0塊托架計算書

1、0#塊托架計算書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與新塘站特大橋連接，終點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、計算依據(jù)1、新建鐵路穗莞深城際施工圖設(shè)計2、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2010）3、鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG D63-2007）4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50017-2003）5、路橋施工計算手冊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計算軟件8、鐵路橋涵施工規(guī)范（TB 10203-2002）3、設(shè)計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）對模板及直接支承模板的拱架，取2.5KPa。 2）對支承拱架，取1.5KPa。 3）對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/。計算底模板及支架強度時，荷載組合為：（1）+（2）+（3）+（4）驗算底模板及支架剛度時，荷載組合為：（1）+（2）4、材料特性及變形控制4.1、木材容許應力及彈性模量按JTJ025-86標準（P5

4、0頁表），木材容重為=7.0KN/m3，容許應力如下表：木材容許應力（MPa）材質(zhì)順紋受壓及承壓應力a順紋彎應力 w彎曲剪應力 彈性模量E馬尾松12121.99×103MPa杉 木11.011.01.79×103MPa4.2、竹膠板容許應力及彈性模量竹膠板容重為=9.0KN/m3。竹膠板容許應力（MPa）材質(zhì)順紋受壓及承壓應力a順紋彎應力 w彎曲剪應力彈性模量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、鋼材的強度和彈性模量（N/mm2）P235A鋼材抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值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、詳細計算本次計算假定(30+45+30)m梁0號塊一次澆筑完成，計算采用容許應力法，荷載的計算只取荷載的標準值，不考慮荷載分項系數(shù)。托架結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：5.1、箱梁底模驗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），因此僅對腹板處進行底模板受力驗算。現(xiàn)取1m板寬進行計算，由于模板的連續(xù)性，在均勻荷載的作用下，計算時按5跨等跨連續(xù)梁計算路橋施工計算手冊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、強度驗算竹膠板受力計算簡圖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)力計算：支點B負彎矩最大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、剛度驗算：（1）荷載組合：q=26×3.31×1+0.018×9×

8、;1=86.2kN/m（2）撓度計算： 由路橋施工計算手冊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、橫向方木承載力驗算5.2.1、強度驗算取腹板處最不利荷載計算，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、剛度驗算1）荷載組合 q=（26×3.31+0.018×9）×0.15=13kN/m 2）撓度計算 滿足要求。 5.3、縱向方木承載力驗算5.3.1、強度驗算取腹板處最不利荷載計算，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、剛度驗算1）荷載組合 q=（26×3.31+0.018×9）×0.3=26.3kN/m 2）撓度計算 滿足要求。 5.4、碗扣支架驗算5.4.1荷載計算1）恒載: 砼荷載取腹板最不利荷載計算，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，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）風荷載計算根據(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：風荷載標準值（KN/m2）。Z：風壓高度變化系數(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：風荷載體型系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表7.3.1風荷載整體體型系數(shù)得S =1.2。w0：各地基本風壓（KN/m2），查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，廣州地區(qū)五十年一遇風壓基本值為0.5。依據(jù)以上對風荷載計算k=0.7zs

13、0=0.7×1.63×1.2×0.5=0.7kN/m2風荷載對立桿產(chǎn)生彎矩按下式計算： 式中：Mw單肢立桿彎矩（KN·m）；Lx立桿縱矩（m）；Wk風荷載標準值（kN/m2）；l0立桿計算長度（m）。則5.4.2 支架穩(wěn)定性驗算荷載效應組合 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、無風荷載時，單肢立桿穩(wěn)定性驗算 由于=600/15.8=38,按a類截面查表得=0.94635.4MPa滿足要求。5.4.4、組合風荷載時單肢立桿承載力計算：立桿壓彎強度計算： 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工字鋼分配梁計算1）荷載計算托架根部箱梁截面最大，故取托架根部分配梁進行計算，其縱向間距為0.6m，則內(nèi)腔區(qū)域：F =99.2×0.6=60KN。其受力簡圖如下，單位：cm。2）內(nèi)力計算現(xiàn)采用midas civil軟件建模進行計算如下。 彎曲應力剪應力：位移：反力3）結(jié)論由以上計算知，32a工字鋼橫梁最大彎曲應力為78.3Mpa175MPa 最大剪應力為22.8MPa=100MPa,最大撓度為3mm ，均滿足要求。5.6、三角托架計算1）荷載計算三角托架采用2I32a工字鋼雙拼制作。根據(jù)上述分配梁反力計算結(jié)果可以得單側(cè)托架所受

15、荷載，計算圖示如圖，單位cm。2）內(nèi)力驗算現(xiàn)采用midas civil軟件建模進行計算，計算結(jié)構(gòu)如下。 彎曲應力剪力應力 位移 反力 3）結(jié)論由以上計算知，托架最大彎曲應力為54Mpa175MPa 最大剪應力為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、牛腿分配梁驗算 根據(jù)以上計算，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、牛腿計算1) 荷載計算1組托架下牛腿荷載：517KN，共三個牛腿，考慮同時受力，則單個牛腿承受荷載為：N=517/3=172.3KN.牛腿結(jié)構(gòu)如下，單位：mm。 2) 牛腿抗剪驗算 根據(jù)以上計算，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 =