0‘支撐托架檢算

1、附件一： 東扎溝大橋連續(xù)梁0、0號梁段支撐托架檢算書一、已知條件1、0、0號梁段及其相應墩頂結構尺寸分別見圖1、圖2所示。圖1 2、3、4號墩0號梁段墩頂結構尺寸示意圖圖2 1、5號墩0號梁段墩頂結構尺寸示意圖2、托架支撐及預埋鋼板情況見圖3、圖4，托架型鋼材料均采用普通的A3鋼，E=2.1×105MPa，=140MPa，w=145MPa，=0.6=85MPa。圖3 橋墩0、0號梁段托架及預埋鋼板示意圖 預埋鋼板G1構造示意圖預埋鋼板G2構造示意圖預埋鋼板G3構造示意圖預埋鋼板G4構造示意圖預埋鋼板G5構造示意圖圖4 0、0號梁段預埋鋼板示意圖二、計算模型所受荷載按梁體鋼筋混凝土自重

2、的1.25倍計算。梁段計算橫斷面見圖5所示。圖5 0、0號梁體計算截面（尺寸單位：cm）上圖（圖5）中，各分塊面積為混凝土截面面積。鋼筋混凝土容重按26kN/m3計算。托架在縱橫橋向上均按均布靜荷載考慮，為偏于安全和方便計算，托架桿件各節(jié)點，計算時均按鉸支形式考慮，橫梁與三角形托架水平桿按簡支支承考慮。橋墩正面托架的箱梁計算長度0#塊為L=1.8m，0#塊為L=1.65m。則墩頂正面托架橫橋向均布荷截：從而得墩頂正面托架橫橋向受力簡圖如下（圖6）。圖6 墩正面（前后兩側）托架橫橋向受力簡圖（尺寸單位：cm）則每個托架支承點受力如下圖7所示。圖7 墩正面托架支點受力計算（尺寸單位：cm）三、結構

3、檢算（一）、橋墩正面托架：根據(jù)圖7可以看出，托架T3及T1受力最大，故對其進行檢算。q=269.2/1.8=149.5KN/m；q=294.3/1.65=178.4KN/m。各桿均承受軸向力考慮，計算簡圖如下圖8所示：圖8 箱體范圍內托架結構受力分析計算簡圖1、受力計算：根據(jù)圖8，對托架水平桿AB進行分析，建立如下平衡方程：由得： 由得： 根據(jù)結點B得： 由得：，托架斜桿（撐）BC所受的軸力為：。同理可得T1托架的各桿內力，如圖8所示。由于托架T1受力大于托架T3，故對T1托架進行檢算。2、檢算：(1）托架水平桿：托架水平桿采用的工字鋼I28a，其彈性模量W=508.15cm3，慣性矩為I=7

4、114.14 cm4，腿寬b=122mm，腰厚d=8.5mm，Ix:Sx=24.62cm，截面面積55.404cm2。軸向拉應力：l=FH/A=147.2/55.404=26.6(MPa)=140 MPa。滿足要求彎曲應力：w=ql2/(8W)=178.4×1.652/(8×508.15)=119.57(MPa)=140 MPa。滿足要求剪應力：max=QS*Zmax=FVSx÷Ixd=147.2/24.62/8.5=70.4(MPa)=85 MPa。滿足要求剛度（撓度）檢算：fmax=5ql4/(384EI)=5×178.4×1.654/(3

5、84×2.1×7114.14)=0.115(cm) l/500=165/500=0.33(cm)。滿足要求(2）托架斜撐（桿）： 剛度檢算托架斜撐的截面見圖9所示，自由長度l0 =2.333m。據(jù)資料查得20a槽鋼的截面積A=28.83cm2，慣性矩Ixc=1780.44，慣性矩Iyc=128.04，z0=2.01cm。則壓桿的截面積、慣性矩為：Am=2×28.83=57.66cm2Ix=2Ixc=2×1780.44=3560.84Iy=2(Iyc+a2A)=2128.0+(0+2.01)2×28.83=488.954慣性半徑： 圖9 斜撐截面

6、示意圖長細比（剛度）： x=l0 / rx=29.6=100，滿足要求; y=l0 / ry=80.5=100。滿足要求 穩(wěn)定性檢算由于xy，故y軸控制其穩(wěn)定性，查表知彎曲系數(shù)得：=0.685壓=R/A=208.2/57.66=36.1MPa=0.685×140=95.9 MPa。滿足要求（3）托架與墩身之間的聯(lián)結構件 受拉部位預埋鋼板G1（見圖4）T1托架水平桿所承擔的最大水平拉力為FH=147.2 kN，考慮上下排鋼筋受力的不均衡性及極有可能出現(xiàn)下二排鋼筋不受拉現(xiàn)象，故計算預埋筋直徑及長度時均按上排4根考慮，查資料知，光鋼筋與砼之間的容許粘結力為c=1.04MPa。a、抗拔力檢算

7、：N抗=4dlc=150.8(kN)FH=147.2 kN。 滿足要求b、錨固筋的剪應力檢算：max=4/3×(FV/A)=16 FV/(3nd2)=78.1(MPa)=85 MPa。滿足要求c、焊縫檢算：受拉部位預埋鋼板有二處焊縫，焊縫驗算如下：焊縫高度h=10mm，則其有效厚度=0.7h=0.7×10mm=7mm。i、托架水平桿與鋼板的焊縫驗算：I28a工字鋼與鋼板之間均滿焊，則各段角焊縫計算長度之和約為l4×122mm+2(280-2×13.7)mm=993.2mm。=F/（l）=21.1(MPa)=85 MPa。滿足要求ii、U形筋與鋼板的焊縫驗

8、算：U形筋與鋼板接觸處為雙側滿焊，每側有效長度按120mm考慮，則各段角焊縫計算長度之和為l=8×120mm=960mm。=F/（l）=21.9 (MPa)=85 MPa。滿足要求 受壓部位預埋鋼板G2（見圖4）斜撐所承受的最大水平壓力及剪力均為147.2 kN，壓力通過預埋鋼板傳遞全部由橋墩鋼筋混凝土承擔，由于此力較小，故對砼局部承壓強度可不驗算，故只檢算錨固筋及焊縫的剪應力。a、錨固筋剪應力檢算:max=4/3×(FV/A)=16 FV/(3nd2)=66.7(MPa)=85 MPa。滿足要求b、焊縫檢算：i、托架斜撐與鋼板的焊縫驗算：220a槽鋼與鋼板之間除背靠背范圍

9、外均滿焊，則各段角焊縫計算長度之和約為l4×146mm+2(200-2×11)mm=940mm。=F/（l）=22.4(MPa)=85 MPa。滿足要求ii、U形筋與鋼板的焊縫驗算U形筋與鋼板接觸處為雙面滿焊，每側有效長度按200mm考慮，則各段角焊縫計算長度之和為l=6×200mm=1200mm。=F/（l）=17.5(MPa)=85 MPa。滿足要求3、翼板范圍內的T1托架驗算由圖7可知，翼板范圍內的T1托架受力為T1=41.0kN。托架受力分析計算簡圖見圖10所示，各桿件按僅承受軸向力考慮。圖10 翼板范圍內托架結構受力分析計算簡圖由圖10可以看出，水平力及

10、豎向力均小于T1托架，故水平桿及預埋G1鋼板處無需檢算，只檢算斜撐及預埋G3鋼板（1）托架斜撐驗算： 剛度檢算：托架斜撐的截面見圖11所示，自由長度l0 =1.868m。據(jù)資料查得14a槽鋼的截面積A=18.51cm2，慣性矩Ixc=563.74，慣性矩Iyc=53.24，z0=1.71cm。則壓桿的截面積、慣性矩為：Am=2×18.51=37.02cm2Ix=2Ixc=2×563.74=1127.44Iy=2(Iyc+a2A)=253.2+(0+1.71)2×18.51=214.654慣性半徑： 圖11 斜撐截面示意圖 長細比（剛度）： ，滿足要求； ，滿足要求

11、。 穩(wěn)定性檢算：由于xy，故穩(wěn)定性由Y軸控制。查表得：=0.70 穩(wěn)定性滿足要求。（2）托架與墩身之間的聯(lián)結構件G3（見圖4）G3預埋鋼板，采用2個20帶彎鉤的U形鋼筋（相當于4根鋼筋），豎向放置，分2道各自將底部焊接在鋼板上，采用雙側焊縫。其承受水平壓力RH=73.8 kN、剪力為RV=20.5kN，此力通過鋼板和焊縫傳遞全部由錨固U形鋼筋的4根鋼筋承擔。 錨固筋的剪應力檢算：max=4/3×(RV/A)=16 RV/(3nd2)=21.8(MPa)=85 MPa。滿足要求 焊縫驗算：焊縫部位所受的向下剪力為RV=20.5 kN。設計二處角焊縫高度均為h=10mm，則角焊縫的有效厚

12、度=0.7h=0.7×10mm=7mm。a、托架斜撐與鋼板的焊縫驗算214a槽鋼與鋼板之間除背靠背范圍外均滿焊，則各段角焊縫計算長度之和約為l4×116mm+2(140-2×9.5)mm=706mm。 滿足要求。b、U形筋與鋼板的焊縫驗算U形筋與鋼板接觸處為雙面滿焊，每側有效長度按140mm考慮，則各段角焊縫計算長度之和為l=4×140mm=560mm。 滿足要求。（二）、橋墩側面托架： 1、5號墩0#塊荷載主要由墩身砼承擔，故無需檢算，現(xiàn)只檢算2、3、4號墩側面支撐托架。1、計算模型荷載按梁體鋼筋混凝土自重的1.25倍計算。鋼筋混凝土容重按26kN/m

13、3計算。托架在縱橫橋向上均按均布靜荷載考慮，為偏于安全和方便計算，托架桿件各節(jié)點計算時均按鉸支形式考慮，縱梁與三角形托架水平桿按簡支支承考慮。綜合考慮板厚按0.4m，計算長度按3m計算，則墩頂左右兩側托架順橋向均布荷截：q4=1.25×4.7×3.0×0.4×26/4.7=39 kN/m，從而得墩頂左右兩側托架順橋向各支點受力簡圖如下（圖12）。圖12 墩側面托架順橋向受力簡圖（尺寸單位：cm）根據(jù)圖12，T5托架受力最大，在橫橋向上按均布靜荷載考慮，q=52kN/3.0m=17.4kN/m。計算簡圖見圖13所示，各桿件按僅承受軸向力考慮。圖13 墩側面

14、托架結構受力分析計算簡圖2、檢算（1）托架水平桿：選用工字鋼I18，其截面模量為W=185cm3，慣性矩為I=1699cm4，腿寬b=94mm，腰厚d=6.5mm，截面面積A=30.7cm2，Ix:Sx=15.4cm，軸向拉應力：l=FH/A=26.1/30.7=8.5(MPa)=140 MPa。滿足要求彎曲應力：w=ql2/(8W)=17.4×3.02/(8×185)=105.9(MPa)=140 MPa。滿足要求剪應力：max=QS*Zmax=FVSx÷Ixd=17.4/15.4/6.5=17.4(MPa)=85 MPa。滿足要求剛度（撓度）檢算：fmax=5

15、ql4/(384EI)=5×17.4×34/(384×2.1×1699)=0.52(cm) l/500=300/500=0.6(cm)。滿足要求（2）托架斜撐： 剛度檢算圖14 斜撐截面示意圖托架斜撐的截面見圖19所示，自由長度l0 =4.243m。據(jù)資料查得14a槽鋼的截面積A=18.51cm2，慣性矩Ixc=563.74，慣性矩Iyc=53.24，z0=1.71cm。則壓桿的截面積、慣性矩為：Am=2×18.51=37.02cm2 Ix=2Ixc=2×563.74=1127.44Iy=2(Iyc+a2A)=253.2+(5.8-1

16、.71)2×18.51=725.674慣性半徑：rx=(Ix/Am)=5.5cm； ry=(Iy/Am)=4.4cm 長細比（剛度）： x=l0 / rx=77.2=100，滿足要求; y=l0 / ry=96.4=100。滿足要求 穩(wěn)定性檢算由于xy，故y軸控制其穩(wěn)定性，查表知彎曲系數(shù)得：=0.58壓=R/A=37/37.02=10MPa=0.58×140=81.2MPa。滿足要求(3）托架與墩身之間的聯(lián)結構件 受拉部位預埋鋼板G4（見圖4的G4）T5托架水平桿所承擔的最大水平拉力為FH=26.1 kN，考慮上下排鋼筋受力的不均衡性及極有可能出現(xiàn)下二排鋼筋不受拉現(xiàn)象，故計

17、算預埋筋直徑及長度時均按上排2根考慮，查資料知，光鋼筋與砼之間的容許粘結力為c=1.04MPa。a、抗拔力檢算：N抗=2dlc=75.3(kN)FH=26.1 kN。 滿足要求b、錨固筋的剪應力檢算：max=4/3×(FV/A)=16 FV/(3nd2)=27.7(MPa)=85 MPa。滿足要求c、焊縫檢算：受拉部位預埋鋼板有二處焊縫，焊縫驗算如下：焊縫高度h=10mm，則其有效厚度=0.7h=0.7×10mm=7mm。i、托架水平桿與鋼板的焊縫驗算：I18a工字鋼與鋼板之間均滿焊，則各段角焊縫計算長度之和約為l4×94mm+2(180-2×10.7)mm=693.2mm。=F/（l）=5.4(MPa)=85 MPa。滿足要求ii、U形筋與鋼板的焊縫驗算：U形筋與鋼板接觸處為雙側滿焊，每側有效長度按120mm考慮，則各段角焊縫計算長度之和為l=4×120mm=480mm。=F/（l）=7.8 (MPa)=85 MPa。滿足要求 受壓部位預埋鋼板G5（見圖4的G5）斜撐所承受的最大水平壓力及剪力均為26.1 kN，壓力通過預埋鋼板傳遞全部由橋墩鋼筋混凝土承擔，由于此力較小，故對砼局部承壓強度可不驗算，故只檢算錨固筋及焊縫的剪應力。a、錨固筋剪應力檢算:max=4/3×(FV/A