容桂站悬灌梁0#块托架检算.docx

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容桂站悬灌梁0#块托架检算

0＃块托架设计计算单

一、设计参数：

1、钢筋混凝土容重取P=26000N/m3。

2、施工人员机具荷载取：

P1=2.5KPa。

3、倾倒混凝土产生的冲击荷载：

P2=2.0KPa。

4、振捣混凝土产生的荷载：

P3=2.0KPa。

5、钢材弹性模量取E=2.1×105MPa（A3钢）。

6、杆件承担混凝土重的弹性挠度取构件跨度的1/400，即

。

7、应力取值：

A3钢：

二、断面计算及杆件选用说明：

（1）、荷载计算：

1、箱梁1＃段根部1/2断面分块面积计算（箱梁断面如上图）：

A1=14794cm2；A2=58073cm2；A3=10657cm2；A4=20809cm2；

悬挑节段长度为4.9m。

0＃块一个悬挑单头分块重量计算表

分块

断面面积（cm2）

顶面面积（cm2）

重量（KN）

备注

A1

14794

182000

368.319

翼板计算长度为0＃块的1/2。

A2

58073

41650

766.923

计算长度为0＃块悬臂长度4.9m。

A3

10657

105350

204.248

A4

20809

105350

333.584

合计

3346.146

（A1+A2+A3+A4）×2

注：

1、断面面积为CAD图中读取数据，顶面面积＝计算长度×分块宽度；

2、重量＝断面面积×混凝土容重P＋顶面面积×（P1+P2+P3）

（二）杆件选用

0＃块托架优先使用挂篮构件，并适当增加部分新杆件。

具体如下：

纵梁调高梁——挂篮腹板纵梁：

2[40b，槽钢净间距80mm，长度为5.15m（箱梁底板宽为6m，挂篮腹板纵梁为5.15m，剩余0.85m长度通过加工短梁补充），单件重0.766t（包括缀板等重量）。

截面特性如下：

牛腿梁1——挂篮腹板纵梁：

2[40b，其余参数同纵梁跳高梁。

牛腿梁2——2I56b，工钢中心距为1680mm，长度为5m，单件重为1.151t。

截面特性如下：

托架横梁——挂篮主梁：

2I45b，工钢上下焊接1.5cm厚17cm宽的钢板。

工钢中心距为400mm，长度为10m，单件重为3.066t（包括缀板等重量）。

截面特性如下：

腹板及底板分配梁——挂篮底板纵梁：

2[32b，槽钢净间距80mm，长度为5.15m，单件重0.506t（包括缀板等重量）。

截面特性如下：

翼板外支撑梁——挂篮前上横梁：

2[40b，槽钢净间距70mm，长度为13.60m，单件重2.024t（包括缀板等重量）。

截面特性如下：

翼板内支撑梁——挂篮前下横梁：

2[40b，槽钢净间距70mm，长度为12.0m，单件重1.967t（包括缀板等重量）。

截面特性如下：

混凝土临时支墩连接横梁：

[40b槽钢，长度为1.80m，单件重0.117t。

截面特性如下：

临时支墩牛腿：

[40b槽钢，长度为50cm，单件重0.032t。

截面特性如下：

（三）悬挑单头重量计算

0＃块一个悬挑单头总重计算：

混凝土：

3346.15KN；

侧模：

152.64KN（左右侧，按照挂篮侧模计算重）

内膜：

60.1KN（内膜面板按照65kg/m2计算，内膜钢管支架按照10.65kg/m3计算）

底模：

19.11KN（按照65kg/m2计算），

托架各构件梁总重（挂篮各杆件设计重量）：

216.202KN。

故一个单头托架、模板及混凝土总重为：

3346.15+152.64+60.1+19.11+216.202=3794.202KN

三、临时支墩计算：

临时支墩采用6根60cm×80cm截面的钢筋混凝土方柱支撑在距支座中心4.9米处，横向间距为2.40m。

混凝土采用C30混凝土，竖向钢筋采用Φ20钢筋，箍筋采用φ

钢筋。

临时支墩需进行抗倾覆计算和轴心抗压计算：

1）抗倾覆计算：

假设在施工最后一个悬灌段12＃段后，边跨侧将挂篮滑移至边跨合拢段处，而中跨侧挂篮仍在12＃段未滑移出，并假设此时为极限情况中跨侧临时支墩不受力，则计算抗倾覆力矩是否大于倾覆力矩。

计算时只考虑混凝土自重。

2）轴心抗压计算：

假设支座不受力，计算临时支墩是否能够承担连续梁自重，若临时支墩能承受连续梁自重，在施工时严格按对称浇筑混凝土就不会出现倾覆。

计算参数：

梁体混凝土容重：

；混凝土增重系数：

；压杆稳定折减系数：

；

（一）抗倾覆计算：

（1）荷载计算

计算时把连续梁分为5部分。

1为临时墩之间部分的0＃块：

长度为9.80m，重量为7185.36KN；

2为0＃块左右侧在临时墩之外部分：

长度为1.6m，重量为868.05KN，

3为1＃～12＃块部分：

长度为42.5m，重量为16346.20KN，

4为中跨侧12＃块上未滑出去的挂篮：

重量为1000KN，作用在12＃块纵向中心处；

5为边跨侧12＃块滑出去的挂篮：

重量为1000KN，作用在边跨合拢段纵向中心处。

（2）抗倾覆计算

此时计算简图如下图：

倾覆力矩计算：

M＝868.05×0.80＋16346.20×（1.6＋42.50/2）＋1000×（1.6＋42.5＋1）＝419305.11KNm

抗倾覆力矩计算：

Mk＝7185.36×4.90＋868.05×（0.8＋9.80）＋16346.20×（9.80＋1.6＋42.50/2）＋1000×（9.80＋1.6＋42.5－2）＝630013.02KNm

则抗倾覆系数为：

满足要求。

（二）临时支墩轴心抗压强度计算

（1）临时支墩受力计算：

临时支墩对称受力，承受整个T构的混凝土重量，则每个临时支墩的支反力为：

N＝（7332+（813.80+16346.20+1000）×2）×1.05/6＝7639.10KN.

混凝土轴心受压构件正截面承载能力设计公式为：

式中γ0－结构安全等级系数，取1.0；

N－轴向力设计值；

－稳定系数。

临时支墩长度为12.5m高，其两端固定，计算长度

＝0.5

＝6.25m，则

/b＝6.25/0.6=10，查表得

＝0.98；

－混凝土抗压强度设计值。

C30混凝土

＝14.3MPa；

－构件截面混凝土得面积。

该临时支墩

＝600×800＝4.8×105mm2；

－钢筋抗压强度设计值。

该临时支墩采用HRB335钢筋，

＝300MPa；

－全部纵向钢筋得截面面积；

则纵向钢筋截面面积为：

选用20Φ20，

＝6283mm2。

其截面钢筋布置如下图：

箍筋选用Φ10，根据构造要求，箍筋间距选用

，

（满足构造要求）

四、0＃块托架主要杆件

（一）、翼板外侧支撑梁计算（L=13.60m）：

因内外支撑梁截面相同，故在此只检算外支撑梁。

翼板支撑梁承受荷载＝翼板A1混凝土荷载＋侧模板重+支撑梁自重,为：

G=368.319+76.32＋20.24=464.879KN。

外支撑梁和内支撑梁各承受翼板重量的1/2，则外侧支撑梁承受荷载为：

q＝464.879/2/（13.6/2）=34.18KN/m。

绘制受力图，并根据同济启明星计算软件，绘制剪力及弯距图：

支反力N1＝34.20+56.90=91.10KN，N2＝71.30+63.20=134.50KN，

当x＝4.95m时，MMAX=44.10KN·m

当x＝3.075时，挠度变形最大，为：

f＝0.4mm，

（2）、腹板分配梁计算:

（L=5.15m）

假设腹板分配梁均匀承受荷载，且其荷载右腹板下面的两根纵梁承受，腹板分配梁承受荷载＝翼板A2混凝土荷载＋底模板重＋分配梁自重，为：

G=766.923+4.9×0.85×0.65＋5.06×2=779.75KN。

则每个腹板分配梁承受荷载为：

q=779.75/2/5.15＝75.70KN/m

绘制受力图，并根据同济启明星计算软件，计算剪力和弯距，并绘制剪力及弯距图：

支反力N3＝34.10+131.90=166KN，N4＝148.20+75.70=223.90KN，

当x＝2.30m时，MMAX=106.80KN·m

当x＝5.15m时，变形最大值为：

f＝2.8mm

（3）、底板分配梁计算:

（L=5.15m）

假设腹板分配梁均匀承受荷载，且该荷载由底板4根纵梁承受，底板分配梁承受荷载＝顶板A3混凝土荷载＋底板A4混凝土荷载＋内膜系统重量＋底模板重+分配梁自重，为：

G=（204.248+333.584）×2+60.1+（6－0.85×2）×4.9×0.65＋5.06×4=1169.70KN。

则每个腹板分配梁承受荷载为：

q=1169.70/4/5.15＝56.78KN/m

绘制受力图，并根据同济启明星计算软件，计算剪力和弯距，并绘制剪力及弯距图：

支反力N5＝25.60+98.90=124.50KN，N6＝111.20+56.80=168.0KN，

当x＝2.30m时，MMAX=80.10KN·m

当x＝2.3m时，变形最大值为：

f＝3.1mm

（4）、前托架横梁计算:

（L=10m）

前托架横梁承受荷载有：

翼板纵梁传递的N1＝91.10KN、腹板纵梁传递的N4＝223.90KN、底板纵梁传递的N6＝168.0KN、纵梁调高粱重G1=7.66KN（产生均布荷载q1＝7.66/6=1.28KN/m）、托架横梁自重G2=30.66KN（产生均布荷载q2＝30.66/10=3.066KN/m）。

绘制受力简图，并根据同济启明星计算软件，计算弯距和剪力，绘制弯距及剪力图：

支反力N7＝191.3+507.8=699.1KN，N8＝118.4＋170.20＝288.60KN，

当x＝2.1m时，MMAX=264.7KN·m

当x＝0时，变形最大值为：

f＝1.9mm

（5）、后托架横梁计算:

（L=10m）

后托架横梁承受荷载有：

翼板纵梁传递的N2＝134.50KN、腹板纵梁传递的N3＝166KN、底板纵梁传递的N5＝124.50KN、托架横梁自重G=30.66KN（产生均布荷载q＝30.66/10=3.066KN/m）。

绘制受力简图，并根据同济启明星计算软件，计算弯距和剪力，绘制弯距及剪力图：

支反力N9＝275.40+478.20=753.60KN，N10＝126-14.4＝111.6KN，

当x＝2.1m时，MMAX=383.40KN·m

当x＝0时，变形最大值为：

f＝3.3mm

（6）、牛腿梁1计算:

（L=5.15m）

牛腿梁1承受荷载有：

后端承受后托架支撑梁传递的荷载N10＝111.60KN、前端承受前托架横梁传递的荷载N8=288.60KN、牛腿梁自重G＝7.66KN（产生均布荷载q＝7.66/5.15=1.49KN/m）。

绘制受力简图，并根据同济启明星计算软件，计算弯距和剪力，绘制弯距及剪力图：

支反力N11＝89＋290.9＝379.90KN

当x＝3.60m时，MMAX=232.70KN·m

当x＝4.4m时，QMAX=289.70KN

S=2×（200×102×100－（102－12.5）×（200－18）2/2）=1115402mm3，

b＝d＝12.5mm

当x＝4.40m时，变形最大值为：

f＝3mm

（7）、牛腿梁2计算:

（L=5m）

牛腿梁2承受荷载有：

后端承受后托架支撑梁传递的荷载N9＝753.60KN、前端承受前托架横梁传递的荷载N7=699.10KN、牛腿梁自重G＝11.51KN（产生均布荷载q＝11.51/5=2.302KN/m）。

绘制受力简图，并根据同济启明星计算软件，计算弯距和剪力，绘制弯距及剪力图：

支反力N12＝176.10＋114.80＝290.90KN

当x＝0.7m时，MMAX=409.50KN·m

当x＝0m时，QMAX=585.80KN，b＝d＝14.5mm，

当x＝5m时，变形最大值为：

f＝0.1mm

（8）、底板底模横向分配方木计算:

（L=6m）

底板底模横向布设12cm×10cm方木长6m，纵向布置间距为30cm一道，共17道方木。

底板纵梁最大间距处的方木跨度最大，故选该段作为最不利情况进行检算。

其承受荷载为：

G＝底板纵梁承受荷载－底板纵梁重＝1169.70－4×5.06＝1149.46KN。

计算时将简化成简支梁计算，跨度为88.4cm，承受荷载为：

绘制受力简图如下：

内力计算：

应力计算：

（9）、腹板底模横向分配工钢计算:

（L=1.2m）

腹板底模横向布设I10，长1.2m，纵向布置间距为30cm一道，共17道方木。

其承受荷载为：

G＝腹板纵梁承受荷载－腹板纵梁重＝779.75－2×5.06＝769.63KN。

计算时将简化成简支梁计算，跨度为88.4cm，承受荷载为：

绘制受力简图如下：

内力计算：

应力计算：

b＝d＝4.5mm，

（10）、临时墩连接横梁计算:

（L=1.8m）

在牛腿梁1的下边，在混凝土临时支墩之间焊接横向槽钢连接，用来作为牛腿梁1的支撑梁和加强临时支墩间的稳定性。

在施工临时支墩时，在侧面相应高度预埋2cm厚钢板，连接横梁两端即焊接在预埋钢板上。

连接横梁采用[40b，其承受牛腿梁1传递的N11＝379.9KN荷载（横梁自重不再考虑）。

（1）槽钢横梁受力计算：

绘制受力简图，并根据同济启明星计算软件，计算弯距和剪力，绘制弯距及剪力图：

当x＝0m时，MMAX=99.10KN·m

当x＝0m时，QMAX=308.20KN，b＝d＝12.5mm

S=200×102×100－（102－12.5）×（200－18）2/2=557701mm3，

（2）槽钢和预埋钢板焊接焊缝计算：

假设连接横梁与预埋钢板连接角焊缝尺

，荷载取靠近N11处的固端M＝99.10KN·m，V=308.20KN。

焊条为E4316型，手工焊。

翼板和腹板各用2条角焊缝，焊脚尺寸为

，内焊缝连续施焊。

槽钢焊接断面和计算焊缝断面几何特性示意图见下图：

焊缝计算长度：

腹板焊缝按全高364mm，翼板焊缝外端减去5mm，为97mm。

A点：

解得：

B点：

解得：

故取角焊缝焊脚尺寸为

，且经验算符合构造要求。

（11）、混凝土临时支墩牛腿计算:

（L=0.5m）

在牛腿梁2的下边，在混凝土临时支墩外侧面焊接横向槽钢牛腿，用来作为牛腿梁2的支撑牛腿。

在施工临时支墩时，在侧面相应高度预埋2cm厚钢板，牛腿槽钢焊接在预埋钢板上。

支撑牛腿采用[40b，其承受牛腿梁2传递的N12＝290.9KN荷载（横梁自重不再考虑）。

（1）槽钢横梁受力计算：

绘制受力简图：

当x＝0m时，

对比临时墩连接横梁计算情况，可知，该临时墩牛腿所承受的

和

均比前种情况小，该临时支墩牛腿梁选用[40b，不需计算即满足使用要求，。

角焊缝取

同样可满足使用要求。

参考书目：

1、《工程结构设计原理》，曹双寅主编，东南大学出版社；

2、《材料力学》，翟振东、石晶主编，中国建筑工业出版社；

3、《实用土木工程手册》，杨文渊主编，人民交通出版社；

4、《路桥施工计算手册》，周兴、何姚益、邹毅松等编著，人民交通出版社；

5、《结构力学》（上下册），刘金春主编，中国建材工业出版社。