主桥上部构造计算书一0#块件现浇支架计算书.docx
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主桥上部构造计算书一0#块件现浇支架计算书
长沙市XXX湘江大桥
主桥上部构造施工
计算书
(一)
——0#块件现浇支架计算书
计算:
复核:
审核:
二〇一一年六月
目录
一、工程概况1
二、计算依据3
三、支架构造3
四、支架设计荷载及组合5
4.1荷载系数5
4.2作用于支架的荷载5
4.3荷载组合5
固结墩荷载组合6
支座墩荷载组合6
五、建立计算模型6
5.1材料特性6
5.2建立模型6
六、结构强度及稳定性验算9
6.1主钢管验算9
6.2连接钢管验算11
6.3纵横梁验算13
6.4支点钢箱验算15
6.5屈曲模态分析17
七、结构刚度验算18
八、结论19
一、工程概况
主桥孔跨布置为(65+5×120+65)=730m,主桥支承体系采用刚构连续梁体系,即Z3、Z4号主墩采用墩梁固结,在其他主墩和边墩处仅约束横向、竖向线位移,释放其他方向位移。
主梁采用变高度预应力混凝土连续箱梁,斜腹板单箱三室截面。
支点处梁高700cm,跨中和边墩处梁高300cm。
箱梁顶结构宽3220cm,箱底宽随梁高变化,由主墩处的1938.6cm渐变至跨中的2120cm。
箱梁外侧悬臂长500cm,端部厚18cm,根部厚65cm。
箱梁顶板厚28cm,底板厚度由30cm变厚至150cm。
腹板由中支点至跨中分三段变化,厚度变化为85~50cm。
边墩墩顶横梁厚125cm;主墩墩梁固结处设有中横梁,厚2×85cm;其它主墩设有中横梁,厚240cm;边跨支点附近底板上及中支点横梁处设置进人孔。
预应力混凝土箱梁采用C55混凝土,箱梁节段施工分0号现浇段、1~13号悬浇段、边跨现浇段及合拢段。
悬浇节段长度组合为4×3.5m+3×4.0m+6×4.5m,次边跨、次中跨、中跨合拢段长2.0m。
边跨不设合拢段,边跨现浇段长度为5.85m。
其中0号现浇段长12m,高7m,支座墩总方量为872m³,重量为22672KN、固结墩总方量为836.2m³,重量为21741.2KN。
0号块件分两次浇注,第一次浇注3.8m,第二次浇注3.2m。
XXX湘江大桥主桥箱梁0#块件支架施工基本情况如下图表所示。
XXX湘江大桥主桥桥型布置图(单位:
m)
砼浇筑分界图(单位:
cm)
固结墩剖面图(单位:
cm)
支座墩剖面图(单位:
cm)
二、计算依据
a)《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
b)《公路工程质量检验评定标准》JTGF80-2004
c)《公路工程施工安全技术规程》JTJ076-95
d)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
e)《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)
f)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)
g)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63—2007)
h)《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224—2003)
i)《长沙市XXX湘江大桥工程主桥施工设计图纸》
j)《长沙市XXX湘江大桥工程主桥连续箱梁施工组织设计》
三、支架构造
支架的主体是由24根720*8mm的钢管以6*4排布置,每排4根竖直安放在承台上,两端各一根斜放在钢围堰上,斜放钢管上下端水平距离为3m。
主钢管之间由290*8mm的连接钢管每5m高设置一道,水平面内纵横相连,并与墩身连接。
每排主钢管上设置3I40a横梁,横梁上设置纵梁,纵横梁之间架设2[32a卸载钢箱,翼缘位置在横梁上安放720*8mm钢管,支撑翼缘荷载。
支座墩在墩顶上设置现浇托架,托架由2[32a卸载钢箱作为支点,上面设置纵梁,纵梁上以30cm间距摆放[10槽钢分配梁,最后铺设6mm面板。
整体布置如下图所示。
支架整体布置图一(单位:
cm)
支架整体布置图二(单位:
cm)
四、支架设计荷载及组合
4.1荷载系数
考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数:
1.05;
浇筑混凝土时的动力系数:
1.1;
4.2作用于支架的荷载
砼荷载、人机荷载、支架自重
4.3荷载组合
荷载组合一:
砼重+超载+动力附加荷载+(支架主体自重+模板)+人机荷载
荷载组合二:
砼重+超载+(支架主体自重+模板)+人机荷载
固结墩荷载组合
荷载组合一:
砼重+0.05砼重+0.1砼重+(支架主体自重+0.057底板砼重+0.34翼缘砼重)+0.034砼重
荷载组合二:
砼重+0.05砼重+(支架主体自重+0.057底板砼重+0.34翼缘砼重+0.034砼重
支座墩荷载组合
荷载组合一:
砼重+0.05砼重+0.1砼重+(支架主体自重+0.057底板砼重+0.015墩顶砼重+0.34翼缘砼重)+0.034砼重
荷载组合二:
砼重+0.05砼重+(支架主体自重+0.057底板砼重+0.015墩顶砼重+0.34翼缘砼重+0.034砼重
五、建立计算模型
采用结构有限元计算软件,建立空间结构模型
5.1材料特性
材料
弹性模量(Mpa)
泊松比
[σW](Mpa)
[σ](Mpa)
[τ](Mpa)
Q235
2.06E+05
0.3
145
140
85
本支架为临时性结构,容许应力提高系数取1.3。
5.2建立模型
以固结墩和支座墩分别建立计算模型
结构计算模型(固结墩)
结构计算模型(支座墩)
六、结构强度及稳定性验算
6.1主钢管验算
规格720*8mm,材质Q235
主钢管最大组合应力(固结墩)
主钢管最大组合应力为62MPa。
主钢管最大剪应力(固结墩)
主钢管最大剪应力为6MPa。
主钢管最大组合应力(支座墩)
主钢管最大组合应力为62.5MPa。
主钢管最大剪应力(支座墩)
主钢管最大剪应力为5.3MPa。
6.2连接钢管验算
规格290*8mm,材质Q235
连接钢管最大组合应力(固结墩)
连接钢管组大组合应力为65MPa。
连接钢管最大剪应力(固结墩)
连接钢管最大剪应力为13MPa。
连接钢管最大组合应
连接钢管最大组合应力为85.1MPa。
连接钢管最大剪应力(支座墩)
连接钢管最大剪应力为16.6MPa。
6.3纵横梁验算
规格I40a或I40a组合,材质Q235
纵横梁最大组合应力(固结墩)
纵横梁最大组合应力为134MPa。
纵横梁最大剪应力(固结墩)
纵横梁最大剪应力为52MPa。
纵横梁最大组合应力(支座墩)
纵横梁最大剪应力为133.8MPa。
纵横梁最大剪应力(支座墩)
纵横梁最大剪应力为52.3MPa。
6.4支点钢箱验算
规格2[32a,材质Q235
支点钢箱最大组合应力(固结墩)
支点钢箱最大组合应力为44MPa。
支点钢箱最大剪应力(固结墩)
支点钢箱最大剪应力为5MPa。
支点钢箱最大组合应力(支座墩)
支点钢箱最大组合应力为103.3MPa。
支点钢箱最大剪应力(支座墩)
支点钢箱最大剪应力为17.9MPa。
6.5屈曲模态分析
支架屈曲模态分析图(固结墩)
支架的一阶稳定系数为19.33。
支架屈曲模态分析图(固结墩)
支架的一阶稳定系数为21.8。
七、结构刚度验算
支架最大位移图(固结墩)
支架整体的最大变形为7mm。
支架最大位移图(支座墩)
支架整体的最大变形为6mm。
八、结论
通过对支架各个受力部件的强度、稳定性、刚度的分析,可知支架是安全的