大桥支架计算书.doc

鹰 潭 信 江 大 桥 主塔下横梁支架结构计算书 中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 2009.09 1 支架结构布置 支架总体布置图如下： 立柱采用Φ800×8的钢管柱，柱间的缀杆采用Φ800×8的钢管，柱顶横梁采用双肢I56的型钢，支撑底模的桁架上下弦杆及竖腹杆采用I25，斜撑杆采用I16。 2 计算依据 a、《鹰潭信江大桥主桥主塔一般构造图》 b、《钢结构设计规范》（GB50017-2003） c、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002） d、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 3 计算中考虑的荷载 ·砼自重 ：26 kN/m3（下横梁砼共356m3） ·底模板荷载：1.0 kPa ·施工荷载：2.5 kpa ·温度荷载：按砼与钢温差8℃～10℃考虑 ·振捣荷载：2.0 kpa ·支架系统自重：模型计算中自动计入 ·风荷载 ：13.6m/s（6级风） 4 计算工况 工况一 混凝土浇注完成，风垂直向下吹； 工况二 混凝土浇注完成，风顺桥向吹； 5工况一计算 考虑塔肢靠单独的水平联系撑支撑，以抵消塔肢倾斜的水平分力，支架只承受下横梁浇注时产生的荷载。计算模型如下： 计算结果如下：最大应力142MPa（出现在桁架上弦杆上） 最大变形8.2mm（出现在桁架上弦杆上） 部件 名称 最大综合应力(MPa) 最大压应力(MPa) 最大压应力(MPa) 竖向变形 (mm) 桁 架 142 -102（腹杆） -130（腹杆） 8.2 立 柱 128 -64.6 -67.3 4.9 附墙杆 — -0.3 — — 缀 杆 — -0.5 — — 柱脚最大反力为：1250 kN（↑） 牛腿最大反力为：427.4 kN（→） 717.2 kN（↑） 附墙撑最大反力为：5.4 kN（→） 3.9 kN（↑） 结论：支架系统强度和刚度均满足要求。 6工况二计算 考虑塔肢靠单独的水平联系撑支撑，以抵消塔肢倾斜的水平分力，支架只承受下横梁浇注时产生的荷载。计算模型如下： 计算结果如下：最大应力141MPa（出现在桁架上弦杆上） 最大变形8.9mm（出现在桁架上弦杆上） 部件 名称 最大综合应力(MPa) 最大压应力(MPa) 最大压应力(MPa) 竖向变形 (mm) 桁 架 141 -102（腹杆） -130（腹杆） 8.9 立 柱 132 -64.6 -67.3 6.5 附墙杆 — -0.4 — — 缀 杆 — -0.5 — — 柱脚最大反力为：1243.7 kN（↑） 39.3 kN·m（绕横桥向） 牛腿最大反力为：426.8 kN（→） 713.2 kN（↑） 附墙撑最大反力为：5.4 kN（→） 3.9 kN（↑） 结论：支架系统强度和刚度均满足要求。 7 主要构件强度计算及稳定性验算 7.1 钢立柱单肢稳定性验算 钢立柱横桥向与塔肢连接，侧向位移受到限制，因此考虑其顺桥向的稳定性。偏安全按有侧移框架进行验算。 由前面计算得单根立柱上承受最大轴力为：Nm=1250 KN 立柱截面参数：A=1.99×10-2 ㎡ I=1.56×10-3 m4 i=0.28m 单肢计算长度：l=6.415 m 横撑截面参数：A=1.99×10-2 ㎡ I=1.56×10-3 m4 顺桥向lb=4.0 m Nm=909.2 KN，按△t=8℃考虑温度内力，即Nt=A·E·α·△t=401.2 kN 则单肢计算总内力 N= Nm+Nt=1250+401.2=1651.2 kN 有侧移框架构件计算长度系数： 查表得： 长细比： 由b类截面查表得： 考虑e=120mm偏心，则弯矩作用平面内的稳定性： 其中：N=1651.2 kN A=1.99×10-2 ㎡ M=0.12×1651.2=198.1 kN.m 代入： 即钢管立柱单肢稳定性满足要求。 7.2 钢立柱整体稳定性验算 钢立柱与柱间横撑连接形成空间框架，近似按十肢格构柱验算其整体稳定性。计算座标以横桥向为X轴，顺桥向为Y轴。 钢立柱：6-φ800×8： A=0.1194㎡ Ix=0.487 m4 Iy=1.999 m4 A1=1.99×10-2 ㎡ I1=1.56×10-3 m4 轴心压力：N=6×1651.2=9907.2 kN 计算长度