关庙大桥托架计算书

1、关庙大桥托架计算书目录一、设计依据1二、计算数据1三、计算荷载1四、底模桁架计算3五、横梁计算6六、三角托架计算11七、牛腿计算13八、结论13主墩 0块托架计算书一、设计依据1、钢结构设计手册第三版2、铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范J462-20053、钢结构设计规范(GB 50017-2003)二、计算数据1、钢筋混凝土容重：=26.5kN/m32、钢模板(外模、底模)：Q1=1.4kN/m2×418m2=585.2kN3、外侧模总重量： Q2=253.86kN4、箱梁内模总重量：Q3=335.72KN5、翼缘板区混凝土总重量： Q4=245.79KN6、顶板混凝土

2、总重量： Q5=660.38KN 7、人群荷载及各种施工荷载：Q6=2kN/m2三、计算荷载托架荷载设计值0号块平面布置示意图如下1、底板区(单边)1-1截面(底板区0米处)W1 =×(5-1.1×2)×2.147+Q6×(5-1.1×2)+×0.3×0.3=26.5×(5-1.1×2)×2.147+ 2×(5-1.1×2)+26.5×0.3×0.3=167.29kN/m2-2截面(底板区2.5米处)W2 =×(5-1.1×2)

3、5;1.3+Q6×(5-1.1×2)+×0.3×0.3=26.5×(5-1.1×2)×1.3+2×(5-1.1×2)+26.5×0.3×0.3=104.45kN/m3-3截面(底板区3.0米处)W3=×(5-1.1×2)×1.29+Q6×(5-1.1×2)+×0.3×0.3=26.5×(5-1.1×2)×1.29+2×(5-1.1×2)+26.5×0.3&#

4、215;0.3=103.70kN/m2、翼板区W4= q2+q4=235.86+245.79=499.65 kN 3、腹板区(单边单侧)1-1截面(腹板区0米处)W5=×11×1.1 +Q6×1.1=26.5×11×1.1+2×1.1=322.85kN/m2-2截面(腹板区2.5米处)W6 =×10.653×0.6+Q6×1.1=26.5×10.653×0.6+2×1.1=312.73kN/m3-3截面(腹板区3.0米处)W7 =×10.583×1.1+Q

5、6×1.1=26.5×10.583×1.1+2×1.1=310.69kN/m4、顶板区(单边)1-1截面(顶板区0米段)W8 =×(5-1.1×2)×0.96+×1.2×0.4=26.5×(5-1.1×2)×0.96+26.5×1.2×0.4=83.95kN/m2-2截面(顶板区2.5米段)W9 =×(5-1.1×2)×0.46+×1.2×0.4=26.5×(5-1.1×2)×

6、0.46+26.5×1.2×0.4=46.85kN/m3-3截面(顶板区3.0米段)W 10 =×(5-1.1×2)×0.46+×1.2×0.4=26.5×(5-1.1×2)×0.46+26.5×1.2×0.4=46.85kN/m四、托架上层反力架计算托架承载能力采用空间有限元程序MIDAS进行计算。底模桁架计算(0#块腹板段)1、荷载0#块单边单侧腹板段布置3片反力架，故腹板段1-1、2-2、3-3截面处的荷载分别按下计算：q1=（W5 +W4÷11.2÷

7、;2）÷3=340.69 KN/m÷3=113.56kN/mq2=（W6+W4÷14÷2）÷3=330.57KN/m÷3=110.19kN/mq3=（W7+W4÷11.2÷2）÷3=328.53 KN/m÷3=109.51kN/m2、计算模型根据布载情况，建立单片反力架模型对结构进行计算，计算模型如下：图1 底模桁架受力计算模型3、计算结果图2 应力结果图图3 位移等值线由计算可知，计算最大应力为52.3MPa，最大竖向挠度为-0.23mm, 支点最大反力为122.09kN，最小反力为32.24

8、kN。计算考虑超载系数1.05，浇注混凝土时的动力系数1.2。最大应力max=52.3×1.05×1.2=65.90N/mm2200N/mm2，满足要求；最大竖向挠度fmax=0.23×1.05×1.2=0.29mm，挠跨比=0.29/2720=1/93792.72/400，满足要求。(二)上层反力架计算(0#块底板段)1、荷载0#块单边底板段布置5片底模桁架，故腹板段1-1、2-2、3-3截面处的荷载分别按下计算：q1 =(W1+W8+(Q1-Q2+Q3)÷2÷3)÷5=(167.29+83.95+(585.2-253.8

9、6+335.72)÷2÷3)÷5=72.48kN/mq2 =(W2+W9+(Q1-Q2+Q3)÷2÷3)÷5=(104.45+46.85+(585.2-253.86+335.72)÷2÷3)÷5=52.50kN/mq3 =(W3+W10+(Q1-Q2+Q3)÷2÷3)÷5=(103.7+46.85+(585.2-253.86+335.72)÷2÷3)÷5=52.35kN/m2、计算模型0#块底板段布置5片反力架。建立单片模型对结构进行计算，计算模

10、型如下：图4 底板下纵梁受载计算模型3、计算结果图5 应力结果图图6 位移等值线图由计算可知，计算最大应力为24.85MPa，最大竖向挠度为-0.11mm, 支点最大反力为60.0kN，最小反力为20.03kN。计算考虑超载系数1.05，浇注混凝土时的动力系数1.2。最大应力max=24.85×1.05×1.2=31.31N/mm2200N/mm2，满足要求；最大竖向挠度fmax=0.11×1.05×1.2=0.14mm，挠跨比=0.14/2720=1/194282.72/400，满足要求。五、横梁A计算内侧横梁A计算1、荷载根据纵梁反力计算结果，得到Q

11、1=122.09KN,Q2=60.0 kN。2、计算模型根据分配梁受力情况，建立模型进行分析：图7 内侧横梁A计算模型3、计算结果图8 内侧横梁A弯矩图图9 内侧横梁A剪力图图10 内侧横梁A支点反力图图11 内侧横梁A位移图由计算得fmax=7.48mm，Mmax=144.57KN·m，Qmax=164.18kN，R=408.18kN。计算考虑超载系数1.05，浇注混凝土时的动力系数1.2。最大弯矩Mmax=144.57×1.05×1.2=182.16kN·m最大剪力Qmax=164.18×1.05×1.2=206.87kN而=20

12、0N/mm2，fv=115N/mm2，则182.16 kN·m /200N/mm2 =910.8cm3用2I45b组合工字钢，其抗弯截面系数=2×1500.4m3=3000.8cm3910.8cm3，A=188.14cm2，故满足要求；剪应力： 206.87 kN /188.14 cm2=109.96 N/mm2 <115N/mm2，满足要求；最大竖向挠度fmax=7.48×1.05×1.2=9.42mm，挠跨比=9.42/12000=1/127312/400，满足要求。由计算知，内侧横梁A能满足实用要求(二) 外侧横梁A梁计算1、荷载由计算结果，

13、知Q1=32.24kN,Q2=20.06kN。2、计算模型如下图图12 外侧横梁A计算模型3、计算结果图13 外侧横梁A弯矩图图14 外侧横梁A剪力图图15 外侧横梁A支点反力图图16 外侧横梁A位移图由计算得fmax=1.39mm，Mmax=38.2kN·m，Qmax=41.95kN，R=106.43kN计算考虑超载系数1.05，浇注混凝土时的动力系数1.2。最大弯矩Mmax=38.2×1.05×1.2=48.13kN·m最大剪力Qmax=41.95×1.05×1.2=52.86kN而=200N/mm2，fv=115N/mm2，则=

14、48.13 kN·m /200 N/mm2 =240.65 cm3用2I45b组合工字钢，其抗弯截面系数=2×1500.4cm3=3000.8cm3240.65cm3，A=188.14cm2剪应力：=52.86 kN /188.14 cm2= 28.9 N/mm2<115N/mm2最大竖向挠度fmax=1.39×1.05×1.2=1.75mm，挠跨比=1.75/1200012/400，满足要求。由计算知，外侧分配梁满足实用要求。六、三角托架计算根据纵向三角托架受力情况，对其进行建模分析。1、荷载q1=408.18kN，q2=106.43kN2、计算

15、模型图17纵向三角托架计算模型3、计算结果图18纵向三角托架弯矩图图19纵向三角托架轴力图图20纵向三角托架应力图图21纵向三角托架支点反力图由计算得Mmax=1.957kN·m，N1=407.23kN, N2=95.15kN，max=31.13kN，R1=514.61kN,而=200N/mm2，但当计算时考虑超载系数1.05，浇注混凝土时的动力系数1.2。最大弯矩Mmax=1.957×1.05×1.2=2.47KN·m最大轴力N1max=407.23×1.05×1.2=513.11kN最大轴力N2max=143.47×1.

16、05×1.2=180.77kN支座最大水平力H1max=96.29×1.05×1.2=121.33kN支座最大竖向反力R1max=514.61×1.05×1.2=648.41kN则=2.47KN·m /200N/mm2=12.35cm3三角托架的竖杆由225b号工字钢组焊组成，A=79.81 cm2 容许最小截面积为 Amin=(513.11×103)/(200×106)=25.66 cm2A=79.81 cm2满足要求。三角托架的斜杆由225b号工字钢组焊组成，A=79.81 cm2，容许最小截面积为 Amin=(180.77×103)/(200×106