長(zhǎng)青沙大橋0#塊托架計(jì)算書(shū)

1、長(zhǎng)青沙 大橋 0#塊托架施工方案中鐵十四局集團(tuán)長(zhǎng)青沙大橋項(xiàng)目經(jīng)理部二 OO六年五月三日長(zhǎng)青沙大橋0#塊托架計(jì)算書(shū)一、材料選擇竹膠合板厚： 18 mm，抗彎強(qiáng)度： 15 Mpa，彈性模量： 5200 Mpa；木楞寬： 100 mm，高： 150 mm抗彎強(qiáng)度： 15 Mpa，抗剪強(qiáng)度： 1.3 Mpa ， 彈性模量： 9000 Mpa； I45b 工字鋼：慣性矩 I=33800 cm 4，截面模量 W=1052.2cm3，截面積A=111 cm2，型鋼自重 :87.135kg/m ；鋼管支撐： 508×6mm螺旋管；二、荷載計(jì)算31、箱梁混凝土容重25KN/m。2、模板自重外模重量 1

2、20KN，內(nèi)模重量 20KN，底模竹膠板重量50KN。3、木楞、型鋼的重量由計(jì)算程序自動(dòng)考慮，自重系數(shù)1.2 。4、施工荷載按 2.5KN/ 計(jì)算。5、混凝土振搗荷載按1KN/計(jì)算。三、受力計(jì)算1、底模（竹膠板）檢算底模構(gòu)造圖如下所示1由上圖可以看出位于箱梁腹板底部的底模板（竹膠板）和木楞的受力情況為最不利受力狀態(tài)，需進(jìn)行檢算。底模檢算時(shí)按三跨連續(xù)梁檢算，梁寬取 1.0m。恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk1=4.5 ×25×1.0=112.5(kN/m)恒荷載設(shè)計(jì)值 q1=1.2 ×112.5=135(kN/m)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk2=2.5 ×1.0+1 ×

3、1.0=3.5(kN/m)活荷載設(shè)計(jì)值 q2=1.4 ×3.5=4.9(kN/m)荷載設(shè)計(jì)值q=135+4.9=139.9(kN/m)彎矩： M=0.56KN·mMM6 0.5610310.37MPa 15MPa （滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）w bh2 / 6 1.00.0182撓度： v0.677ql 40.677 139.9 1030.240.59 10 3 m 0.59mm100EI100 5200 10 6 1.00.0183/12撓度允許值l0.20.0008m 0.8mm ，故撓度滿(mǎn)足要求。v2502502、木楞檢算 q1計(jì)算：木楞恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk1=4.5 ×

4、25×0.3=33.75(kN/m)木楞恒荷載設(shè)計(jì)值q1 =1.2 ×33.75=40.5(kN/m)木楞活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk2=2.5 ×0.3+1 ×0.3=1.05(kN/m)木楞活荷載設(shè)計(jì)值q2 =1.4 ×1.05=1.47(kN/m)木楞荷載設(shè)計(jì)值q1=40.5+1.47=41.97(kN/m) q2 計(jì)算：木 楞 恒 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值qk1=0.7 × 25 × 0.3+7.99 × 0.3+2.31×0.3=8.34(kN/m)木楞恒荷載設(shè)計(jì)值q1 =1.2 ×8.34=10(kN

5、/m)木楞活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk2=2.5 ×0.3+1 ×0.3=1.05(kN/m)2木楞活荷載設(shè)計(jì)值q2 =1.4 ×1.05=1.47(kN/m)木楞荷載設(shè)計(jì)值q2=10+1.47=11.47(kN/m)木楞按受均布荷載作用的多跨連續(xù)梁模型計(jì)算。彎矩 MMax=0.54(KN·m)彎曲正應(yīng)力：MM6 0.54 1031.44MPa 15MPa （滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）wbh2 / 60.1 0.152剪力： QMax=8.09KN剪應(yīng)力QS*8.091030.281 1.3MPa （滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）Ib28.1210 68.08MPa0.1撓度 v0.677ql

6、 40.677 10 1030.640.06 10 3 m 0.06mm100EI1005200 1060.10.153/ 12l0.62.4mm，故撓度滿(mǎn)足要求。撓度允許值 v0.0024m250250支反力 R15.13KN，R215.49KN，R38.36KN，R46.39KN，R57.43KN，R67.34KN，R76.79KN，R87.65KN。3、翼板底部縱向分配梁I16 工字鋼檢算I16 承受外模板及翼板混凝土荷載，故其上作用的荷載為：外模重量： 120KN；混凝土重量： 262.5KN；施工荷載（按 2.5KN/ 計(jì)算）：75KN；3混凝土振搗荷載：（按 1KN/計(jì)算）：30K

7、N；總重量： 1.2 ×(120 262.5) 1.4 ×(30 75) 606KN；則每根 I16 工字鋼上的均布線(xiàn)荷載為：q=606÷3÷12=16.83KN/m受力模型簡(jiǎn)圖如下分析計(jì)算以上模型得：彎矩 M=4.04(KN·m)彎曲正應(yīng)力M4.04103w1.0514110 6 27.3MPa 215MPa （滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）剪力 Q=15.47KN剪應(yīng)力QS *15 .47103 81.9 106It113010 80.00618.7MPa 125MPa （滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）最大撓度 v0.24mm撓度允許值l1.5 v0.006m 6mm ,

8、 故撓度滿(mǎn)足要求。250250支反力為R1=10.8KN， R2=28.94KN，R3=24.6KN ， R4=25.42KN，R5=24.3KN，R6=25.42KN，R7=24.6KN，R8=28.94KN，R9=10.8KN。由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，選用I16 工字鋼作橫向分配梁安全系數(shù)過(guò)大，不夠經(jīng)濟(jì)合理。在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，可根據(jù)情況選用I12.6以上型號(hào)工字鋼。44、橫向分配梁 I45b 工字鋼檢算I45b 工字鋼承受上部三角架和支撐外模用 I16 工字鋼的支反力，而且如下圖所示， A、B、C、D位置處 I45b 工字鋼承受的力是不同的。A、B、C、D位置處 I45b 工字鋼的受力模型如下

9、圖分別對(duì)四種情況進(jìn)行分析計(jì)算得：A位置處彎矩 Mmax=105.04 (KN·m)彎曲正應(yīng)力M105.04 10395MPa 215MPa （滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）w1.05 1052.210 6剪力 Qmax=180.05KN5剪應(yīng)力QS*180.0510 3887.1 106 125MPa （滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）It3380010 80.013535MPa最大為撓度 v 3.04mm撓度允許值 vl2.4mmm, 故撓度滿(mǎn)足要求。2500.0969.6250支反力為見(jiàn)表 1。 B 位置處與 A 受力位置相同。C位置處彎矩 Mmax=122.61 (KN·m)彎曲正應(yīng)力M122.61

10、103w1.051052.210 6 110.98MPa 215MPa（滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）剪力 Qmax=202.72KN剪應(yīng)力QS *202.72103887.1 106It33800 10 80.013539.4MPa 125MPa （滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）最大為撓度 v3.6mm撓度允許值 vl2.42500.096m 9.6mm , 故撓度滿(mǎn)足要求。250支反力為見(jiàn)表 1。D位置處彎矩 Mmax=49.15(KN·m)彎曲正應(yīng)力M49.15 10344.49MPa 215MPa （滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）w1.05 1052.210 66剪力 Qmax=107.97KN剪應(yīng)力QS*107.9710

11、3887.1 10 6It3380010 821MPa 125MPa （滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）0.0135最大為撓度撓度允許值v 1.38mml2.4mmm, 故撓度滿(mǎn)足要求。 v2500.0969.6250由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，選用I45 工字鋼作橫向分配梁安全系數(shù)過(guò)大，不夠經(jīng)濟(jì)合理。因此選用I32a 工字鋼。5、貝雷片受力檢算貝雷片所受 I45b 工字鋼反力如下表所示：表 1作用力位置ABCD貝雷片編號(hào)1275.2275.2310.9161.73121.3121.3142.354.4480.480.482.175.2580.480.482.175.26121.3121.3142.354.4827

12、5.2275.2310.9161.7由上表可知， 1、8#貝雷片所受力最不利，如下圖所示：7貝雷片的受力模型如下圖：將以上受力模型輸入SAP2000可得貝雷片的內(nèi)力圖如下：貝雷片滿(mǎn)足受力要求。墩身 220a 預(yù)埋件檢算墩身 220a 預(yù)埋件承受剪力和軸向拉力，由于剪力大于軸向拉力，故只檢算剪切應(yīng)力即可。剪力 Qmax200.07KN8剪應(yīng)力*3-6 = QS=200.07 ×10×104.7×2×10 = 84.06 = 125MPa( 滿(mǎn)足強(qiáng)度要求)It-84×1780×10×0.007如右圖所示， A位置處工字鋼應(yīng)放置在

13、墩身預(yù)埋220 槽鋼上，以減小貝雷片接頭處剪力，貝雷片與預(yù)埋件的連接采用銷(xiāo)接，銷(xiāo)子采用貝雷片專(zhuān)用5Cm銷(xiāo)子，每個(gè)銷(xiāo)子的抗剪力由查表得：222Q=130N/mm××（ 50/2 ） mm=255KNQmax=200.07KN同時(shí)，為加強(qiáng)此處的抗剪能力，20a 內(nèi)側(cè)貼 2 塊 50×20 cm 鋼板（ =8mm）加強(qiáng)。本支撐系統(tǒng)墩身兩側(cè)均獨(dú)立受力，不必驗(yàn)算砼澆筑過(guò)程中的偏載情況。6、貝雷片底部鋼管斜撐體系受力檢算鋼管斜撐體系由 508×6mm鋼管、 20 槽鋼及斜撐鋼管頂部 2I40b 工字鋼橫梁組成。如下圖所示：9斜撐鋼管頂部2I40b 工字鋼橫梁檢算由上

14、圖可以看出斜撐鋼管頂部2I40b 工字鋼橫梁直接傳遞貝雷片的支反力。同時(shí)通過(guò)以上計(jì)算分析可知 2、7#貝雷片并不直接承受上部 I45b 工字鋼的支座反力（原因是由于上部 I45b 工字鋼在此部位承受負(fù)彎矩，產(chǎn)生向上的撓度），而是通過(guò)貝雷片支撐架 ( 花架 ) 承受由 1、3#（6、8#）貝雷片傳遞的荷載。1 8#貝 雷片傳遞至2I40b工字鋼橫梁上的支座反力分 別為 ：Rb1=627.42KN 、Rb3=263.03KN 、 Rb4=211.61KN 、Rb5=211.61KN 、Rb6=263.03KN、Rb8=627.42KN。2I40b 工字鋼橫梁的受力模型如下圖Rb1Rb3Rb4Rb5

15、Rb6Rb8R1R2R3分析以上結(jié)構(gòu)可得：彎矩 Mmax=282.82(KN·m)彎曲正應(yīng)力M282.82103w1.05217010 6 124.12MPa 215MPa （滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）剪力 Qmax=628.55KN剪應(yīng)力QS*828.551031262.4 106It4344010 82 0.0105114.66 MPa 125MPa （滿(mǎn)足強(qiáng)度要求）10最大為撓度 v0.68mm撓度允許值l3.15mmm, 故撓度滿(mǎn)足要求。 v2500.012612.6250支座反力為 Rx1=974.36KN， Rx2=266.01KN，Rx3=974.36KN。鋼管斜撐體系檢算鋼管斜撐體系的受力模型簡(jiǎn)圖如下圖：將受力模型輸入SAP2000中分析可得，鋼管斜撐的最大軸向壓力為 1046.64KN,水平拉桿的軸向拉力為380.3KN。將鋼管簡(jiǎn)化為以一端固定一端簡(jiǎn)支的壓桿，檢算其強(qiáng)度和穩(wěn)定性：自由長(zhǎng)度l x=0.8 × 8.7=6.96m, 508× 6mm鋼管的回轉(zhuǎn)半徑r=17.75cm 。l x696x39.21rx17.75查表得：0.901故得： N1046.64 103122.76MPa 215 MPa （滿(mǎn)足要求）A0.901 94.63 10 4水平拉桿的最大正應(yīng)力=NA=380.3×103/28.8 ×10-4=1