长沙理工大学特大桥64米0#块托架计算Word文档格式.docx

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设备及人工荷载：

P3=250kg/m2=2.5kN/m2

砼浇注冲击及振捣荷载：

P4=200kg/m2=2kN/m2

则有P=（P1+P2+P3+P4）=143.728kN/m2

W=bh2/6=10×

225/6=375cm3

由梁正应力计算公式得：

σ=qL2/8W=（153.4×

0.3）×

1000×

0.452/8×

375×

10-6

=3.1Mpa＜[σ]=11Mpa强度满足要求；

由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：

τ=3Q/2A=3×

（153.4×

103×

（0.45/2）/2×

10×

15×

10-4

=1.04Mpa＜[τ]=1.9Mpa（参考一般木质）强度满足要求；

由矩形简支梁挠度计算公式得：

E=0.09×

105Mpa；

I=bh3/12=2812.5cm4

fmax=5qL4/384EI=5×

0.454/384×

2812.5×

10-8×

1×

1010

=0.87mm＜[f]=1.1mm（[f]=L/400）刚度满足要求。

2、Ⅰ20b纵梁计算

Ⅰ20b工字钢弹性模量：

E=2.1×

105MPa；

弯曲容许应力：

［

］=205Mpa；

剪应力［τ］=125Mpa；

截面惯量W=250cm3；

惯性矩Ix=2502cm4；

如图所示：

最不利条件为腹板底部，腹板底部Ⅰ20b工字钢间距为0.4m，故每组工字钢承担0.4m箱梁腹板重量，则每1组工字钢均布荷载：

腹板部分高度为5.65m，q＝5.65×

0.4×

26＝58.8KN/m

底模及木楞重量按2.5KN/m2计算，均布力为2.5×

0.4=1KN/m

取不均匀分配系数1.2：

q'

=（58.8+1）×

1.2＝71.8KN/m

跨度为1.14+0.82+1.23+0.78+1.03m

弯矩图：

最大弯矩：

Mmax=38.09KN·

m

满足要求

剪力图：

最大剪力：

Qmax=76.46KN

最大挠度：

f=5ql4/384EIx=0.66mm〈1.95mm（l/400），故挠度满足要求。

3、横梁计算

根据纵梁计算图示，可得相对于横梁的支座反力，分别为：

即5号横梁受力最大，占整个受力的41.9%，所以主要验算5号横梁。

I40b工字钢弹性模量：

截面惯量W=1139cm3；

惯性矩Ix=22781cm4；

根据横断面图：

⑴、腹板底部荷载

箱梁腹板底部Ⅰ20b工字钢共3组，每1组工字钢承受荷载：

腹板部分高度为6.5m，混凝土荷载为5.65×

3×

0.8×

25/3＝113KN

底模、木楞及纵梁重量按5KN/m2计算，5×

0.8/3=4KN

P=（113+4）×

1.2＝140.4KN

则作用于5号横梁上腹板位置集中荷载P1=140.4×

41.9%=58.8KN

⑵、底板底部荷载

底板底部Ⅰ20b工字钢共6组，每1组槽钢承受荷载：

底板及顶板部分合计高度为1.65m，，混凝土荷载为1.65×

6×

25/5＝19.8KN

0.4/5=2.4KN

P=（19.8+2.4）×

1.2＝26.6KN

则作用于5号横梁上底板位置集中荷载P1=26.6×

41.9%=11.1KN

⑶、翼板位置荷载

翼板位置下横梁主要承受翼板混凝土及外侧模板重量，共2道工字钢承担，每一道工字钢承受荷载：

翼板混凝土横断面面积1.95m2，；

混凝土荷载为1.95×

25/2=73.1KN

外侧模板重量为30KN；

P=（73.1+30）×

1.2＝123.7KN

则作用于5号横梁上翼板位置集中荷载P1=123.7×

41.9%=51.8KN

跨度为1+3+4+3+1m

Mmax=67.38KN·

最大剪力：

Qmax=117.6KN

f=5ql4/384EIx=5.4mm〈12.5mm（l/400），故挠度满足要求。

4、桁架计算[36a

桁架采用双肢[36a，E=2.1×

截面惯量W=659.7cm3；

惯性矩Ix=11874cm4；

0号块每侧悬臂端下设置2组桁架+2根立柱（翼缘板下），则每一组桁架荷载为：

混凝土荷载：

14.64×

4×

26/2=761.3KN；

底模、木楞、纵梁及横梁重量按10KN/m2计算，10×

6.5/3=65KN；

外模、内模重量：

（120+100）/2=110KN；

P=（761.3+65+110）×

1.2＝1123.5KN

轴力图：

最大轴力：

N=348.18KN

已知1.51m，i=13.96cm，长细比为λ=l/i=1.51/13.96=10.8，查表可得

=0.985 

则

满足要求。

Mmax=106.3KN·

Qmax=345.6KN

最大挠度：

f=5ql4/384EIx=1.5mm〈3.8mm（l/400），故挠度满足要求。

5、立柱计算

钢管立柱最高高度为15.4m；

单个钢管立柱最大荷载：

P=1123.5KN；

根据钢管受力情况，检算其压应力和压杆稳定性：

a钢管压应力：

b）钢管压杆稳定检算：

确定压杆柔度值：

惯性半径：

压杆柔度系数：

根据柔度λ=109.6，查得稳定系数φ=0.57，

计算压杆的稳定许用应力为：

[σ]st=φ[σ]=0.57×

205=116.85MPa

压杆压应力为：

σ=72.7MPa<

[σ]st=116.85MPa故压杆稳定。

④支架基础承载力计算

钢管立柱基础承载力计算

式中：

P上部结构传给基础顶面的压值，取钢管立柱荷载最大时，

Ab基底面积，取4m×

1.8m=7.2m2

［P0］设计承载力值35MPa。

（基础为C35混凝土）

附件3边跨现浇段支架计算

支架受力计算

本受力计算以边跨现浇段及梁高3.336m为基础。

⑴、底模板分布方木（10×

10cm）验算：

方木横桥向布置间距为20cm，计算跨径腹板下为30cm，跨中为30cm。

计算时按简支梁受力考虑，分别验算腹板对应位置和跨中对应位置。

①、腹板对应位置间距为20cm的方木受力验算：

（取30cm的跨径进行计算）

底模处砼箱梁荷载：

P1=3.25×

26=84.5kN/m2（按3.25m砼厚度计算）

砼浇注冲击及振捣荷载：

则有P=（P1+P2+P3+P4）=91kN/m2

100/6=167cm3

σ=qL2/8W=（91×

0.2）×

0.32/8×

167×

=1.1Mpa＜[σ]=8Mpa强度满足要求；

（91×

（0.3/2）/2×

=0.41Mpa＜[τ]=1.9Mpa（参考一般木质）

强度满足要求；

I=bh3/12=833cm4

fmax=5qL4/384EI=5×

0.34/384×

833×

=0.23mm＜[f]=0.75mm（[f]=L/400）刚度满足要求。

②、跨中对应位置间距为20cm的方木受力验算：

（取30cm的跨径进行计算）跨中底板和顶板砼总厚度为1m，考虑内模支撑和内模模板自重，木枋间距30cm，则有：

底模处砼箱梁荷载：

P1=1×

26=26kN/m2

内模支撑和模板荷载：

P2=400kg/m2=4kN/m2

设备及人工荷载：

P4=200kg/m2=2kN/m2

则有P=（P1+P2+P3+P4）=34.5kN/m2

σ=qL2/8W=（34.5×

10-6

=0.46Mpa＜[σ]=8Mpa强度满足要求；

（34.5×

=0.16Mpa＜[τ]=1.9Mpa（参考一般木质）

I=bh3/1=833cm4

fmax=5qL4/384EI=5×

=0.09mm＜[f]=0.75mm（[f]=L/400）

⑵、顶托纵梁（10cm×

15cm方木）验算：

根据支架布置，顶托纵梁的计算跨径为30cm，为简化计算按简支梁受力进行验算，实际为多跨连续梁受力，计算结果偏于安全，仅验算底模下腹板对应位置即可：

纵梁受力验算：

（跨径30cm，荷载分布宽度30cm）

根据腹板部位荷载为P=91kN/m2 

，跨中部位荷载为P=34.5kN/m2；

取荷载P=91kN/m2 

进行验算：

W=bh2/6=10×

152/6=375cm3

σ=qL2/8W=（91×

=0.8Mpa＜[σ]=8Mpa强度满足要求；

τ=3Q/2A=3×

（0.3/2）/2×

=0.41Mpa＜[τ]=1.9Mpa（参考一般木质）

强度满足要求；

E=0.09×

105 

Mpa；

I=bh3/12=2812.5cm4

=0.1mm＜[f]=0.75mm（[f]=L/400）

⑶、立杆强度验算：

钢管立杆（φ48×

3.5）的纵向间距为30cm，横向间距腹板下为30cm，跨中为30cm，因此单根立杆的最大承受力为：

跨中区域：

34.5×

0.3×

0.3=3.2KN；

腹板区域：

91×

0.3=8.2KN，箱梁荷载由纵梁集中传至杆顶。

根据受力分析,不难发现立杆最大受力在腹板区域，故以间距为30cm×

30cm立杆作为受力验算杆件。

由于大横杆步距为1.2m，长细比为λ=ι/i=1200/15.78=76，查表可得φ=0.610，则有：

[N]=φA[σ]=0.610×

489×

215×

10-3=64.1kN 

而Nmax=8.2kN，可见[N]＞N，

抗压强度满足要求。

另由压杆弹性变形计算公式得：

（按最大高度15m计算）

△L=NL/EA=8.2×

103/2.1×

105×

4.89×

102=1.2mm 

压缩变形很小

⑷、地基容许承载力验算：

支架钢管底托钢板垫10*10cm的方木的受力面积为300cm2，立杆最大受力8.2KN，单杆地基承载力要求达到273Kpa。

为了增加支架的安全性，对地基补强处理，填筑30cm的石渣，上面打20cm的混凝土，地基承载力达到2000Kpa以上，可以满足了地基承载力要求。

附件4安全通道的计算

1、荷载计算

⑴、I20b工字钢荷载为钢板重量及考虑荷载20T：

P1=90+200=290KN

⑵、I40b工字钢荷载为I20b工字钢重量、钢板重量及考虑荷载20T：

P2=P1+I20b重量=692KN

⑶、钢管柱荷载为I40b工字钢重量、I20b工字钢重量、钢板重量及考虑荷载20T：

P3=P1+I40b重量=782KN

2、过车通道支架受力计算

①、I20b工字钢做纵梁计算（按简支梁计算）

工字钢间距为30cm，可布置54根，可视为简支梁，受力分析简图如下：

则每根工字钢上受力为：

q=290×

1.2/（5×

54）=1.3KN/m（取不均匀分配系数为1.2）

工字钢在最不利荷载时的最大弯矩为：

M=0.8ql2（1-4（0.25/4.75）2）/8=2.9KN*m

弯曲应力为：

=11.6MPa≤［

］

挠度计算：

f=ql4（5-24（0.25/4.75）2）/384EIx=5.7mm〈11.8mm（l/400）

②、垫梁受力计算

惯性矩Ix=22781cm4；

q=692×

16）=10.38KN/m；

此时，利用结构力学求解器计算可得：

M=14.69KN*m

弯曲应力计算：

③、钢管立柱受力计算：

钢管立柱最高高度为5m；

单个钢管立柱荷载：

P=782/25=31.28KN；

根据柔度λ=90.9，查得稳定系数φ=0.645，

[σ]st=φ[σ]=0.645×

205=132.2MPa

σ=5.6MPa<

[σ]st=132.2MPa故压杆稳定。

Ab基底面积，取2m×

1m=2m2

［P0］设计承载力值25MPa。

（基础为C25混凝土）

通过验算，支架结构形式安全、可靠，满足施工需要。