纳界河特大桥主拱拱肋拼装支架计算说明书

纳界河特大桥主拱拱肋拼装支架计算说明书纳界河特大桥主拱肋由于工期及扣塔结构尺寸的原因的限制，拱肋的AT~A5和E0~E5节间拱段需要采用支架搭设，为此设计了东西两岸的拱肋拼装支架，其结构形式如图1、图2：图1林歹岸拱肋拼装支架图（单位：mm）图2织金岸拱肋拼装支架结构图（单位：mm）拱肋拼装支架主要采用材质为Q235的钢管+型钢组合支架，各个构件的材料截面规格如表1所示表1拱肋拼装支架材料规格构件名称截面规格构件名称截面规格支架立柱φ830×20钢管横向斜杆[28槽钢纵向水平系杆[40槽钢I56a双拼支撑横梁双拼I56a工字钢纵向斜杆[28槽钢顶层斜杆[28槽钢横向水平系杆[40槽钢限位杆[20槽钢拱肋拼装支架才用MIDAS2010有限元软件建立整体模型进行计算，模型中所有杆件均采用两单元模拟，边界条件根据实际情况设置。支架计算模型如图3所示：图3拱肋支架计算模型本桥拱肋支架由于主体结构重量还不明确，节点板重量和连接螺栓的重量无法统计，故暂时根据《林织线纳界河特大桥深化初设图纸PDFto四院咨询》中有关截面尺寸计算结构重量并考虑1.5的重力增大系数进行支架的初步计算。拱肋支架是随着拱架的逐渐拼装而逐步参与受力，在施工过程中有可能出现较主拱五个阶段全部拼装完成之后的结构受力更不利的情况，因此必须根据施工进程分阶段对支架结构的内力状态进行分析。支架在各施工阶段的验算结果1：整体计算结果1）支架反力计算结果图4CS1支架反力结果（单位：N）图5CS2支架反力结果（单位：N）图6CS3支架反力结果（单位：N）图7CS4支架反力结果（单位：N）图8CS5支架反力结果（单位：N）表2各施工阶段最大支反力汇总表施工阶段工阶段1工阶段2工阶段3工阶段4工阶段5竖向最大支反力（向上）/KN477.51756.612890.960984.7881539.853水平最大支反力(指向拱座)/KN124.6124.150.737219.7751023.8322）梁单元有限应力计算结果图9CS1支架梁单元有效应力（单位：MPa）图10CS2支架梁单元有效应力（单位：MPa）图11CS3支架梁单元有效应力（单位：MPa）图12CS3支架梁单元有效应力（单位：MPa）图13CS3支架梁单元有效应力（单位：MPa）根据以上计算结果，钢管+型钢组合支架在各个施工阶段中的最大应力；满足要求。3）支架变形计算结果支架立柱作用主要是支撑拱肋，因此支架立柱上端柱顶应该与拱肋紧密接触，支架柱顶的位移可以由被支撑点的拱肋节点位移反应，其在各个施工阶段的变形如下所示:图14CS1支架柱顶变形（单位：mm）图15CS2支架柱顶变形（单位：mm）图16CS3支架柱顶变形（单位：mm）图17CS2支架柱顶变形（单位：mm）图18CS2支架柱顶变形（单位：mm）根据以上拱肋轴线的变形计算结果可以知道，支架立柱在拱肋拼装过程中可能产生较大的压缩变形、最大变形处Δ=8mm，因此在支架搭设时应该采取增加立柱长度的措施以调整支架压缩变形的影响，其值可以采用支架最终压缩值一半确定。2.结构构件应力计算结果1）2I56a支撑承重梁应力急算结果图19CS1承重梁有效应力（单位：MPa）图20CS2承重梁有效应力（单位：MPa）图21CS1承重梁有效应力（单位：MPa）图22CS1承重梁有效应力（单位：MPa）图23CS1承重梁有效应力（单位：MPa）由承重梁的应力计算结果可知，支架结构中应力最大构件为承重梁，其最大应力达到与Q235钢的极限强度相差很小，虽然能够满足工程应用，但在实际施工中可根据具体情况做适当的加强。2）钢管立柱有效应力计算结果图24CS1钢管立柱有效应力（单位：MPa）图25CS2钢管立柱有效应力（单位：MPa）图26CS3钢管立柱有效应力（单位：MPa）图27CS4钢管立柱有效应力（单位：MPa）图28CS5钢管立柱有效应力（单位：MPa）根据以上计算结果，可知钢管立柱应力分布比较均匀，仅在柱顶处产生较大的有效应力，其最大应力为，满足要求。虽然应力水平还是比较小，但考虑到稳定性的因素，认为支架钢管立柱有必要控制其应力值。支架结构的连接系为保证支架稳定而设，一般情况下其应力水平都比较低，不在单独列出其应力结果。由以上的计算结果可知，纳界河特大桥主拱拱肋拼装支架结构能够满足拱肋拼装的需要，支架结构各个构件应力均不超过材料的极限强度，故认为本支架结构安全。3.支架立柱基础的计算立柱基础需要验算钢管立柱下混凝土底座的局部承压能，由前面各施工阶段最大支反力