内拱塔及外拱塔竖转工程结构计算书

1、.内拱塔及外拱塔竖转工程结构计算书 编制 ： 复核 ： 审定 ： 同济大学上海同新机电控制技术有限公司.目 录第一部分 整体结构计算21 内塔竖转整体计算21.1 计算依据21.2 计算说明21.2.1施工说明21.2.2荷载工况21.2.3分析工况及荷载组合21.3 结构计算31.3.1 内塔初始状态0°41.3.2 内塔最终状态75°41.4结构整体计算结论41.4.1三角架及拉索截面选择41.4.2结构内力统计52 外塔竖转整体计算82.1 计算依据82.2 计算说明82.2.1施工说明82.2.2 荷载工况82.2.3分析工况及荷载组合82.3 结构计算92.3.1

2、 外塔初始状态0°92.3.2 外塔最终状态82°102.4 结构整体计算结论102.4.1 索力统计102.4.2 反力11第二部分 局部结构验算141 塔铰结构验算141.1 塔铰A计算模型141.2 模型荷载和约束151.3 计算结果152 销轴计算19第一部分 整体结构计算1 内塔竖转整体计算1.1 计算依据1.1.1 建筑结构荷载规范GB50009-2001（2006）1.1.2 钢结构设计规范GB50017-20031.1.3 桥梁结构图纸1.2 计算说明1.2.1施工说明严格按照图纸说明施工，保证焊接质量和控制尺寸。1.2.2荷载工况（1）被提内塔转体重量按照

3、275t设计计算；（2）三角架自重；（3）后拉索拉力；（4）风载按照锦州地区10年一遇风压：0.4，A类地貌。1.2.3分析工况及荷载组合(1)正常提升状况，桥塔0°（水平放置）；表1.1初始状态荷载组合列表计算内容组合工况桥塔离开地面时的索力及结构变形塔脚以及锚点反力标准值dead+deadsuo+xwdead+deadsuo+ywdead+deadsuo-yw计算桥塔及三角架的应力情况1.35（dead+deadsuo）+1.4xw1.35（dead+deadsuo）+1.4yw1.35（dead+deadsuo）-1.4yw(2)正常提升状况，桥塔75°（转体到位）；

4、表1.2 最终状态荷载组合列表计算内容组合工况桥塔离开地面时的索力及结构变形塔脚以及锚点反力标准值dead+deadsuo+xwdead+deadsuo+ywdead+deadsuo-yw计算桥塔及三角架的应力情况1.35（dead+deadsuo）+1.4xw1.35（dead+deadsuo）+1.4yw1.35（dead+deadsuo）-1.4yw其中：dead-三角架自重以及桥塔自重 deadsuo-索力 xw-x向风荷载yw-y向风荷载 x向与桥面垂直方向 y向与桥面平行方向 z向竖向1.3 结构计算本次计算采用Sap2000有限元程序，对结构进行分析。桥塔分段进行建模，每段模拟实

5、际的重量及抗弯刚度。结构的计算状态为两个状态：初始状态桥塔0°状态；最终状态-桥塔75°状态。对每种状态，分别统计索力，结构的应力情况，桥塔铰点反力，锚点反力。计算模型如下。模型中桥塔预埋段采用固结方式，转体段与预埋段之间采用铰接节点。索与锚点连接采用铰接形式。1.3.1 内塔初始状态0°图1.1 初始状态模型图1.3.2 内塔最终状态75°图1.2 最终状态模型图1.4结构整体计算结论1.4.1三角架及拉索截面选择表1.3三角架及拉索材料表构件名称拉杆压杆拉索上横杆下横杆斜杆截面38材料Q345BQ345B钢绞线Q345BQ345BQ345B1.4.2

6、结构内力统计表1.4杆件设计内力及应力构件名称拉杆压杆拉索上横杆下横杆斜杆截面380°状态轴力标准值（）1745-18472300102830-61775°状态轴力标准值（）475-147344-31214-440°状态应力比0.5480.4690.2320.2730.4570.55675°状态应力比0.4260.1190.060.1630.3740.461注：索力为单侧索力说明：以上结果内力是标准值，反力是设计值，-表示压杆(1) 转铰反力标准值：初始状态反力 到位状态反力(2)固结段反力以及锚点反力节点编号如下：0°状态图3.3 内塔0&#

7、176;节点编号 图3.4 内塔75°节点编号0°节点反力JointOutputCaseF1F2F3M1M2M3TextTextNNNN-mmN-mmN-mm2d+ds+xw-20681524059432596274-19490000000-231791199620059642542d+ds+yw-6265221509512594855-16650000000-7006528234437344632d+ds-yw-62143229502525948826950173084736224714d+ds+xw-8214120399922593569-15

8、410000000-92314989610876667394d+ds+yw6263221509102594962-16650000000700429436-4441258684d+ds-yw6212322949872594989-18260000000694793962-47408328060d+ds+xw-38390-1108423-22444400060d+ds+yw-38236-1106273-22398900060d+ds-yw-38240-1106406-22400900061d+ds+xw38179-1106631-22403300061d+ds+yw38328-1108648-2

9、2446800061d+ds-yw38333-1108780-22448800062d+ds+xw42151-1111883-24911200062d+ds+yw42330-1114291-24968100062d+ds-yw42332-1114357-24968800063d+ds+xw-42584-1118956-25074200063d+ds+yw-42402-1116483-25016700063d+ds-yw-42404-1116549-25017400075°节点反力JointOutputCaseF1F2F3M1M2M3TextTextNNNN-mmN-mmN-mm2d+

10、ds+xw-13411032893923294722898081109-24487422186561895322d+ds+yw1417027513621365362913011976-9681987125956540.042d+ds-yw874824640420913883097967600-11537502130926116.714d+ds+xw-15744619268818984853111671465-22365135405993000434d+ds+yw-141752751342136544291325320397886427.8-26243633.74d+ds-yw-87502464

11、0520914213098222152116160844.1-311377655d+ds+xw6373-130587-273820005d+ds+yw7909-161682-349270005d+ds-yw3978-81352-154410006d+ds+xw-5513-112487-229910006d+ds+yw-7906-161681-349270006d+ds-yw-3977-81352-1544100060d+ds+xw-7201-128221-3184800060d+ds+yw-10333-184395-4746600060d+ds-yw-5161-92118-2181600061

12、d+ds+xw8296-148340-3744200061d+ds+yw10336-184397-4746600061d+ds-yw5162-92119-21816000(3)内塔本身应力内塔转体部分本身最大应力比为0.173；固结部分最大应力比为0.737.(4)三角架的后拉索锚点需根据桥面的设计情况进行设计。2 外塔竖转整体计算 2.1 计算依据2.1.1 建筑结构荷载规范GB50009-20012.1.2 钢结构设计规范GB50017-20032.2 计算说明2.2.1施工说明以内塔以及三角架作为提升支承结构，对外塔进行提升。严格按照图纸说明施工，保证焊接质量和控制尺寸，具体步骤见图纸。

13、2.2.2 荷载工况（1）被提桥塔重量约为395t；（2）风载按照锦州地区10年一遇风压：0.4，A类地貌。（3）后拉索拉力。2.2.3分析工况及荷载组合(1)正常提升状况，桥塔0°（水平放置）；表2.1 初始状态荷载组合列表计算内容组合工况桥塔离开地面时的索力及结构变形塔脚及锚点反力dead+deadsuo+xwdead+deadsuo+ywdead+deadsuo-yw计算桥塔的应力情况1.35（dead+deadsuo）+1.4xw1.35（dead+deadsuo）+1.4yw1.35（dead+deadsuo）-1.4yw(2)外塔到位状态，桥塔82°；表2.2

14、到位状态荷载组合列表计算内容组合工况外塔离开地面时的索力及结构变形塔脚及锚点反力dead+deadsuo+xwdead+deadsuo+ywdead+deadsuo-yw计算桥塔的应力情况1.35（dead+deadsuo）+1.4xw1.35（dead+deadsuo）+1.4yw1.35（dead+deadsuo）-1.4yw其中：dead-三角架自重以及桥塔自重 deadsuo-索力 xw-x向风荷载yw-y向风荷载 x向与桥面垂直方向 y向与桥面平行方向 z向竖向2.3 结构计算本次计算采用Sap2000（9.16）有限元程序，对结构进行分析。桥塔分段进行建模，每段模拟实际的重量及抗弯

15、刚度。内塔底部按照刚接。结构的计算状态为2个状态：外塔0°状态；外塔最终状态。对每种状态，分别统计索力，结构的应力情况，桥塔铰点反力，锚点反力。计算模型：2.3.1 外塔初始状态0°图2.1外塔0°状态模型2.3.2 外塔最终状态82°图2.2外塔到位状态模型2.4 结构整体计算结论2.4.1 索力统计结构索力预拉力（KN）初始0°状态索力（KN）最终状态82°索力（KN）后拉索（提升索）3001630160内塔三角架锚固索465933465注：表中索力为单侧索力（之和）2.4.2 反力图2.3 外塔0°节点编号 图2.4

16、外塔82°节点编号(1)外塔0°反力JointOutputCaseF1F2F3M1M2M3TextTextNNNN-mmN-mmN-mm6d+ds+xw-467678-1698791100323414250000000-4240365739-45468185476d+ds+yw-331677-1614213100860213480000000-3007139022-25903363436d+ds-yw-315274-1470142100848812170000000-2858420997-24888131378d+ds+xw179128-138552210137461140

17、000000016239208655319075768d+ds+yw331703-1614175100848213480000000300737977325892759308d+ds-yw315300-14701181008368121700000002858660944248790705869d+ds+xw-50768734674-32632500069d+ds+yw-49274716484-31796300069d+ds-yw-51030742090-32975400070d+ds+xw49316720528-31927400070d+ds+yw49049713108-3158440007

18、0d+ds-yw50806738723-32763900071d+ds+xw48138775749-31082000071d+ds+yw47915768355-30771900071d+ds-yw49414792468-31778700072d+ds+xw-48956781409-31256000072d+ds+yw-47678764682-30558900072d+ds-yw-49178788806-315662000(2)外塔82°反力JointOutputCaseF1F2F3M1M2M3TextTextNNNN-mmN-mmN-mm6d+ds+xw-366958-2126112

19、563213-1504478661-5969740707-7355710636d+ds+yw-213550-2081852369472-1154924278-2902512478-3232276526d+ds-yw-230867-1699252426155-1604903085-3408246419-3255009818d+ds+xw77206-1650422231440-1258647369339620871-982018768d+ds+yw213453-2077842368450-11560552082902045258311664381.78d+ds-yw230772-169568242

20、5259-16052428763405884625314110272.169d+ds+xw-419893880-5028900069d+ds+yw-302668047-3577900069d+ds-yw-5401121466-6577300070d+ds+xw427396592-5184400070d+ds+yw307269062-3637800070d+ds-yw5446122449-6635200071d+ds+xw384995359-4627800071d+ds+yw277868443-3248000071d+ds-yw4897120662-5923300072d+ds+xw-37749

21、2493-4478000072d+ds+yw-272867212-3182300072d+ds-yw-4847119464-58595000(3)转铰反力标准值：初始状态反力 (4)到位状态反力(5)外塔内塔应力水平复核外塔转体段的最大应力比为0.314，固结段应力比为0.336；内塔最大应力比为0.436第二部分 局部结构验算1 塔铰结构验算根据整体计算结果以及结构图纸可知，塔铰A与塔铰B通过销轴连接在一起，受力情况一样，塔铰A截面尺寸小，因此只需要对塔铰A结构验算。1.1 塔铰A计算模型 塔铰A结构验算运用ANSYS软件对其结构进行强度分析，采用shell63板单元模拟结构的钢板，按照实际尺寸定义不同的板厚。根据设计图几何尺寸，利用ANSYS有限元软件，建立提升梁模型，其余物理参数如下： 拉压弹性模量：Pa； 泊松比：PRXY=