钢箱梁顶推计算书

1、计算书一、设计依据1 .苏州广济北延GY-A1项目“钢箱梁顶推专项施工方案”(论证稿)2 .公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)3 .公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-85)4 .公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)5 .公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)二、设计参数1 .箱梁自重：钢箱梁自重按80.7kN/m进行计算。2、导梁自重：导梁总重为316kN,建模时对其结构进行简化，按14.1kN/m进行计算。3、其它结构自重：由程序自动记入。4、墩顶水平力：顶推施工中拼装平台处白支架墩顶受摩榛力F1作用，取摩榛系数以为0.1;在11#墩处的支架由于是

2、千斤顶牵引施工，受到千斤顶的作用力T,同时受到墩顶摩榛力F2的作用，取摩榛系数以为0.1。三、设计工况及荷载组合根据施工工艺及现场的结构形式，确定荷载工况如下：工况一：钢箱梁拼装阶段。荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重+其它结构自重。工况二：钢箱梁顶推阶段。在钢箱梁顶推阶段按每顶推2.5m为一个工况，以箱梁端头顶推至12#%为最后一个工况，共30个工况，以此进行各墩顶的受力和导梁的受力分析，其荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重。根据以上工况的计算结果，统计出各临时墩的最大受力，对其结构进行分析。对于11檄的荷载组合为：墩顶作用力+顶推力+摩阻力+结构自重；对于其它各临时墩的荷载组合为：墩顶作用力+

3、摩阻力+结构自重。四、钢箱梁拼装阶段的受力分析4.1贝雷支架的计算分析钢箱梁在贝雷支架上进行拼装，支撑箱梁的贝雷片的最大跨径为14m。每个断面布置有四组贝雷片进行箱梁支撑juiuinuiiuinuumimuiuuiumuuiuiinu计算模型剪力图4.2牛腿的计算分析uiuiiuuiiuuuuuuuiiuniiiiiunjuiiiiiuu计算模型剪力图1.4的不均匀分配系数，作用在每组容许剪力为V=245.2kN>204.4kN,故贝雷片的强度满足要求V=204.4kN0单组贝雷片的容许弯矩为M=788.2kNm>715.4kNm,单组贝雷片的贝雷片的作用力为F=80.7/4Xl.

4、4+2.7/3=29.2kN/m。其计算模型及结果如下M=715.4kNm,最大剪力为通过计算得牛腿的支座反力为F=511kN。贝雷片的支撑牛腿选用工28B,从钢管内部穿过，悬臂长度为20cm。牛腿型钢所受到的最大弯矩为M=511X0.2=102.2kNm,最大剪力为V=511kN。型钢工28B的截面模量为W=5.34X10-4m3o则其弯曲应力为=M/W=188.2MPa<(r=1.4X145=203MPa其剪力为弋=VS/Ib=17.2MPa<r=85MPa故牛腿的强度满足要求。4.3钢管桩的计算分析在该施工阶段，钢管桩顶的最大支反力小于钢箱梁顶推阶段的最大支反力，故在该施工阶

5、段，略去钢管桩支架的验算。五、钢箱梁顶推阶段的受力分析5.1 支座反力的计算在钢箱梁顶推阶段按每顶推2.5m为一个工况，以箱梁端头顶推至12#%为最后一个工况，共30个工况，以此进行各墩顶的受力和导梁的受力分析，其荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重。采用MIDAS对其进行建模计算。模型中，将钢箱梁及导梁换算成等效截面结构，对应于30个工况，设置30个施工阶段。其模型如下：计算模型通过计算得出其支座反力结果如下表：对于各工况条件下的结构应力进行统计，发现导梁的最大应力出现在施工阶段25处，其最大应力为6=118.0MPa<145MPa,结构的最大变形出现在施工阶段20处，其最大变形量为246

6、.6mm,其应力云图及变形图见下图KTf加STFE：csmm-MEW：3±#4*力则即、口的*«事X>-lBdS?.=施工阶段-25应力云图施工阶段-25变形图ABCDEFGH施工阶段180.8278.91125.6927.51064.01234.2771.11;施工阶段2£116.8362.11230.8902.11057.01284.8528.5；ti施工阶段3162.9480.51232.31070.2501.12035.1：施工阶段4622.3215.01240.41009.5768.71626.31施工阶段5275.6773.31239.5951.

7、3979.41263.1j施工阶段6363.1906.51222.8914.81128.7946.2施工阶段7487.3999.51207.3894.71217.8675.4j施工阶段8450.7650.11048.31195.8890.11247.1节施工阶段9849.81041.01300.5416.81873.9§施工阶段101095.4995.51251.7675.91463.6施工阶段111383.9893.01234.2865.91105.1|施工阶段121715.7732.81248.4986.8798.4g号|施工阶段132090.7515.01294.21038.5

8、543.7一施工阶段142491.6343.5861.31785.7表5.1-1计算结果汇总表（单位：kN）jwWWSaWMKSSWaiWlWWWWUFI*：；6H0y通空VZ施工阶段152947.61162.91371.61:施工阶段163302.51052.41127.1施工阶段173682.7856.2943.11施工阶段184088.1574.3819.61二施工阶段194203.41278.6;施工阶段204660.3821.8:施工阶段21440.33943.11098.7职V-二施工阶段22562.44074.2845.4Zj施工阶段23704.64151.8625.6施工阶段2

9、4861.53760.1860.51施工阶段251033.93926.6521.5¥1施工阶段261218.04042.6221.4J施工阶段271425.74056.4施工阶段281699.83782.3击施工阶段291973.93508.2;施工阶段302248.03234.1最大支座反力2248.04660.310411294.21785.71873.92035.1最小支座反力440.380.8215221.4416.8备注：各临时墩的编号由12#墩开始向9#墩方向的编号分别为AH5.2 11#墩处的钢管支架的计算分析钢箱梁顶推过程中，顶推千斤顶布置于11#墩处，需考虑钢管支架

10、顶推过程中的稳定性，故对于11#墩处的钢管支架按两种工况进行分析。工况一：墩顶所受作用力最小，千斤顶顶推施工。荷载组合为：墩顶作用力F1+千斤顶顶推力T+墩顶摩榛力f1+结构自重。工况二：墩顶所受作用力最大，千斤顶顶推施工。荷载组合为：墩顶作用力F2+千斤顶顶推力T+结构自重。钢箱梁及导梁的总重量为548.2t,按摩榛系数按0.1进行计算，则所需要的顶推力为T=5482X0.1=548.2kNo5.2.1 工况一荷载取值根据5.1节中的计算结果表中可查出，墩顶作用力最小为F1=80.8kN,其所产生的墩顶摩榛力f1=80.8X0.1=8.08kNo千斤顶的荷载同步性按1.05进行考虑，左右墩竖

11、向力不均匀分配系数按1.2考虑。则单个临时墩受到的顶推力为T0=548.2/2X1.05=287.8kN。单个分配梁的作用长度为2m,宽度为0.5m,其所受到的竖向力为F0=80.8/4/2X0.8=8.1kN/m,其所受到的摩榛力为f0=8.08X0.8/4=1.6kNo5.2.2 工况二荷载取值根据5.1节中的计算结果表中可查出，墩顶作用力最大为F1=4660.3kN,其所产生的墩顶摩榛力f1=4660.3X0.1=466.03kN。千斤顶的荷载同步性按1.05进行考虑，左右墩竖向力不均匀分配系数按1.2考虑。则单个临时墩受到的顶推力为T0=548.2/2X1.05=287.8kN。单个分

12、配梁的作用长度为2m,宽度为0.5m,其所受到的竖向力为F0=4660.3/4/2X1.2=699.1kN/m,其所受到的摩榛力为f0=466.03X1.2/4=139.8kN。5.2.3 计算模型采用MIDAS对其进行建模计算，计算模型如下：计算模型5.2.4 计算结果通过计算得出计算结果如下:工况一：结构应力图£1哽E5三出串:耳支四dmnt*CCdnjEwst#ocofl3»：ck-cai期4£nu+<l2l4J-1-11,-HJI>6吓t&l皿likRffm*55.4_由£1ScUb'wBp"35Jf

13、1;t牙力工再8工况一：结构变形图工况一：支座反力图（一）51WCTMWROB口用H启大晟*，壮4MHi“F37LI0MMYiimEnfllFMZsZMESETOIIWY二HM+dEBi仅Im#jh4'-!m.?sr«!良#二4QihHJrn.-uiEt1-037、产工况一：支座反力图（二）5皿:"外通网算3£CEDOvraCC1.5*3ITROgTM4g-M*TTiK*tWl.t>.J24MJIKmm曾相声堪三妣师笃回话卜中&3I工况二：结构应力图工况二：结构变形图工况二：支座反力图（一）逋上对以上计算结果汇总如下表:计算结果汇总表（一）r

14、o-工况最:组合应力（MPa）最大变形（mm）、1允许应力（MPa）!工况-73.814.8145!工况二125.04.4yW：F.Wfw:-w-:wG；sWWW*'*F，'i*FK*F*-*>廿:X*-1459-计算结果汇总表（二）:节点荷载>Z4K#?mFX(kN):却修FY(kN)flmFZ(kN)MX(kN*m)MY(kN*m)MZ(kN*m)I;1工况1-90.827.6-638.3-46.7-207.0-25.1一V2工况1-91.2-27.1730.9|46.3-207.5-25.1二3工况1-51.130.5-556.7-51.3-132.9-26.

15、4744工况1-51.5-30.9649.2151.7-133.4-26.4岁1工况2-19.831.1690.81-52.2-37.8-25.72工况2-24.0-26.9783.745.8-44.4-25.733工况219.927.0772.5I-45.836.3-25.7I；4*工况2从计算结二15.7果汇总表（-31.1堂ic*h却"»cw"a1一)中可以702.1、看出，结杉52.3J最大应力均，29.7卜于其容许应-25.7力，说明钢管支架的强度和刚度满足施工要求。从计算结果汇总表（二）中可以看出，钢管桩所需要的最大抗拔力为638.3kN,需根据以上计

16、算结果进行钢管连接节点的验算。从5.1节的计算结果表中可以看出，CH墩中所受到的最大竖向力为F=2035.1kN,作用于H墩处。由于CH墩的临时墩结构形式相同，故选取H墩进行计算分析。其荷载组合为：摩阻力+竖向作用力+结构自重。左右墩竖向力不均匀分配系数按1.2考虑，摩榛系数按0.1进行考虑，则单个临时墩受到的摩阻力为f=。单个分配梁的作用长度为2m,宽度为0.5m,其所受到的竖向力为F0=2035.1/4/2X1.2=305.3kN/m,其所受到的摩榛力为f=2035.1X0.1/4X1.2=61.1kN0计算模型采用MIDAS对其进行建模计算，计算模型如下：计算模型计算结果通过计算得计算结

17、果如下:TO结构变形图3JJE£T34*-：rO2-ULZta-JL-J，乃号5阵:5EgH-13二IHL口IKW*J修lJ&«-：:-i；-W.S-.：MNFMK同口由MCk+DKiHRi4LD吃拊QIrfc*ft：eBHlsagQCTHl支座反力图（一）防上CT：JMIJw：0(41.li9.Eiimron：BE.IH时支座反力图（二）对以上计算结果汇总如下表:计算结果汇总表（一）（;*：!JW-qj*；g：HT!卡.J_-c_e_W-，次*：K*J.；最大组合应力（MPa）最大变形（mm）允许应力（MPa）|jr密-率6M-*，-.一一，*：>»

18、;H'K»：>*：YrifrK#SL*!4.：%W比XF*节点FX(kN)FY(kN)FZ(kN)MX(kN*m)MY(kN*m)MZ(kN*m)J1-30.00.298.4-0.4-56.60.122-31.10.9563.0-1.4-58.30.1/3-30.0-0.298.40.4-56.6-0.1i4-31.1-0.9563.0J1.4J-58.3J-0.1->=计算结果汇总表（二）,公辜0*依*w*y从计算结果汇总表（一）中可以看出，结构最大应力均小于其容许应力，说63.04.7145明钢管支架的强度和刚度满足施工要求。从计算结果汇总表（二）中可以看出，

19、钢管桩以受压为主，同时受弯，最大压力为563kN,最大弯矩为58.3,需根据以上计算结果进行钢管连接节点及扩大基础的验算。5.4扩大基础的受力分析根据5.3节的计算结果对扩大基础进行构造及配筋设计。在此不对扩大基础进行验算，仅对地基承载力进行验算。选取一半的扩大基础进行验算，其长度为4.02m,宽度为2.06m,厚度为0.15m,混凝土自重为G=4.02X2.06X0.15X24+4.02X0.85X0.15X24=42.1kN。根据5.3节的计算结果得出，一半基础的中心竖向作用力为F=42.1+563+98.4=703.5kN中心处的弯矩为M=58.3+56.6+563X1.15-98.4X1.15=649.2则临时墩对地基产生的最大压应力为(Tmax=F/A+M/W=703.5/4.02/2.06+649.2乂6/2.06/4.02/4.02=0.202MPa临时墩对地基产生的最小压应力为min=F/A+M/W=703.5/4.02/2.06-649.2X6/2.06/4.02/4.02=-0.032MPa<0故需考虑基底应力的重分布，并假定全部荷载均由受压部分承受，基底按三角形进行分布，受压分布宽度为b'o则b'=3