3跨陆磺公路边跨现浇支架报告.docx

3跨陆磺公路边跨现浇支架报告.docx

《3跨陆磺公路边跨现浇支架报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3跨陆磺公路边跨现浇支架报告.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

3跨陆磺公路边跨现浇支架报告

新建上海至南通铁路（南通至安亭段）站前工程跨规划陆璜公路连续梁边跨

现浇段支架检算报告

中南大学二零一五年十一月

1.工程概况

新建上海至南通铁路（南通至安亭段）站前工程（相应资料待补充）

2.计算依据

1）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

2）《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）

3）《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设（2010）-241号）

4）《路桥施工计算手册》（周兴水等著，人民交通出版社）

5）《新建上海至南通铁路（南通至安亭段）站前工程跨规划陆璜公路连续梁施工方案设计图》，中国建筑股份有限公司沪通铁路工程站前Ⅳ标项目部，2015.8

3.支架结构

钢管支撑柱（立柱）采用直径φ=630mm、壁厚δ=12mm钢管置于承台上，上端与双I56a组合梁刚性连接，i56双拼纵梁上安放沙箱，支撑横梁，横梁采用I28a工字钢，间距50cm，各型钢材质均为Q235钢材。

为提高结构稳定性，立柱上设横向连接杆与桥墩连接，横向连接杆采用φ=120mm、壁厚δ=6mm钢管，立柱与承台之间通过预埋钢板构成法兰盘连接，并有16号槽钢构成联系。

结构构造参见图3-1。

详细结构《新建上海至南通铁路（南通至安亭段）站前工程跨规划陆璜公路连续梁施工方案设计图》。

a）立面图

b）侧面图c）平面图

4.计算模型

图3-1边跨现浇段支架结构图

4.1计算方法与有限元模型

分析采用Midas/Civil梁单元建立支架结构有限元模型，有限元模型如图4-1

所示，共373个节点和364个单元。

图4-1边跨支架有限元模型

4.2边界与约束条件

立柱采用螺丝固结于承台顶，力学模式按固结处理。

立柱与墩身的横向连接钢管：

与立柱的连接按刚接处理，与桥墩的连接按外

部固结约束处理；支撑在圆管柱上的纵梁和工字钢支承：

分别约束三个方向的线位移和绕杆件

自身转动自由度。

4.3支架材料参数与评判指标

1）Q235钢材

依据《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005），主要参数为：

容重：

78.5kN/m3；

弹性模量：

E=2.1×105MPa；容许轴向正应力：

[σ]=135MPa；容许弯曲正应力弯曲应力：

[σw]=140MPa；容许剪应力：

[τ]=80MPa。

2）C40（承台）

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002），C40混凝土局部承压容许

[σc-1]=10.8⨯

应力

17.1MPa

。

3）容许挠跨比

依据《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005），支架容许挠跨比

[fL]=1400。

5.荷载与组合

箱梁混凝土自重采用换算过的梁单元荷载施加在顶层工字钢上，结构自重由程序自动计入。

5.1计算荷载

新浇砼容重按26.5kN/m³计算；考虑箱梁特性，各梁片荷载按分块计算。

计算分块见图5-1。

图5-1箱梁自重计算截面

按图5-1分块计算现浇混凝土自重，得出各分块宽度（横桥向）内的荷载集度q，向下部传递得出荷载分布计算如下：

（1）各区域的面荷载集度分别为：

①翼缘板下工字钢受线荷载：

q1=1.08⨯0.5⨯26.5÷2.85=5.021kNm

②腹板工字钢受线荷载：

q2=2.385⨯0.5⨯26.5÷0.8=39.501kNm

③底板工字钢受线荷载：

q3=

2.732⨯0.5⨯26.5÷

2.4

=15.083kNm

（2）支架自重：

按实际材料、尺寸计算由Midas自行计入；

（3）施工人员及机械活载：

2kNm2；

（4）倾倒混凝土时产生的冲击荷载：

2kNm2；

（5）振捣混凝土产生的荷载：

2kNm2；

（6）模板自重，按实际模板尺寸计入：

4kNm2。

5.2荷载组合

根据施工过程中实际受荷情况，选用不同的最不利荷载组合：

（1）计算强度时:

Q=①+②+③+④+⑤+⑥翼缘板下工字钢受线荷载：

Q1=q1+（2+2+2+4）⨯0.5=10.021kNm

腹板工字钢受线荷载：

Q2=q2+（2+2+2+4）⨯0.5=44.501kNm

底板工字钢受线荷载：

Q3=q3+（2+2+2+4）⨯0.5=19.083kNm

（2）计算刚度时:

Q=①+②+⑥翼缘板下工字钢受线荷载：

Q1=q1+4⨯0.5=7.021kNm

腹板工字钢受线荷载：

Q2=q2+4⨯0.5=41.501kNm

底板工字钢受线荷载：

Q3=q3+4⨯0.5=17.083kNm

6.计算结果

6.1正应力及其检算

强度验算时各构件的组合应力（轴向+弯曲）最大值如图6-1所示（拉为正，压为负）。

a）立柱和横向连接杆正应力图

b）双I56a组合纵梁正应力图

c）I28a横梁正应力图

图6-1支架正应力计算结果

支架各组成结构的应力具体情况见表6-1。

表6-1支架各组成结构正应力汇总表

结构

正应力（MPa）

最大

最小

立柱和横向连接杆

24.444

-86.005

双I56a组合纵梁

121.010

0

I28a横分配梁

105.112

-52.448

由表6-1可得，最大压应力为86.005MPa，发生在钢管上；最大拉应力为121.010MPa，发生在双I56a组合纵梁上，Q235钢材抗拉、压强度容许值为

135MPa，σ=121.010MPa<[σ]=135⨯1.2=162MPa（1.2为施工临时结构的提高系数），满足《铁路桥梁钢结构设计规范》要求。

6.2剪应力及其检算各构件的最大剪应力值如图6-2所示。

a）立柱和横向连接杆剪应力图

b）双I56a组合纵梁剪应力图

c）I28a横梁剪应力图图6-2支架剪应力计算结果

支架各组成结构的应力具体情况见表6-2。

表6-2支架各组成结构剪应力汇总表

结构

剪应力（MPa）

最大

最小

立柱和横向连接杆

0.311

-2.890

双I56a组合纵梁

50.455

-41.455

I28a横分配梁

31.601

-31.601

由表6-2可得，支架最大剪应力位于双I56a组合横梁上，最大剪应力为

50.455MPa，Q235钢材抗剪强度容许值为80.0MPa，τ=50.455MPa

<[τ]=80×1.2=96MPa（1.2为施工临时结构的提高系数），满足《铁路桥梁钢结构设计规范》要求。

6.3反力及其检算

图6-3支架反力计算结果

由图6-3可以知道托架的最大竖向反力为1024.0kN，发生在钢管支撑柱（立柱）与承台的锚固处。

（1）直接支撑时，最大竖向反力对承台的局部承压为：

N1024⨯103

σ===43.11MPa[σc1]=17.1MPa

Aπ⨯630⨯12-

（2）钢管下垫钢支撑板，假设垫板均匀受力，则最大竖向反力对承台的局部承压为：

σ=N=

1024⨯103⨯4

2

=3.29MPa<[σ

1]=17.1MPa

Aπ⨯630c-

因此，钢管与混凝土承台设置钢垫板后，其局部受压能满足规范要求。

6.4支架刚度检算施加计算刚度时的荷载组合，进行计算，得出荷载组合作用下受力杆件的竖

向位移最大值如图6-4。

由图6-4可得，最大竖向位移为11.90mm,发生在I28a横梁跨中部位，fc/L=（11.90-7.58）mm/5700mm=1/1319<1/400，满足《铁路混凝土工程施工技术指南》要求。

图6-4支架竖向位移图

7．结论与建议

7.1结论

新建上海至南通铁路（南通至安亭段）站前工程跨规划陆璜公路连续梁边跨支架的强度和刚度均满足施工规范要求。

7.2建议

由于理论计算与工程实际会存在一定的差异，为保证支架安全，建议：

（1）各类钢结构的钢材材质标准和型号均不低于本报告计算标准，并按图施工；

（2）支架各构件与桥墩的可靠连接，且承台与钢管立柱之间必须设置钢垫板以防局部破坏；

（3）由于支架顶部纵横梁叠置层数较多,建议采用焊接确保顶部纵横梁的稳定；

（4）采用预压检验支架安全，并由此提供支架变形的预抛高。