完整版二七桥配三标支架计算报告Word格式文档下载.docx
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2．1主要规范
1、《钢结构设计规范》（GB50017—2003）；
2、《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）；
3、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）；
4、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）；
5、《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）；
6、《道路交通标志和标线》（GB5768-1999）；
7、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）：
8、《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ074-94）；
9、《BS5400》（参考）
2．2基本资料
二七桥临时施工支架设计图。
第3章工程情况
武汉二七长江大桥配套工程（北岸）Ⅲ标段钢箱梁桥梁与解放大道及轨道交通一号线接近正交。
Ⅲ标段高架桥钢箱梁分为左右两幅（LZ19联、LY19联），为双层钢箱梁上跨解放大道，单箱两室截面，梁高1.72m，LZ19联长135.29m，桥面宽度14.75m，纵坡0.5%，LY19联长104.342m，桥面宽度13m，纵坡0.3%，上层钢箱梁横梁伸出箱体之外，支承于桥墩顶上，下层钢箱梁横梁伸出箱体之外，支承于桥墩牛腿上。
LZ19联钢箱梁标准断面，其横截面采用单箱两室箱梁结构，顶板宽14.75m，箱底宽8.748m，两侧悬臂长度为3.5m，LY19联钢箱梁标准断面，顶板宽13m，箱底宽7m，两侧悬臂长度为2.35m，梁高均为1.72m。
梁体均采用Q345qC、Q235qC钢板焊接而成。
桥面板采用正交异性板结构，顶、底板板厚14mm，支点附近加厚至30mm，牛腿处加厚至36mm，纵肋采用T型肋，间距为300mm，横肋板一般间距为2.0m，一般横肋板厚12mm，为便于节段之间现场施焊，横隔板布置有进人孔，腹板一般板厚14mm，支点附近加厚至24mm，每条腹板设3道纵向加劲肋，支点处横隔梁由于承受较大的横向荷载、且为加强端横梁的横向刚度，支点处横隔板板厚均为40mm。
钢箱梁顶面设单向横坡，面、底板横桥向为平行。
横截面图
第4章材料属性
钢箱梁临时支架材质采用Q235，弹性模量E=2.0×
105Mpa，容重r=78.5KN/m3，容许应力［σ0］＝200Mpa；
第5章计算模型、计算荷载及荷载条件
5.1、吊装支架平面布置图
根据图纸资料，确定吊装支架的最不利受力为
~
支架进行建模计算。
图1吊装支架平面布置图
图2最不利受力情况一
图3最不利受力情况二
5.2钢箱梁最不利情况一支架计算
对于图2的受力计算分两步进行，吊装LZ19联时，LY19梁段已经有力作用在支架上，重力转化为节点荷载作用在立柱上。
各立柱分布承受27t。
LZ19梁段的重力转化为节点荷载作用在立柱上。
考虑冲击力的影响，重量乘以1.4的冲击系数。
各立柱分布承受21t。
第一步计算梁段吊装在临时支架上时，立柱的强度和刚度。
第二步计算用千斤顶调解LZ19梁段高程时，立柱及分配梁的强度和刚度。
5.2.1、模型说明
采用MidasCivil2006建模，各杆件采用空间梁单元模拟。
材料采用Q235，截面与设计图纸相同。
根据结构支承条件，假定立柱的柱脚不发生沉降和转动，因此约束节点六个自由度。
模型如下所示：
图4计算模型图
5.2.2、计算荷载
吊装质量和横梁荷载分别采用节点荷载和梁单元均布荷载模拟。
根据钢箱梁的支承条件，钢箱梁采用节点集中力模拟，立柱和分配梁作为自重加载。
加载图如下：
图5吊装支架荷载模拟图
5.2.3、钢箱梁支架验算（第一步计算）
5.2.3.1、强度验算
根据公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）的要求，考虑到吊装的冲击系数和施工荷载的不均衡系数，箱梁自重分项系数取1.4。
支架自重分项系数取1.1。
◆立柱
图61.1恒+1.4吊装荷载上缘应力图（MPa）
图71.1恒+1.4吊装荷载下缘应力图（MPa）
◆联接系
图81.1恒+1.4吊装荷载上缘应力图（MPa）
图91.1恒+1.4吊装荷载下缘应力图（MPa）
◆结构总体应力图
图101.1恒+1.4吊装荷载上缘应力图（MPa）
图111.1恒+1.4吊装荷载下缘应力图（MPa）
立柱最大应力为84.9MPa（压应力）。
联接系最大应力为78.6MPa（压应力）。
5.2.3.2、刚度验算
考虑吊装过程中的竖向荷载组合，得到的立柱横向挠度最大值为2.9mm,，所以支架刚度满足要求。
图121.1恒+1.1吊装荷载立柱横向挠度（mm）
5.2.3.3、稳定性验算
采用MidasCivil2006进行结构一类稳定性分析（LinearBucklingAnalysis），求解结构的临界荷载安全系数（CriticalLoadFactor）和分析临界荷载安全系数对应的屈曲模态（BucklingModeShape）。
在一定的变形状态下，结构的静力平衡方程可以写成如下的形式：
[K]:
结构的切线刚度矩阵
[KG]:
结构几何刚度矩阵
{U}:
结构的整体位移向量
{P}:
结构外荷载向量
结构的几何刚度矩阵通过各个单元的几何刚度矩阵相加而得。
结构的几何刚度矩阵表示结构在变形状态的刚度变化，与施加的荷载有直接的关系。
结构受压时刚度减小，反之增加。
当结构达到分支点失稳时，结构的几何刚度矩阵可以表示为荷载系数和受荷载作用时结构的几何刚度矩阵的乘积。
通过特征值分析得到的特征值就是结构的临界荷载，特征向量便是结构失稳对应的屈曲模态。
最不利情况一下第一步计算采用恒载和活载一起倍增的方式求解结构的稳定系数。
计算表明，结构稳定系数大于33.2，一阶失稳模态为立柱的失稳。
图13结构一阶失稳模态局部屈曲稳定系数33.2
图14结构二阶失稳模态局部屈曲稳定系数38.4
图15结构三阶失稳模态局部屈曲稳定系数42.2
5.2.3.4、支座反力
为配合基础验算，提取第一步荷载组合作用下，结构支座反力，单位为t。
表1与图16配合使用。
图16支座位置编号示意图
表1支座节点反力表
5.2.4、钢箱梁支架验算（第二步计算）
5.2.4.1、强度验算
钢箱梁调解时，6个千斤顶分布置在分配梁上，根据公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）的要求，施工荷载的不均衡系数，钢箱梁自重分项系数取1.1。
图17吊装支架荷载模拟图
◆分配梁
图181.1恒+1.1吊装荷载上缘应力图（MPa）
图191.1恒+1.1吊装荷载下缘应力图（MPa）
图201.1恒+1.1吊装荷载上缘应力图（MPa）
图211.1恒+1.1吊装荷载下缘应力图（MPa）
图221.1恒+1.1吊装荷载上缘应力图（MPa）
图231.1恒+1.1吊装荷载下缘应力图（MPa）
图241.1恒+1.1吊装荷载上缘应力图（MPa）
图251.1恒+1.4吊装荷载下缘应力图（MPa）
分配梁最大应力为69.1MPa（拉应力）
立柱最大应力为78.9MPa（压应力）。
联接系最大应力为122.9MPa（压应力）。
5.2.4.2、刚度验算
考虑吊装过程中的竖向荷载组合，得到的立柱竖向挠度最大值为12.3mm,
，所以支架刚度满足要求。
图261.1恒+1.1吊装荷载分配梁竖向挠度（mm）
5.2.4.3、稳定性验算
最不利情况一下第二步计算采用恒载和活载一起倍增的方式求解结构的稳定系数。
计算表明，结构稳定系数大于9.9，一阶失稳模态为分配梁的局部失稳。
图27结构一阶失稳模态局部屈曲稳定系数9.9
图28结构二阶失稳模态局部屈曲稳定系数9.9
图29结构三阶失稳模态局部屈曲稳定系数11.4
5.2.4.4、支座反力
表1与图30配合使用。
图30支座位置编号示意图
5.2.5、结论
MidasCivil2006仿真计算表明，1.1结构自重+1.4吊装荷载作用下：
1）结构最大应力为84.9MPa，强度满足要求。
2）竖向荷载作用下支架竖向挠度2.9，刚度满足施工荷载的需求。
3）恒载和施工荷载一起倍增的情况下，结构安全系数大于33.2，满足施工要求。
MidasCivil2006仿真计算表明，调整梁段高程时1.1结构自重+1.1钢箱梁荷载作用下：
1）结构最大应力为122.9MPa，强度满足要求。
2）竖向荷载作用下支架竖向挠度
，刚度满足施工荷载的需求。
3）恒载和施工荷载一起倍增的情况下，结构安全系数大于9.9，满足施工要求。
5.3、钢箱梁最不利情况二支架计算
通过最不利情况一的计算结论，可以得出，如果调解梁段高程时立柱强度、刚度、稳定性满足要求。
吊装梁段时支架一定满足要求。
因此，最不利情况二只计算调解梁段高程时的支架强度、刚度和稳定性。
5.3.1、模型说明
图31计算模型图
5.3.2、计算荷载
图32吊装支架荷载模拟图
5.3.3、钢箱梁支架验算
5.3.3.1、强度验算
根据公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）的要求，考虑到吊装的冲击系数和施工荷载的不均衡系数，箱梁自重分项系数取1.1。
图331.1恒+1.1吊装荷载上缘应力图（MPa）
图341.1恒+1.1吊装荷载下缘应力图（MPa）
图351.1恒+1.1吊装荷载上缘应力图（MPa）
图361.1恒+1.1吊装荷载下缘应力图（MPa）
图371.1恒+1.1吊装荷载上缘应力图（MPa）
图381.1恒+1.1吊装荷载下缘应力图（MPa）
图391.1恒+1.1吊装荷载上缘应
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