高架桥主桥挂蓝设计计算书文档格式.docx
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2600=1378
4
底板砼理论重量×
动载系数1.2×
超载系数1.05
1736
5
施工荷载
250
6
荷载取值q（纵梁间距为0.645米）
（78.5+1736+250）×
0.645+43.4=1375
2、普通纵梁（箱梁两腹板中间段）强度计算（图1示）
RA=qcb/LRB=qca/L
Mmax=qcb[d+cb/（2L）]/L
=13750×
10-3×
4113×
2556.5×
[887+4113×
2556.5/（2×
5500）]/5500
=4.84×
107N.mm
纵梁选用I28a工字钢,其截面特性为:
Wx=5.08×
105mm3
Ix=7.114×
107mm4
σ=Mmax/Wx=95.3MPa<
188.5MPa
3、普通纵梁刚度计算
当x=d+cb／L=2798.8时（弯矩最大处），挠度最大。
fmax=qcb[（4L-4b2/L-c2/L）x-4x3/L+（x-d）4/（bc）]/（24EI）
=10.3mm<
L／400=13.75mm
刚度满足要求。
4、加强型纵梁（箱梁腹板下方）受力分析：
kg／m2
kg／m
52
2600×
1.2×
1.05=1736.3
单侧腹板重量
（4.185-0.530）×
2600=9503
（4）项×
动载系数1.2
×
11973.8
人群、机具荷载
7
荷载取值q（腹板下侧布置3条纵梁，间距0.268m）
q=52+（78.5+1736.3+11973.8
+250）×
0.268=3814
5、加强型纵梁（箱梁腹板正下方）强度计算
加强型纵梁采用I32a工字钢两侧加焊δ10mm厚钢板，其组合截面特性:
Wx=6.922×
105+2×
10×
3202/6=10.335×
Ix=1.1×
108+2×
3203/12=1.65×
108mm4
其受力示意图如图2示：
Mmax=qcb[d+cb／（2L）]／L
=38140×
[887+4113
=13.4×
107N.mm
σ=Mmax/Wx=129.7MPa<
满足要求
6、加强型纵梁（腹板下方）
刚度计算
钢材弹性模量E=2.1×
105MPa
当x=d+cb／L=2798.8mm时（弯矩最大处）
=12.3mm<
L/400=13.75mm
满足要求。
三、前托梁计算
1、前托梁受力分析
普通纵梁传给前托梁的荷载
kg
RAI=q×
c×
b/L
=1375×
4.113×
2.5565/5.5
=2628.7
将1项化为作用于前托梁的均布荷载（纵梁间距为0.645m）
2628.7/0.645=4075.5
前托梁自重
120
作用于前托梁的均布荷载q
4075.5+120=4195.5
腹板下方加强型纵梁传至前托梁的支座反力
RA2=q×
=3814×
2.556/5.5
=7290.2
将5项化成集中荷载P
（假设纵梁连成一体）
P=7290.2×
3=21871
2、前托梁强度的计算
对前托梁进行受力分析时,不考虑工作梁带来的荷载（很小）,则前托梁受力示意图如图3所示。
2.1悬臂端最大弯距发生在支座A处截面，其值为：
MA=q×
a2/2+pb
=4195.5×
0.77752/2+21871
0.4775=11711.5kg.m
最大剪力发生在支座A处截面,其值为:
Qmax=p+qa=21871+4195.5×
0.7775=25133kg
跨中最大弯矩值:
M=ql2[1-4×
（0.7775/6.445）2]/8-Pa
6.4452×
[1-4×
0.7775/6.445）2]/8-21871×
0.7775
=3511.3kg.m
2.2前托梁的截面特性
前托梁的断面要素如图4所示，
槽钢[25b的截面特性：
A1=3991mm2
Wx1=2.82×
105mm3Ix1=3.53×
组合截面特性：
A=2×
3991+280×
2=13582mm2
Ix=2Ix1+（280×
103/12+1302×
280×
10）×
2=1.65×
108mm4
Wx=2IX/h=1.65×
108／135=1.22×
106mm3
2.3强度校核
最大弯应力：
σ=Mmax／Wx=11711.5×
104／（1.22×
106）=96.0MPa<
3、前托梁刚度校核
前托梁悬臂端的挠度：
f1=pb2L×
（3+2b/c）／（6EI）+qaL3[-1+6（a/c）2+3（a/c）3]／（24EI）
=218710×
477.52×
6445×
（3+2×
477.5/6445）/（6×
2.1×
105
1.65×
108）+41.955×
777.5×
64453×
[-1+6×
（777.5/6445）2+
3×
（777.5/6445）3]/（24×
105×
108）
=4.87-9.53=-4.66mm（向上）
前托梁跨中的挠度:
f2=qL4[5-24（a/c）2]（384EI）-pbL2/（8EL）
=41.955×
64454×
（5-24×
777.52/64452）/（384×
-218710×
477.5×
64452/（8×
=25.3-15.6=9.7mm<
L/400=16.1mm。
四、后托梁计算
1、后托梁受力分析
普通纵梁传给后托梁的荷载
Rb1=q×
a/L=1375×
2.9435/5.5
=3026.7
将1项化为作用于后托梁的均布荷载（纵梁间距为0.645m）
3026.7/0.645=4692.5
后托梁自重
作用于后托梁的均布荷载q
4692.5+120=4812.5
腹板下方加强型纵梁传至后托梁的支座反力
Rb2=q×
a/L=3814×
=8395.4
将5项化成集中荷载P（假设4条纵梁连成一体）
P=8395.4×
3=25186.2
2、后托梁强度校核
后托梁两端的吊点主要用于空载移篮。
在浇筑砼时，两端所受的力比较小，其荷载由底篮后锚所承受，所以对后托梁计算时，可按图5的受力示意图进行分析。
2.1悬臂端最大弯矩：
Ml=q×
m12／2+pm2
=4812.5×
0.92／2+25186.2×
0.6
=17060.8kg.m
跨中最大弯矩值：
MA=ql2[1-4×
（0.9/6.2）2]/8-Pm
6.22×
［1-4×
（0.9/6.2）2］/8-25186.2×
=6063.3kg.m
2.2后托梁的断面特性：
后托梁选用与前托梁相同的断面，参见前托梁的断面特性。
由上可知：
Mmax=17060.8kg.m
最大弯曲应力：
σ=Mmax/Wx=17060.8×
106）
=139.8MPa<
188.5MPa2.4后托梁刚度校核
后托梁在图5示工况下悬臂端的挠度
f1=Pb2L（3+2b/c）／（6E1）+qaL3[-l+6（a/c）2+3（a/c）3]／（24EI）
=251862×
6002×
6200×
600/6200）/（6×
108）+48.125×
900×
62003×
（-1+6×
9002/62002+3×
9003/62003）/（24×
=8.6-10.7=-2.1mm（向上）
后托梁跨中的挠度
f2=qL4[5-24（a/c）2]／（384EI）-pbL2/（8EI）
=48.125×
62004×
9002/62002）/（384×
1.65
108）-251862×
600×
62002/8×
=24.0-21.0=3.0mm＜L/400=15.5mm
G84*2.06*105*1.65*108）-24301*100*62002/8*2.06*105*1.65*108_
五、纵梁与滑梁计算
1、纵梁计算
1.1纵梁的受力分析
箱梁节段翼板的最大重量乘1.2动载系数和1.05超载系数：
G1=[（0.9+0.5）×
0.6/2+（0.5+0.15）×
3.525/2]×
1.05=21096kg
侧模板自重约：
G2=2000kg
箱梁翼板重心距箱梁腹板外边缘的距离：
e=1570mm
箱梁翼板重量与侧模板重量传予内纵梁与外纵梁的荷载可近似成图6所示计算。
内纵梁承受的荷载为：
P1=RA=（G1+G2）×
1130/1950
=13383.8kg
外纵梁共2条，单条外纵梁承受的荷载为：
P2=RB／2=（Gl+G2）×
820×
0.5／1950
=4856.1kg
1.1.1内纵梁
浇筑砼时内纵梁受力示意图如图7所示
ql=P1/4.113+72=3326kg/m
=3326×
[887+（4113×
2556.5）/（2×
=1.17×
108N.mm内纵梁选用I36a工字钢，其断面特性：
Wx=8.75×
105mm3Ix=1.576×
σ=Mmax／Wx=1.1×
108／（8.75×
105）=134MPa<
强度满足要求。
刚度检算：
当x=d+cb／L=2798.8mm时（弯矩最大处），挠度最大：
fmax=q1cb[（4L-4b2/L-c2/L）x-4x3/L+（x-d）4/（bc）]/（24EI）
=11.0mm<
1.1.2外纵梁
外纵梁受力示意图如图8所示
q2=4856.1／4.113+3l
=1211.7kg.m
=4.26×
外纵梁选用工字钢I25a，其断面特性：
IT\\.1
Wx=4.02×
105mm3IT\\.1
Ix=5.02×
外纵梁强度:
σ=Mmax／Wx=4.26×
107／4.02×
105=106.0MPa<
fmax=q2cb[（4L-4b2/L-c2/L）x-4x3/L+（x-d）4/（bc）]/（24EI）
=12.5mm<
2、滑梁计算
2.1滑梁受力分析
箱梁顶部砼通过内模传给单条滑梁的荷载：
0.6／2+（0.5+0.25）×
1.5／2+0．25×
1.3]×
1.05
=17617.5kg
内模自重传给单条滑梁的荷载
G2=2400／2=1200kg
2.2滑梁度和刚度计算
滑梁在砼浇筑时，其受力示意图如图
9所示
q3=（G1+G2）/4.113+60
=（17617.5+1200）/4.113+60=4635kg/m
Mmax=q3cb[d+cb／（2L）]／L=1.63×
108N.mm
滑梁采用I40a工字钢，其断面特性为
Wx=10.90×
105mm3Ix=2.172×
滑梁强度：
σ=Mmax/Wx=1.63×
108/（10.90×
105）
=149.5MPa<
fmax=q3cb[（4L-4b2/L-c2/L）x-4x3/L+（x-d）4/（bc）]/（24EI）
=11.1mm<
六、分配梁与吊带计算
1、分配梁7
由内纵梁传予分配梁7的荷载（参见图7）
R1=q1cb／L=3326×
2.5526／5.5=6358.6kg
单条外纵梁传予分配梁7的荷载：
R2=q2cb／L=1211.7×
2.5565／5.5=2316.5kg
分配梁7的受力示意图如图10所示：
RA=3107.3kgRB=7884.3kg
跨中弯矩：
Ml=RB×
1100-R1×
1300=7884.3
1100-6358.6×
1300
=4.07×
106N．mm
悬臂端最大弯矩：
M2=Rl×
200=63586×
200=1.27×
107N．mm
分配梁7选用两条槽钢[12.6，槽钢[12.6的断面特性:
Wx=6.214×
104mm3Ix=3.91×
106mm4
分配梁7的强度：
σ=M2/（2Wx）=1.18×
107／（2×
6.214×
104）=94.9MPa<
188.5MPa满足要求。
2、分配梁2
由分配梁7通寸Φ32预应力钢筋传予分配梁2的荷载（参见图10）
RA=3107.3kgRB=7884.3kg
分配梁2的受力示意图如图12所示：
Rc=（RA×
2350+RB×
150）／2500
=（3107.3×
2350+7884.3×
150）/2500
=3393.9kgRD=7597.7kg
Mmax=3393.9×
1250-3107.3×
1100=8.24×
106N.mm
分配梁2选用两条[10槽钢，[10槽钢的断面特性：
Wx=3.97×
104mm3Ix=1.98×
分配梁2的强度：
σ=Mmax／（2Wx）=8.24×
106／（2×
3.97×
104）=103.8MPa<
3.分配梁4
分配梁4用于空篮时对侧模板与纵梁进行调整，分配梁4所受的荷载较小，拟选定分配梁4用两条槽钢[8即可满足要求。
4.分配梁1
由前托梁通过Φ32预应力钢筋传至分配梁1的荷载（参见图3）
R1=P+qL／2=21871+4195.5×
8／2=38653kg由内滑梁通过Φ32预应力钢筋传至分配梁1的荷载（参见图9）
R2=q3ca／L=4635×
2.9435／5.5
=10202.6kg
分配梁1的受力示意图如图13所示。
RE=（R1×
819.5+R2×
520）／1397
=26472.1kg
RF=22383.5kg
Mmax=RE×
577.5=264721×
577.5=1.53×
108N．mm
分配梁1选用两条工字钢I32a，工字钢I32a的断面特性：
Wx=6.92×
105mm3Ix=11.08×
分配梁1的强度：
σ=Mmax／（2Wx）=1.53×
108／（2×
6.92×
105）=110.5MPa<
5.分配粱5
分配梁5仅用于空篮时对底篮与内模进行调整，选定两条槽钢[10即可。
6.分配梁8
分配梁8的受力状况同分配梁7,可选用相同的断面。
7．分配梁3
分配梁3主要承受移篮时的部分侧模与部份底模传来的荷载，此荷载较小，分配梁3选用两条槽钢[10即可。
8．分配梁6
分配梁6用于空篮时对底模与侧模进行调整，选定两条槽钢[8即可。
9．Ф32预应力钢筋
据以上分析可知，前托梁处的预应力筋承受的荷载为最大，单根预应力筋所承受的最大荷载（参见图3）。
N=（P+qL／2）／2=（21871+4195.5×
8/2）/2=19326.5kg
σ=N/A=（193265×
4）/（3.14×
322）=240.4MPaФ32预应力钢筋的标准强[σ]=750MPa
安全系数n=[σ]／σ=750／240.4=3.2
10．钢吊带
分配梁2处的单条钢吊带I所承受的最大荷载（参见图12）。
F=RD=7597.7kg
σ=F／A=75977／（100×
20）=38.0MPa<
1.3×
140=182MPa
安全系数η=182／38.0=4.8
分配梁1处的单条钢吊带II所承受的最大荷载（参见图13）。
F=RE=26472.1kg
σ=F／A=264721／（110×
20×
2）=60.2MPa<
安全系数n=182/60.2=3.02
11．后托梁锚杆与锚梁
后托梁锚杆所受的最大荷载（参见图5）。
F=P+ql/2
=25186.2+4812.5×
8/2
=44436.2kg
σ=F／A=444362×
4/（3.14×
702）=115.5MPa
锚杆材料采用40Cr,容许应力[σ]=785MPa
安全系数η=[σ]／σ=6.8
后锚梁仅在空载时调节底模所用,采用两条槽钢[8可满足要求。
七、主桁架横梁计算
1、前横梁
前横梁承受由钢吊带传来的荷载，前横梁受力示意图如图14所示
F1=33939N（分配梁2通过钢吊带I传来的力）
F2=75977N（分配梁2通过钢吊带I传予前横梁）
F3=264721N（直接传予主桁架，可不考虑其作用于前横梁）
F4=223835N（分配梁1通过钢吊带II传予前横梁）
下面分别对各杆件的轴力进行计算：
支座反力：
F支=-（Fl+F2+F4）=-330.6kN
对A点：
α1=27.4740
FABCOSα1+FAC=0
FABSinα1=F1
FAB=73.57kN（拉）RnAC周
FAC=-65.27kN（压）RnAC周
对C点:
FBC=0kN（拉）RnAC周0260FCD=FAC=-65.27kN（压）RnAC周
对D点:
FBD=75.98kN（拉）RnAC周
FDE=FCD=-65.27kN（压）
对B点
α2=62.5260α3=52.4310
FABCosα2+FBESina+FBD=0
FABSinα2=FBF+FBECosa3
FBE=-138.68KN（压）FBF=149.83KN（拉）
对F点:
FBF=FFG=149.83KN（拉）
FEF=0（EF杆为0BECosa零杆）
对E点：
a3=52.4310a4=40.530
FDE+FBECosa3=FEH+FEGCOSa4
F支=FBESina3+FEGSina4+FEF
FEG=-339.6kN（压）
FEH=108.3KN（拉）
对H点：
FGH=F4=223.84kN（拉）
FHJ=FEH=108.3kN（拉）
对G点：
α5=41.230
FFG+FEGCosα5=FGI+FGjCosα5
FGH+FEGSinα5+FGJSinα5=0
FGI=-105.6（压）FGJ=0kN（FI杆为0杆）
对I点：
FIK=FGI=-105.6KNFIJ=0KN对J点：
FJL=FHJ=105.6kN（拉）
由上面分析可列出前横梁各杆件的轴力如图15所示：
前横梁材料采用16Mn钢,容许轴向应力取1.2[σ]=1.2×
200=240MPa
由图15可得杆件最大轴力为Nmax=339.6kN
前横梁杆件有三种断面：
口120×
120×
8mm
6mm
4mm
取最不利情况来验算（杆件断面形状为口120×
4mm时）:
σ=Nmax／A=3.396×
105／1856=183MPa<
240MPa
2．后横梁
后横梁在砼浇筑时，承载极小。
在挂篮前移时，其承受部分底模重与部分侧模重，所受的荷载也较小，所以后横梁杆件均选用口120×
6mm，后横梁强度已足够满足要求，无需再对其进行校核。
八、主桁架计算
1．荷载分析
单榀主桁架承受由前横梁传来的荷载（参见图14）
F=F1+F2+F3+F4=3.3939+7.5977+26.4721+22.3835=59.8t
主桁架受力示意图如图16所示：
FA
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