下横梁现浇支架计算资料修改.docx

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下横梁现浇支架计算资料修改

4＃主墩索塔下横梁现浇支架计算资料

一．基本资料

宜宾长江大桥4＃主墩索塔下横梁底部距主墩承台顶48.515m，索塔下横梁底部结构尺寸为25.806m×7m×6m，其内部设置3个5.75m×2.6m×3.6m空箱。

在索塔内侧顺索塔高度方向自下而上增加2个高分别为1.001m和0.986m，宽各为2.818m和2.911m的砼牛腿。

下横梁钢筋砼体积，砼容重取，下横梁总重，现浇砼拟采用2次浇筑完成，第一次浇到下横梁内空箱腹板刃脚处，即标高317.215m处，故支架验算可考虑下横梁自重的70％验算，即验算。

现浇支架拟采用3纵5横的钢管承受，其结构参阅设计图。

钢管底支承在用30I32a×6m的工字钢组拼的型钢平台上，钢管竖直高度为41.626m。

钢管纵横向利用2[36a槽钢利用φ27万能杆件螺栓连接，连接节间距8.3m。

（a）：

支架立柱钢管顶上采用3组2I56a工字钢作横梁（横梁锚固在索塔上），再在I56a工字钢上布置12组2I36a工字钢作纵梁，I36a工字钢上再布置20cm枕木作为分配梁将下横梁自重均匀的传递给钢管立柱。

（b）：

支架立柱钢管顶上采用3组2I45a工字钢作纵梁，再在I45a工字钢上布置12组2I25a工字钢作横梁（横梁锚固在索塔上），2I25a工字钢上再布置50×50cm型钢桁片及20cm枕木作为分配梁将下横梁自重均匀的传递给钢管立柱。

对以上二种方式作验算比较。

二．支架承受荷载

1．索塔下横梁砼自重

2．下横梁底侧模板自重（按底模面积100kg/m2计算）

3．底模下枕木自重

4．上纵梁2I36b工字钢自重

5．横梁工字钢3组2I56a自重

三．支架切面验算（纵梁在横梁之上）

1．纵梁2I36a工字钢刚度验算

1）上纵梁采用12组2I26a工字钢共同承受荷载：

，其线荷载

其受力简化为等跨连续梁，受力简图如下：

对于等跨承受均布荷载的连续梁，由连续梁计算三弯矩方程简化知：

，（查《基本资料》得）

式中：

――虚梁反力，

代入化简：

其结构相应简化为简支梁，其跨中弯矩M12为最不利。

由知：

∴

由知：

计算跨中弯矩：

由知：

故支点2处弯矩最大，以验算即可。

2）纵梁切面抗弯强度验算

（2I36a）

由（热轧工字钢）

3）纵梁刚度验算

纵梁挠度：

，∴刚度合格。

2．横梁的强度、刚度验算

1）横梁采用3组2I45a工字钢共同承受均布荷载

其承受总荷载：

根据纵梁受力分析知：

中排工字钢受力为最大，设边排受力为x，则中排受力应为，则

由：

→

则边排共受力：

，中排受力为：

则以中排验算，其线荷载

其受力情况为7跨连续梁，受力简图如下：

由三弯矩方程的固端转化知：

固端转化为铰端，

由三弯矩方程知：

式中：

为虚梁反力，

均布荷载

由于为一定值，则去之，，

设余下各支点赘余弯矩分别为

代入上式简化知，其中：

，，，

，

对于支点1：

，

对于支点2～5：

对于支点6：

，

对于支点7：

，

代入三弯矩方程知：

支点1：

即

支点2：

支点3：

支点4：

支点5：

支点6：

支点7：

令：

，则化简为：

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

解以上7个联立方程组得：

，，，，，

综上计算知：

计算以支点2-3,3-4段受力最不利验算切面应力。

对于支点2，3（下式中均取正值）其简图如下

由，

∴，

对于支点3，4

由，

∴，

对于支点2-3，计算（跨中）

对跨中，

∴

对于支点3-4，由

∴

由结构对称性可知，对于支点3反力最大，

正弯矩最大，负弯矩最大

2）强度验算（以计算）

查2I56a工字钢截面模量

∴

强度合格。

3）工字钢刚度验算

工字钢支点3-4处变形最大，查得

∴挠度合格。

四．钢管的抗压抗弯验算（倾斜度最大的钢管）

取钢管节间长8.3m计算，验算跨中中排钢管受力合计计算。

计算简图如下

钢管中部产生弯矩：

钢管抗弯应力：

基于以上计算中间排钢管可以选用以偏安全。

钢管：

可用。

五．支架截面验算（横梁在纵梁之上）

1．横梁2I25a（12组）在纵梁之上的工字钢强度及刚度验算

1）结构构件内力计算：

由（三）计算知：

横梁在纵梁之上，采用12组2I25a工字钢作横梁，按总荷载验算，每组工字钢承受150t的压力。

其线荷载

其受力简图如下：

按7跨连续梁计算，计算方法同（三）

经计算得：

，，，

，，，

，，

由结构的对称性知，对于支点c、e的反力最大，，正弯矩

最大，负弯矩最大

2）2I25a工字钢的强度验算（以计算）

查2I25a工字钢的截面特性得：

，

∴

强度满足要求

3）2I25a工字钢的刚度验算

工字钢支点c，d段变形最大

2I25a工字钢的挠度满足要求。

2．纵梁2I45a工字钢强度、刚度验算：

纵梁5组2I45a工字钢共同承受荷载。

1）构件内力计算

其每组2I45a工字钢承受荷载，其受力状况简化为如下计算，其线荷载，如下图：

同样按二跨连续梁的三弯矩方程和叠加原理计算知：

赘余力矩：

式中：

为均布荷载产生的赘余力

为两端悬臂产生的赘余力

经计算知：

，

利用叠加原理知：

计算支点反力及跨中弯矩，（数值取正值）

计算得：

，

由对称性可知：

由

2）2I45a工字钢强度验算（以负弯矩计算）

查2I45a工字钢的截面特性：

，

由：

强度满足要求。

3）2I45a工字钢的刚度验算

故2I45a工字钢作纵梁能满足强度、刚度要求。

六、支架立柱钢管验算：

（中间排靠索塔立柱倾斜钢管受力最大）

钢管最不利验算如下图：

计算时取钢管倾斜度最大，且受压力最大的钢管验算

钢管切面积

故钢管的弯曲应力

轴向应力

但在施工中由于倾斜钢管同时承受偏心压力，建议中间排支撑钢管采用钢管。

换算应力（受压并受弯矩）

满足设计要求。