0#块计算书.docx

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0#块计算书

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二○○九年九月

0#块托架计算书

一.工程概况：

本桥为40+56*2+40m连续梁，箱梁桥墩处梁高为4.4m，跨中梁高2.8m，梁底纵向线性为二次抛物线。

箱梁顶板宽度为12.2m，底板宽度为6.4m,箱梁梁体两翼板悬臂长度为2.9m。

箱梁底板水平。

0#块长8m，设于主墩正上方，悬臂部分长1.5m，混凝土标号为C50。

二.0#块施工技术措施：

0#块采用在墩身预埋牛腿焊接型钢托架法施工。

1．0#块托架搭设及模板

每个0#块托架共有8片桁梁，分为两个桁架组，一组四片，分别布设与墩身两侧。

沿横桥向布置，中心间距为1.6m，桁梁组四片桁梁间设2道横联，以加强稳定性。

在每侧桁梁上的分配梁为6片，间距为50cm；分配梁上布设100mm×150mm方木，18mm厚竹胶板做底模。

箱梁侧模采用整体钢模板，单块长4.2m，采用6mm厚钢板做面板，[10槽钢背带，外筐架采用[10槽钢，为安装方便，把翼板悬臂部分与腹板直摸板部位分为两部分，筐架用法栏盘连接成整体。

0#块内模采用18mm厚竹胶板和10cm×15cm方木组装，并采用￠20mm拉杆与外侧模对拉，布置间距为100cm×120cm。

内模顶模采用钢管支架，支撑于底模上。

2．托架的加工

托架在模板厂现场制作，共加工两套，每墩0#块各一套。

各部件进料前，应对原材料进行检查，必须满足国家标准要求，严禁采用非国标的各种钢材。

托架设计中的组焊结构，应制定合理的加工工艺，减少其焊接变形和焊接应力。

预埋件、桁梁结点等主要受力部件，必须保证焊接质量，焊后应仔细检查，焊接完毕后，清除焊渣。

3．托架牛腿预埋

牛腿为组焊件，分为上牛腿和下牛腿，每片桁梁设2个牛腿，上牛腿1个，下牛腿1个。

牛腿均位于同一水平面。

由于牛腿为主要受力构件，除加工时要求严格按设计执行外，预埋定位前，还应再次检查各牛腿的焊接质量，合格后方可投入使用。

牛腿预埋件结构为：

水平杆（2根[16槽钢）加斜向钢筋（6φ20二级钢筋）并与墩身主筋焊接，￡16mm预埋板上焊接￡16mm抗剪钢板。

抗剪钢板的焊接是此托盘施工的关键，亦是受力集中区，采用坡口单面焊接，焊高不的小于15mm，单个钢板有效焊缝不小于45cm。

4．托架组装

托架总体施工顺序为：

先安装预埋部分，然后焊接连接板，再连接桁梁。

焊接时，注意采取合理工艺，保证连接板不因焊接而变形。

4片桁梁后，检查4片桁梁顶面高程，保证基本在一个水平面内，连接桁梁横联，完成托架主桁的安装。

托架各部件均采用Q235钢材，组焊结构。

三.0#块托架的结构计算

1.材料选择

竹胶合板厚：

18mm，抗弯强度：

15Mpa，弹性模量：

5200Mpa；

木楞宽：

100mm，高：

150mm

抗弯强度：

15Mpa，抗剪强度：

1.3Mpa，弹性模量：

9000Mpa；

[25槽钢、I20工字钢。

2.荷载计算

1、箱梁混凝土容重25KN/m3。

2、模板自重

外模重量55KN，内模重量30KN，底模竹胶板重量10KN。

3、木楞、型钢的重量由计算程序自动考虑，自重系数1.2。

4、施工荷载按2.5KN/㎡计算。

5、混凝土振捣荷载按1KN/㎡计算。

3.受力计算

3.1、底模（竹胶板）检算

由下图可以看出位于箱梁腹板底部的底模板（竹胶板）和木楞的受力情况为最不利受力状态，需进行检算。

底模检算时按三跨连续梁检算，梁宽取1.0m。

恒荷载标准值qk1=5.6×25×1.0=140（kN/m）

恒荷载设计值q1=1.2×140=168（kN/m）

活荷载标准值qk2=2.5×1.0+1×1.0=3.5（kN/m）

活荷载设计值q2=1.4×3.5=4.9（kN/m）

荷载设计值q=168+4.9=172.9（kN/m）

弯矩：

M=ql\2=172.9×0.1×0.018÷2=0.16KN·m

挠度：

挠度允许值

，故挠度满足要求。

3.2、底模木楞检算

⑴q1计算（如图1所示，外侧第二根2#方木为受力最大方木）：

木楞恒荷载标准值qk1=5.6×25×0.2=28（kN/m）

木楞恒荷载设计值q1’=1.2×28=33.6（kN/m）

木楞活荷载标准值qk2=2.5×0.2+1×0.2=0.7（kN/m）

木楞活荷载设计值q2’=1.4×0.7=0.98（kN/m）

木楞荷载设计值q1=33.6+0.98=34.6（kN/m）

木楞按受均布荷载作用的多跨连续梁模型计算。

弯矩MMax=ql\2=34.6×0.5×0.15÷2=0.87（KN·m）

弯曲正应力：

剪力：

QMax=34.6×0.5÷2=8.65KN

剪应力

挠度

挠度允许值

，故挠度满足要求。

支反力R1＝21.4KN

方木编号

I20a编号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

6.8

6.8

6.8

6.8

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

2

19.6

19.6

19.6

19.6

6.8

6.8

6.8

6.8

6.8

6.8

6.8

3

16.6

16.6

16.6

16.6

5.8

5.8

5.8

5.8

5.8

5.8

5.8

4

16.6

16.6

16.6

16.6

5.8

5.8

5.8

5.8

5.8

5.8

5.8

5

16.6

16.6

16.6

16.6

5.8

5.8

5.8

5.8

5.8

5.8

5.8

6

19.6

19.6

19.6

19.6

6.8

6.8

6.8

6.8

6.8

6.8

6.8

7

6.8

6.8

6.8

6.8

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

3.3、横向分配梁I20工字钢检算

受力及计算如下图：

分析计算以上模型得：

-------------------------------------------------------------------

[基本信息]

左支座自由右支座自由

跨号跨长（m）截面名称

11.916热轧普通工字钢（GB706-88）:

xh=I20b（型号）xh=I20

22.725热轧普通工字钢（GB706-88）:

xh=I20b（型号）xh=I20

32.725热轧普通工字钢（GB706-88）:

xh=I20b（型号）xh=I20

41.916热轧普通工字钢（GB706-88）:

xh=I20b（型号）xh=I20

[计算结果]

跨号:

1

左中右

上部弯矩（kN-m）:

0.000011.208645.2276

下部弯矩（kN-m）:

0.00000.00000.0000

剪力（kN）:

-11.7000-11.7000-74.3000

跨号:

2

左中右

上部弯矩（kN-m）:

45.22760.81050.0000

下部弯矩（kN-m）:

0.00005.66252.3665

剪力（kN）:

75.906116.3061-10.8939

跨号:

3

左中右

上部弯矩（kN-m）:

0.00001.440545.2276

下部弯矩（kN-m）:

2.36654.64450.0000

剪力（kN）:

7.7563-15.8437-75.4437

跨号:

4

左中右

上部弯矩（kN-m）:

45.227611.20860.0000

下部弯矩（kN-m）:

0.00000.00000.0000

剪力（kN）:

74.300011.700011.7000

[容许安全系数]

侧向稳定性安全系数：

1.00000

抗弯强度安全系数：

1.00000

抗剪强度安全系数：

1.00000

[最小安全系数]

跨号侧向稳定抗弯强度抗剪强度安全状态

11.0661.2822.559安全

21.0391.3232.505安全

31.0071.2822.521安全

41.0991.3222.559安全

[各跨截面几何特性]

跨号面积惯性矩Ix抵抗矩WxA抵抗矩WxB回转半径ix惯性矩Iy抵抗矩WyA抵抗矩WyB回转半径iy面积矩Sxγx1γx2

（cm2）（cm4）（cm3）（cm3）（cm）（cm4）（cm3）（cm3）（cm）（cm3）

139.582500.00250.00250.007.96169.00141.00141.002.06147.901.051.05

239.582500.00250.00250.007.96169.00141.00141.002.06147.901.051.05

339.582500.00250.00250.007.96169.00141.00141.002.06147.901.051.05

439.582500.00250.00250.007.96169.00141.00141.002.06147.901.051.05

注：

WxA—截面上部对x轴的抵抗矩；

WxB—截面下部对x轴的抵抗矩。

WyA—截面左侧对y轴的抵抗矩。

WyB—截面右侧对y轴的抵抗矩。

γx1—截面上部的塑性发展系数。

γx2—截面下部的塑性发展系数。

[各跨材料特性]

跨号抗拉强度抗压强度抗弯强度抗剪强度屈服强度弹性模量

（N/mm2）（N/mm2）（N/mm2）（N/mm2）（N/mm2）（N/mm2）

1215.00215.00215.00125.00235.00206000

2215.00215.00215.00125.00235.00206000

3215.00215.00215.00125.00235.00206000

4215.00215.00215.00125.00235.00206000

横向分配梁满足受力要求。

3.4、主构件检算

如下图所示，主构件部分取一桁片进行分析:

1、浇筑0#块载荷

1.1砼载荷

悬臂长度1.5m，其中悬臂端截面积17.12m2，悬臂根部截面积19.06m2，按照台体体积公式计算得体积V=27.12m3，钢筋砼密度取2.6t/m3，有G1=27.12*2.6*9.8=691.02KN

1.2侧模重量G2=（5.266/1.8）*1.6*9.8=45.9KN

1.3底模系统按照5吨考虑，G3=5*9.8=49KN

1.4人员机具载荷F=1.5KPa*1.5*12.2=27.45KN

1.5静载荷分项系数取1.2，动载荷分项系数取1.4，有沿线路方向每延米载荷集度：

Q=[（691.02+45.9+49）*1.2+27.45*1.4]/1.5=654.4KN/m

设置4片托架，考虑不均匀系数，按照3片平均承受载荷计算单片载荷集度

Q=654.4/3=218.1KN/m

载荷作用范围为沿轴线砼投影均匀分布。

2、0#块载荷卸除，浇筑1#块载荷

2.11#块单面砼体积46m3，G1=1172.08KN

2.2侧模重量G2=（5.266/1.8）*4*9.8=114.68KN

2.3底模重量按照8吨考虑，G3=8*9.8=78.4KN

2.4人员机具载荷F=1.5*3*12.2=54.9KN

2.5浇筑1#块时，0#块底部木排架拆除，0#块砼载荷不作用在托架上。

静载荷分项系数取1.2，动载荷分项系数取1.4，按照所有载荷沿轴线均匀分布考虑。

考虑到托架不均匀系数，按照3片平均承受载荷计算。

沿线路方向每片托架每延米载荷集度

Q=[（1172.08+114.68+78.4）*1.2+54.9*1.4]/3/3=190.56KN/m

载荷作用范围为沿轴线砼投影均匀分布。

3、浇筑边跨直线段载荷

边跨直线段投影悬臂长5.7m。

3.1砼载荷：

砼悬臂端头截面积9.74m2，直到距端头3.2m处为同面积截面，从距端头3.2m至距端头5.7m为均匀变化截面，5.7m处截面积为11.72m2。

有V=31.17+26.79=57.96m3

G1=57.96*2.6*9.8=1476.8KN

3.2模板载荷。

采用高强覆膜竹胶板，钢管架、方木组合加固。

载荷取20吨。

G2=20*9.8=196KN

3.3人员机具载荷：

G3=1.5*12.2*5.7=104.31KN

3.4静载荷分项系数取1.2，动载荷分项系数取1.4，按照所有载荷沿轴线均匀分布考虑。

考虑到托架不均匀系数，按照3片平均承受载荷计算。

沿线路方向每片托架每延米载荷集度

Q=[（1476.8+196）*1.2+104.31*1.4]/5.7/3=125.93KN/m

载荷作用范围为沿轴线砼投影均匀分布。

图3-4

-------------------------------------------------------------------

[基本信息]

左支座固定右支座自由

跨号跨长（m）截面名称

12.100热轧普通槽钢（GB707-88）组合梁:

xh=[25（型号）xh=[25d=174

[计算结果]

跨号:

1

左中右

上部弯矩（kN-m）:

126.35970.000026.0952

下部弯矩（kN-m）:

0.000071.69770.0000

剪力（kN）:

295.925793.1260-161.6737

[容许安全系数]

侧向稳定性安全系数：

1.00000

抗弯强度安全系数：

1.00000

抗剪强度安全系数：

1.00000

[最小安全系数]

跨号侧向稳定抗弯强度抗剪强度安全状态

11.6161.6971.855安全

[各跨截面几何特性]

跨号面积惯性矩Ix抵抗矩WxA抵抗矩WxB回转半径ix惯性矩Iy抵抗矩WyA抵抗矩WyB回转半径iy面积矩Sxγx1γx2

（cm2）（cm4）（cm3）（cm3）（cm）（cm4）（cm3）（cm3）（cm）（cm3）

197.0215200.00950.00950.0012.5223202.821325.881325.8815.46553.801.051.05

注：

WxA—截面上部对x轴的抵抗矩；

WxB—截面下部对x轴的抵抗矩。

WyA—截面左侧对y轴的抵抗矩。

WyB—截面右侧对y轴的抵抗矩。

γx1—截面上部的塑性发展系数。

γx2—截面下部的塑性发展系数。

[各跨材料特性]

跨号抗拉强度抗压强度抗弯强度抗剪强度屈服强度弹性模量

（N/mm2）（N/mm2）（N/mm2）（N/mm2）（N/mm2）（N/mm2）

1215.00215.00215.00125.00235.00206000

主构件满足受力要求。

3.5、螺栓检算

主构件螺栓连接强检算（按螺栓受剪承力检算）

3.6、牛腿焊缝检算

1）牛腿A、B抗剪计算

焊缝高15mm，长450mm×2，单面坡口贴角焊缝，手工焊，二级，E43焊条

查规范GB50017-2003，角焊缝设计抗剪强度ffw=160MPa

由以上3.4计算知牛腿A为最不利部位，其受剪力为Q=295.9kN，弯矩M=126.4kN-M

入下图示1处为最不利点，

弯曲正应力σ1=M/W=126.4*106*3/0.7*15*4502*2=89.2MPa

剪应力ζ1=Q/A=295.9*103/0.7*15*450*2=31.3MPa

安全系数为：

160/94.5=1.7

为提高牛腿的抗弯性能，在牛腿抗剪钢板焊接安装就位后，在其外侧上部各加焊一个加劲板与预埋钢板焊接。

单面坡口贴角焊缝，焊缝高度12mm，焊缝长度单个不小于

100毫米,保证安全达到两倍以上.

通过以上验算本托架能够满足使用要求.