0号块托架计算复核书11

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省道308线合江至泸州一级公路改建工程（K16+750.00～K48+115.00段）赤水河特大桥主墩0#块托架复核计算书重庆交通大学2014年10月 省道308线合江至泸州一级公路改建工程（K16+750.00～K48+115.00段）赤水河特大桥主墩0号块托架复核计算书编制：复核：审核：重庆交通大学2014年10月 重庆交通大学0号块托架计算复核书目录第一部分0号块托架计算书1一、计算说明11.1项目概述11.2计算依据11.3参数取值1二、内侧支架计算22.1总荷载计算22.2牛腿荷载32.3受力计算32.4销轴及焊缝计算7三、外侧支架计算83.1荷载计算83.2牛腿受力计算83.3销轴及焊缝计算13四、主分配梁计算134.1内侧主分配梁36b工字钢受力计算134.2外侧主分配梁36b工字钢受力计算16五、模板验算195.1侧压力计算195.2模板构造布置及尺寸215.3面板验算215.4竖向板肋验算225.5背楞计算245.6组合挠度26第二部分0号块托架预压计算书27一、计算说明271.1计算依据271.2参数取值27二、内侧支架预压计算28三、外侧支架预压302 重庆交通大学0号块托架计算复核书四、计算结果322 重庆交通大学0号块托架计算复核书第一部分0号块托架计算书一、计算说明1.1项目概述省道308线合江至泸州一级公路改建工程赤水河特大桥，为双幅连续刚构桥。上部结构1#~30#节段采用挂篮逐节段施工，0#块采用托架现浇施工，边跨现浇段采用托架施工。为了保证0#块安全施工，经项目承包方要求，受项目部委托，对0#块托架供应商提供的托架计算，进行了复核计算。1.2计算依据①赤水河特大桥施工图设计；②《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；③《钢结构设计规范》（GB50017-2011）；④《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）；⑤《路桥施工计算手册》；⑥《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》；⑦其他相关规范手册。1.3参数取值Gc=26KN/m3①混凝土自重：；32 重庆交通大学0号块托架计算复核书Es=2.1×105MPa②钢弹性模量：；③支架材料容许应力：Q235a钢取170MPa，Cr40销轴取240MPa；④模板荷载按1KN/m2计算；⑤施工荷载按照《公路桥涵施工技术规范》取值，为1.0Kpa；⑥倾倒和振捣产生的荷载按照《公路桥涵施工技术规范》取值，分别取2.0Kpa；⑦计算时按1.2超载系数取值。⑧根据施工技术方案0号块浇筑分两次浇筑成型，因此在计算时仅取第一次浇注混凝土的高度4.3m的荷载（第二次浇筑混凝土的荷载通过已浇筑混凝土传递到墩柱上）。二、内侧支架计算共布置8个牛腿支架，上横梁采用56b工字钢、下横梁采用36b工字钢、斜腿采用36b双槽钢。2.1总荷载计算荷载按照委托方提供的0#块施工方案进行取值。G1=87.414×26KN/m3=2272.764KN①混凝土荷载：G2=(8.35+4.3×2+3.1×2)×4.6×1KN/m2=106.49KN②模板荷载：G3=15.35×12×65.6×9.8×10-3=118.418KN③支架型钢荷载：G4=8.35m×4.6m×1.0=38.41KN④施工荷载：G5=8.35m×4.6m×2.0×2=153.64KN⑤倾倒和振捣混凝土的荷载：∑G=(2272.764+106.49+118.418+38.41+153.64)×1.2=3227.67KN总荷载：32 重庆交通大学0号块托架计算复核书2.2牛腿荷载按照下图可知中间的两个牛腿托架受力最大，因此计算时取中间任一托架进行受力验算。S1=3.87m2S2=5.1575m2G1=5.1575×2.3×26KN/m3=308.4185KN①混凝土荷载：G2=6.84×2×2.3×1KN/m2=31.464KN②模板荷载：G3=118.418/8×1.25=18.51KN(取平均值，乘增值系数1.25)③支架型钢荷载：G4=3.275×2.3×1.0=7.53KN④施工荷载：G5=3.275×2.3×2.0×2=30.13KN⑤倾倒和振捣混凝土的荷载：∑G=(308.42+15.73+18.51+7.53+30.13)×1.2=475.27KN总荷载：2.3受力计算32 重庆交通大学0号块托架计算复核书牛腿上横梁采用56b工字钢、下横梁采用36b工字钢、斜腿采用36b双槽钢。作用在牛腿上荷载按集中荷载计算：图2.1上横梁受力简图（单位：KN）图2.2上横梁弯矩图（单位：KN*m）32 重庆交通大学0号块托架计算复核书图2.3上横梁剪力图（单位：KN）图2.4上横梁反力图（单位：KN）图2.5上横梁位移图（单位：mm）32 重庆交通大学0号块托架计算复核书斜撑（二力杆）轴力计算：364.8/2.234*(2.2342+1.292)0.5=421.25KN上横梁的轴力：364.8/2.234*1.29=210.65KN（拉杆）下横梁的计算：M=364.8*0.2=72.96KN*mQ=364.8KNN=210.65KN（压杆）①上横梁（56b工字钢）A=146cm2；Wx=2447cm3；Ix=68510cm4；d=14.5mm；Ix：Sx=47.2最大弯矩为：Mmax=67.3KN*m最大剪应力：Qmax=198.3KN最大轴力：Nmax=210.65KNσmax=Mmax/W=67.3×1000/2447=27.5MPa<[σ]=170MPa弯曲应力：τ=QS/Id=(198.3×103×68510/47.2×103)/(68510×104×14.5)=28.97MPa<[σ]＝170MPa剪应力：σmax=N/A=210.65×1000/14600=14.43MPa<[σ]=170MPa轴向应力：fmax=0.1×M×L2/(EI)=0.1×67.3×1.492/(2.1×68510)=0.1mm<[f]=1.49/400=3.725mm挠度：②下横梁（36b工字钢）A=83.5cm2；Wx=919cm3；Ix=16530cm4；d=12mm；Ix：Sx=30.3最大弯矩为：Mmax=72.96KN/m（横杆支点）最大剪应力：Qmax=364.8KN最大轴力：Nmax=210.65KNτ=QS/Id=(364.8×103×16530/30.3×103)/(16530×104×12)=100.33MPa<[σ]＝170MPaσmax=Mmax/W=72.96×1000/919=79.4MPa<[σ]=170MPa弯曲应力：剪应力：32 重庆交通大学0号块托架计算复核书σmax=N/A=210.65×1000/8350=25.23MPa<[σ]=170MPa轴向应力：③斜撑（双36b槽钢）A=136.2cm2；最大轴力：Nmax=421.25KNσmax=N/A=421.25×1000/13620=30.93MPa<[σ]=170MPa轴向应力：④支点反力：C50抗拉强度2N/mm2(设计值)a、上支点：水平拉力210.65KN，竖向分力110.9KN，b、下支点：水平压力210.65KN，竖向分力364.8KN，σmax=N/A=364.8×1000/(6000×2000/2/4)=0.24N/mm2<[σ]=1.89N/mm2应力：注：由于上横梁铰接拉力抵消，故不验算其水平拉力。2.4销轴及焊缝计算本计算以轴力较大的外侧支架牛腿斜撑连接作为控制截面。计算荷载为421.25KN（斜撑的轴力）Φ60销子截面：S=2826mm2；S1=S2=60×20×2=2400mm2耳板S1、销板面积S2孔壁面积：S=200×6×4=4800mm2焊缝计算面积：σ=N/S=421.25×103/2826/2=74.53MPa<[σ]=240MPa①销子抗剪：（按两个剪切面计算）σ=N/S=421.25×103/2400=175.52MPa<[σ]=240MPa②孔壁承压：σ=N/S=421.25×103/4800=87.76MPa<[σ]=170MPa③焊缝强度计算：32 重庆交通大学0号块托架计算复核书三、外侧支架计算3.1荷载计算0号块一端3.4m高悬挑梁混凝土总量为38.352m3，其中底板混凝土28.83m3，单侧腹板混凝土4.761m3。G1=38.352×26KN.m3=997.152KN①混凝土荷载：G2=(8.35＋4.3×2＋3.3×2)×1.8×1KN.m2=42.39KN②模板荷载：③支架型钢荷载：G5=（5×15.35×65.6×9.8×10-3）=49.34KNG6=8.35×1.8×1.0=15.03KN④施工荷载：G7=8.35×1.8×2.0×2=60.12KN⑤倾倒和振捣混凝土荷载：∑G=(997.152+42.39+16.45+15.03+60.12)×1.2=1357.3704KN总荷载：3.2牛腿受力计算共布置3个牛腿支架，上横梁采用56b工字钢、下横梁采用36b工字钢、斜腿采用36b双槽钢。作用在牛腿上荷载按集中荷载计算，按照下图可知中间的牛腿托架受力最大，因此计算时取中间托架进行受力验算。32 重庆交通大学0号块托架计算复核书S1=6.44m2S2=6.56m2G1=6.56×1.8×26KN/m3=307.01KN①混凝土荷载：G2=3.975×2×1.8×1KN/m2=14.31KN②模板荷载：G3=49.34/3×1.25=20.558KN(取平均值，乘增值系数1.25)③支架型钢荷载：G5=3.975×1.8×2.0×2=28.62KNG4=3.975×1.8×1.0=7.16KN④施工荷载：⑤倾倒和振捣混凝土的荷载：∑G=(307.01+14.31+20.558+7.16+28.62)×1.2=453.19KN总荷载：图3.1上横梁受力简图（单位：KN）32 重庆交通大学0号块托架计算复核书图3.2上横梁弯矩图（单位：KN/m）图3.3上横梁剪力图（单位：KN）图3.4上横梁反力图（单位：KN）32 重庆交通大学0号块托架计算复核书图3.5上横梁位移图（单位：mm）斜撑（二力杆）轴力计算：226.5/2.77*(2.772+1.62)0.5=261.57KN上横梁的轴力：226.5/2.77*1.6=130.83KN（拉杆）下横梁的计算：M=226.5*0.2=45.3KN/mQ=226.5KNN=130.83KN（压杆）①上横梁（56b工字钢）A=146cm2；Wx=2447cm3；Ix=68510cm4；d=14.5mm；Ix：Sx=47.2最大弯矩为：Mmax=105KN/m最大剪应力：Qmax=226.5KN最大轴力：Nmax=130.83KNσmax=Mmax/W=105×103/2447=42.91MPa<[σ]=170MPaτ=QS/Id=(226.5×103×68510/47.2×103)/(68510×104×14.5)=33.1MPa<[σ]＝170MPa弯曲应力：剪应力：σmax=N/A=130.83×103/14600=8.96MPa<[σ]=170MPa轴向应力：fmax=0.1×M×L2/(EI)=0.1×105×1.82/(2.1×68510)=0.24mm<[f]=1.8/400=4.5mm挠度：32 重庆交通大学0号块托架计算复核书②下横梁（36b工字钢）A=83.5cm2；Wx=919cm3；Ix=16530cm4；d=12mm；Ix：Sx=30.3最大弯矩为：Mmax=45.3KN/m最大剪应力：Qmax=226.5KN最大轴力：Nmax=130.83KNσmax=Mmax/W=45.3×103/919=49.3MPa<[σ]=170MPaτ=QS/Id=(226.5×103×16530/30.3×103)/(16530×104×12)=62.3MPa<[σ]＝170MPa弯曲应力：剪应力：σmax=N/A=130.83×103/8350=15.67MPa<[σ]=170MPa轴向应力：③斜撑（双36b槽钢）A=136.2cm2；最大轴力：Nmax=261.57KNσmax=N/A=261.57×103/13620=19.16MPa<[σ]=170MPa轴向应力：④支点反力：C50抗拉强度2N.mm2(设计值)a、上支点：水平拉力130.83KN，竖向分力226.4KN，b、下支点：水平压力130.83KN，竖向分力226.5KN，水平方向应力：S=190×6×4=4560mm2焊缝计算面积:σ=N/S=130.83×103/4560=28.69MPa<[σ]=170MPa焊缝强度计算：竖直方向应力：σmax=N/A=226.4×103/(6000×2000/2)=0.038N.mm2<[σ]=1.89N.mm232 重庆交通大学0号块托架计算复核书3.3销轴及焊缝计算本计算以轴力较大的外侧支架牛腿斜撑连接作为控制截面。计算荷载为238.93KN（见轴力图）Φ50销子截面：S=2826mm2；S1=S2=60×20×2=2400mm2耳板S1、销板面积S2孔壁面积：S=200×6×4=4800mm2焊缝计算面积：σ=N/S=261.57×103/2826/2=46.28MPa<[σ]=240MPa①销子抗剪：（按两个剪切面计算）σ=N/S=261.57×103/2400=109MPa<[σ]=240MPa②孔壁承压：σ=N/S=261.57×103/4800=54.50MPa<[σ]=170MPa③焊缝强度计算：四、主分配梁计算4.1内侧主分配梁36b工字钢受力计算由于分布到牛腿支架上的主分配梁不完全是按等距布置，因此计算受力情况时取牛腿最远端主分配梁（即斜撑上方主分配梁，此分配梁处于最不利荷载位置）进行受力计算。按施工图所示，作用在该主分配梁上的荷载范围按纵向0.4m取值。32 重庆交通大学0号块托架计算复核书为便于计算，模板荷载、施工荷载、倾倒及振捣混凝土荷载取平均值，固有：∑G=(105.49+38.41+153.64)×1.2=357.048KN总荷载：q平=357.048/8.35/2.3=18.59KN/m2其平均值为：qA=qF=(4.3×26×1.2+18.59)×0.4=61.1KN/m对A-B、E-F截面：qB=qE=(1.85×26×1.2+18.59)×0.4=30.524KN/m对B-C、D-E截面：qC=qD=(1.5×26×1.2+18.59)×0.4=26.156KN/m对C-D截面：图4.1主分配梁受力图（单位：KN/m）32 重庆交通大学0号块托架计算复核书图4.2主分配梁弯矩图（单位：KN/m）图4.3主分配梁剪力图（单位：KN）图4.4主分配梁反力图（单位：KN）32 重庆交通大学0号块托架计算复核书图4.5主分配梁位移图（单位：mm）截面特性：（36b工字钢）A=83.5cm2；Wx=919cm3；Ix=16530cm4；d=12mm；Ix：Sx=30.3最大弯矩为：Mmax=16.7KN/m最大剪应力：Qmax=42.5KNσmax=Mmax/W=16.7×103/919=18.17MPa<[σ]=170MPa弯曲应力：τ=QS/Id=(42.5×103×16530/30.3×103)/(16530×104×12)=11.69MPa<[σ]＝170MPa剪应力：fmax=0.1×M×L2/(EI)=0.1×16.7×32/(2.1×16530)=0.433mm<[f]=7.5mm挠度：4.2外侧主分配梁36b工字钢受力计算由于外侧主分配梁基本按等距布置分布到牛腿支架上，同理内按侧计算方法。按施工图所示，作用在该主分配梁上的荷载范围按纵向0.378m取值。为便于计算，模板荷载、施工荷载、倾倒及振捣混凝土荷载取平均值，固有：32 重庆交通大学0号块托架计算复核书∑G=(42.39+16.03+60.12)×1.2=142.248KN总荷载：q平=142.248/8.35/0.9=18.93KN/m2其平均值为：qA=qF=(4.3×26×1.2+18.93)×0.378=57.868KN/m对A-B、E-F截面：qB=qE=(1.85×26×1.2+18.93)×0.378=28.973KN/m对B-C、D-E截面：qC=qD=(1.5×26×1.2+18.93)×0.378=24.846KN/m对C-D截面：图4.6主分配梁受力图（单位：KN/m）图4.7主分配梁弯矩图（单位：KN/m）32 重庆交通大学0号块托架计算复核书图4.8主分配梁剪力图（单位：KN）图4.9主分配梁反力图（单位：KN）图4.10主分配梁位移图（单位：mm）32 重庆交通大学0号块托架计算复核书截面特性：36b工字钢：A=83.5cm2；Wx=919cm3；Ix=16530cm4；d=12mm；Ix：Sx=30.3最大弯矩为：Mmax=51.8KN/m最大剪应力：Qmax=64.2KNσmax=Mmax/W=51.6×103/919=56.15MPa<[σ]=170MPa弯曲应力：τ=QS/Id=(64.2×103×16530/30.3×103)/(16530×104×12)=17.66MPa<[σ]=170MPa剪应力：fmax=0.1×M×L2/(EI)=0.1×31.3×42/(2.1×16530)=1.44mm<[f]=10mm挠度：五、模板验算0号块模板采用墩柱模板改装而成，设计模板的面板采用6㎜厚度Q235钢板，贴面板的纵肋采用10号槽钢，间距300-350mm；背楞采用16号槽钢，间距1000㎜。5.1侧压力计算混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力不再增加，此时的侧压力即为新浇筑混凝土的最大侧压力，侧压力达到最大值的浇筑高度成为混凝土的有效压头。通过理论和实践，可按下式计算，并取其较小值：F=0.22rct0β1β2V1/2F=rcH式中F—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（）；32 重庆交通大学0号块托架计算复核书—混凝土的重力密度（）取26；—新浇混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。混凝土的初凝时间,T为混凝土的温度,可实测,暂取15t=200/(T+15)＝200/(15+15)=6.7T—混凝土的温度，取25°；V—混凝土的浇筑速度（m/h），取1.7m/h；H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m），取4.5m；β——外加剂影响修正系数1.2(不掺外加剂取1,掺具有缓凝作用的外加剂取1.2)β——混凝土坍落度影响修正系数取1.15H——混凝土计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m)式(1)：P=0.22×26×6.7×1.2×1.15×1.7=68.96(KN/㎡)式(2)：P=26×10.44=271.44(KN/㎡)取二式中的小值,故取混凝土的侧压力P=69.76(KN/㎡)取二者中的较小值，P=68.96KN/㎡作为模板侧压力的标准值，并考虑振捣混凝土产生的水平荷载标准值，分别取荷载分项系数1.2和1.4，则作用于模板的总荷载设计值为：q=68.96×1.2+4×1.4=88.352KN/m2=0.088352N/mm232 重庆交通大学0号块托架计算复核书5.2模板构造布置及尺寸图5.1模板构造布置图5.3面板验算①强度验算选用板区格中三面固结、一面简支的最不利受力情况进行计算。取10mm宽面板条为计算单元荷载为q=0.07725KN/mm×10=0.77N/mm根据,查建筑设计手册“常用结构计算”中“荷载与结构静力计算表”（表2-20）得32 重庆交通大学0号块托架计算复核书截面抵抗矩：（3）挠度验算根据，从建筑设计手册“常用结构计算”表2-20中查得：而5.4竖向板肋验算纵肋、面板共同工作承受外力，纵肋的材料规格为[10号，知其截面积，（查型钢特性表）（1）计算简图背楞是纵肋的支承，根据背楞的布置（图5.2），荷载为：32 重庆交通大学0号块托架计算复核书图5.2纵肋计算简图（2）强度验算板肋共同作用时确定面板的有效宽度（图5.3）：图5.3面板与纵肋组合截面最大应力：（3）挠度验算32 重庆交通大学0号块托架计算复核书图5.4背楞变形图可得最大变形为＝0.043＜1.5，满足变形要求。5.5背楞计算背楞采用2[16#槽钢，按简支梁来计算：，背楞间距L=1m，设2道穿墙拉杆。（1）计算简图如下图（图5.5）所示：图5.5背楞计算简图荷载：（2）强度验算：1）面板、背楞共同工作时确定面板的有效宽度：32 重庆交通大学0号块托架计算复核书最大应力：根据、，查建筑设计手册表8-78得即2）强度验算:最大应力：32 重庆交通大学0号块托架计算复核书（3）挠度验算图5.6背楞变形图＝0.05＜1200/1000＝1.2mm，满足变形要求。5.6组合挠度面板与竖筋：ω=0.64+0.043=0.683mm＜3mm竖筋与横向背楞：ω=0.043+0.05=0.093mm＜3mm。32 重庆交通大学0号块托架计算复核书第二部分0号块托架预压计算书一、计算说明1.1计算依据①赤水河特大桥施工图设计；②《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；③《钢结构设计规范》（GB50017-2011）；④《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）；⑤《路桥施工计算手册》；⑥《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》；⑦其他相关规范手册。1.2参数取值Gc=26KN/m3①混凝土自重：；Es=2.1×105MPa②钢弹性模量：；③支架材料容许应力：Q235a钢取170MPa，Cr40销轴取240MPa；④模板荷载按1KN/m2计算；⑤施工荷载按照《公路桥涵施工技术规范》取值，为1.0Kpa；⑥倾倒和振捣产生的荷载按照《公路桥涵施工技术规范》取值，分别取2.0Kpa；⑦计算时按1.2超载系数取值。32 重庆交通大学0号块托架计算复核书⑧根据施工技术方案0号块浇筑分两次浇筑成型，因此在计算时仅取第一次浇注混凝土的高度4.3m的荷载（第二次浇筑混凝土的荷载通过已浇筑混凝土传递到墩柱上）。二、内侧支架预压计算预压荷载计算：S1=3.87m2S2=5.1575m2G1=5.1575×2.3×26KN/m3=308.4185KN①混凝土荷载：G2=6.84×2×2.3×1KN/m2=31.464KN②模板荷载：G3=118.418/8×1.25=18.51KN(取平均值，乘增值系数1.25)③支架型钢荷载：G4=3.275×2.3×1.0=7.53KN④施工荷载：G5=3.275×2.3×2.0×2=30.13KN⑤倾倒和振捣混凝土的荷载：∑G=(308.42+31.464+18.51+7.53+30.13)×1.2=475.26KN总荷载：同理ΣGA、D=382.843KN又ΣGC、B=475.26KN32 重庆交通大学0号块托架计算复核书根据托架计算书中的荷载，其中A、D托架需预压荷载330.1KN;其中B、C托架需预压荷载475.26KN。由图：建立计算模型：反算预压荷载：32 重庆交通大学0号块托架计算复核书故：两处反力值均为：858.1KN三、外侧支架预压预压荷载计算：S1=6.44m2S2=6.56m2G1=6.56×1.8×26KN/m3=307.01KN①混凝土荷载：G2=3.975×2×1.8×1KN/m2=14.31KN②模板荷载：G3=49.34/3×1.25=20.558KN(取平均值，乘增值系数1.25)③支架型钢荷载：G4=3.975×.8×1.0=7.16KN④施工荷载：G5=3.975×1.8×2.0×2=28.62KN⑤倾倒和振捣混凝土的荷载：∑G=(307.01+14.31+20.558+7.16+28.62)×1.2=453.19KN总荷载：同理ΣGA、C=437.856KN又ΣGB=453.19KN根据托架计算书中的荷载，其中A、C托架需预压荷载437.856KN;其中B托架需预压荷载453.19KN。32 重庆交通大学0号块托架计算复核书由图：建立模型：反算预压荷载：32 重庆交通大学0号块托架计算复核书故两处反力值均为：664.5KN四、计算结果经计算，内侧每处加载拉力为85.81t，外侧每处加载拉力为66.45t。32