主桥主梁1#块施工承重平台受力计算书.docx

1、主桥主梁1#块施工承重平台受力计算书主桥主梁1块施工承重平台受力计算书1 . 工程概述忠县长江大桥位于忠县县城上游8.0公里，距宜昌航道428.8公里。该桥东起康家沱，跨越马粪碛及长江主航道（目前），西至高粱背，处于河段上、下弯道的过渡段，桥位上游有1.5公里长的顺直段，下游顺直段长达3.5公里左右。忠县长江大桥为双塔双索面斜拉桥，公路等级为四车道高速公路，设计车速80km/h，主桥桥面宽24.5m，桥面横坡为2%，桥面纵坡为0.3%。主梁为整体开口梁板式断面，梁高（中心线处）2.965m，标准截面纵向每隔8m设一道横隔板。主梁为型断面，标准节段长8m，肋宽为1.8m。由于塔下梁段承受较大的轴

2、力肋板宽加宽至2.4m。为了保证在正常运营状态下，过渡墩的支座不出现上拔力，在边跨要进行压重。为了满足边跨压重要求，加厚边跨断面的肋宽，其中，5个节段的肋板加厚至3.9m，7个节段的肋板加厚至5m，最边上两个节段采用实心板梁。2 . 设计依据 忠县长江大桥挂篮设计施工图。 钢结构设计规范（GB50017-2003） 钢结构工程施工质量验收规范（GBJ5025-2001） 公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004） 公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86） 冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002） 公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000） 混凝土结构工程施工质量

3、验收规范（GB50204-2002）3 . 设计概要主桥主梁1块施工立面示意图主梁1块长7.6m，砼方量为173.14m3,施工承重平台利用挂篮承重平台，局部加强。前支点张挂2索，但计算时不考虑斜拉索受力。1块荷载通过中、后横梁传递到主纵梁，挂篮尾端受力由下横梁上预埋件焊接牛腿承受，中横梁处在主纵梁下方设8008mm钢管桩斜撑。4设计计算4.1 设计荷载 承载平台自重104t； 1块砼173.14m3，砼2.6t/m3； 人群及施工荷载取1.5kN/m； 钢材7.85t/m3； 风荷载4.2 材料性质4.2.1材料特性 钢的材料特性：弹性模量E=2.1105 MPa泊松比0.3密度7850 k

4、g/m34.2.2容许应力 Q235-A：170 MPa =100 MPa 40Cr： d100 mm 350 MPa d100 mm 385 MPa 16Mn： 273 MPa =208 MPa4.2.3几何特性承载平台各截面几何属性序号名称截面积腹板翼板宽度高度惯性矩Ix惯性矩Iy单位cm2mmmmmmcm4cm41主纵梁1150.412201.72.0817081347164012前横梁774.312161.01.8365148412281243中横梁325.66100.81.410356603157354后横梁246.1680.81.48851582993375次纵梁246.16100

5、.81.04861722489526分配梁147.0145211605606850014207挂腿横向547.21012/141.21.202137015211385848前锚杆80mm/根共8根9后锚杆80mm/根共4根10承重锚杆32mm/根共8根4.4 计算模型及结果4.4.1分配梁I56计算R1=8.66t，R2=4.83t4.4.2 后横梁计算砼自重：q1=3.02t/m模板自重：q2=0.76t/m人群荷载：q3=0.15t/m型钢荷载：q4=0.3t/m砼振捣荷载：q5=0.78t/m后横梁自重：q6=0.3t/mM=ql2/8=5.3123.623.6/8=369.7t.mW=

6、2I/H=2885158/140=12645cm3M/W=292.4MPa=170MPa中间加牛腿。M=ql2/8=5.3111.811.8/8=92.4t.mW=2I/H=2885158/140=12645cm3M/W=73.1MPa=170MPaf=5ql3/384EI=1mm4.4.3 中横梁计算砼自重：q1=5.41t/m模板自重：q2=1.26t/m人群荷载：q3=0.15t/m型钢荷载：q4=0.3t/m砼振捣荷载：q5=0.78t/m中横梁自重：q6=0.3t/mM=ql2/8=8.223.623.6/8=570.9t.mW=2I/H=21035660/140=14795cm3M

7、/W=385.9MPa=170MPa中间加牛腿。M=ql2/8=8.211.811.8/8=142.7t.mW=2I/H=21035660/140=14795cm3M/W=96.5MPa=170MPaf=5ql3/384EI=1mm4.4.4 后横梁牛腿计算Rql/2=5.0123.6/2=59.1t牛腿夹角40度。8008mm钢管桩轴向力：F=R/cos40o=77.1tF/A=38.7MPa=170MPa满足要求。F水平=Fsin40 o =49.6t水平力由I56传递给预埋件。4.4.5 中横梁牛腿计算Rql/2=7.923.6/2=93.22t牛腿夹角59度。8008mm钢管桩轴向力：

8、F=R/cos59o=181tF/A=91MPa=170MPa满足要求。F水平=Fsin59=155.1t设置4根32 JL785精扎螺纹钢对拉中横梁。JL785精扎螺纹钢强度为785MPa，每根屈服点最大拉力为63.1t。F水平=Fsin59=155.1tL精扎螺纹钢=252.4t4.4.6 上部预埋件计算承受水平拉力N=49.6t。取1.15安全系数则 N=49.6*1.15=57.04t1、 上部牛腿焊缝强度计算 牛腿只受拉应力A=29200mm2 拉应力=N/A=57.04*106/29200=19.5N/ mm24244mm24.4.6-1 上部牛腿图4.4.7 中、下部预埋件计算1

9、、中部预埋件受力承受水平压力F= Fsin40 o =49.6tVFcos40 o =59.1t，取1.15安全系数则 V=59.1*1.15=67.97t2、 下部预埋件受力承受水平压力F= Fsin59 o =155.1tVFcos59 o =93.2t，取1.15安全系数则 V=93.2*1.15=107.18t3、下部受力最大下面取最大受力情况进行预埋件设计与计算荷载作用点到预埋件的锚板边的距离为a=150mm, 锚板采用Q235钢板，钢板厚度t=20mm,锚筋采用级钢筋d=25mm,锚筋采用九层，锚筋间距b1=160mm,fy=210MPa,Z=1040mm每个锚筋锚固长度La =9

10、00mm(35d),直径D=25mm,有效面积Ae =490.6mm2 按规范，锚筋总截面面积满足以下两式：ASV/(aravfy)+M/(1.3abarfyz)ASM/(0.4abavfyz)其中：弯矩值：M=va=107.18*104*150=160.77*106N.mmar 锚筋层数影响系数，九层为0.7ab 锚板弯曲变形的折减系数ab=0.6+0.25t/d=0.6+0.25*(20/25)=0.8av=(4-0.08d)(fc/fy)1/2=(4-0.08*25)*(23.5/210)1/2=0.67ASV/(aravfy)+M/(1.3abarfyz)=1071.8*103/(0.

11、8*0.67*210)+160.77*106/(1.3*0.8*0.7*210*1040)=10533mm2ASM/(0.4abavfyz) =160.77*106/(0.4*0.8*0.7*210*1040)= 3286mm2采用3425钢筋则实际值AS=490.6*34=16680mm210533mm2满足要求。4.4.8-1 下部牛腿图4.4.8 主纵梁下钢管桩斜撑计算腹板砼自重g1=16.85t/m模板自重g2=0.8t/m人群荷载g3=0.15t/m振捣荷载g4=0.48t/m主梁自重g5=1.56t/mq=g1+g2+g3+g4+g5=19.84t/mR1=ql/2=75.4t（腹

12、板荷载）R2=93.22/2=46.61t（中横梁荷载）RR1+R2=122.01t钢管桩轴向力FR/cos40o=159.3tF/A=80.1MPa=170MPa满足要求。F水平Fsin40o=102.4t单边设置2根32 JL785精扎螺纹钢对拉主纵梁。JL785精扎螺纹钢强度为785MPa，每根屈服点最大拉力为63.1t。F水平=102.4tL精扎螺纹钢=126.2t4.4.9 主纵梁尾端预埋件计算R175.4t （1）荷载V=75.4t荷载作用点到预埋件的锚板边的距离为a=150mm, 锚板采用Q235钢板，钢板厚度t=20mm,锚筋采用级钢筋d=25mm,锚筋采用五层，锚筋间距b1=

13、160mm,fy=210MPa,Z=640mm每个锚筋锚固长度La =900mm(35d),直径D=25mm,有效面积Ae =490.6mm2 V=75.41.15=86.71tM=PL=86.70.25=216.75kN.m（2）牛腿结构 （3）强度计算 腿根部弯矩 M=216.75kN.m I=2.88*10-3m4 A=4.09*10-2m2W=8.6*10-3m3弯应力=M/W=216.75/8.6*10-3=25.2N/ mm2=170N/ mm2剪应力：按两个腹板承受全部剪力 =V/A=86.7*104/4.09*10-2=21.20 N/ mm2 =125N/ mm2 折算应力 z=(2+32)1/2=(25.22+3*21.2*2)1/2=44.5 N/ mm2满足要求。（4）焊缝强度计算 主要由两腹板承受I=8.16*10-4m4 A=2.18*10-2m2W=24.36*10-4m3 ZQ=Q/A=86.7*104/2.18*10-2=39.8Mpa ZM=M/W=216.75*103/24.36*10-4=89Mpa 折算应力Z=(Z M2+3ZQ2)1/2=(39.82+3*892)1/2=159.2Mpa9918mm2满足要求。