q1=3.299KN木=3Q1/2A木=33.299KN/280cm2=0.619 MPa =1.3MPaA木為方木面積 最大撓度f max=0.045mmL/400=0.705mm安全系數(shù)達到5.502由、可知腹板下方木滿足施工要求2）8槽鋼計算（采用電算）（1）撓度彎矩曲線圖（2）電算結(jié)果見下表（3）查上表可知8槽鋼最大應(yīng)力max=9.1858MPa=140MPa支座剪力由撓度彎矩曲線圖可知Q1=3.299KN槽= Q1S/I=3.29910315.110(-6)/101.310(-8)510 (-3)=9.8MPa =85MPaS-槽鋼半截面面積距（查路橋施工計算手冊附表3-32為15.1cm3）I-槽鋼截面慣性距（查路橋施工計算手冊附表3-32為101.3cm4）槽鋼腹板厚度（查路橋施工計算手冊附表3-32為5cm）最大撓度f max=0.009mmL/400=0.705mm安全系數(shù)達到25.5由以上、計算可知腹板下槽鋼滿足施工要求2、底板下方木、槽鋼計算底板處方木布設(shè)見圖二，方木與槽鋼間距為30cm,1#段底板最厚處為1.183m。底板處布置5根I36工字鋼，間距為0.956m（見圖四）L2=0.3m h2=1.183m d2=0.956m則單根方木及槽鋼上部砼體積為V2= L2h2d2=0.31.1830.956=0.339 m3；則G2=26V2 =260.339=8.814KN q2= G2/ d2=8.814/0.956=9.21 KN/m槽鋼、方木受力簡圖如下 槽鋼、方木下工字鋼間距 圖 四1）底板下810cm2方木計算（采用電算） （1）撓度彎矩曲線圖：（2）電算結(jié)果見下表（2）電算結(jié)果見下表：（3）查上表可知方木最大應(yīng)力max=9.8656MPa=12MPa支座剪力由撓度彎矩曲線圖可知Q2=q2d2 /2=9.210.956/2=4.4KN木=3Q1/2A木=34.4KN/280cm2=0.825=1.3MPaA木-方木面積80cm2最大撓度f max=2.348mmL/400=2.39mm安全系數(shù)達到1.216由以上、計算可知底板方木滿足施工要求2）底板8槽鋼計算（采用電算）（1）撓度彎矩曲線圖（2）電算結(jié)果見下表（3）查上表可知8槽鋼最大應(yīng)力max=41.55MPa=140MPa支座剪力由撓度彎矩曲線圖可知Q1= q2d2 /2=9.210.956/2=4.4KN 槽= Q1S/I=4.410315.110(-6)/101.310(-8)510 (-3)=13.1MPa =85MPaS-槽鋼半截面面積距（查路橋施工計算手冊附表3-32為15.1cm3）I-槽鋼截面慣性距（查路橋施工計算手冊附表3-32為101.3cm4）槽鋼腹板厚度（查路橋施工計算手冊附表3-32為5cm）最大撓度f max=0.47mmL/400=2.39mm安全系數(shù)達到5.7由以上、計算可知底板槽鋼滿足施工要求四、縱梁驗算（36a工字鋼）1、腹板下工字鋼驗算1）永久荷載腹板混凝土重量P5=26AL=327.6KN; A：截面面積4.2m2 L：1#塊長3m；2) 臨時荷載腹板模板重量g1= (h+h3+d) L7=33KN；h：截面高度6m；h3:內(nèi)模板第一次澆注高度4.3m；d:腹板下部底膜寬度0.7mL7：1#塊長度為3m；每平方米模板重量取1KN。取施工人員等小型機具重量g3 =40KN;混凝土沖擊荷載g4 =20KN;考慮腹板下布置為3根36a工字鋼,中間一根承受均布荷載最大取整個荷載的一半的1.25倍（路橋施工計算手冊附表2-12查得）由中間的工字鋼承擔(dān)，則腹板中間處工字鋼的均布荷載： q5=( g1+g2+g3+P5)1.25 /2/ L7=87.625KN/m;3）電算得下表撓度彎矩曲線表(1）從表中查得：MAX=112.33MPa=140 MPa；(2）剪切力計算：Q=131.43KN I：S=30.7cm =10mm查（路橋施工計算手冊附表3-31）得MAX=QS/I=42MPa；MAX =42MPa =85 MPa(3）撓度驗算從表中可查Fmax=2.78mmL/400=10mm（4）安全系數(shù)為2.092由（1）、（2）、（3）可知，腹板下36a工字鋼滿足施工要求。2底板下工字鋼驗算1）永久荷載底板混凝土重量P2=26AL=555.36KN;A：底板截面面積7.12m2；L：1#段長度為3m2) 臨時荷載底板模板重量g1= 2*B*L=33.6KN；B:內(nèi)模底板寬度5.6m；L：1#段長度為3m每平方米模板重量取1KN。取施工人員等小型機具重量g2=40KN;混凝土沖擊荷載g3 =20KN;底板下均勻分布5根I36a工字鋼，可視為均勻受力,則每根工字鋼均布荷載為:q=（g1+g2+g3+P2）/5/L=（555.36+33.6+40+20）/5/3=43.264KN/m底板處36a工字鋼所受荷載遠小于腹板處36a工字鋼所受均布荷載，此處受力情況滿足施工要求，不做驗算。五、貝雷片驗算設(shè)每片貝雷片所受豎向力相同則每片貝雷片受力如圖：圖 五1、永久荷載腹板混凝土重量P5=26AL=327.6KN; A：截面面積4.2m2 L：1#塊長3m；底板混凝土重量P2=26AL=555.36KN;A：底板截面面積7.12m2；L：1#段長度為3m2、臨時荷載單側(cè)腹板模板g1=33KN； 底模板重量g2=33.6KN;36a工字鋼g3=59.9ab=3.29KN; a:工字鋼數(shù)量11根;b:工字鋼長度5m；36a工字鋼每米重量59.9Kg/m取施工人員等小型機具重量g4=40KN;混凝土沖擊荷載g5 =20KN;單側(cè)側(cè)模重量g6=1.2Ld=1.212.33=44.28KNL-側(cè)模長度d-側(cè)模寬度側(cè)模每平方米按1.2KN計算3、計算： F1、F2、F3、F9 F10 F11為腹板下工子鋼作用在貝雷片上的力； F4、F5、F6、F7、F8為底版下工子鋼貝雷片上的力； F12、F13、F14、F15為側(cè)模作用在貝雷片上的力1）受力F2=F10=(P1+g1)/21.25/4+（g3+g4+g5）/11/4=(327.6+33)/21.25/4+（3.29+40+20）/11/4=57.748KNF1=F11 =(P1+g1)/4-F2/2+（g3+g4+g5）/11/4=18.363KNF4=F5=F6=F7=F8=（P2+g2）/7/4+（g3+g4+g5）/11/4=22.472KNF3=F9=18.363+22.472=40.835KNF12F13F14F15g6/2/444.28/2/45.535KN2）電算（1）計算表：（2）撓度彎矩曲線圖（3）電算結(jié)果3）驗算貝雷片最大拉應(yīng)力MAX=17.052MPa 貝=273MPa 最大彎矩MMAX=56.953N.m M貝=975KN.m 最大應(yīng)變fMAX=0.4993mL/400=17.5mm4）安全系數(shù)為19.65由1）、2）、3）、4）結(jié)果可知所用貝雷片受力情況滿足施工要求六、三角桁架計算1、永久荷載單側(cè)腹板混凝土重量P1=327.6KN;底板混凝土重P2=555.36KN; 2、臨時荷載（1）單側(cè)側(cè)模重量g1=1.2Ld=1.212.33=44.28KNL-側(cè)模長度d-側(cè)模寬度側(cè)模每平方米按1.2KN計算 （2）底模板重量g2=33.6KN;（3）36a工字鋼g3=59.9ab=3.29KN; a:工字鋼數(shù)量11根;b:工字鋼長度5m；36a工字鋼每米重量59.9Kg/m（4）貝雷片g4=452.8=56KN;(每組5片，共4組，每片重2.8KN)，加花架取70KN（5）取施工人員等小型機具重量g5=40KN;混凝土沖擊荷載g6 =20KN;單個牛腿上部總荷載P總=(2P1+P2+2g1+g2+g3+g4+g5+g6)/2=733KN;3、牛腿設(shè)計說明 牛腿橫桿及斜桿均采用兩根36a槽鋼凈間距為8cm組合如圖：圖 六每組貝雷片中心間距為50cm，靠近墩身的一組貝雷片盡量靠近墩身，有利力于受力，遠離墩身的一組貝雷片中心盡量和橫撐與斜撐得交點上，也有利于受力。由于單個牛腿受力P總=733KN則單片貝雷片受力為F1=F2=F3=F4=P總/4=733/4=183.25KN簡化受力圖如下：圖 七1）橫撐ab驗算：根據(jù)以上受力進行計算，采用電算結(jié)果如下 槽鋼組合慣性矩計算結(jié)果 撓度與彎矩圖 電算結(jié)果見下表 從彎矩撓度曲線中查得a點處受力Fa=359.283KN b點受力Fb=373.717 KN以b點為研究對象，根據(jù)受力平衡可得：橫桿ab所受拉力為Fab=280.288KN 斜桿bc所受壓力為Fbc=467.146KN （1）抗彎：ab桿所受拉應(yīng)力分兩部分組成，一部分為因受F1、F2單桿受力時造成的拉應(yīng)力從上表中可查=52.999MPa；第二部分因拉力Fab造成的拉應(yīng)力 ab=Fab/2S槽=280.288KN/（260.91cm2）=23.008 MPa S槽查表的S槽=60.91 cm2 總=+ab=52.999+23.008=76.007 MPa 此處取安全系數(shù)為1.5 則1.5總=114.011 MPa=140MPa （2）剪切應(yīng)力驗算 由彎矩及撓度圖可知剪切應(yīng)力最大處為b點 MAX= FbS槽/I=373.717 KN389.9cm3/（23740 cm416mm）=38.4 慣性矩I為以上求得，其它參數(shù)均見橋梁施工計算手冊 此處安全系數(shù)取1.5 則1.5MAX =1.538.4=57.6=85 MPa （3）撓度驗算 根據(jù)以上表中查得撓度f=0.206mmL/400=7.525mm由(1)、（2）、（3）計算可知橫桿ab完全滿足要求2）斜撐bc驗算（1）計算壓桿揉度=l/i長度因數(shù)因ab桿底端固定，頂端橫橋向有所活動，查表的=1，l為桿件長度 lab為5mi為回轉(zhuǎn)半徑 查表得13.96cm（組合后和單根相等）則=l/i=15/0.1396=35.8（2）穩(wěn)定因數(shù) 由=17.9 查材料力學(xué)（）孫訓(xùn)方編表9-2得=0.939（3）求壓應(yīng)力得由公式的=F/（A）F=Fbc=46