現(xiàn)澆箱梁0#托架結構計算書

新建京滬高速鐵路 JHTJ-3 標段 羅而莊特大橋 40+64+40m 連續(xù) 梁 0#段托架 結構計算書 審批： 審核： 編制： 中國水電集團京滬高速鐵路土建工程三標段 項目經理部 二 OO九年 三 月 1 托架 結構計算書 1、 編制依據(jù) 懸灌 梁部分設計圖紙及相關設計文件 客運專線橋涵施 工指南 客運專線橋涵驗標 木結構設計規(guī)范 鋼結構設計規(guī)范 2、 編制范圍 40+64+40m 懸灌梁 0#段 。 本計算書計算見相關圖紙 . 3、荷載組合 支架法施工主要荷載有以下： 鋼筋混凝土自重荷載 P1； 模板、支撐自重荷載 P2； 人員、設備重 P3； 震動器產生荷載 P4； 傾倒混凝土產生荷載 P5。 箱梁混凝土容重 25KN/m3。 模板自重 : 側模 重量 16.2，內模重量 3.6t，底模重量 4.5t。 根據(jù)設計要求，選取荷載大小為： P3=2.5KN/m. P4=2.0KN/m. P5=6.0KN/m. 荷載組合安全系數(shù)為：靜荷載 1.2，動荷載 1.4。 2 梁體縱斷面圖如下圖所示： 1)鋼筋混凝土自重荷載 P1 （注：此圖中 1.1、 6.3、 1.4、 2.6m2分別為混凝土截面分段面積。） 鋼筋混凝土容重按照 2.5t/m3 計算， Q1,Q2,Q3 為 0#段橫 截面分段區(qū)，順橋向取單位米，則荷載為： Q1 區(qū) : P1=1.1 25/2.48=11.1KN m Q2 區(qū) : P1=6.3 25/1.87=84.2KN m Q3 區(qū) : P1=（ 1.4 25+2.6 25） /3.3=30.3KN m 2) 模板、支撐自 重荷載 P2 Q1 區(qū) : P2=1.1 KN m Q2 區(qū) : P2=4.0 KN m Q3 區(qū) : P2=1.9KN m 3)荷載組合 Q1 區(qū) : P=P1+P2+P3+P4+P5=（ 11.1+1.1） 1.2+（ 2.5+2+6） 1.4=14.64+14.7=29.3KN m Q2 區(qū) : P=P1+P2+P3+P4+P5=（ 84.2+4.0） 1.2+（ 2.5+2+6） 1.4=105.8+14.7=120.5 KN m Q3 區(qū) : P=P1+P2+P3+P4+P5=（ 30.3+1.9） 1.2+（ 2.5+2+6） 1.4=38.64+14.7=53.3 KN m 按照 -斷面計算鋼筋混凝土荷載。在每道下分配梁承載的 1 米寬范圍內，橫橋向受力簡圖如下 : 1 2 0 01.1m26.3m21.4m22.6m22 4 81 8 73 3 01 8 72 4 8Q1Q2Q3Q2Q1 3 29.3KN/m120.5KN/m53.3KN/m29.3KN/m120.5KN/m 3.3 支架布置 詳細 支架布置圖見后附圖。 結構 布置如下圖所示： 1200248187330248 187860200 200240托架桿件2托架桿件1托架桿件3鋼板2預埋件2縱向桁架1縱向桁架21 4 b 工 鋼6 c m 厚 木 楔4 c m 厚 鋼 楔縱向托架橫向桁架2 5 c m X 2 5 c m X 2 c m 鋼 板2 5 筋 扎 螺 紋 鋼R 4、 結構受力 檢算 4.1.腹板 、底板 受力計算 底模肋板縱向間距為 0.225m， 則 單根 肋板 承受的荷載為： Q2 區(qū) :120.5KN/m 0.225=27.1KN/m Q3 區(qū) :53.3KN/m 0.225=12.0KN/m 計算荷載為均布荷載，計算跨徑為 縱 分配 梁 間距，荷載和間距布置 如 4 下圖所示： 荷載分布示意圖 (單位： KN/m) 剪力圖 (單位： KN) 根據(jù)計算分析得出： Nmax=8.46KN 腹板處 Nmax=4.15KN 底板處 腹板最大支撐反力為 8.46KN KN，底板最大支撐反力為 4.15KN，直接作用在縱向分配梁上。 4.2 縱向 分配梁 受力 檢算 縱向 分配梁順橋布置，計算荷載為 模板肋板 傳遞下來的集中荷載，為 Nmax=8.46KN 腹板處 Nmax=4.15KN 底板處 荷載間距為 22.5cm ，計算跨徑為 橫 向 桁架 間距 ，計算長度為 2.9m。 縱向分配梁采用 14工鋼 抵抗慣性矩 I=7.12 10-6m4。 抵抗矩 W=1.02 10-4m3 彈性模量 E=210 103MPa。 5 容許彎曲應力 =145 MPa 容許剪切應力 =85 MPa 設計容許值 f/L=1/400 截面面積： 0.00215m2 荷載和間距布置 如下圖所示： 荷載分布示意圖 (單位： KN) 剪力圖 (單位： KN) 彎矩圖 (單位： KN/m) 撓度位移圖 6 根據(jù)計算分析得出： Mmax=7.76KN/m Qmax=33.79KN N1=32.63KN（外側） N2=60.38KN（中間） N3=16.97KN（內側） fmax=0.4mm 彎曲正應力： （滿足強度要求）M P aM P awM 1451.76101. 02 76.7 4 剪切 正應力 ： 80 . 1 2 2)0 0 5 5.008.0(8 14.008.00 0 5 5.0107 . 1 2 79.338)(8 226-22 hbBBHIbQ （滿足強度要求）M P aM P a 8550 撓度允許值 mmmmlf 4.0f m a x25.34001300400 ， 故撓度滿足要求。 2、 底板縱 分配梁檢算： 腹板和底板受力簡圖雷同翼緣，故省略。 Mmax=3.81KN/m Qmax=16.58KN N1=16.01KN（外側） N2=29.62KN（中間） N3=8.32KN（內側） fmax=0.2mm 彎曲正應力： 7 （滿足強度要求）M P aM P awM 1454.37101. 02 81.3 4 剪切 正應力 ： 80 . 1 2 2)0 0 5 5.008.0(8 14.008.00 0 5 5.0107 . 1 2 58.168)(8 226-22 hbBBHIbQ （滿足強度要求）M P aM P a 8525 撓度允許值 mmmmlf 2.0f m a x25.34001300400 ， 故撓度滿足要求。 4.3.翼緣受力 計 算 1、翼緣荷載計算 翼緣重量 由 側模板支架承受 Q1 區(qū) :29.3KN/m 翼緣模板支撐見掛籃設計圖，按照均布荷載布置 ： 荷載分布示意圖 (單位： KN/m) 剪力圖 (單位： KN) 根據(jù)計算分析得出： N1= N14=1.90KN N2= N13=21.15KN N3= N12=27.68KN N4= N11=17.89KN N5= N10=19.29KN N6= N9=25.68KN N7= N8=22.05KN 8 最大支撐反力為 27.68KN，直接作用在縱向托架上的橫向桁架上 。 2、縱向桁架 受力 計算 翼緣模板支撐桿件將荷載傳遞給縱向桁架， 桁架坐落在橫向托架和橫向桁架下弦桿上。 橫向桁架上弦桿 采用 20a工鋼，下弦桿采用 20a工鋼，立桿采用 10工鋼，斜桿采用 8角鋼。參數(shù)如下： 容許彎曲應力 =145 MPa 容許剪切應力 =85 MPa 設計容許值 f/L=1/400 20a工鋼 抵抗慣性矩 I=2.37 10-5m4。 抵抗矩 W=2.37 10-4m3 彈性模量 E=210 103MPa。 截面面積： 0.00355m2 10工鋼 抵抗慣性矩 Imin=0.33 10-6m4。 彈性模量 E=210 103MPa。 截面面積： 0.00143m2 8角鋼： 彈性模量 E=210 103MPa。 截面 面積： 0.0012303m2 9 荷載分布示意圖 (單位： KN) 剪力圖 (單位： KN) 彎矩圖 (單位： KN/m) 軸力 圖 (單位： KN) 撓度位移圖 10 根據(jù)計算分析得出： 上弦桿檢算： Mmax=3.08KN/m Qmax=18.82KN fmax=0.2mm （滿足強度要求）M P aM P awM 14513102 . 3 7 08.3 4 剪切 正應力 ： 8)(8 22 hbBBHIbQ （滿足強度要求）M P aM P a 8514 撓度允許值 mmmmlf 2.0f m a x25.2400900400 ， 故撓度滿足要求。 下弦桿檢 算： Mmax=0.18KN/m Qmax=0.18KN fmax=0mm （滿足強度要求）M P aM P awM 1458.0102. 37 18.0 4 剪切 正應力 ： 8)(8 22 hbBBHIbQ （滿足強度要求）M P aM P a 851.0 撓度允許值 mmmmlf .0f m a x25.2400900400 ， 故撓度滿足要求。 立桿檢算： Nmax=31.8KN Lmax=0.85m Imin=0.33 10-6m4 11 A=0.00143m2 mmAIr 2.15m in 100560 rl b/h=0.680.8,截面屬于 b類，查表，得： =0.828 （滿足強度要求）KNM P aAN 1 4 5270 0 1 4 3.08 2 8.0 8.31 斜桿檢算： Nmax=12.5KN Lmax=1.24m r=15.7mm A=0.0012303m2 00 . 9 7 1 1 0 0lr 截面屬于 b 類，查表，得： =0.745 1 2 . 5 1 4 1 4 50 . 7 4 5 0 . 0 0 1 2 3 0 3N M P a M P aA （ 滿 足 強 度 要 求 ）,滿足要求 支撐反力： N1= N8=26.9KN N2= N7=42.3KN N3= N6=24KN N4= N5=40.6KN 4.4.橫向桁架 受力 計算 橫向桁架橫向布置，從外向里（靠近墩身為內側）為第一排、第二排、第三排。根據(jù)縱分配梁計算結果分析，其中第二排橫向桁架受力最大，故只檢算第二片橫向桁架。 橫向桁架上弦桿采用 22b工鋼，下弦桿采用 28b工 12 鋼，立桿 、斜桿 采用 10工鋼 。參數(shù)如下： 容許彎曲應力 =145 MPa 容許剪切應力 =85 MPa 設計容許值 f/L=1/400 28b 工鋼 抵抗慣性矩 I=7.48 10-5m4。 抵抗矩 W=5.34 10-4m3 彈性模量 E=210 103MPa。 截面面積： 0.006105m2 22b工鋼 抵抗慣性矩 I=3.57 10-5m4。 抵抗矩 W=3.25 10-4m3 彈性模量 E=210 103MPa。 截面面積： 0.00464m2 10槽 鋼 抵抗慣性矩 Iy=0.33 10-6m4。 彈性模量 E=210 103Mpa 截面面積： 0.001274m2 1、橫向桁架 2 荷載分布示意圖 (單位： KN) 13 剪力圖 (單位： KN) 彎矩圖 (單位： KN/m) 軸力 圖 (單位： KN) 撓度位移圖 根據(jù)計算分析得出： 上弦桿檢算： 14 Mmax=20.35KN/m Qmax=124.46KN fmax=1.03mm （滿足強度要求）M P aM P awM 14566103. 09 35.20 4 剪切 正應力 ： 8)(8 22 hbBBHIbQ （滿足強度要求）M P aM P a 8567 撓度允許值 mmmmlf 03.1f m a x5.24001010400 ， 故撓度滿足要求。 下弦桿檢算： Mmax=64.3KN/m Qmax=42.3KN fmax=3.1mm （滿足強度要求）M P aM P awM 145120105 . 3 4 3.64 4 剪切 正應力 ： 8)(8 22 hbBBHIbQ （滿足強度要求）M P aM P a 859.15 撓度允許值 mmmmlf 1.3f m a x8.3400152400 ， 故撓度滿足要求。 立桿檢算： Nmax=148.24KN L0=1.04m A=0.001274m2 mmr 2.15 100680 rl 15 b/h=0.480.8,截面屬于 b類，查表，得： =0.763 （滿足強度要求）KNM P aAN 1457620 0 1 2 7 4.0763.0 24.148 斜桿檢算： Nmax=127.4KN Lmax=1.42m A=0.001274m2 mmr 2.15 100930 rl b/h=0.480.8,截面屬于 b類，查表，得： =0.601 （滿足強度要求）KNM P aAN 1458320 0 1 2 7 4.0601.0 4.127 支撐反力： N21= N24=215KN N22= N23=295KN 同理， 橫向桁架 1支撐反力： N11= N14=62.8KN N12= N13=88.8KN 橫向桁架 3 支撐反力： N31= N34=113.9KN N32= N33=152.3KN 4.5 縱向 托架 受力 檢算 縱向托架 橫桿、立桿和斜桿采用 25b雙槽鋼，內部支撐桿件采用 20雙槽鋼， 托架上部用 2根 32精扎螺紋鋼連接在墩身上，下部直接支撐在 36b雙槽鋼上， 36b雙槽鋼預埋在墩身上。 參數(shù)如下： 容許彎曲應力 =145 MPa 16 容許剪切應力 =85 MPa 設計容許值 f/L=1/400 32 精扎螺紋鋼 容許拉力 N=563 KN 36b 槽鋼 抵抗慣性矩 I=12.652 10-5m4。 抵抗矩 W=7.029 10-4m3 彈性模量 E=210 103MPa。 截面面積： 0.006809m2 25b 槽鋼 抵抗慣性矩 I=3.53 10-5m4。 抵抗矩 W=2.82 10-4m3 彈性模量 E=210 103MPa。 截面面積： 0.003991m2 20槽鋼 抵抗慣性矩 I=1.914 10-5m4。 抵抗矩 W=1.914 10-4m3 彈性模量 E=210 103MPa。 截面面積： 0.003283m2 1、 外側縱向托架計算如下： N1 內 =62.8KN N2 中 =215KN N3 外 =113.9KN 17 荷載分布示意圖 (單位： KN) 剪力圖 (單位： KN) 18 彎矩圖 (單位： KN/m) 軸力 圖 (單位： KN) 19 撓度位移圖 根據(jù)計算分析得出： 25b 雙槽鋼檢算： Mmax=26.9KN/m Qmax=113.9KN fmax=1.13mm （滿足強度要求）M P aM P awM 14548102 . 8 22 9.26 4 剪切 正應力： AQ （滿足強度要求）M P aM P a 8528 撓度允許值 mmmmlf 13.1f m a x5.24001010400 ， 故撓度滿足要求。 20雙槽鋼 檢算： Mmax=10.6KN/m Qmax=8KN （滿足強度要求）M P aM P awM 14528101. 9142 6.10 4 剪切 正應力 ： 20 AQ （滿足強度要求）M P aM P a 853.1 支撐反力： N 上 =139KN（拉力） N 下 =386KN（壓力） N 上 =139KN N=563KN （滿足強度要求） AQ2 （滿足強度要求）M P aM P a 855.53 橫向托架上預埋精扎螺紋鋼筋連接處 焊縫焊接強度檢算 ： 焊縫寬度取 mmhe 8，焊縫強度設計值為： 2/160 mmNf wt 此處 用 25 雙槽鋼 焊接在 2cm 鋼板上，焊縫長度計算時取 772mm,(肋板長和上下緣長 )，對每條焊縫邊扣除 10mm，則實際焊縫長 mmlw 712，增大系數(shù)為f=1.0 mmNfmmNlh N wtfwef/1 6 01 6 00.1/247 1 281 3 9 0 0 0 ， 焊縫 滿足要求。 2、內側縱向托架計算過程與外側計算過程相同，在此忽略計算過程 。 N1 內 =88.8KN N2 中 =294.5KN N3 外 =152.3KN 根據(jù)計算分析得出： 25b 雙槽鋼檢算： Mmax=45.26KN/m Qmax=152.3KN fmax=2mm 21 （滿足強度要求）M P aM P awM 14580102 . 8 22 26.45 4 剪切 正應力 ： AQ （滿足強度要求）M P aM P a 854.37 撓度允許值 mmmmlf .2f m a x5.24001010400 ， 故撓度滿足要求。 20雙槽鋼 檢算： Mmax=14.6KN/m Qmax=10.5KN （滿足強度要求）M P aM P awM 14538101 . 9 1 42 6.14 4 剪切 正應力 ： AQ （滿足強度要求）M P aM P a 852.3 支撐反力： N 上 =187KN（拉力） N 下 =528KN（壓力） N 上 =187KN N=563KN （滿足強度要求） AQ2 （滿足強度要求）M P aM P a 8573 mmNfmmNlh N wtfwef/1 6 01 6 00.1/937 1 285 2 8 0 0 0 ， 焊縫 滿足要求。 2、 托架穩(wěn)定性檢算 根據(jù)上述，取內側縱向托架受力情況： 22 軸力 圖 (單位： KN) 1#立桿檢算： Nmax=220KN Lmax=3.53m ry=22.2mm A=0.003991m2 1 0 0805.0 0 r l b/h=0.320.8,截面屬于 b類，查表，得： =0.688 （滿足強度要求）KNM P aAN 145800 0 3 9 9 1.0688.0 220 6#斜桿檢算： Nmax=372KN Lmax=1.97m ry=22.2mm 23 A=0.003991m2 1 0 0445.0 0 r l b/h=0.320.8,截面屬于 b類，查表，得： =0.882 （滿足強度要求）KNM P aAN 1451060 . 0 0 3 9 9 1882.0 372 4.6 橫向 托架 受力檢算 橫 向托架 橫桿、立桿采用 14b雙槽鋼， 斜桿 采用 20雙槽鋼，托架上部用 2根 25精扎螺紋鋼連接在墩身上，下部直接支撐在 36b雙槽鋼上， 36b雙槽鋼預埋在墩身上。 參數(shù)如下： 容許彎曲應力 =145 MPa 容許剪切應力 =85 MPa 設計容許值 f/L=1/400 25 精扎螺紋鋼 容許拉力 N= 343.4 KN 36b 槽鋼 抵抗慣性矩 I=12.652 10-5m4。 抵抗矩 W=7.029 10-4m3 彈性模量 E=210 103MPa。 截面面