五潭角大桥0#、1#段梁式支架计算.doc

五潭角大桥连续箱梁0#、1#段现浇支架计算书五潭角大桥（40+65+40）m悬浇箱梁梁0#、1#段现浇梁式支架计算书1 计算依据1、五潭角大桥（40+65+40）m悬灌梁0#、1#段支架设计图2、公路桥涵钢结构及木结构设计规范3、钢结构原理与设计4、路桥施工计算手册5、结构力学、材料力学6、结构设计原理2 工程概况 五潭角大桥主桥设计为40m+65m+40m的预应力混凝土连续梁，10#、11#墩为连续梁主墩，墩高8.0m，9#、12#墩为连续梁边墩，9#墩高3.2m，12#墩高5.4m，墩台均采用钻孔灌注桩基础。3 支架设计3.1 设计方案支架立柱采用6008mm钢管搭设，钢管底端立于承台之上，与预埋在承台上的钢板焊接连接，墩身两侧对称各布置二排钢管，横桥向钢管间距为32.55m，顺桥向间距为2.2m+3.25m（墩身位置）+2.2m，每排四根钢管。横桥向每排钢管上设置I40b的双工字钢作为横梁，顺桥向在横梁上用I32b工字钢作为分配梁，翼缘位置布置4根，间距100+90+80+70cm（由外到内）；腹板位置布置3根，间距27.5cm，底板位置布置7根，间距50+665+50cm。钢管之间用1007510角钢作剪刀撑，具体布置详见附图0#、1#块梁式支架设计图。3.2 主要设计参数1、0#、1#段砼自重： 0#段砼自重部分由墩身承担，部分由支架承担。从墩中心向跨中1长度的箱梁重量由墩身承担，另外1m长度箱梁和1#段箱梁由支架承担。 2、为方便计算和偏于安全考虑，在验算钢管立柱稳定性及1#横梁强度时，I32b分配梁不考虑斜撑作用而处于悬臂状态，此时外侧一排钢管及其1#横梁将处于最不利情况，计算值将会最大；2、为方便计算，模板及施工人员、施工器具等荷载按部位不同取150 kg/m2和120 kg/m2计算；3、按照荷载规范，预压恒载系数为1.2；4 材料主要参数及截面特性1、 A3钢弹性模量E=2.11011Pa，剪切模量G=0.81105 MPa，密度=7850 kg/m3；2、A3钢轴向容许应力=120MPa，弯曲容许应力w=120MPa，剪切容许应力=110MPa；3、6008mm钢管轴惯性矩Ix=65191.997cm4,截面面积A=148.786cm2；3008mm钢管轴惯性矩Ix=7827.515cm4,截面面积A=73.388cm2；4、I40b工字钢截面面积A=94.1 cm2，1140cm3 ；22780cm4；I32b工字钢截面面积A=73.4 cm2，726cm3 ；11620cm4。5 验算5.1钢管立柱与1#横梁强度验算两排钢管及横梁（2I40b）荷载分配计算（墩身一侧）：支架上梁段自重W=W0#W1#=312.4859.8=1172.2 KN按梁段自重（W=1172.2KN）120%的重量预压，则，W压=1172.21.2=1406.64 KN本梁段支架上全部模板施工荷载W/ =101.43 KN则横梁以上部分荷载W总=1406.64101.43=1508 KN为方便计算，顺桥向按照均布荷载，图示如下：q=W总/3.75=402.13KN/mRBRA2.2m1.175m0.375m由RA2.20.375 q(2.2) 2.2q1.175q=0得 RA=1.193q=479.7KN由RARB=W总得：RB=2.557q=1028.3KN 内、外侧两横梁承担荷载分别为479.9KNN和1028.3KN。因此取外侧一排钢管立柱和横梁作为计算分析对象即可，其计算值为最大。0.55m按箱梁平均横断面尺寸，其横向荷载分布如下：0.55m3.0m3.0m4.9m349.9KN/m349.9KN/mq1=34.4KN/m34.4KN/m89.2KN/m2.175m2.175m2.55m2.55m2.55mR/2R1R/1R2为方便计算，将每个不同均布荷载分别进行计算，再进行叠加，计算如下：1、q1=34.4 KN/m:q1=34.4KN/mq1=34.4KN/m 6.0m 2.175m 0.825m 2.175m 0.825m R1=103.2KNR/1=103.2KN根据对称性可知：2 R1=234.43，得R1=103.2KN 当X0.825m时：取隔离体：34.4KN/mxMx X2.175mR1=103.2KN 由上图得：由Mx 2.17534.4（X）34.4XR1X=0 Mx =17.22.17522.17534.4X17.2X2103.2X =17.2X228.38X81.3668当X=0：M1=81.4 KNm当X=0.825m时：M0.825=69.66 KNm当X0.825m时：取隔离体：34.4KN/mxMx 2.175m0.825m XR1=103.2KN由MxR1X2.17534.4（X）0.82534.4（X）=0Mx=69.66 KNm由其对称性得到Mq1图：2.175m0.825m69.66KNm81.4KNm69.66KNm81.4KNm32.55mR/1R1 q2=349.9KN/mq2=349.9KN/m 2、q2=349.9 KN/m: 0.825m0.825m4.9m0.55m0.55mR/1=192.4KNR1=192.4KN根据对称性可知：2 R1349.90.552=0，得R1=192.4KN当X0.825 m时：取隔离体：xMx XR1 由MxR1X=0 Mx=R1X则：X=0时：M0=0X=0.825时：M0=158.8 KNm当0.825 mX1.375 m时：349.9KN/mx取隔离体：0.825mMx X R1=192.4KN由上图得：Mx（X0.825）qR1X=0Mx= R1X（X0.825）2=192.4X（X21.65X0.6806）=-X2481.1125X119.0753则：X=0.825m：M0.825=158.8 KNmX=1.375m：M1.375=211.69 KNm当X1.375 m时：349.9KN/m取隔离体：0.825mxMx XR1=192.4KN1.375m由MxR1X349.90.55（X0.8250.55） =0Mx=211.69 KNm由其对称性得到Mq2图：4.9m0.55m0.825m0.825m0.55m158.8KNm158.8KNmR/1211.69KNmR1211.69KNmq3=89.2KN/m3、q3=89.2 KN/m:R1=218.54KN4.9m1.375m1.375mR/1=218.54KN3.825m32.55根据对称性可知：2 R189.24.9=0，得R1=218.54KN当0X1.375m时：Mx x取隔离体：XR1=218.54KN由MxR1X=0 Mx=R1X=218.54X 则：X=0时：M0=0X=1.375时：M1.375=300.5 KNm当1.375X3.825m时：89.2KN/mx取隔离体：Mx R1=218.54KNX 由上图得： MxR1X（X1.375）q=0Mx= R1X（X1.375）2=218.54X( X22.75X1.89)=-X2341.19X84.3208则：X=3.825m：M3.825=568.2 KNm由其对称性得到 Mq3图：1.375m1.375mmm300.5KNm300.5KNmR1R/1568.2KNmMq1图S1-1=180.8S1-2=358.481.4KN/m34.4KN/m34.4KN/m形心1-2形心1-12.529m1.256m32.552.175m2.175m0.825m0.825m32.550.843M1图0.8371.256mX1=1R1=2.529mR2= 2.55m2.55m2.55m349.9KN/m349.9KN/mMq2图2.91m1.74m形心2-2形心2-12.175m0.55m0.55m4.9m2.175mS2-1=420.97S2-2=960.770.825m0.825m0.971.16M1图2.91m1.74mX1=1R1=R2=2.55m2.55m2.55mMq3图89.2KN/m3.1151m1.68m2.175m2.175m1.375m1.375m 4.9mS3-2=2073.7S3-1=686.4形心3-1形心3-21.3081.12 M1图3.1151m1.68mR2=R1=X1=12.55m2.55m2.55mM2图 X2=12.55m2.55m2.55mR2=R1=由上图得：11 =22 = (2.552.55)2.552.5522.55 2.55）=12 =21 =2.553由方程式： 11X112X21p=021X122X22p=0方程中：1p = 2p=(180.80.837+358.40.843)-(420.971.16+960.770.97)-(686.41.12+2073.71.038)=- 3888.1则: X12.553X23888.1=02.553X1X23888.1=0 2.553X12.553X2 =3888.12.553X12.553X2=3888.1解方程得： X1 = X2 =281.4 KN由对称性可知：R1=R/1=（1028.3-2281.4）/2=232.75 KN从而得到弯矩图如下： 由上图可知：Mmax=81.4KN.m，Qmax=167.7KN则：=max=364.3kg/cm2=1200 kg/cm2max=90.9kg/cm2=1100 kg/cm2故横梁强度满足要求钢管立柱为压杆，按照压杆体系计算其稳定性。 =20.9=因钢管底部与承台预埋钢板焊接，故其底端为固定，其上端则为自由端，故取u=2.0则：=67.5查表得 =0.8025N= =0.80251200148.7=143198kg=1403KNRmax=281.4KN故钢管立柱稳定满足要求5.2分配梁（I32b）强度、刚度验算I32b分配梁上荷载分布（预压重量为箱梁砼重量的1.2倍） 1、翼缘部位：3.751.10526001.233.75150=14616kg=143.2KN 翼缘下布置4根I32b，则单根工字钢的均布荷载：q1=+0.0589.60KN/m2、腹板部位：3.752.06326001.2（3.10.55）3.75120=25780kg=252.65KN腹板下布置3根I32b，则单根工字钢的均布荷载：q2=+0.05822.52KN/m3、底板部位：3.754.6926001.24.93.75120=57078kg=559.4KN腹板下布置7根I32b，则单根工字钢的均布荷载：q3=+0.05821.37KN/m按最大q2=22.52KN/m对I32b进行验算：q2=22.52KN/m0.375m2.2m1.175mRBRARC0.7656M图R/B=0.652R/A=0.348RC=1由=0，R/A（2.21.175）RC1.175=0 R/A=0.348 由R/AR/BRC=0 R/B=0.652取隔离体：X2.2mMx=R/A=0.348XMxR/A=0MxX R/A取隔离体：2.2X3.375mMxXRCR/AMx=2.20.652X=0MxRC（X2.2）R/AX=0=0 Mx图得：由11 =(2.20.76560.76561.1750.76560.7656)= q2=22.52KN/m3.375mRB0.375mRA由=0，RA3.375q3.75=0 RA=46.92KN 由RARBq3.75=0 RB=37.53 KN取隔离体：q2=22.52KN/mRA0.375mMxX由MxRAX(0.375X)q=0Mx=11.26X238.48X1.581p =-由11RC1p =0得RC=-=50.05KNq2=22.52KN/mRB0.375m1.175m2.2mRCRA由=0，RA3.375RC1.1753.75=0 RA=29.49KN 由RARBRC3.75q=0 RB=4.91KN（同理得到：q2=21.37KN/m时，RB=4.67KN；q2=9.6KN/m时，RB=2.10KN）q2=22.52KN/mRA0.375mX取隔离体： X2.2mMx由MxRAX(0.375X)q=0Mx=11.26X221.05X1.58 当X=0时，M0=1.58KNm当X=2.2时，M2.2=9.8KNm当Mx =0时:即：11.26X221.05X1.58=0 X1=1.79m, X2=0.08m由M/x=0得：211.26X21.05=0 X=0.93m则：M0.93=-8.26KNm取隔离体：2.2X3.375mq2=22.52KN/mRAMx2.2m0.375mRCX由MxRAXRC (X2.2)(0.375X)q=0得：Mx=11.26X271.095X111.69当X=3.375时，M3.375=0当X=2.2时， M2.2=9.8KNm由M、Q图得：Mmax=9.8KNmQmax=28.5KN则:max=137.7kg/cm2=1200 kg/cm2max=39.6kg/cm2=1100 kg/cm2故分配梁（I32b）强度满足要求。刚度计算（最大挠度计算）：故分配梁（I32b）强度和刚度满足要求。5.3 斜撑稳定及2#横梁强度验算 横梁（2I32b）上荷载分布：1、翼缘部位： q1=2.8KN/m2、腹板部位： q2=26.78KN/m3、底板部位： q3=6.67KN/m3.0m4.9m0.55m0.55m3.0m26.78KN/m26.78KN/m6.67KN/m2.175m2.55m2.55m2.55mRAR/AR/BRB2.175m2.8KN/m2.8KN/m26.78KN/m根据对称性可知：6.67KN/mX2.8KN/m2.55/2m2.175m2.55mRARBM图X=1RBRA11 =(2.551111)= 26.78KN/m0.05m6.67KN/m2.8KN/m1.175m1.275m0.675m0.825mRA0.55mRB由得： RA=18.68KN RB=32.826.780.552.456.6718.68=20.79KN取隔离体：X0.825m2.8KN/mXMx2.175mMxRAX(2.175X)2.8=0RA=18.68KN Mx=1.4X212.59X6.62326.78KN/mX1.375m2.8KN/mXMx2.175mRA=18.68KNMxRAX3.0(0.675X)2.8(X0.825)26.78=0 Mx=13.39X232.3735X14.78361.375X2.55m26.78KN/m6.67KN/m2.8KN/mMxX2.175mRA=18.68KNMxRAX3.0(0.675X)2.80.5526.78(X1.1)（X1.375）6.67=0 Mx=3.335X24.7229X4.22672.55X3.825m26.78KN/m2.175m6.67KN/m2.8KN/mMx2.55m RB=20.79KNXRA=18.68KNMxRAXRB(X2.55)32.8(0.675X)0.5526.78(X-1.1)(X1.375)6.67=0 Mx=3.335X225.5123X48.78781p =-=-26.78KN/m由11 X1p =0X=-=0.7KNm6.67KN/m2.8KN/m0.702.55/2m2.175m2.55mRBRA由得： RA =18.95KN 由RARB32.826.780.556.672.45=0RB =20.52KN26.78KN/m3.0m2.8KN/m6.67KN/m0.72.175m0.825m1.175m2.55/2m0.55mRB=20.52KNRA=18.95KN取隔离体：X0.825mq=2.8KN/mMx XRA=18.95KNMxRAX(2.175X)2=0Mx=(2.175X)218.95X当X=0时：M0=6.6KNm 当X=0.825m时：M0.825=-3.03KNm26.78KN/mX1.375m2.8KN/m0.675mMxXRA=18.95KNMxRAX32.8(0.675X)(X0.825)26.78=0Mx=-13.39X232.6435X14.7836当X=0.825m时：M0.825=3