中横梁计算书

1、阿克苏纺织大桥主塔中横梁支架计算书阿克苏青建路桥工程有限公司二0一六年八月主塔中横梁支架计算书中横梁长12.7m,宽5.2m，高2.8m,砼总方量约156m3,且离地高达73m,要求支架变形小，不 能引起中横梁砼开裂，施工难度较大。中横梁施工按设计要求采取预留套筒方式，滞后2个节段施工。这样塔柱内侧爬架在经过中横 梁时正常爬升，等浇筑至横梁以上2个节段时，进行中横梁支架搭设。按设计要求分上下两次浇筑， 然后施加横梁预应力。中塔柱施工至中横梁底时，注意预埋中横梁托架爬锥，将托架法兰与爬锥连接在一起，安装2I32b 横向分配梁，纵向大梁采用4片桁架片，桁架片采用型钢焊接成，桁架上弦为236，立杆为

2、I25b， 横向联结采用16。桁架加工好后，先安装中间2片，用塔吊提升一片桁架至托架顶，与横向分配梁 焊结并加斜撑固定，再吊中间另一片，焊结联结系，形成整体。再安装剩余2片，安装一片随即将 将联结系焊好。桁架片上铺I14横肋，横肋中间间距为60 cm，两端为30 cm，在横肋上搭设钢管架， 钢管架中间部分为60X60 cm，腹板为60X30 cm，具体布置见示图。钢管架上铺方木、底模、绑扎 中横梁及塔柱钢筋、穿波纹管、立侧模，施工中横梁下部分，养护达到强度后，再施工中横梁上半 部分。针对中横梁支架，采用MIDAS civil2006建模进行了计算，对底模、纵向分配梁、横向分配梁、 钢管架及托架

3、和预埋牛腿一一进行了验算。验算结果符合规范要求，支架安全。中横梁支架侧面图中横梁支架正面图1、荷载取值:人工机具：2.5kN/E混凝土振捣荷载：2.0kN/E面板及横肋方木自重：1kN/E混凝土容重：26kN/m3钢构件自重：(在MIDAS/Civil V2006建模加载计算时按均布荷载进行加载，不再单独计算)。荷载组合：、强度验算：(1) + (2) + (3) + (4) + (5)、刚度验算：(3) + (4) + (5),(为计算方便采用强度计算荷载组合)。钢材容许应力(1) Q235钢容许轴向应力取1.25。=1.25X 140=175Mpa；容许弯曲应力取1.25。w=1.25X

4、145=181Mpa；容许剪应力取 1.25 t =1.25X85=106Mpa。方木、竹胶板容许弯曲应力B=11Mpa。本计算书根据各自的荷载情况对底模板、横肋、纵向分配梁、横向分配大梁、钢管柱等各杆件的 强度和刚度进行计算。中横梁砼设计要求分两次浇筑，为方便计算按一次性浇筑来验算。2、底模面板计算。底模采用18mm厚竹胶板，横肋采用100mmX 100mm方木250mm，间隙宽度为150mm。底模板取横向宽1m计算，按连续梁计算，腹板下底模面板受力最大。竹胶板参数：W=1/6bh2=1/6X 1000X182 = 54 0 00mm3I = 1/12bh3= 1/12 X 1000 X 1

5、83 = 48 6 0 00mm4E = 9000N/mm2恒、活载计算：下横梁梁高 4m： q1 = 26X2.8 = 72.8KN/E人工机具：q2 = 2.5 KN/E混凝土振捣荷载：q3 = 2.0KN/E1m 宽面板所受荷载 4线=(72.8+2.5+2)X 1=77.3KN/m塑性发展系数Yx=1.05Mmax=1/10Xq 线XL2=1/10 X 77 . 3X 1502=17 3 9 2 5N.momax=Mmax/(yxXWx) =173925/ (1.05X54000) =3.1Mpa B=11Mpa挠度近似按三跨连续梁计算挠度：f=ql4/(150EI)=77.3X 15

6、04/(150X9000X486000)= 0.06mm250/400=0.625 mm所以符合要求。3、底模横肋方木计算：横肋采用100X100mm方木，横肋250mm，纵肋在箱室处为600 mm，在腹板处为300 mm。3.1中间箱室段处截面计算：箱室处：q 线=(1.4X26+2.5+2+1)X0.25=10.475KN/m方木参数：W= 1/6bh2= 1/6 X 100 X 1002= 166667mm3I = 1/12bh3=1/12X 100X 1003 = 8333333mm4E = 9000N/mm2Mmax=1/10Xq 线XL2=1/10X 10. 47 5 X 6002

7、=3 7 7 1 00KN.momax=Mmax/(YxXWx)=377100/(1.05X166667)=2.15 MpaB = 11Mpa 符合要求。腹板处：q1= (2.8X26+2.5+2+1)X0.25=19.575KN/mMmax=1/10Xq 线XL2=1/10X 19.575X3002=176175KN.momax=Mmax/ (yxXWx)=176175/(1.05X 166667) = 1.0MpaB = 11Mpa符合要求。4、底模纵肋方木计算：4.1中间箱室段处截面计算箱室处：q 线=(1.4X26+2.5+2+1)X0.6=25.14KN/mMmax=1/10Xq 线

8、 XL2=1/10X25.14X6002=905040KN.momax=Mmax/(YxXWx)=905040/(1.05X166667)=5.2MpaB=11Mpa 符合要求。腹板处：q1= (2.8X26+2.5+2+1)X0.3=23.49KN/mMmax=1/10Xq 线 XL2=1/10X23.49X6002=845640KN.momax=Mmax/ (yxXWx)=845640/(1.05X 166667) =4.8MpaJ2-SSi?4c47-134a*O321：蛀；中单柬克整* H.Z： khlS哩：睥口习由覆图3：中间一片受力较大的桁架片轴力图图4:中间一片受力较大的桁架片弯

9、矩图TO.ASj*a dl POST PROCESSORBEW DDWRWMAK : 31 M3N i： J34a：牛：中京财兵：%虬也kN三尊QEF1可201EgEL屯伯日+(*L 93SB：9e-HH2fl.H5745e+Jni巳击皿Hill，.正16冀.仲酊 .GGe -MJQD-8EE7E+iOl图5：中间一片受力较大的桁架片剪力图hllDto/LlVIl POST-PROCESSORBEAM DIAGRAM文件；中项梁支氛C客早位；kN日司：08/17/2016辑力O.OOOODe-i-dOO-S.SZOZe-KOl-l.L8640e-i-CO2-1.7796 le+COZ-2.37

10、2Sle-K02-Z.SSO le+COZ3.55S21=+CO2-4.15242e+CO2-4.74562=+CO2-5.33882e+O2-5.3202=+CO2-6.52523e+CO2图6：托架轴力图图7：支反力图6.1、横向分配梁计算：纵向分配梁采用I14b工字钢，纵梁截面特性如下：截面 Ix= 7120000mm4截面 Wx= 101714.28mm3塑性发展系数Yx=1.05Mmax=7.33KN.momax=Mmax/ (yxXWx) =7330000/ (1.05X 101714.28) =68.6Mpa1.25ow=1.25X 145=181Mpa故底横向分配梁承载力满足要

11、求。6.2、桁架梁计算：桁架弦杆采用236b槽钢。236b槽钢截面特性如下：截面积 A=2 X 6809=13618mm2截面 Ix=126520000X2=253040000mm4截面 Iy=4967000X2+6809X82.72X2=103071451mm4截面 Wx=702889X2=1405778mm3ix： 136.31mm. 石.103071451iy = 87 mm A 2 x 6809i1： 27.0mm （单肢弱轴）面积矩 Sx=417624X2=835248mm3腹板总厚22mm塑性发展系数Yx =1.05端下弦杆受力较大，其中轴力：207.2KN,弯矩：171.9 KN

12、.m，剪力:139.2KN。a、正应力检算N M _ 207200 171900000-A y - 136181.05 x 1405778=131.7Mpa 1.25 xln= 181Mpa b、抗剪检QS139.2 x 103 x 835248t = = = 20.9MPa 1.25 x t = 106MPa （满足要求）It 253040000 x 2 x 11上弦杆最大轴力为797.4KN。L=1800 mm杆件绕 y-y 轴长细比：入 y=L/iy=1800： 136.31=13.2杆件绕x-x轴长细比：入x=L/ix=1800：87=20.7故取入=20.7按b类截面查表得，稳定系数

13、祖=0.98omax=Nmax/A=797400：13618=58.6MPa=1.25X140X0.98=170MPa端部斜杆受最大轴力：429.3KN斜杆采用I25b工字钢，纵梁截面特性如下：截面 Ix=52800000mm4截面 Wx=422400mm3面积矩 Sx=244499mm3腹板总厚Tw=10mmA=5350mm2塑性发展系数Yx=1.05L=1570 mm杆件绕 y-y 轴长细比：入 y=L/iy=1570：23.56=66.6杆件绕 x-x 轴长细比：入 x=L/ix=1570：99.3=15.8故取入=66.6按b类截面查表得，稳定系数祖=0.856omax=Nmax/A=

14、429300：5350=80.2MPa=1.25X140X0.856=149.8MPa所以，桁架梁承载力满足施工要求。6.3、托架计算6.3.1托架杆件计算托架斜杆受力最大，轴力为652.5KN,立柱采用双32#槽钢。xy232b槽钢截面特性如下:截面 Ix =80568000X2=161136000mm4截面 Iy=3356000X2+5490X 118.42X2=160635789mm4截面 Wx =503550X2=1007100mm3ix：121.142 mm. iy ,160635789iy = A 2 x 5490=120.95mmi1： 24.7mm （单肢弱轴）面积矩 Sx=2

15、99360 X 2=598720mm3腹板总厚20 mm塑性发展系数Yx=1.05截面积 A=2 X 5490=10980mm2立柱自由长度L=1.68 m。杆件绕 x-x 轴长细比：入 x=L/ix=1680/121.142=13.9可得绕y轴的回转半径为：杆件绕 y-y 轴长细比：入 y=L/iy=1680：120.95 =13.9入 1=L01/i1=400：24.7=16.2 （L01 为缀板净距）人=寸久2 +人2 = 21.3按b类截面查表得，稳定系数祖=0.978N=652.5KNN/A=652500： 10980=59.4MPa=1.25X 140X0.978=171MPa整体

16、稳定符合要求，柱分肢为型钢，不需验算局部稳定。分肢稳定验算（根据GB 50017-2003第54页表5.1.4条）：X=l /i = 16.240和0.5人1| 当人=35.3 6满足缀板的刚度要求（见钢结构设计手册37页）缀板的构造要求：宽度=200 2a/3 = 15.8（端缀板取= a）， 厚度 t = 10 a /40 = 5.85和 6mm横向剪力 V=Af/85=10980X215/85=27773N作用于一个缀板面的剪力：V1=V/2=27773/2=13.9KN缀板与柱连接处的内力：T=V1XL1/a=13.9X60/23.7=35.2KNM= V1XL1/2=13.9X0.6

17、/2=4.17kNm托架与法兰采用侧面角焊缝，焊脚尺寸hf=10 mm,焊缝计算长度lw=200 mmW=0.7X10X2002/6=46666 mm 3o= 4.17X106 / 46666=89.4 MPat =35.2X 103/(0.7X 10X200)=25.1 MPa(b )2JI111V . R 1.22 )+ 31.42 = 77.5N/ mm2 fw = 160N/mm2f斜杆承压能力满足要求。6.3.2、托架与预埋钢板连结焊缝计算:斜杆支反力竖向最大值为F=431.4KN,水平力最大值为449KN，按照GB 500172003 8.2.7条规 定：角缝不大于较薄焊件厚度（钢板厚度10 mm）的1.2倍12 mm，同时不小于1.5t=1.512=5 mm， t为较厚焊件，钢板厚度12 mm。焊缝高度取hf=10mm。竖向力为剪力主要由竖向焊缝承受。剪力焊缝有效面积Aw1=550X2X10X0.7=7700mm2，正应力总有效面积Aw=550X2X 10X0.7+90X4X10X0.7=10220mm2。由钢号