目 录
一、工程概况 ........................................................................................................ 2 二、 参考文献及规范 .......................................................................................... 2 三、0#块托架设计计算 ........................................................................................ 3 (一)0#块托架设计方案 .................................................................................... 3 (二)托架荷载计算 ............................................................................................ 4 (三)横向分配梁计算 ........................................................................................ 6 (四)0#块三角托架计算 .................................................................................... 9 四、三角托架压弯稳定性计算 .......................................................................... 14 五、边纵梁计算 .................................................................................................. 18 六、纵向方木计算 .............................................................................................. 21 七、注意事项 ...................................................................................................... 23
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一、工程概况
本主桥为连续箱梁,主桥桥跨组成为56+96+56m的单箱单室连续梁。箱梁顶宽11.4m,翼缘板长2.5m,支点处梁高7.5m,跨中梁高4.5m,梁高及底板厚按二次抛物线变化。腹板厚140cm(支点)~48cm,底板厚度为149.1(支点)~40cm,顶板厚度65~40 cm。
箱梁0#块梁段长度为12m,合拢段长度为2.0m,边跨直线段长度为9.05m;挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为1#块,其重量为176t,计算时取为180t。该特大桥箱梁悬臂浇注段采用菱形挂篮施工。
0#块、1#块纵断面及1#块最不利截面见图1
图1 0#块和1#块纵断面和横断面
二、 参考文献及规范
(1)《钢结构设计规范》(GB50017-2003) (2)《钢结构》周绥平主编,武汉理工大学出版社
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(3)《材料力学》(西南交大版) (4)《结构力学》(高教版)
(5)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
(6)《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001) (7)《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2001) 三、0#块托架设计计算 (一)0#块托架设计方案
0#段托架采用三角斜腿支撑结构形式,其主要特点是:使用2[36b曹钢做三角托架,托架顶放置8根I28b工字钢作为横梁,横梁上架设碗口式满堂支架从而形成0#段的底模及施工的平台。见下图。
图2 托架纵、横断面图(尺寸单位mm)
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图3 托架平面图(尺寸单位mm)
(二)托架荷载计算
0号块悬臂部分为变截面梁段,其最不利截面尺寸见下图:
图4 0号块最不利横截面(尺寸单位m)
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截面区域分割如下:
图5 横断面横向区域分割情况(尺寸单位m)
荷载取值情况:
新浇混凝土容重26kN/m3, 人群、机具荷载2.5kN/m2;
混凝土振捣冲击荷载按4kN/m2考虑; 模板、方木及支架荷载为,取4kN/m2 新浇混凝土及模板荷载组合系数为1.2;
人群、机具及混凝土振捣和冲击荷载的组合系数为1.4。
横向分配梁为I28b工字钢,其间距为0.6m,取纵向0.6m计算,可得到各区域碗扣支架立杆所受的铅直荷载如下:
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图 6 钢桁架所受组合荷载
从以上荷载分布也可以知道,桥墩之间的碗扣满堂支架的立杆最大轴力为N=35Kn<[N]=40kN(按满堂支架横向步距为0.6m取值),满足强度和稳定性要求。 (三)横向分配梁计算
1、横向分配梁为I28b工字钢,其截面特性如下:
图7 I28b截面特性
2、横向分配梁布置方案
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图8 横向分配梁布置方案 (尺寸单位为mm)
3、计算模型如下:
图9 横向分配梁计算模型(尺寸单位为m)
4、计算结果如下图:
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图10 弯矩图(kNm)和正应力(MPa)
图11 剪力图(kN)
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图12变形图
图13 反力情况
[结论]:
最大正应力σ=71.3MPa (四)0#块三角托架计算 1、三角托架设计方案 9 图14 横向分配梁构造图(尺寸单位为mm) 2、托架中双[32b槽钢及双[36b槽钢截面特性如下: 图15 双[32b槽钢截面特性 10 图16 双[36b槽钢截面特性 2、荷载折简计算 0#块梁段在1-1及3-3截面的单位长重见下图。则2-2 到3-3截面区域的横向向分配梁支座反力为R=550.6/781.3*166=117kN 图17 1-1截面和3-3截面单位长重量图 3、三角托架计算模型如下图。 11 图18内纵梁计算模型(尺寸单位为m) 3、计算结果如下图。 12 图19 弯矩图(kNm)与截面正应力图(MPa) 图20 剪力图(kN) 图21 轴力图(kN) 13 图22 变形曲线 [结论]: 三角托架的最大正应力σ=132MpaMPa 最不利压弯杆见下图 1、压弯杆截面的基本参数如下: ●截面高度H=36cm ●惯性矩Ix=25303.4错误!未找到引用源。 14 ●惯性矩Iy=8502.3错误!未找到引用源。 ●截面面积A=136.2错误!未找到引用源。 ●弯矩平面内抗弯截面模量Wx=1405.74错误!未找到引用源。 ●截面绕x-x轴的旋转半径 ●截面绕y-y轴的旋转半径 ●截面绕x-x轴的长细比 ●截面绕y-y轴的长细比 2、压弯杆件强度计算结果如下: ●轴向压力N=:677.9kN ●截面最大弯矩Mx=21.7kNm 15 3、实腹式压弯杆在弯矩作用平面内稳定计算结果如下: (1)由错误!未找到引用源。 (2)按a类截面查询不计弯矩作用时的轴心受压构件的稳定系数错误!未找到引用源。 (3)由E=206000000kN/m2,A=0.01361812m2,错误!未找到引用源。 (6)轴力N=677.9kN 16 (7)最大截面弯矩Mx=21.7kNm (8)弯矩作用平面内的稳定计算: 4、实腹式压弯杆在弯矩作用平面外稳定计算结果如下: (1)由错误!未找到引用源。 (2)均匀弯矩作用时受弯构件的整体稳定系数错误!未找到引用源。 ●截面绕y-y轴的旋转半径 ●截面绕y-y轴的长细比 17 ●受弯构件的稳定系数错误!未找到引用源。 (3)弯矩作用平面外稳定计算结果: 错误!未找到引用源。<[f]=205MPa,满足构件的整体稳定性要求 五、边纵梁计算 1、边纵梁设计方案 图23 边纵梁布置方案(尺寸单位mm) 18 2、边纵梁为I16 工字钢,其截面特性如下 图24 I16 工字钢截面特性 3、边纵梁计算模型 图25 一半边纵梁计算模型(尺寸单位m) 4、边纵梁计算结果 19 图26去弯矩图(kNm)及截面最大正应力 图27剪应力图 图28 变形图 20 图29 支座反力 [结论]: 最大正应力σ=34.4MPa 六、纵向方木计算 1、纵向方木截面尺寸为10*12cm2,腹板区间距为22cm 共14根,箱室区间距30cm,共12根,截面横向区域分割如下: 图30 截面区域分割(尺寸单位为m) 2、各区域纵向单位长度上,纵向方木所受的荷载见下图。 21 图31 各区域单位长方木所受荷载 可见,纵向方木所受的最不利均布荷载为:50kNm。 3、纵向方木计算模型为: 图32 方木计算模型( 尺寸单位为m) 4、计算结果如下: 22 图32 弯矩图(Mpa)和截面最大正应力图 图34 变形图 结论:(1)方木最大截面正应力为11.6Mpa,可选择容许应力大于9Mpa的方木。 (2)刚度:w=0.3/600/1.2=1/2400<[w]=1/400,满足刚度要求。 七、注意事项 1、在0#块托架荷载预压及0#块混凝土浇筑过程中,必须对称进行且需要进行托架的变形监测,确保预压与混凝土浇筑过程安全有序进行,发现异常能及时处理; 2、托架工字钢构件在集中荷载受力处需要布置必要的肋板,以增加这些构件局部抗失稳能力; 3、三角托架之间需要加强横向联系,以加强托架的横向抗风能力; 4、所有托架杆件之间的连接全部采用焊接,焊接采用满焊,焊接质量要符合规范要求。 23 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容