长征沟特大桥连续梁0#块托架检算报告-翼缘

1、0#块托架概述0#块梁高7.0m，施工采用一次浇筑成型。0#块支架分2部分，分别为顺桥向和横桥向。0#块顺桥向支架分2部分，桥墩两侧各为一部分，荷载通过底模及横梁传至三角架托架上。顺桥向托架采用4道纵梁，为1根40b工字钢，杆件总长度为4.5m，其中悬挑长度为2.8m，斜撑采用1根40b工字钢，斜撑长度为3.54m，平台上面横铺I25b工字钢，托架布置间距为2.4m，横梁布置间距0.4m，有效受力横梁由墩身边沿起算为单侧6根。0#块横桥向支架也分2部分，桥墩两侧各为一部分，荷载通过底模及横梁传至三角架托架上。托架采用4道纵梁，顶部为1根25b工字钢，杆件总长度为3.2m，其中悬挑长度为1.8m，斜撑采用1根25b工字钢，斜撑长度为2.13m，平台上面横铺I25b工字钢，托架布置间距为2.3m，横梁布置间距0.24m，有效受力横梁由墩身边沿起算为单侧5根。2、荷载假定恒载1）新浇混凝土自重：钢筋砼容重γ=26.5kN/m3；2）内、外模及支架q1=4.0kN/m2；活载1）施工人员、施工料具、运输荷载，按2.0kN/m2计；2）水平模板的砼振捣荷载，按2.0kN/m2计；3）倾倒混凝土冲击荷载，按2.0kN/m2计。0#顺桥向托架计算图（单位：cm）0#横桥向托架计算图（单位：cm）3、顺桥向横梁和托架验算3.1横梁验算3.1.1截面荷载分布沿桥纵向由于该桥为变高度变截面混凝土持续梁，在支点附近底板及腹板加厚，选用该截面的几何尺寸进行主梁的自重计算。沿桥横向由于箱梁混凝土沿横向的不均匀分布，因此计算时将横向分为底板部分、腹板部分和翼板部分。主梁截面的自重区域划分见图2。计算截面荷载分布见图3。横梁采用I25b工字钢,顺桥向间距0.4m，在0#块下部共设立6道，其它为确保施工平台等另加工字钢自行增加。主梁截面的自重区域划分根据受力截面计算可知：1)缘板截面面积：A1=0.675m²2)腹板截面面积：A2=7.295m²3)顶、底板截面面积：A3+A3'=3.652m²（1）翼缘板部位荷载计算长度取1m计算。混凝土自重荷载计算P11=A1γ/B1=0.675×26.5/1.5=11.925kN/m2考虑混凝土超灌，系数取1.05，则翼缘板部位混凝土分布荷载为：P11=11.925×1.05=12.522kN/m2②混凝土振捣及冲击荷载P12=2.0+2.0=4.0kN/m2③人员及机具荷载P13=2.0kN/m2④模板及支架荷载P14=4.0kN/m2翼缘板下荷载累计为：P1=1.2×(12.522+4.0)+1.4×(2.0+4.0)=28.23kN/m2线荷载为：P1’=28.23×0.4=11.30kN/m（2）腹板部位荷载计算混凝土自重荷载计算P21=A2γ/B2=7.295×26.5/1.4=138.09kN/m2考虑混凝土超灌，系数取1.05，则翼缘板部位混凝土分布荷载为：P21=138.09×1.05=144.99kN/m2②混凝土振捣及冲击荷载P22=2.0+2.0=4.0kN/m2③人员及机具荷载P23=2.0kN/m2④模板及支架荷载P24=4.0kN/m2腹板下荷载累计为：P2=1.2×(144.99+4.0)+1.4×(2.0+4.0)=187.19kN/m2线荷载为：P2’=187.19×0.4=74.88kN/m（3）顶、底板部位荷载计算混凝土自重荷载计算P31=(A3+A3')γ/B1=26.5×3.652/2.2=43.99kN/m2考虑混凝土超灌，系数取1.05，则翼缘板部位混凝土分布荷载为：P31=43.99×1.05=46.19kN/m2②混凝土振捣及冲击荷载P32=2.0+2.0=4.0kN/m2③人员及机具荷载P33=2.0kN/m2④模板及支架荷载P34=4.0kN/m2顶板下荷载累计为：P3=1.2×(46.19+4.0)+1.4×(2.0+4.0)=68.63kN/m2线荷载为：P3’=68.63×0.4=27.46kN/m（4）荷载分布示意图根据以上计算荷载，节段荷载分布示意图以下图所示3.1.2横梁受力分析横梁为I25b,其A=53.5cm2,Ix=5278cm4,Wx=422cm3,Ix/Sy=21.4cm，m=42kg/m。Q235弹性模量：，允许弯曲应力215MPa，允许压应力325MPa，允许剪应力125MPa。横梁的力学计算模型采用多跨持续梁，用力学求解器计算强度及挠度，其验算成果见图。横梁计算模型（单位：N/m）横梁弯矩及支反力成果（单位：N.m和N）横梁剪力分布图（单位：N）横梁最大挠度分布图以及计算成果从以上验算成果可知，横梁的最大绝对弯矩为24.8kN.m，最大剪力为67.7kN，则有：σmax=Mmax/wx=24.8/0.000422×10-3=59.05MPa<215MPa；τmax=QSx/Ixd=67.7/(0.214×0.01)×10-3=31.64MPa<125MPa；故最大弯曲应力和最大剪应力均符合规定。从以上验算成果可知，横梁的跨中最大挠度为1.2mm，不大于允许挠度[f]=l/300=2400/300=8mm，满足规范规定；横梁悬臂端最大挠度为2.3mm，不大于允许挠度[f]=l/300=2100/300=7mm，满足规范规定。3.2托架计算托架为I40b,其A=94.1cm2,Ix=22781cm4,Wx=1139cm3,Ix/Sy=33.9cm，m=73kg/m。Q235弹性模量：，允许弯曲应力215MPa，允许压应力325MPa，允许剪应力125MPa。托架承受横梁传递的力，由以上计算可知，托架受到的最不利荷载为90.1kN。托架的计算模型、强度及挠度的验算成果见图。托架计算模型托架弯矩分布图（单位：N.m）托架剪力分布图（单位：N）托架轴力分布图（单位：N）托架最大挠度分布图（单位：m）从以上验算成果可知托架的最大绝对弯矩为189.2kN.m，最大剪力值为357.6kN，最大轴力为288.0kN则有：σmax=Mmax/wx=189.2/0.001139×10-3=166.2MPa<215MPa；τmax=QSx/Ixd=357.6/(0.339×0.012)×10-3=88.0MPa<125MPa； σn=Nmax/A=288.0/0.00941×10-3=30.7MPa<325MPa故托架的最大正应力、最大剪应力和最大轴应力均满足规范规定。托架最大竖向位移为1.29mm<[f]=l/300=1500/300=5mm；故刚度满足规范规定。托架斜杆稳定性验算：斜杆轴力N=288KN，弯矩M=189.2KN.m主桁采用I40b工字钢，在桁架平面内A=94.1cm2，惯性矩Ix=22781cm4，h=40cm，Wx=1139cm3,ix=15.6cm；L=3.56m。λ=L/ix=356/15.6=22.8查表有：稳定系数=0.909=288000/0.909/0.00941+189200/0.001139=199.8MPa<[f]=215MPa斜杆的稳定性满足规定。4、横桥向托架及横梁4.1横桥向横梁4.1.1截面荷载分布横梁采用I25b工字钢,间距0.24m，共设立5道，其它为确保施工平台等另加工字钢自行增加，根据受力截面计算可知，翼缘板截面面积A=0.675m²（1）翼缘板部位荷载计算混凝土自重荷载计算P11=A1γ/B1=0.675×26.5×12/（1.5×10）=14.31kN/m2考虑混凝土超灌，系数取1.05，则翼缘板部位混凝土分布荷载为：P11=14.31×1.05=15.03kN/m2②混凝土振捣及冲击荷载P12=2.0+2.0=4.0kN/m2③人员及机具荷载P13=2.0kN/m2④模板及支架荷载P14=4.0kN/m2翼缘板下荷载累计为：P1=1.2×(15.03+4.0)+1.4×(2.0+4.0)=31.24kN/m2线荷载为：P1’=31.24×0.4=12.50kN/m（4）荷载分布示意图根据以上计算荷载，节段荷载分布示意图以下图所示4.1.2横梁受力分析横梁为I25b,其A=53.5cm2,Ix=5278cm4,Wx=422cm3,Ix/Sy=21.4cm，m=42kg/m。Q235弹性模量：，允许弯曲应力215MPa，允许压应力325MPa，允许剪应力125MPa。横梁的力学计算模型采用多跨持续梁，用力学求解器计算强度及挠度，其验算成果见图。横梁计算模型（单位：N/m）横梁弯矩及支反力成果（单位：N.m和N）横梁剪力分布图（单位：N）横梁最大挠度分布图以及计算成果从以上验算成果可知，横梁的最大绝对弯矩为6.243kN.m，最大剪力为16.264kN，则有：σmax=Mmax/wx=6.243/0.000422×10-3=14.793MPa<215MPa；τmax=QSx/Ixd=16.264/(0.214×0.01)×10-3=7.6MPa<125MPa；故最大弯曲应力和最大剪应力均符合规定。从以上验算成果可知，横梁的跨中最大挠度为0.17mm，不大于允许挠度[f]=l/300=2300/300=7.7mm，满足规范规定；横梁悬臂端最大挠度为0.11mm，不大于允许挠度[f]=l/300=500/300=1.6mm，满足规范规定。4.2横桥向托架托架为I25b,其A=53.5cm2,Ix=5278cm4,Wx=422cm3,Ix/Sy=21.4cm，m=42kg/m。Q235弹性模量：，允许弯曲应力215MPa，允许压应力325MPa，允许剪应力125MPa。托架承受横梁传递的力，由以上计算可知，托架受到的最不利荷载为30.64kN。托架的计算模型、强度及挠度的验算成果见图。托架计算模型托架弯矩分布图（单位：N.m）托架剪力分布图（单位：N）托架轴力分布图（单位：N）托架最大挠度分布图（单位：m）从以上验算成果可知托架的最大绝对弯矩为34.182kN.m，最大剪力值为97.073kN，最大轴力为72.881kN则有：σmax=Mmax/wx=34.182/0.000422×10-3=81MPa<215MPa；τmax=QSx/Ixd=97.073/(0.214×0.01)×10-3=45.362MPa<125MPa； σn=Nmax/A=72.88/0.00535×10-3=13.63MPa<325MPa故托架的最大正应力、最大剪应力和最大轴应力均满足规范规定。托架最大竖向位移为0.36mm<[f]=550/300=1.83mm；故刚度满足规范规定。托架斜杆稳定性验算：斜杆轴力N=72.88KN，弯矩M=8.07KN.m主桁采用I25b工字钢，在桁架平面内A=53.3cm2，惯性矩Ix=5278cm4，h=25cm，Wx=422cm3,ix=9.93cm；L=2.13m。λ=L/ix=213/9.93=21.45查表有：稳定系数=0.909=72880/0.909/0.00533+8070/0.000422=34.17MPa<[f]=215