钢箱梁顶推计算书
跨铁路大桥顶推钢箱梁施工计算书(专家评审过)

Z2K线钢箱梁顶推示图
Hale Waihona Puke 二、计算依据、参数及材料性能1、计算采用依据
(1)《桥梁用结构钢》(GB/T714-2008)
(2)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)
(3)《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)
(6)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)
结构最大组合应力为59.4MPa<200MPa(Q345),结构强度满足规范要求;
从支反力分布看,前支点反力最大为4896kN,其后5个支撑由于梁体变形会出现脱空现象,梁体后端两个支座反力分别为473kN、657kN,表明结构不会倾覆,经计算该工况下抗倾覆稳定系数为2.28>2,满足要求。
3、顶推施工工况三:导梁前端刚到达1#永久墩,即取导梁前端截面最小部分开始受力状态为研究对象。
其余如温度、不均匀沉降等因素可控制,本次计算未计入
4)荷载组合 本次计算按容许应力法进行验算,各项荷载组合系数均为1。
三、顶推施工过程钢导梁、钢主梁受力计算
结合顶推施工过程,本次计算共选择了5种工况,对钢导梁、钢主梁的应力(强度)、位移(刚度)、稳定性等主要项目进行了验算。由于左右幅桥中跨最大跨径相同,故仅对K线(右线)顶推施工进行控制性计算。
本项目为上跨青藏铁路工程,与青藏铁路夹角59°,按两座单幅桥设计。桥型布置图如下所示:
K线桥型布置图
Z2K线桥型布置图
桥面宽度(单幅):0.525m(防抛网+防撞栏杆)+13.5m(行车道) +0.525m(防抛网+防撞栏杆)=14.55m。
梁部采用连续钢箱梁结构,K线跨径采用( 42+62+42)m连续钢箱梁,Z2K线跨径采用(23+36+62+42)m连续钢箱梁。
钢箱梁的计算书

钢箱梁的计算书--kg
钢箱梁计算书 纵向计算—计算荷载
(1)恒荷载
1)一期恒载 一期恒载包括主梁自重,钢材密度7850kg/m3,由程序自动计算其自重,考虑到模型中 未包含横隔板、焊缝等构件重量,采用放大系数考虑。 2)二期恒载 二期恒载为钢筋混凝土栏杆、声屏障、18cm桥面铺装(10cm沥青桥面铺装+8cm钢纤 维砼铺装)等,桥面铺装以均布荷载计入,合计:61.10kN/m。 (2)温度荷载 1)正温度梯度:按BS5400取值; 2)负温度梯度:取-0.5倍的正温度梯度; 3)整体温度:取整体升温01-2014办理,包括汽车冲击力。 (4)支座沉降 支座沉降量按10mm计算,程序自动组合最不利情形。
钢箱梁的计算书--kg
2015钢结构桥梁设计规范相应的计算书 需要计算的内容 1、整体刚度验算 2、支座最小反力计算(防止脱空开始的抗倾覆) 3、抗倾覆计算 4、预拱度计算 5、受弯构件正应力验算 1)受拉部位考虑剪力滞影响 2)受压部位同时考虑剪力滞及局部问题 3)对于顶板要求第一及第二体系叠加后验算 4)底板有压重时,底板也有第二体系,也应两个体系相加 6、受弯构件腹板剪应力验算 7、受弯构件腹板在正应力及剪应力共同作用时验算 8、受弯构件整体验算
按规范钢箱梁正应力计算数值小于270MPa即可,正应力需要将两个体系进行叠 加,这是由于建模的原因导致,叠加的原因再次进行阐述: 1)第一体系(主梁纵向计算)只是计算主梁,只考察了竖向荷载纵腹板传至支座横梁的 传力过程,纵腹板的力其实也不是连续荷载,而是隔板间距的集中荷载,但是可以简 化。 2)纵向计算中没有建立隔板,汽车荷载也是车道荷载,不是车辆的车轮荷载,你的模型 没有体现轮压作用在桥面板上先通过纵肋传至横隔板的这一纵向传力,因此需要建立 第二体系模型来进行补充。 3)纵向加劲肋及其上缘的桥面板是个朴实的劳模,首先将轮压荷载纵向传递给横隔板, 完成一次受力;接着在纵腹板纵向传力至支座横梁时,又一次作为主梁的横截面组成 部分参与抗弯上翼缘受力,第二次受力;
顶推导梁计算单

佛山平胜大桥顶推导梁计算一、概述佛山平胜大桥为独塔单跨四索面自锚式悬索桥,跨径布置为(由北往南):29.6+30m+350m+30m+5×40m+39.6m,主桥长680.2m。
南岸主塔墩置于南岸河堤坡脚外侧边缘,北岸边墩跨越北河堤和沿江大道后布置在沿江大道路基边坡上。
主跨350m的加劲梁为单箱三室的钢箱梁,其余为预应力钢筋砼箱梁。
主桥横桥向为分离式两幅主梁,单幅主梁宽26.10m,纵隔板间距为7.8m;主梁沿横桥向外侧有2%的横坡,中心线梁高3.5m。
在顺桥向由跨径中线向两侧有2%的纵坡,并设置了半径为11500m的竖曲线(成桥线形)。
单幅桥钢箱梁共分31个节段制作,其中标准梁段长12m,共23段,标准梁段顶、底板加厚4段,特殊制作梁段2段,钢混结合段2段。
为保证成桥线形,制造梁段时按照半径为14843.91m的竖曲线进行放样。
钢箱梁分段数量统计表全桥钢箱梁除南岸侧钢砼结合段和1号段钢梁需从已顶推成型的桥上布置滑道滑移到位,从2#梁以后各节段均需在北岸组拼支架上拼装,采用顶推法顶推到位。
为使钢箱梁顺利顶推到位,在主跨中间设置了顶推用的临时墩,临时墩的布置跨径为2×78m+45m+39m。
顶推用的钢导梁采用工字形变截面实腹式钢板梁(图1),钢材采用Q345B。
导梁长度拟定为48m,为临时墩最大跨径的0.615倍。
导梁根部与钢箱梁同高,用高强螺栓和钢箱梁顶、底板以及纵隔板连接;半幅主桥钢箱梁的两个导梁之间用横向联结系连接,以增大整体稳定性。
二、计算荷载钢箱梁在顶推过程中,钢导梁所承受的荷载主要为结构自重。
导梁内力将随边界条件的变化而变化。
因此,整个体系的荷载由钢箱梁自重、导梁自重、联结系自重三部分组成,如下表所示:导梁荷载表在计算中,钢箱梁自重按均布荷载布置,导梁自重由系统根据截面自动计算,联结系自重按集中荷载作用于导梁上,对于其他的不确定荷载按导梁自重的1.4倍考虑。
三、导梁计算1、总体结构计算:导梁结构的计算采用Sap2000有限元计算分析程序进行,起始计算工况为钢箱梁顶推到达B临时墩后,导梁悬臂长度为0m;以后依次为导梁悬臂长度从0m~48m,每三米为一个计算工况;当导梁到达B临时墩前,整个系统悬臂最长,导梁前端挠度最大,因此单独设置一个工况。
2-60m钢箱梁桥顶推施工设计与计算

2 -60m 钢箱梁桥顶推施工设计与计算某国道上跨高速,采用2-60m钢箱梁跨越,施工方案为顶推施工。
桥梁全宽32.5m,半幅宽度16m,中分带宽0.5m,角度0度。
一、结构设计上部结构采用等高度直腹板钢箱梁,16.0m等宽箱梁。
钢箱梁标准段梁高为3.0m。
两侧悬臂为2.3m。
箱梁设4道腹板,主体结构为单箱三室截面。
钢箱梁采用顶面设置单向2%的横坡,底面与顶面平行设置。
顶板、底板及腹板使用了标准U型加劲肋与板式加劲肋。
U型加劲肋上口宽为300mm,高280mm,厚度为8mm。
板式加劲肋的高为160mm,厚度为14mm。
T式加劲肋板厚12mm。
横隔板为实腹板式横隔板与框架式横隔板间隔布置。
标准间距为2m,以保证钢箱梁具有足够的横向刚度与抗扭刚度。
在钢箱梁腹板处,横隔板断开,与腹板焊接。
下部结构采用两柱式桥墩,墩柱直径为2.0m,桩基直径为2.2m。
二、计算参数选取(主桥结构采用MIDAS CIVIL2020进行结构计算)1)计算荷载a.恒载:恒载包括主梁的自重以及铺装和护栏的自重。
b.活载:按《公路桥涵设计通用规范》第4.3条取值。
c.温度荷载:整体升降温:±25°C;主梁内温差效应考虑了由于太阳辐射引起上部结构顶层温度增加时产生的正温差及由于在辐射由上部结构顶层散失时产生的负温差,其取值按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D06-2015)第4.3.12条取用。
d.基础变位边墩基础沉降1cm,中墩基础沉降1.5cm。
2)荷载组合根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D06-2015)的规定,主要考虑以下组合:a.恒载+活载+温度+基础变位b.恒载+活载c.恒载+0.5活载三、钢箱梁计算钢箱梁主体结构的强度验算:计算在竖向荷载、横向荷载和温度荷载的单项和组合作用下,按照《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)的要求,对结构可能产生的弯矩作用正应力、剪力作用剪应力、扭矩作用剪应力和畸变正应力以及换算应力验算。
钢箱梁顶推临时支架及吊装点应力计算

钢箱梁顶推临时⽀架及吊装点应⼒计算钢箱梁顶推临时⽀架及吊装点应⼒计算【内容提要】哈尔滨进乡街⾼架桥,钢箱梁顶推平台临时⽀架基础作为临时⽀架及未焊接完成钢箱梁的基础,承受临时⽀架及钢箱梁的全部重量。
吊装点作为吊装过程吊装设备与所吊钢箱梁的连接点,需要承受所吊钢箱梁的全部重量。
因此,临时⽀架的承载⼒计算以及吊装点计算⾄关重要。
【关键词】钢箱梁;临时⽀架;吊装;计算1.前⾔随着我国桥梁建设的发展,⼤跨度钢箱梁的顶推架设已成为桥梁建设的⼀个重要发展⽅向。
由于,钢箱梁顶推施⼯需要将预制钢箱梁进⾏现场拼装,钢箱梁顶板,腹板,底板均为现场焊接。
因此,需要搭设施⼯平台,⽽施⼯平台需要临时⽀架进⾏⽀撑。
在吊装过程中,吊装点作为吊装设备与钢箱梁的连接点,它的位置设置以及焊接形式直接影响吊装过程的安全。
2. ⼯程概况本项⽬为哈尔滨市进乡街⾼架桥⼯程,我公司负责部分为⾼架桥上跨铁路拉滨下⾏线、⾹孙线、孙新线及站线和林机⼚专⽤线,上跨铁路钢箱梁长131.672m。
桥跨结构为40.836m+50m+40.836m,分别为27#-28#、28#-29#、29#-30#墩,梁⾼2 m,钢箱梁宽是变截⾯结构,从25.3m渐变⾄15.8m;主梁钢结构总重1798T;钢箱梁采⽤全焊钢箱梁四箱结构;钢箱梁架设采⽤顶推⽅式,需要在现场对钢箱梁进⾏逐段拼装,其中最重段为91.8t。
我公司所承担的上跨铁路桥⼯程为全线重点难点⼯程。
3.临时⽀架设计与应⼒计算3.1临时⽀架基础设计与应⼒计算3.1.1基础类型采⽤锥型柱基,计算形式为验算截⾯尺⼨平⾯简图剖⾯简图3.1.2基本参数3.1.2.1依据规范《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)《混凝⼟结构设计规范》(GB 50010-2002)《简明⾼层钢筋混凝⼟结构设计⼿册(第⼆版)》3.1.2.2⼏何参数已知尺⼨:B1 = 3250 mm, A1 = 3250 mmH1 = 500 mm, H2 = 1000 mmB = 1200 mm, A = 1200 mm⽆偏⼼:B2 = 3250 mm, A2 = 3250 mm基础埋深d = 2.50 m钢筋合⼒重⼼到板底距离a s = 80 mm3.1.2.3荷载值作⽤在基础顶部的标准值荷载F gk = 3000.00 kN F qk = 80.00 kNM gxk = 600.00 kN·m M qxk= 0.00 kN·mM gyk= 600.00 kN·m M qyk= 0.00 kN·mV gxk = 0.00 kN V qxk = 0.00 kNV gyk = 0.00 kN V qyk = 0.00 kN作⽤在基础底部的弯矩标准值M xk = M gxk+M qxk = 600.00+0.00 = 600.00 kN·mM yk = M gyk+M qyk = 600.00+0.00 = 600.00 kN·mV xk = V gxk+V qxk = 0.00+0.00 = 0.00 kN·mV yk = V gyk+V qyk = 0.00+0.00 = 0.00 kN·m绕X轴弯矩: M0xk = M xk-V yk·(H1+H2) = 600.00-0.00×1.50 = 600.00 kN·m 绕Y轴弯矩: M0yk = M yk+V xk·(H1+H2) = 600.00+0.00×1.50 = 600.00 kN·m 作⽤在基础顶部的基本组合荷载不变荷载分项系数r g = 1.20 活荷载分项系数r q = 1.40F = r g·F gk+r q·F qk = 3712.00 kNM x = r g·M gxk+r q·M qxk= 720.00 kN·mM y = r g·M gyk+r q·M qyk= 720.00 kN·mV x = r g·V gxk+r q·V qxk = 0.00 kNV y = r g·V gyk+r q·V qyk = 0.00 kN作⽤在基础底部的弯矩设计值绕X轴弯矩: M0x = M x-V y·(H1+H2) = 720.00-0.00×1.50 = 720.00 kN·m 绕Y轴弯矩: M0y = M y+V x·(H1+H2) = 720.00+0.00×1.50 = 720.00 kN·m 3.1.2.4材料信息混凝⼟: C25 钢筋: HRB335(20MnSi)3.1.2.5基础⼏何特性底⾯积:S = (A1+A2)(B1+B2) = 6.50×6.50 = 42.25 m2绕X轴抵抗矩:Wx = (1/6)(B1+B2)(A1+A2)2= (1/6)×6.50×6.502 = 45.77 m3绕Y轴抵抗矩:Wy = (1/6)(A1+A2)(B1+B2)2= (1/6)×6.50×6.502 = 45.77 m3 3.1.3临时⽀墩计算过程3.1.3.1修正地基承载⼒修正后的地基承载⼒特征值 f a = 150.00 kPa3.1.3.2轴⼼荷载作⽤下地基承载⼒验算计算公式:按《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)下列公式验算:p k = (F k+G k)/A (5.2.2-1)F k = F gk+F qk = 3000.00+80.00 = 3080.00 kNG k= 20S·d = 20×42.25×2.50 = 2112.50 kNp k = (F k+G k)/S = (3080.00+2112.50)/42.25 = 122.90 kPa ≤ f a,满⾜要求。
3535453535m钢箱梁计算书

钢箱梁计算书(2)1.结构特点上部结构采用5孔一联钢箱梁结构,桥跨布置为(35+35+45+35+35)=185m,桥面宽度为25m,单箱多室截面,道路中心线处梁高2000mm,箱宽25m。
横隔梁的布置间距为2.0m。
钢材材质为Q345C。
钢箱梁顶面设%双向横坡。
桥面铺装采用4cm细粒式沥青混凝土面层和4cm中粒式沥青混凝土底层,桥面铺装层总厚度为8cm。
另设8cm钢筋砼层。
采用混凝土防撞护栏。
2.设计荷载汽车荷载:城-A级。
3.箱梁顶板板厚的确定钢箱梁的顶板板厚对全桥的经济指标影响较大,根据目前钢箱梁的设计经验和实际汽车荷载超重的影响,箱梁顶板板厚宜取14mm。
4.箱梁标准段截面5.纵肋设计横肋布置间距a=2000mm顶板纵肋布置间距b=300mm城-A车辆前轮着地宽度2g=0.25m,分布宽度:+*2=0.41 m城-A车辆后轮着地宽度2g=0.6m,分布宽度:+*2=0.76 m5.1纵肋截面几何特性1)桥面板有效宽度的确定关于桥面板的有效计算宽度,参考日本道路桥示方书的规定进行计算。
纵肋等效跨度L=0.6a=1200mm, b/2L=λ=2L2L219.1mm 取有效宽度为210mm。
2)截面几何特性计算纵肋板件组成:1-210x14(桥面板),1-90x10(下翼缘),1-156x8(腹板)A=50.88 cm2I= 2399.5 cm4Yc=12.2 cm (距下翼缘)Wt=413.7 cm3;Wb=196.7 cm35.2纵肋内力计算1)作用于纵肋上的恒载a)纵肋自重q1=*1e-4**= kg/mb)钢桥面板自重q2=*b*=38.5 kg/mc)桥面铺装(厚8cm)q3=*b*=67.2 kg/md)砼桥面板(厚8cm)q4=*b*=72.8 kg/me)恒载合计∑q=197.0 kg/m2)汽车冲击系数(1+μ)=1+=3)作用于纵肋上的活载纵肋反力计算图式(尺寸单位:mm)采用Midas/Civil程序计算纵肋荷载横向分配值,后轮:在0.76m宽度内布t/m的均布力时,计算得到纵肋的最大反力为t。
悬臂20米跨铁路钢箱梁顶推架设工法(含计算书,示意图)
悬臂20米跨铁路钢箱梁顶推架设工法一、前言随着我国桥梁建设的发展,中等跨度箱梁的顶推架设法已成为桥梁建设的一个重要发展方向。
我局承担的天津开发区泰达大街京山桥,由于主桥跨越京山铁路线,钢箱梁架设采用顶推法进行架设施工。
顶推是将钢箱梁在桥跨的一侧沿桥纵轴线方向逐段拼装,梁下及墩顶布设滑道和滑移装置,用千斤顶顶推钢箱梁,沿纵向滑移至预定桥孔,然后拆除辅助设施构件,移正钢梁,降落就位。
这是一种新的行之有效的钢箱梁架设方式。
二、工法特点1、不需要大型机械设备,利用门式排架及其配套装置解决梁片的吊运、平移;利用简单提升设备及配套机具解决钢箱梁提升和拼装,经济合理。
2、采用普通工字钢与聚四氟乙烯滑块组成滑道,减小摩擦阻力,省力、省料,顶进速度快,平均达0.5m∕min。
3、顶推设备自动化程度高,循环周期短,施工进度快,梁体在顶推过程中运行平稳、安全可靠。
4、梁段运输与拼装架设平行作业,按流水作业安排工艺流程,既保证施工质量,又便于施工管理和合理安排机具人力。
5、操作简便,便于掌握,一般工人经过短时间培训即可达到熟练程度。
6、不受桥址地形条件及坡高的限制,不影响桥下交通。
三、适用范围1、适应于公路、铁路中等跨度的等高度钢箱梁。
2、适应于有水桥、跨谷桥、跨线桥及城市立交桥。
当要求施工不影响桥下通航和交通时,本工法更能显出其优越性。
3、适应于工期紧张、用现有架梁设备很难完成的桥梁架设。
四、工艺原理利用钢箱梁的可拼装性,在桥一端的拼装平台将钢梁进行逐段拼装;在钢梁拼装完成后,利用设置在墩顶上的水平千斤顶及其自动牵引装置牵引顶推传力索,通过主控台的集中控制,将整体顶推到位,再起梁,拆除滑道,安装支座,落梁,调整支座反力,完成钢箱梁顶推施工。
五、主要设备1、主要机械设备。
主要机械设备表2、主要材料主要材料表六、施工准备1、平整场地,设置钢梁拼装平台,铺设龙门吊走行线,组装龙门吊。
2、架设门式排架和移梁装置,安装吊运设备。
钢箱梁顶推计算书
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》(JTG D60-2004)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的支架墩顶受摩檫力F1作用,取摩檫系数μ为0.1;在11#墩处的支架由于是千斤顶牵引施工,受到千斤顶的作用力T,同时受到墩顶摩檫力F2的作用,取摩檫系数μ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#墩为最后一个工况,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#墩的荷载组合为: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+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,考虑1.4的不均匀分配系数,作用在每组贝雷片的作用力为F=80.7/4×1.4+2.7/3=29.2kN/m。
其计算模型及结果如下:计算模型弯矩图剪力图通过计算得贝雷片所受到的最大弯矩为M=715.4kNm,最大剪力为V=204.4kN。
大型设计院跨高速公路顶推钢箱梁midas计算书
目录1. 纵向计算 (1)1。
1概算 (1)1.2设计参数 (4)1。
2.1 结构重力 (4)1.2。
2 基础变位作用 (5)1。
2.3 汽车荷载、人群荷载 (5)1.2。
4 汽车荷载冲击力系数 (5)1。
2.5 温度作用 (5)1.2.6 抗震要求 (5)1。
2。
7 桥梁设计基准期 (5)1。
2.8 桥梁设计使用年限 (5)1.2.9 桥梁设计安全等级 (6)1.2.10 环境类别 (6)1.2。
11 材料性能 (6)1。
3计算分析 (6)1。
3.1 支承反力 (6)1。
3.2 刚度 (6)1.3.3 内力 (7)1.3.4 截面 (8)1.3。
5 应力 (9)2。
普通横隔板计算 (10)2.1计算模式 (10)2。
2截面及截面特性 (10)2。
3设计荷载 (10)2.3.1 结构重力 (10)2。
3。
2 汽车荷载 (11)2。
4强度检算 (11)2。
5稳定检算 (12)3。
中支点横隔板 (12)3.1计算模式 (12)3.2强度检算 (12)3。
3稳定检算 (13)4. 端支点横隔板 (13)4。
1计算模式 (13)4。
2强度检算 (14)4。
3稳定检算 (15)5。
左侧悬臂托架 (15)5。
1计算模式 (15)5.2截面及截面特性 (16)5。
3设计荷载 (16)5。
3。
1 结构重力 (16)5。
3.2 汽车荷载 (17)5。
4内力 (17)5.5强度检算 (17)5。
5。
1 正应力 (18)5.5。
2 剪应力 (18)5。
5。
3 稳定检算: (18)6. 右侧悬臂托架 (18)6。
1计算模式 (18)6.2截面及截面特性 (18)6.3设计荷载 (19)6.3。
1 结构重力 (19)6.3.2 汽车荷载 (20)6.4内力 (20)6。
5强度检算 (20)6.5.1 正应力 (20)6.5.2 剪应力 (21)6。
5.3 稳定检算: (21)7. 支承加劲肋检算 (21)7。
1计算模式 (21)7.2强度核算 (21)7。
(完整word版)钢箱梁—40+60+40 钢箱梁计算书
1 设计要点1.1 总体设计达连坝大桥主桥为钢箱连续梁桥,跨径组合为(40+60+40)m,全长140m。
1.2 主桥上部结构设计概况(1)结构布置主桥为(40+60+40)m三跨钢箱连续梁桥,全长140m。
边中跨比为0.667。
桥梁横断面布置为:(0.5m防撞墙)+(14.75m车行道)+(0.5m防撞墙)=单幅桥总宽15.75m (2)钢箱梁主梁方案主梁采用等截面钢箱梁,单箱五室断面,桥面宽15.75m,箱宽12.0m,悬臂长1.925m。
主梁中心高度2.4m,高跨比1/25。
1.3 主桥下部结构设计概况见施工图纸。
1.4 主要材料(1)混凝土C15:承台基础垫层C30:过渡墩承台、防撞栏、桩基、主墩墩身、过渡墩墩身及盖梁C40:支座垫石(2)钢材主体结构采用Q345qD;附属结构采用Q235B;(3)支座主墩:LQZ3000GD、LQZ3000DX、LQZ3000SX;过渡墩:LQZ1500DX、LQZ1500SX;(4)伸缩缝伸缩缝:D160型伸缩缝。
2 计算依据2.1设计规范及参考资料(1)执行规范:《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86)《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10002.2-2005)《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T D60-01-2004)(2)参考规范及文献资料:《日本道路桥示方书·同解说》《钢桥、混凝土桥及结合桥》BS5400 (1978~1982)《公路钢结构桥梁设计规范—征求意见稿》《现代钢桥》(上册)(吴冲主编 2006年4月)《公路钢结构桥梁设计规范》( 征求意见稿)《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》2.2技术标准(1)公路等级:双向6车道,一级公路。
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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》(JTG D60-2004)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的支架墩顶受摩檫力F1作用,取摩檫系数μ为0.1;在11#墩处的支架由于是千斤顶牵引施工,受到千斤顶的作用力T,同时受到墩顶摩檫力F2的作用,取摩檫系数μ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#墩为最后一个工况,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#墩的荷载组合为: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+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,考虑1.4的不均匀分配系数,作用在每组贝雷片的作用力为F=80.7/4×1.4+2.7/3=29.2kN/m。
其计算模型及结果如下:计算模型弯矩图剪力图通过计算得贝雷片所受到的最大弯矩为M=715.4kNm,最大剪力为V=204.4kN。
单组贝雷片的容许弯矩为[M]=788.2kNm>715.4kNm,单组贝雷片的容许剪力为[V]=245.2kN>204.4kN,故贝雷片的强度满足要求。
4.2 牛腿的计算分析将贝雷片简化为两跨14m连续梁进行计算,计算模型及结果如下:计算模型弯矩图剪力图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=511×0.2=102.2kNm,最大剪力为V=511kN。
型钢工28B的截面模量为W=5.34×10-4m3。
则其弯曲应力为σ=M/W=188.2MPa<[σ]=1.4×145=203MPa其剪力为τ=VS/Ib=17.2MPa<[τ]=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#墩为最后一个工况,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σ=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246.6mm,其应力云图及变形图见下图。
施工阶段-25应力云图施工阶段-25变形图表5.1-1 计算结果汇总表(单位:kN)771.1528.5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A~H。
5.2 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+墩顶摩檫力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,按摩檫系数按0.1进行计算,则所需要的顶推力为T=5482×0.1=548.2kN。
5.2.1 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,其所产生的墩顶摩檫力f1=80.8×0.1=8.08kN。
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=548.2/2×1.05=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=80.8/4/2×0.8=8.1kN/m,其所受到的摩檫力为f0=8.08×0.8/4=1.6kN。
5.2.2 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,其所产生的墩顶摩檫力f1=4660.3×0.1=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=548.2/2×1.05=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=4660.3/4/2×1.2=699.1kN/m,其所受到的摩檫力为f0=466.03×1.2/4=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:结构应力图工况一:结构变形图工况一:支座反力图(一)工况一:支座反力图(二)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)工况二: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)计算结果汇总表(二)节点荷载FX (kN) FY (kN) FZ (kN) MX (kN*m) MY (kN*m) MZ (kN*m)-25.1-25.1-26.4-26.4-25.7-25.7-25.74 工况2 15.7 -31.1 702.1 52.3 29.7 -25.7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,需根据以上计算结果进行钢管连接节点的验算。
5.3 其它临时墩的计算分析5.3.1 计算工况及荷载组合12#墩处的钢管结构与11#墩处相同,其受力小于11#墩,故在此不做验算。
从 5.1节的计算结果表中可以看出,C~H墩中所受到的最大竖向力为F=2035.1kN,作用于H墩处。
由于C~H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,摩檫系数按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=2035.1/4/2×1.2=305.3kN/m,其所受到的摩檫力为f=2035.1×0.1/4×1.2=61.1kN。
5.3.2 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5.3.3 计算结果通过计算得计算结果如下:结构应力图结构变形图支座反力图(一)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)计算结果汇总表(二)节点FX (kN) FY (kN) FZ (kN) MX (kN*m) MY (kN*m) MZ (kN*m)0.10.1-0.14 -31.1 -0.9 563.0 1.4 -58.3 -0.1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=4.02×2.06×0.15×24+4.02×0.85×0.15×24=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+563×1.15-98.4×1.15=649.2则临时墩对地基产生的最大压应力为σmax=F/A+M/W=703.5/4.02/2.06+649.2×6/2.06/4.02/4.02=0.202MPa临时墩对地基产生的最小压应力为σmin=F/A+M/W=703.5/4.02/2.06-649.2×6/2.06/4.02/4.02=-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'。
则b'=3×(4.02/2-649.2/703.5)=3.26m>4.02×3/4=3.02m故基础的接触面积满足要求。
则临时墩对地基产生的最大压应力为σmax=2×703.5/3.26/2.06=0.21MPa〉[σ]=0.2MPa故地基承载力偏小。
六、结论及建议通过以上的计算,得出以下结论及建议:6.1 通过对贝雷片的简化分析,发现贝雷片的强度满足要求。
但实际施工中,支架上的牛腿所支撑的部位不是贝雷片的节点位置处,不利于贝雷片的受力,需对支点位置的贝雷片进行加强或将支点位置调整至贝雷片的节点位置处。
同时需增加贝雷片的横向稳定性。
6.2 通过对型钢牛腿的简化分析,发现型钢牛腿的强度满足要求。
在实际施工过程中,需型钢与钢管的支撑部位进行加强。
6.3 对顶推过程进行模拟分析,发现在顶推阶段,导梁的强度满足要求。
但该计算过程中未对连接节点进行分析,施工中需尽量保证其是等强连接。