0塊托架計(jì)算書

1、0#塊托架計(jì)算書1、工程概況穗莞深城際新塘至洪梅段東江北干流特大橋位于廣州市新塘鎮(zhèn)、東莞市麻涌和中堂境內(nèi)。新塘鎮(zhèn)內(nèi)線路位于港口大道中央綠化帶，兩側(cè)房屋、廠房密集，交通較為便利，麻涌與中堂境內(nèi)均為農(nóng)田，東江北干流特大橋起點(diǎn)與新塘站特大橋連接，終點(diǎn)與中堂站特大橋連接。該特大橋共有十聯(lián)現(xiàn)澆連續(xù)梁，其中東江北干流特大橋有四聯(lián)（30+45+30）m 懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁，下部均為實(shí)體墩、鉆孔樁基礎(chǔ)。 （30+45+30）m 懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。全橋箱梁頂寬11.6m，防護(hù)墻內(nèi)側(cè)凈寬8.4m，橋上人行道寬1.35m。0#節(jié)段底寬4.2684.438m，頂板厚0.35m，腹板厚分別為

2、0.60m和0.75m，按折線變化，局部加厚到0.942m；底板厚0.50.55m，按折線變化。底板設(shè)30×30cm梗肋，頂板設(shè)75×25cm梗肋。0#節(jié)段設(shè)橫隔板，并設(shè)有孔洞，橫隔板厚度為1. 6m。截面中心梁高3.2m，梁底按圓曲線變化，曲線半徑R=20553.1cm。中支座橫橋向中心距3.9m。2、計(jì)算依據(jù)1、新建鐵路穗莞深城際施工圖設(shè)計(jì)2、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）3、鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D63-2007）4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50017-2003）5、路橋施工計(jì)算手冊(cè)6、鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程(TB 101102

3、011)7、 midas/civil計(jì)算軟件8、鐵路橋涵施工規(guī)范（TB 10203-2002）3、設(shè)計(jì)載荷取值及荷載組合（1）砼自重：=26KN/m3。（2）支架各構(gòu)件自重：按規(guī)范取值，鋼模板按1.5KPa。（3）施工人員及施工荷載。 1）對(duì)模板及直接支承模板的拱架，取2.5KPa。 2）對(duì)支承拱架，取1.5KPa。 3）對(duì)支架立柱或支承拱架的其他結(jié)構(gòu)，取1.0KPa。（4）振搗荷載：取2 kN/。計(jì)算底模板及支架強(qiáng)度時(shí)，荷載組合為：（1）+（2）+（3）+（4）驗(yàn)算底模板及支架剛度時(shí)，荷載組合為：（1）+（2）4、材料特性及變形控制4.1、木材容許應(yīng)力及彈性模量按JTJ025-86標(biāo)準(zhǔn)（P5

4、0頁表），木材容重為=7.0KN/m3，容許應(yīng)力如下表：木材容許應(yīng)力（MPa）材質(zhì)順紋受壓及承壓應(yīng)力a順紋彎應(yīng)力 w彎曲剪應(yīng)力 彈性模量E馬尾松12121.99×103MPa杉 木11.011.01.79×103MPa4.2、竹膠板容許應(yīng)力及彈性模量竹膠板容重為=9.0KN/m3。竹膠板容許應(yīng)力（MPa）材質(zhì)順紋受壓及承壓應(yīng)力a順紋彎應(yīng)力 w彎曲剪應(yīng)力彈性模量E竹膠板90271.26×103MPa4.3、鋼的材料特性：彈性模量Q235：175MPa =100MPa 承壓應(yīng)力：240MPa4.4、查建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范有Q235鋼管的材料特性如下表表1

5、鋼材的強(qiáng)度和彈性模量（N/mm2）P235A鋼材抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205彈性模量2.05×105表2 鋼管截面特性外徑F（mm）壁厚t（mm）截面積A（cm2）截面慣性矩I（cm4）截面模量W（cm3）回轉(zhuǎn)半徑I（cm）483.54.8912.195.081.584.5、變形控制主要承重構(gòu)件<L/400;次要構(gòu)件<L/500;5、詳細(xì)計(jì)算本次計(jì)算假定(30+45+30)m梁0號(hào)塊一次澆筑完成，計(jì)算采用容許應(yīng)力法，荷載的計(jì)算只取荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，不考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)。托架結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：5.1、箱梁底模驗(yàn)算本施工方案箱梁底模采用一類一等品厚度15mm竹膠板，底模竹膠板

6、下方橫向均設(shè)置10cm×10cm方木，間距15cm。由于根部腹板板為箱梁自重最大處（箱梁根部截面最大高度3.31m），因此僅對(duì)腹板處進(jìn)行底模板受力驗(yàn)算。現(xiàn)取1m板寬進(jìn)行計(jì)算，由于模板的連續(xù)性，在均勻荷載的作用下，計(jì)算時(shí)按5跨等跨連續(xù)梁計(jì)算路橋施工計(jì)算手冊(cè)P765頁 ，附表2-11五跨等跨連續(xù)梁內(nèi)力和撓度系數(shù)5.1.1、強(qiáng)度驗(yàn)算竹膠板受力計(jì)算簡(jiǎn)圖1） 截面特性：A=b×h=1×0.015=0.015m2 W=bh2/6=1×0.0152÷6=5.4×10-5m3=3.75×104mm3 I=bh3/12=1.0×0.

7、0153÷12=4.9×10-7m4=2.8×105mm42） 荷載組合：q=（26×3.31+0.018×9）×1+(2+2.5) ×1=90.7kN/m.3） 內(nèi)力計(jì)算：支點(diǎn)B負(fù)彎矩最大M支=-0.105ql2 =-0.105×90.7×0.152 max=M支/W=-0.21×106÷（3.75×104）=-5.7Mpa <w=27MPa 滿足要求。5.1.2、剛度驗(yàn)算：（1）荷載組合：q=26×3.31×1+0.018×9×

8、;1=86.2kN/m（2）撓度計(jì)算： 由路橋施工計(jì)算手冊(cè)P765頁 附表2-11，五跨等跨連續(xù)梁內(nèi)力和撓度系數(shù)可知：撓度最大在第一跨，計(jì)算跨度15cm。fmax=0.664ql4/100EI =0.664×86.2×103×0.154 ÷(100×6×103×106×2.8×10-7) =0.2mm<f=150/400=0.38m所以剛度滿足要求。5.2、橫向方木承載力驗(yàn)算5.2.1、強(qiáng)度驗(yàn)算取腹板處最不利荷載計(jì)算，腹板處橫向方木采用10×10cm方木，其縱向間距為15cm，橫向跨度為3

9、0cm，截面慣性矩，作用于方木上的線荷載q=（26×3.31+0.018×9）×0.15+(2+2.5) ×0.15=13.6kN/m.跨中彎矩=13.6×0.3×0.3/8=0.15kN*m.則=0.9MPa<w=11Mpa，滿足要求。5.2.2、剛度驗(yàn)算1）荷載組合 q=（26×3.31+0.018×9）×0.15=13kN/m 2）撓度計(jì)算 滿足要求。 5.3、縱向方木承載力驗(yàn)算5.3.1、強(qiáng)度驗(yàn)算取腹板處最不利荷載計(jì)算，腹板處縱向方木采用10×10cm方木，其橫向間距為30cm，縱

10、向跨度為60cm，截面慣性矩，作用于方木上的線荷載q=（26×3.31+0.018×9）×0.3+(2+2.5) ×0.3=27.2kN/m.跨中彎矩=27.2×0.6×0.6/8=1.2kN*m.則=7.2MPa<w=11Mpa，滿足要求。5.3.2、剛度驗(yàn)算1）荷載組合 q=（26×3.31+0.018×9）×0.3=26.3kN/m 2）撓度計(jì)算 滿足要求。 5.4、碗扣支架驗(yàn)算5.4.1荷載計(jì)算1）恒載: 砼荷載取腹板最不利荷載計(jì)算，箱梁腹板處支架水平間距為60×30cm，腹板高度

11、為3.31m。則單根鋼管所受荷載g1=26×3.31×0.6×0.3=15.5（kN/根）。模板、方木自重（合計(jì)取0.5KPa）g2=0.5×0.3×0.6=0.1（kN/根）。立桿自重（按最大高度2m計(jì)，采用48×3.5mm，單位重量3.8kg/m）g3=0.038×2=0.1kN/根）。橫桿自重（步距為60cm，共計(jì)3排）g4=0.038×3×（0.3+0.6）=0.1（kN/根）。2）腹板處活載：施工人員和施工機(jī)具行走荷載: 1.5kN/m2, 振搗砼產(chǎn)生的荷載: 2kN/m2。q=（1.5+2）&

12、#215;0.3×0.6=0.6（kN/根）3）風(fēng)荷載計(jì)算根據(jù)鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程(TB 101102011)，wk =0.7ZS w0wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m2）。Z：風(fēng)壓高度變化系數(shù)，可查建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范附錄D或建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）表7.2.1風(fēng)壓高度變化系數(shù)，地表類型為海岸A類，高度為20m，得Z =1.63。S：風(fēng)荷載體型系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表7.3.1風(fēng)荷載整體體型系數(shù)得S =1.2。w0：各地基本風(fēng)壓（KN/m2），查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，廣州地區(qū)五十年一遇風(fēng)壓基本值為0.5。依據(jù)以上對(duì)風(fēng)荷載計(jì)算k=0.7zs

13、0=0.7×1.63×1.2×0.5=0.7kN/m2風(fēng)荷載對(duì)立桿產(chǎn)生彎矩按下式計(jì)算： 式中：Mw單肢立桿彎矩（KN·m）；Lx立桿縱矩（m）；Wk風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）；l0立桿計(jì)算長(zhǎng)度（m）。則5.4.2 支架穩(wěn)定性驗(yàn)算荷載效應(yīng)組合 單根鋼管軸力N1=15.5+0.1+0.1+0.1+0.6=16.4kN。 單根鋼管彎矩M=0.03KNm。5.4.3、無風(fēng)荷載時(shí)，單肢立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 由于=600/15.8=38,按a類截面查表得=0.94635.4MPa滿足要求。5.4.4、組合風(fēng)荷載時(shí)單肢立桿承載力計(jì)算：立桿壓彎強(qiáng)度計(jì)算： 式中： W立桿截面模

14、量； 帶入數(shù)據(jù)有=40.7MPa 滿足要求。5.5、32a工字鋼分配梁計(jì)算1）荷載計(jì)算托架根部箱梁截面最大，故取托架根部分配梁進(jìn)行計(jì)算，其縱向間距為0.6m，則內(nèi)腔區(qū)域：F =99.2×0.6=60KN。其受力簡(jiǎn)圖如下，單位：cm。2）內(nèi)力計(jì)算現(xiàn)采用midas civil軟件建模進(jìn)行計(jì)算如下。 彎曲應(yīng)力剪應(yīng)力：位移：反力3）結(jié)論由以上計(jì)算知，32a工字鋼橫梁最大彎曲應(yīng)力為78.3Mpa175MPa 最大剪應(yīng)力為22.8MPa=100MPa,最大撓度為3mm ，均滿足要求。5.6、三角托架計(jì)算1）荷載計(jì)算三角托架采用2I32a工字鋼雙拼制作。根據(jù)上述分配梁反力計(jì)算結(jié)果可以得單側(cè)托架所受

15、荷載，計(jì)算圖示如圖，單位cm。2）內(nèi)力驗(yàn)算現(xiàn)采用midas civil軟件建模進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)構(gòu)如下。 彎曲應(yīng)力剪力應(yīng)力 位移 反力 3）結(jié)論由以上計(jì)算知，托架最大彎曲應(yīng)力為54Mpa175MPa 最大剪應(yīng)力為30.7MPa=100MPa，最大撓度為1mm，均滿足要求。托架最大豎向反力516.9KN，水平螺紋鋼拉力最大為260.2KN。5.7、牛腿分配梁驗(yàn)算 根據(jù)以上計(jì)算，牛腿分配梁所受豎向力為517KN。分配梁采用32a工字鋼雙拼制作，其結(jié)構(gòu)形式如下所示，單位：mm。 分配梁承壓面積為A=2×9.5×400=7600mm2（不考慮肋板） =F/A=517×103N/7600mm2=68MPa240Mpa (滿足要求)5.8、牛腿計(jì)算1) 荷載計(jì)算1組托架下牛腿荷載：517KN，共三個(gè)牛腿，考慮同時(shí)受力，則單個(gè)牛腿承受荷載為：N=517/3=172.3KN.牛腿結(jié)構(gòu)如下，單位：mm。 2) 牛腿抗剪驗(yàn)算 根據(jù)以上計(jì)算，單片牛腿處反力為172.3KN。單片牛腿鋼板抗剪受力面積：S =0.25m×0.02m =