钢桁梁转体施工设计计算书Word文件下载.docx
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横梁梁高2500mm。
纵梁间联结系梁高1700mm。
横梁通过整体节点板内侧焊有与横梁连接的板，采用螺栓拼接。
纵梁与横梁上伸出板，在下缘、腹板采用螺栓拼接，上翼缘采用焊接。
纵梁上翼缘在桥面板预留孔处焊有剪力钉以固定RPC混凝土桥面板。
为减小桥面系与主桁共同作用的影响，在E10、E10’节间设有活动纵梁。
（3）上平纵联
上平联由斜杆（420（16）*400（12））和横撑（460（16）*400（12））组成，均为焊接工字型截面，平联梁高400mm，顶板厚16mm，腹板厚12mm。
上、下平纵联的斜杆及支撑杆均为工字型截面，采用交叉式。
为便于施工，杆件采用对拼式与平联节点板相连，上、下平纵联节点板焊于整体节点板上，焊后必须打磨匀顺。
在E6、E6’节点处设有制动联结系，以承受制动力。
（4）桥门架及横联
桥门架和横向联结系构件均为焊接H型，截面高400mm，宽350mm，板厚10mm。
（5）支座及抗震措施
a.采用TQZ-G-22000-GD（固定）、ZX（纵向活动）、HX（横向活动）、DX（多向活动）球型钢支座各1个。
纵向活动位移量为±
200mm，横向活动位移量为±
50mm。
b.为保证梁部结构在地震作用等特殊荷载下的安全性能，在梁与墩之间设置防落梁设施。
1.3主要施工方法简介
本次设计采用转体施工：
在24#墩设置转盘，在顺既有线满足桥跨布置要求位置增设临时墩，临时墩顶以拖船作为临时支座，在24#墩与临时墩之间搭设支架，拼接钢桁梁，拼接好的钢桁梁与24#→25#墩中心线成150角。
在临时墩与25号墩之间搭设滑道梁，在滑道梁上铺设轨道。
拆除支架，以24#墩转盘为旋转中心将钢梁平转至设计位置。
拆除轨道及滑道梁，安装永久支座。
（1）从24#墩到临时墩沿既有线路肩铺设龙门吊轨道并安装龙门吊，在顺既有线满足桥跨布置要求位置增设临时墩，24#墩与临时墩之间膺架采用钢管桩桩基础，其中在每个节点基础采用φ609mm、δ=8mm钢管，每桁节点下布置2根。
由于支点反力大，桩顶需设置强大的分配梁才能将集中力均匀地传到每根钢管桩上，分配梁分采用I40b工字钢组焊而成，在支点及集中荷载处设加劲板；
为增加稳定性，钢管支架之间设［16a槽钢联结系。
支墩顶部设置型钢分配梁及千斤顶，以调整钢桁梁节点标高及整体线型。
24#→临时墩支架布置见图1-2。
（2）在临时墩与25号墩之间搭设滑道梁，在滑道梁上铺设轨道
滑道拟采用钻孔桩基础，钢筋混凝土立柱；
滑道梁采用万能杆件拼装桁架或自制钢桁梁，跨越既有线部分滑道梁下部净空，应满足铁路限界要求；
跨越既有线部分的滑道梁，预先拼装成整体。
（3）架梁吊机及走道
28m跨龙门吊具有提升、变幅、整机前移及锚固的功能。
吊机一次前移站位，完成一个钢梁的架设。
龙门吊自重80t，额定起重量40t，起升速度0-30m/min；
额定起重量时最大吊距35m，轨距28m，吊机的结构见图1-3龙门吊示意图。
2.荷载计算及组合
2.1荷载分析
2.1.1恒载
结构自重G=26400KN。
3.1.2临时荷载及分布
（1）下弦运料道、人员走道、人群、安全网：
已拼装梁段全长范围内布置q1=4.5kN/（桁.m）。
（2）上弦人员走道：
已拼装梁段全长范围内布置q2=3.0kN/（桁.m）。
2.1.3荷载组合
按承载力极限状态设计，基本组合为1.2G+1.4（q1+q2）。
2.2结构计算
工况：
钢横梁采用龙门吊机拼装，临时墩及荷载如图2-1所示。
计算：
临时支墩支反力R；
图2-1荷载示意图
2.3工况计算结果
2.3.1计算模型
采用MIDAS程序对各工况结构进行空间有限元分析计算，计算模型见图2-2：
图2-2钢横梁分析计算模型
2.3.2工况计算结果
临时支墩采用龙门吊机悬拼，经计算各悬拼工况下临时支墩支反力如图2-3。
图2-3临时支墩支反力
临时支墩支反力R控制值：
Rmax=1806kN
3.临时支墩设计与计算
3.1钢管桩设计计算
每个支墩位置设置双排钢管桩，钢管桩之间用型钢连接。
钢管桩的布置如图5.1-1。
单根钢管桩竖向荷载大小为P=1806/2=903KN。
钢管采用Φ609×
8mm钢管，按钢管最大计算长度12m计算，面积
，
回转半径为：
长细比：
查《钢结构设计规范》（GB50017-2003），得
.
强度验算：
满足要求。
稳定性验算：
，满足要求。
3.2钢管桩入土深度计算
按正常使用极限状态下的标准组合，单根钢管桩竖向荷载大小为P=1495/2=748KN。
根据建筑桩基技术规范JGJ94-2008，桩基竖向承载力需符合下列要求：
当
<
5时，
≥5时，
式中：
Quk——单桩轴向受压容许承载力（kN）；
——桩侧第
层土的极限侧阻力标准值（kPa）；
——极限端阻力标准值（kPa）；
——桩端土塞效应系数；
——桩端进入持力层深度（m）；
U——桩的周长（m）；
——地面以下各土层厚度（m）；
有效桩长从原地面向下计算。
承载力计算时不计钢管桩端承力，则沉桩容许承载力为：
，地质资料取05-ZD-14536钻探点（24-临时墩），该点地面高程为999.829m。
临时支墩入土深度：
层数
土层情况
厚度（m）
极限摩阻力
（kPa）
第一层
粉质粘土
8.5
30
第二层
稍密细砂
10
50
拟设计采用采用Φ609×
8mm钢管桩，桩长15m。
故单桩竖向承载力值为：
符合要求，故钢管桩入土深度为15m，桩底标高取984.829m。
4.滑船设计计算
滑船由MGE高分子材料滑板、钢板、工字钢组成，具体结构尺寸如图4-1。
4.1荷载分析
解除中间钢管桩临时支撑，钢横梁由4个滑船支撑，每个支点所承受的荷载设计值为：
R=1.2*26400/4=7920KN
MGE材料滑板在干态情况下摩擦力最大，分静摩擦力和动摩擦力，其中静摩擦力大于动摩擦力，为验算控制工况，摩擦力系数取0.06。
转体系统的布置如图4-2，根据力的平衡条件，千斤顶的顶推力矩等于摩擦力矩。
即：
P——千斤顶顶推力；
——滑船摩擦力，
；
L——大旋转半径，L=132m；
l——小旋转半径，l=6.5m
图4-2转体系统布置示意图
带入数据计算得，千斤顶的顶推力
选用最大工作荷载不低于150t的千斤顶。
4.2单个滑船的承压能力验算
4.2.1I28b工字钢验算
滑船拖梁由7榀长1m的I28b工字钢组成，工字钢翼板位置焊接5道δ12mm加劲板。
钢横梁荷载通过δ20mm钢板传递到I28b工字钢拖梁上，视为工字钢均匀受压。
工字钢腹板位置为受压薄弱环节，每榀工字钢腹板的承压强度为
满足要求
工字钢翼板位置每隔200mm焊接一道加劲肋，受压翼缘的自由长度
与其宽度
之比
，故不需计算工字钢的整体稳定性。
，故不需计算工字钢的局部稳定性。
4.2.2MGE高分子材料滑板
上部荷载通过钢板、工字钢均匀传递到5cm厚∅960MGE高分子材料滑板上，滑板与不锈钢板接触面做成20*20mm圆弧角，滑板所承受的压应力为：
4.3顶推系统验算
4.3.12I36a工字钢后锚梁验算
后锚梁由双榀I36a工字钢焊接加强板组成，计算跨径1.3m。
千斤顶的顶推力即为后锚梁所受的节点反力，P=997KN。
计算图式如图4-3至图4-8。
图4-3受力简图
图4-4弯矩图
图4-5剪力图
图4-6弯矩应力图
图4-7剪应力图
图4-8变形图
4.3.2连接杆验算
连接杆为两道Φ245×
10钢管，钢管长11.5m。
每根钢管所受的轴向力为
钢管采用Φ245×
10mm钢管，面积
。
稳定性验算;
4.3.3千斤顶反力装置验算
沿滑到每隔900mm，在滑道两侧设置一个千斤顶反力装置，正面挡板为δ20mmQ235钢板，侧面挡板为δ30mmQ235钢板，侧面加劲板为δ12mmQ235钢板。
反力装置焊接在钢滑道梁上，采用双面焊缝，焊角尺寸
，沿底角四周满焊。
截面尺寸如图4-9。
图4-9千斤顶反力装置尺寸图（单位：
mm）
（1）截面应力验算
千斤顶反力装置与后锚梁接触面上的压应力为：
，受力图示如图4-10。
应力计算结果如图4-11。
图4-10反力装置受力图示
图4-11组合应力图
在肋脚位置进行局部加强焊接，可以满足要求。
（2）焊缝验算
焊缝的计算厚度如图4-12所示。
图4-12焊缝有效面尺寸图
最大正应力为
最大剪应力为
最大折算应力
满足要求。
4.3.4连接绞的耳板和销轴验算
耳板所承受的最大压为P=997KN，上下耳板采用22mm厚的Q345B钢板，中耳板采用40mm厚的Q345B钢板。
其截面大样如图4-12所示。
为确保结构安全，要求吊耳各项指标须具有2.5倍以上的安全系数。
图4-12耳板、销轴大样图
（1）耳板计算
如图所示，局部挤压应力的最不利位置在吊耳与销轴的结合处，其强度验算式。
——局部挤压应力；
P——设计荷载；
t——吊耳厚度，
d——销轴直径，取100mm
φ——局部挤压系数，根据李国豪编写的《钢桥设计》取0.788；
fce——钢材端面承压强度设计值，取400MPa.
则
，合格。
安全系数
，安全。
（2）销轴计算
销轴采用40Cr，φ95销轴，
剪应力：
，故满足要求。
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