(先中跨再边跨)红水河特大桥主桥合拢劲性骨架计算.doc

红水河双线特大桥主桥合拢施工方案 1．编制依据 （1）红水河双线特大桥第五册第C分册设计图； （2）红水河双线特大桥主桥连续梁施工方案； （3）《客运专线桥涵施工技术指南》； （4）武汉理工大学出版社 《钢结构》； （5）武汉工业大学出版社 《结构力学》 2．工程简介 红水河双线特大桥主桥主桥墩30#墩高35.5m，墩底截面尺寸7.625×11.625m，截面尺寸沿墩高度方向按照40：1的坡度变化；31#墩高35m，墩底截面尺寸7.6×11.6m，截面尺寸沿墩高度方向按照40：1的坡度变化。箱梁0#块高11m,合拢块高6m，底宽7.2m，顶宽12.2m，其他每个悬臂块的长度和重量见设计图纸。 根据第五册第C分册设计图，贵院要求红水河双线特大桥主桥先中跨合拢，且中跨合拢时不能解除两个T构的临时墩梁约束，后边跨合拢，边跨合拢全部完成后才能解除所有临时约束。 中跨合拢时采用外刚性支撑（型钢劲性骨架）和张拉临时预应力钢束共同锁定法：用刚性支撑抵抗合拢段混凝土升温时产生的压力，用预应力钢束抵抗降温时产生的拉力。 3．劲性骨架设计 3.1.中跨合拢劲性骨架设计 （1）劲性骨架型钢支撑计算 中跨合拢劲性骨架主要承受温差引起的TT构顶力及N32、N33临时锁定索张拉到20%控制张拉力产生的预压力。 此时合拢口劲性骨架受力为： 当升温ΔT=15℃时，合拢口劲性骨架所受压力Ng=N+ Fy N——按照15℃温差，采用SATWE建模所得的顶力，为10000KN； Fy——预应力临时张拉束提供的预压力。 Fy=0.2×1302×3.14×7×7×6×17=4087KN。 所以升温时， Ng=10000+4087=14087KN。 假设采用4根双拼工56a型钢作为劲性骨架，单根截面积为135×2=27000 mm2， Wx=4684000mm3, i=220mm。 主型钢最大荷载值为Nmax=3522KN,长度为2.8m计,λ=l/i=2.8/0.22=12.7，=0.992 故有1.3[σ]=182Mpa，满足要求。 （2）锚固钢板焊缝计算 锚固钢板焊缝高度10mm，焊缝长度710mm，计算长度为700mm，单根主型钢端头设置7个锚固钢板，14条焊缝。 每个型钢受力为3522KN； 弯距M=0.3×3522=1057KN.m； 单根焊缝W=0.7×10×7002/6=571667 mm3 ； σf==160Mpa； τf==160Mpa； 组合应力σ组合=Mpa=160Mpa。 （3）预埋件计算 劲性骨架预埋件角钢型号为：∠100×10×100mm，共20根，单根角钢面积S=1926mm2,由以上可知，单个预埋件上水平力为3522KN，剪力Q=3522KN。 弯距M=0.3×3522=1057KN.m； 受弯方向角钢形心线间距d1=28.4mm, d2=178.4mm, d3=371.6mm，d4=521.5mm，d5=671.5mm； Nmax= V=3522/20=176KN； 拉应力σ=N/A=264×1000/1926=138Mpa1.3[σ]=182Mpa； 剪应力τ= V/A =176×1000/1926=91Mpa1.3[τ]=110Mpa； 组合应力：σ组合=MPa215Mpa。 3.2.边跨合拢劲性骨架设计 （1）劲性骨架型钢支撑计算 边跨合拢劲性骨架主要承受20#块现浇段由于温差引起的伸长而在底模上产生的摩擦力。 Ng=NGμ=（4362.5+1690.3/2）×0.15=782KN； 考虑2.0的安全系数，若采用4根工40a型钢作为劲性骨架，则σ=Ng /(ψAg)=1564×1000/(0.993×4×86.1×100) =46Mpa＜[σg]=140Mpa； 所以，在18#块及20#现浇块顶板和底板顶各安装2根工40a即可满足要求。 （2）锚固钢板焊缝计算 锚固钢板焊缝高度10mm，焊缝长度410mm，计算长度为400mm，单个主型钢端头设置2个锚固钢板，4条焊缝。 每个型钢受力为782/4=196KN； 弯距M=0.22×196=44KN.m； 单根焊缝W=0.7×10×4002/6=186667 mm3 ； σf==160Mpa； τf==160Mpa； 组合应力σ组合=Mpa=160Mpa； （3）预埋件计算 劲性骨架预埋件角钢型号为：∠100×10×100mm，共3根，单根角钢面积S=1926mm2,由以上可知，单个预埋件上水平力为196KN，剪力Q=196KN。 弯距M=0.22×196=44KN.m； 受弯方向角钢形心线间距d1=28.4mm, d2=178.4mm, d3=421.6mm； Nmax=； V=196/3=66KN； 拉应力σ=N/A=96×1000/1926=50Mpa1.3[σ]=1