边跨合龙段挂篮计算书410.docx

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边跨合龙段挂篮计算书410

国道110线乌海黄河特大桥

桥梁与互通工程

主桥边跨合龙段挂篮计算书

计算：

复核：

审核：

中铁一局集团有限公司

国道110线乌海黄河特大桥桥梁与互通工程项目经理部

2018年3月20日

一、工程概况

乌海黄河特大桥工程东起于规划中的110国道K1105+050与109国道之间的连接线LK19+400处，设置起点互通一座。

本项目桥梁部分包含正桥及互通立交桥梁，正桥起始里程K1105+613.5～K1106+743.5，全长1.13km。

主桥跨径布置为（120+220+120）m中央索面变高度混凝土连续箱梁部分斜拉桥，全长460m。

主梁横断面为变高度混凝土连续箱梁，单箱三室，外腹板为斜腹板，斜率为1:

3.209，中腹板为直腹板，梁高为4.0～8.5m（梁高为箱梁中心处高度，不含梁顶加厚块）。

顶板宽33.5m，底板变宽23.5～20.695，两侧挑臂各长4.0m，顶面设1.5%双向横坡。

1#、2#墩边跨合龙段长均为2m，底板宽23.5m，顶板宽33.5m，高为4.0m，顶板标准厚为0.3m，底板标准厚为0.28m，边腹板厚为0.65m，中腹板厚度为0.5m。

主桥2个边跨合龙段。

单个合龙段主要工程量：

钢筋约10t；φs15.2钢绞线76.9t；精轧螺纹钢0.56t；钢材19.8t。

合龙段采用C55混凝土，体积为58m3，重约152.1t。

二、计算依据

⑴国道110线乌海黄河特大桥桥梁与互通工程设计图；

⑵《简明施工计算手册》第四版；

⑶《路桥施工计算手册》；

⑷《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

⑸《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）。

三、结构设计原理

本设计按承载力极限状态法。

四、施工方案设计说明

主梁采用先施工边跨现浇段，再施工边跨合龙段，最后施工中跨合龙段的顺序，采用挂篮为合龙段托架进行主梁合龙施工。

边跨合龙示意图

五、结构计算

5.1设计计算参数

5.1.1箱梁断面尺寸

5.1.2砼荷载分布图

5.1.3恒载

⑴新浇混凝土自重：

⑵模板自重按

计

5.1.4活载

⑴施工人群机具荷载：

⑵振捣混凝土时产生的荷载：

水平模板：

，垂直模板：

⑶混凝土入模时水平方向冲击荷载：

5.1.5荷载分项系数

根据《路桥施工计算手册》恒载的分项系数取1.2，活载的分项系数取1.4。

5.1.6荷载组合

⑴翼缘板处底模上的荷载：

⑵中腹板处底模上的荷载：

⑶边腹板处底模上的荷载：

⑷中箱底板处底模上的荷载：

⑸边箱底板处底模上的荷载：

5.2钢材、焊缝强度设计值

参考：

《钢结构设计规范》GB50017-2003

PSB930精轧螺纹钢：

屈服强度930Mpa，抗拉强度1080Mpa。

表5.1-1钢材的强度设计值（N/mm2）

钢材

抗拉、抗压和抗弯f

抗剪fv

端面承压（刨平顶紧）fce

牌号

厚度或直径（mm）

Q235钢

≤16

215

125

325

＞16～40

205

120

＞40～60

200

115

＞60～100

190

110

六、整体结构计算

底板[10型钢分配梁的间距为0.3m，所以中腹板的线荷载为

，边腹板的线荷载为

，中箱底板的线荷载为

，边箱底板的线荷载为

。

6.1边跨现浇段支架验算

采用Sap2000分析，荷载按照边跨现浇段支架体系计算单中取值。

由于利用原挂篮结构，现只对悬挑平台、吊杆计算，其他部位参考《主桥中跨合龙挂篮计算书》。

6.1.1悬挑平台

应力最大位于靠近腹板前下横梁吊点附近如下：

图6.1-1应力图

应力最大为65.17MPa远小于许用应力215Mpa。

挠度最大位置位于跨度最大底板超前下横梁中心如图：

图6.1-2位移图

最大挠度为7.1mm，

，满足要求。

6.1.2拉杆受力

图6.1-3拉杆轴力图

拉杆力296KN，则

，符合规范要求。

抗拉安全系数：

6.2合龙对边跨现浇影响验算

6.2.1劲性骨架锁定前

混凝土土强度达到了设计强度，8.8m现浇段近似等效成刚体，自重荷载11060KN施加到重心位置，重心位置距梁端3.26m，模型等其他施工荷载等效为线荷载167.5KN/m，按照连续梁近似模拟计算。

边界条件，劲性骨架锁定前，边墩支座临时约束未解除，计算模拟连续梁固定支座设置在边墩支座位置，钢立管位置支座按照线弹簧模拟，线刚度为44050KN/m，考虑到地基沉降和支架体系弹性形变，线刚度值折减0.1倍。

受力分析如下：

由此可得，混凝土凝固过程中，传力方向由梁端逐步向重心传递，端头钢管出现上翘现象。

6.2.2劲性骨架锁定后

浇筑过程中，所有荷载都等效均布线荷载，1129KN/m。

边界条件，由于劲性骨架锁定后，边墩支座变为纵向滑动支座，固定支座放到劲性骨架靠近中跨的锚固位置。

由此可得，锁定前与锁定后，合龙段浇筑时是有利的，克服了钢管上翘。