边直段托架设计-计算书.doc

重庆沿江高速公路梨香溪特大桥（96+180+96）m连续刚构梁边直段施工 托架设计计算书 中铁二十三局集团重庆沿江高速公路项目部 2011年08月 目 录 1 设计依据 4 2 托架结构及工况 4 2.1 托架组成 4 2.2 施工工况 5 3 荷载分析 5 3.1 边直段混凝土分布 5 3.2 计算参数 5 4 底模板计算 6 4.1 腹板下木板计算 6 4.1.1 计算模型（t-m） 6 4.1.2 变形图（m） 7 4.1.3 应力图（t/m2） 7 4.2 底板下木板计算 7 5 横向工字钢计算 7 5.1 工况分析 7 5.2 荷载确定 8 5.2.1 计算模型（t-m） 8 5.2.2 变形图（m） 9 5.2.3 应力图（t/m2） 9 6 托架计算 9 6.1 工况分析 9 6.2 托架荷载确定 9 6.3 托架荷载确定 10 6.3.1 计算模型（t-m） 10 6.3.2 变形图（m） 10 6.3.3 应力图（t/m2） 11 6.3.4 反力图（t） 11 6.4 托架斜腿受压计算 12 6.5 斜腿对墩身受力计算 13 1 设计依据 1.《重庆沿江高速公路梨香溪特大桥（96+180+96）m连续刚构梁》设计图纸； 2.《钢结构设计规范》； 3.《公路桥涵施工技术规范》； 2 托架结构及工况 2.1 托架组成 边直段施工托架结构由以下几个部分组成：模板（竹胶板、木板）、横向工字钢分配梁、托架纵梁及托架斜腿、预埋件盒等几部分组成，如下图所示。 边直段托架总装图 托架采用三角斜腿结构形式，每组采用36b工字钢及2-20a槽钢组焊而成，共设2组。托架上放置横向分配梁工字钢25a，分配梁上放置5cm厚的木板和1.5cm厚的竹胶板作为底模板。。 36b工字钢纵梁通过精轧螺纹钢拉在墩身上，托架斜腿上端焊接在36b工字钢纵梁上，下端则插入预埋在墩身内的件盒里。 2.2 施工工况 托架承受所有边直段悬臂于墩外的混凝土荷载，以及模板及施工机具荷载。 3 荷载分析 3.1 边直段混凝土分布 边直段悬臂于墩身外部的部分主要有两个断面，如下图所示。 边直段横断面图（单位：mm） 3.2 计算参数 A．超灌系数：1.05 B．浇筑冲击力及模板系数：1.20 C．施工人员、机具系数：1.05 D．混凝土容重系数：26.5 kN/m3 4 底模板计算 底模板为1.5cm厚的竹胶板及5cm的木板，竹胶板的容许承载弯曲应力是50MPa，木板的容许承载弯曲应力是10MPa。 下面对底模板进行计算，不考虑竹胶板的受力，全部荷载按5cm木板受力进行计算。 4.1 腹板下木板计算 腹板下的木板按两跨连续梁进行板单元的计算（见计算模型图），横向工字钢分配梁的纵向间距是35cm，那么木板的跨度则是35cm。 其面荷载是： q＝（3.6m×26.5kN/m3×1.05×1.2×1.05） ＝126kN/m2 ＝12.6t/m2 4.1.1 计算模型（t-m） 4.1.2 变形图（m） 可见，木板的最大变形均不超过1mm。 4.1.3 应力图（t/m2） 竹胶板的最大应力是4.4MPa，小于容许值10MPa，能够满足要求。 4.2 底板下木板计算 底板下的木板和腹板下的木板排列一致，受力却因为只承受箱梁顶板与底板的荷载，小于腹板的荷载，因此完全能够通过，不必再算。 5 横向工字钢计算 5.1 工况分析 横向工字钢的间距是35cm，放置在托架上，承受底模直接传递的荷载，由于箱梁在墩身外部分是变截面结构，而横梁间距又是一样的，因此只需要计算靠近墩身的一根横向工字钢分配梁的受力即可。 该工字钢横向分配梁承受的箱梁断面是A-A断面的荷载。 5.2 荷载确定 根据箱梁断面可以得出荷载图示如下： 5.2.1 计算模型（t-m） 5.2.2 变形图（m） 可见，工字钢分配梁的最大变形均不超过8mm。 5.2.3 应力图（t/m2） 工字钢分配梁的最大应力是86MPa，小于容许值150MPa，能够满足要求。 6 托架计算 6.1 工况分析 托架主要承受横向工字钢分配梁传递的荷载。 由于托架上的横向分配梁工字钢是均布放置，因此，托架可以按承受混凝土箱梁的均布荷载进行计算。而混凝土箱梁在墩身外部分是变截面，因此托架承受的荷载为梯形荷载。 6.2 托架荷载确定 根据边跨直线段的箱梁两个断面尺寸可知，靠近墩身截面的箱梁面积是16.3875m2，而边直段端部的截面面积是10.1425m2。因此可以计算出其均布荷载值在这两个断面的线荷载值分别是： 靠近墩身的断面线荷载（一个托架承受的）： （16.3875m2×2.65t/m3×1.2×1.05×1.05）÷2≈28.7t/m 端部断面的线荷载（一个托架承受的）： （10.1425m2×2.65t/m3×1.