西一桥主塔横梁计算书二

酒泉市城市环境综合治理项目西一大桥主塔横梁支架设计计算书编制：审核：项目负责人：中铁十七局集团有限公司勘察设计院二○一四年八月目录目录I1编制说明12支架结构13计算依据14荷载计算14.1荷载取值14.2荷载组合24.3计算方法及应力取值25荷载分布的确定25.1底腹板先浇筑荷载分布示意图35.2横梁一次浇筑荷载分布示意图46模板面板验算(1.5cm厚竹胶板)67上分配方木(10×10cm)验算68下分配方木(10×10cm)验算79[12槽钢分配横梁验算810碗扣件支架计算810.1碗扣件立杆截面特性810.2碗扣件立杆验算911贝雷梁检算1012贝雷梁下中横梁—双50a工字钢检算1213贝雷梁下边横梁—双20a工字钢检算1314钢管支墩稳定性检算1515焊缝验算1616三角托架受力检算1617贝雷梁安装、拆除吊装受力检算18酒泉西一大桥主塔横梁支架设计计算书1编制说明为确保酒泉西一大桥主塔横梁支架结构安全，从上到下逐个验算杆件受力是否符合要求，具体分为竹胶板验算、双层方木验算、碗扣脚手架验算、[12分配横梁验算、贝雷梁验算、双50a工字钢横梁、双20a工字钢分配横梁验算、钢管支墩验算、焊缝验算。2支架结构西一大桥主塔横梁支架结构采用碗扣件+单层贝雷梁+钢管支墩形式，支架结构从上向下依次为1.5cm竹胶板、双层10×10cm方木、碗扣脚手架、[12分配横梁、贝雷梁、双50a工字钢横梁、钢管支墩。竹胶板下10×10cm方木间距20cm。贝雷梁横向布置10榀，间距为(45+30+45+52.5+45+52.5+45+30+45)cm。碗扣脚手架立杆纵向间距取60cm，横向间距腹板底取30cm，底板底取60cm。贝雷梁横断面图3计算依据贝雷梁横断面图(1)《公路斜拉桥设计细则》（JTG/TD65-01-2007）；(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)；(3)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)；(4)《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；(5)《建筑施工计算手册》(第二版)；(6)《路桥施工计算手册》。4荷载计算4.1荷载取值(1)钢筋混凝土容重：q1=26kN/m3(2)混凝土振捣荷载：q2=2kN/m2(3)木模板荷载：q3=0.5kN/m2(4)方木容重取：7.5kN/m3(5)钢材容重取：78.5kN/m34.2荷载组合表1荷载名称表荷载名称荷载类别荷载编号钢筋混凝土自重重恒荷载(1)计算构件以上部部分模板及及支架结构构自重恒荷载(2)混凝土振捣荷载载活荷载(3)计算模板及支架的荷载组合见下表2。表2荷载组合表项次模板及支架结构构种类荷载组合计算承载力验算刚度1横梁底方木、工工字钢及支支架(1)+(22)+(33)(1)+(22)4.3计算方法及应力取值1、本计算书采取容许应力法。2、容许应力取值Q345钢：弯曲应力[σw]=210MPa轴向应力[σ]=200MPa剪应力[τ]=120MPa弹性模量E=206GPaQ235钢：弯曲应力[σw]=145MPa轴向应力[σ]=140MPa剪应力[τ]=85MPa弹性模量E=206GPa方木：弯曲应力[σw]=17MPa;剪应力[τ]=1.6MPa;弹性模量E=10GPa。5荷载分布的确定5.1底腹板先浇筑荷载分布示意图主塔上横梁为等宽度梁，上横梁标准断面见图1。图1横梁标准断面图(1)腹板部位荷载计算(长度取1m)①混凝土自重荷载计算考虑混凝土超灌，系数取1.05，则腹板部位混凝土分布荷载：66.98×1.05=70.39kN/m2②模板荷载计算侧底模：内侧模板：腹板模板总荷载为：2.84+1.24=4.08kN/m2③砼浇注振捣荷载：2kN/m2腹板下荷载合计：q=①+②+③=70.39+4.08+2=76.47kN/m2(2)底板部位荷载计算①混凝土自重荷载：考虑混凝土超灌，系数取1.05，则底板部位混凝土分布荷载为：13.91×1.05=14.61kN/m2②箱内顶模、底模荷载内顶模：(0.354×2+1.5)×1×0.5=1.1kN底模：2×1×0.5=1kN钢管脚手架：(38.4×30+65×4+60×4)/1000=1.65kN模板分布荷载为：(1.1+1+1.65)/2/1=1.88kN/m2③砼浇注振捣荷载：2kN/m2底板部位分布荷载合计：q=①+②+③=14.61+1.88+2=18.49kN/m2由以上计算结果知，荷载分布示意图如下图2。图2横梁荷载分布示意图5.2横梁一次浇筑荷载分布示意图主塔上横梁为等宽度梁，上横梁标准断面见图3。图3横梁标准断面图(1)腹板部位荷载计算(长度取1m)①混凝土自重荷载计算考虑混凝土超灌，系数取1.05，则腹板部位混凝土分布荷载：75.92×1.05=79.72kN/m2②模板荷载计算侧底模：内侧模板：腹板模板总荷载为：2.84+1.24=4.08kN/m2③砼浇注振捣荷载：2kN/m2腹板下荷载合计：q=①+②+③=79.72+4.08+2=85.8kN/m2(2)底板部位荷载计算①混凝土自重荷载：考虑混凝土超灌灌，系数取取1.055，则底底板部位混混凝土分布布荷载为：：27.82×11.05==29.22kN/m2②箱内顶模、底模模荷载内顶模：(0.354×22+1.55)×1××0.55=1..1kN底模：2×1××0.55=1kN钢管脚手架：((38.44×30+655×4+60××4)/10000=11.65kN模板分布荷载为为：(1.1+1+1.655)/2/1=1.888kN/mm2③砼浇注振捣荷载载：2kkN/m22底板部位分布荷荷载合计：：q=①+②+③③=29..22+1.888+2=33.11kN/m2由以上计算结果果知，荷载载分布示意意图如下图图4。图4横梁荷载分分布示意图图6模板面板验验算(1..5cm厚厚竹胶板))横梁底模采用11.5cmm厚竹胶板，面面板宽度取取0.1mm计算。容容许抗弯应应力14..5MPaa，容许剪剪应力2..3MPaa，0.1mm单位宽度度竹胶板截截面特性如如下：截面积：AA=10××1.5=15cm2弹性模量：E==1×1004MPa抗弯模量：W==bh2/6=110×1.52/6=3.75cm3惯性矩：II=bh33/12==10×1.53/12==2.81255cm4取0.1m宽竹胶胶板以连续续梁模型计计算，跨度度按支撑面面板的100×10ccm小方木木间距取值值，取0.2mm。面荷载载强度计算算按上面荷荷载组合分分布取值，计计算变形时时按强度荷荷载-2kN//m2进行计算算。线荷载：q=面面荷载×00.1弯矩计算：M==ql2/10强度验算：σww=M/WW剪应力验算：ττ=0.66×3Q/22A刚度验算：fmax=ql4/1500EI最大容许变形：：f容=l//400计算结果详见下下表3：表3竹胶板验算结果果统计表验算部位计算强度荷载(kN//m2)计算刚度荷载((kN/mm2)荷载取值长度（m）跨度(m)弯矩（kN.mm）正应力（MPaa）剪应力（MPaa）变形(mm)最大容许变形（mm）腹板85.883.80.10.20.039.151.030.3180.5底板33.131.10.10.20.013.530.400.1180.5根据计算结果，正正应力均小小于14.5MPPa，剪应应力均小于于2.3MPa，刚刚度均小于于l/4000，所以以竹胶板强度度和刚度均均满足要求求。7上分配方木木(10××10cmm)验算竹胶板下采用110×10cm方木，方方木选用东东北落叶松松，容许抗抗弯应力117MPa，容容许剪应力力1.6MPa，方方木截面特特性如下：：截面积：AA=10×10=100cmm2弹性模量：E==1×1004MPa抗弯模量：W==bh2/6=110×102/6=1666.67cmm3惯性矩：II=bh33/12==10×103/12==833.3cm4根据《建筑施工工计算手册册》，方木木按照多跨跨连续梁考考虑。荷载载取值长度度按方木间间距计算，取取0.2m。计算跨跨度按小方方木下100×10cmm方木间距距取值。腹板下取取0.3mm，底板下下取0.66m。面荷载强强度计算按按上面荷载载组合分布布取值，计计算变形时时按强度荷荷载-2kN//m2进行计算算。计算结果详见下下表4：表4分配方木(100×10cmm)验算结果果统计表验算部位计算强度荷载(kN//m2)计算刚度荷载((kN/mm2)荷载取值长度（m）跨度(m)弯矩（kN.mm）正应力（MPaa）剪应力（MPaa）变形(mm)最大容许变形（mm）腹板85.883.80.20.30.150.930.460.0110.75底板33.131.10.20.60.241.430.360.0641.5根据计算结果，正正应力均小小于17MPa，剪剪应力均小小于1.6MPa，刚刚度均小于于l/4000，所以以竹胶板强度度和刚度均均满足要求求。8下分配方木(100×10ccm)验算算竹胶板下采用110×10cm方木，方方木选用东东北落叶松松，容许抗抗弯应力117MPa，容容许剪应力力1.6MPa，方方木截面特特性如下：：截面积：AA=10×10=100cmm2弹性模量：E==1×1004MPa抗弯模量：W==bh2/6=110×102/6=1666.67cmm3惯性矩：II=bh33/12==10×103/12==833.3cm4根据《建筑施工工计算手册册》，方木木按照多跨跨连续梁考考虑。荷载载取值长度度按立杆横横向间距取取值，腹板板下取0..3m，底底板下取00.6m。计算跨度度按立杆纵纵向间距取取值，取00.6m。面荷载强强度计算按按上面荷载载组合分布布取值，计计算变形时时按强度荷荷载-2kN/mm2进行计算算。计算结果详见下下表5：表5分配方木(100×10cmm)验算结果果统计表验算部位计算强度荷载(kN//m2)计算刚度荷载((kN/mm2)荷载取值长度（m）跨度(m)弯矩（kN.mm）正应力（MPaa）剪应力（MPaa）变形(mm)最大容许变形（mm）腹板85.883.80.30.60.935.561.390.2611.5底板33.131.10.60.60.714.291.070.1931.5根据计算结果，正正应力均小小于17MPa，剪剪应力均小小于1.6MPa，刚刚度均小于于l/4000，所以以竹胶板强度度和刚度均均满足要求求。9[12槽钢分分配横梁验验算截面特性如下：：截面积：AA=15.69cm2弹性模量：E==2.066×105MPa抗弯模量：W==10.2cm3惯性矩：II=37..99cmm4根据《建筑施工工计算手册册》，[12分配配横梁按照照多跨连续续梁考虑。荷荷载取值长长度按立杆杆纵向间距距计算，取取0.6m。计算跨跨度按贝雷雷片间距取取值，腹板板下取0.455m，底板板下取0..525m。面荷载强强度计算按按上面荷载载组合分布布取值，计计算变形时时按强度荷荷载-2kN/mm2进行计算算。计算结结果详见下下表6。表6[12分配横梁梁验算结果果统计表验算部位计算强度荷载(kN//m2)计算刚度荷载((kN/mm2)荷载取值长度（m）跨度(m)弯矩（kN.mm）正应力（MPaa）剪应力（MPaa）变形(mm)最大容许变形（mm）腹板85.883.80.60.451.04102.2013.290.351.13底板33.131.10.60.5250.5553.675.980.241.31根据计算结果，正正应力均小小于145MPaa，剪应力力均小于885MPaa，刚度均均小于l//400，所所以[12分配配横梁强度度和刚度均均满足要求求。10碗扣件支架计算算10.1碗扣件立杆杆截面特性性碗扣件立杆采用用(Φ488×3.55)型，横横杆步距为为0.9m。碗扣件截面积：：A=4..89×1102mm2惯性矩：II=1.2219×105mm4抵抗矩：WW=5.008×103mm3回转半径：i==15.778mm10.2碗扣件立杆杆验算(1)腹板下碗扣件立立杆验算腹板下碗扣件纵纵向间距为为0.6mm，横向间间距为0..3m，故故：N=0.3×00.6×885.8==15.44kN计算长度取2..6m，则：查表得：，则：：碗扣件稳稳定满足要要求。(2)底板下碗扣件立立杆验算腹板下碗扣件纵纵向间距为为0.6mm，横向间间距为0..6m，故：N=0.6×00.6×333.1==11.92kN碗扣件脚手架横横杆步距为为0.9m，则计算算长度为00.9m，则：查表得：，则：：碗扣件稳稳定满足要要求。11贝雷梁检检算每片贝雷梁受力分分布计算结结果如下图图5，图5贝雷梁所受反反力示意图图根据计算结果，贝贝雷梁所受受最大线荷荷载为300.6kNN/m，对对贝雷梁进进行受力验验算，计算模型型如图6。图6贝雷梁受力示示意图图7贝雷梁组合应应力图(MMPa)图8贝雷梁剪应力图图(MPaa)图9贝雷梁变形图((mm)从计算结果得知知：贝雷梁最大组合合应力：248.3MPa＜[σw]=2110×1.3==273MMPa；贝雷梁最大剪应应力：113..2MPaa＜[τ]=1220MPaa；贝雷梁最大变形形：24.3mm＜l/4000=135500/4400=QUOTEfmax=5ql3384EI最大组合应力大大于允许值值，考虑到到现浇支架架属于临时时结构，材材料组合应应力允许值值可以提高高1.1~~1.3倍倍，因此贝贝雷梁强度度满足要求求。12贝雷梁下中中横梁—双50a工字钢钢检算贝雷梁下中横梁梁受力分布布计算模型型如图100，图10中横梁受受力示意图图图11中横梁组组合应力图图(MPaa)图12中横梁剪应力图((MPa))图13中横梁变形图(mmm)从计算结果得知知：双50a工字钢横梁最大大弯曲应力：143..1MPaa＜[σw]=1445MPaa；双50a工字钢横梁最大大剪应力：77.88MPa＜[τ]=855MPa；；双50a工字钢横梁最大大变形：3..2mm＜l/4000=30000/4000=QUOTEfmax=5ql3384EI因此双50a工工字钢横梁梁强度满足足要求。13贝雷梁下边边横梁—双220a工字字钢检算贝雷梁下边横梁梁受力分布布计算模型型如图14，图14边横梁受力示意图图图15边横梁组合应力图图(MPaa)图16边横梁剪应力图((MPa))图17边横梁变形图(mmm)从计算结果得知知：双20a工字钢横梁梁最大弯曲应力：133..9MPaa＜[σw]=1445MPaa；双20a工字钢横梁梁最大剪应力：83.44MPa＜[τ]=855MPa；；双20a工字钢横梁梁最大变形：：1.1mmm＜l/4000=15000/4000=QUOTEfmax=5ql3384EI因此双20a工工字钢横梁梁强度满足足要求。14钢管支墩稳定性性检算杆件一端固定、一一端铰支，长长度因数。竖杆计算长度，回转半径，其中，、分别为为钢管构件件的内外直直径。长细比钢管为焊接，根根据《钢结结构设计规规范》附录录C，钢管按按b类构件考考虑，查表表得轴心受受压构件稳稳定系数截面积经计算，轴力钢管支墩稳定性性验算：支墩稳定性，满满足要求。15焊缝验算图