边跨叠合梁拼装支架设计计算书（二）.docx

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1、边跨叠合梁拼装支架设计计算书目录一、工程概述11.1 桥梁概况11.2 支架概况1二、设计规范及依据12.1 基础资料22.2 设计规范2三、设计条件23.1 地质条件23.2 风速23.3 水位33.4 流速3四、荷载分析34.1 恒载34.2 施工荷载64.3 风荷载64.4 水流力7QQ C2台风风速下结构所受基本风压此=Sj二0.93kP1600地面粗糙度为A类，离海平面高度10.6m,风压高度变化系数：二=1.28。1、钢立柱0800x8mm钢立柱0800x8风压体型系数：4=0.5施工风速下钢立柱所受风荷载标准值：%=叱4= 0.5x 1.28x0.19x0.8 = 0.1(UN/

2、2台风风速下钢立柱所受风荷载标准值：%=吗4 = 0.5 x 1.28 x 0.93 x0.8 = 0.47ZN / m2、贝雷梁贝雷梁的挡风系数：0 = A”/A = O.3单根贝雷梁的体型系数：=0.3x1.3 = 0.39/?/? = 0.3, v = 0.6632根贝雷梁的体型系数为施工风速下贝雷梁所受风荷载标准值:/=W；/? = 1.15x1.28x0.19x1.5x0.3 = 0.13W/n台风风速下贝雷梁所受风荷载标准值：%=HZ/? = 1.15x1.28x0.93x1.5x0.3 = 0.62W/?z4.4水流力根据港口工程荷载规范计算：凡=4豕a式中：/水流力标准值(kN

3、)；v设计流速(m/s)；Cw一一水流阻力系数，钢立柱取0.73；p 水的密度(t/m3),取1.0；A计算构件在与流向垂直平面上的投影面积(n?)；河床标 ft ： -4.44m设计高水位：+ 10.73m,设计流速2.15m/s。钢立柱水流力：F. = ().73x 1 x2.152 x().8x 15.17=20.4 ,作用点标高：+5.7m。2五、工况分析及荷载组合5.1 工况分析根据施工顺序，按最不利原那么，考虑以下工况进行计算分析。工况1： 11#桥面板湿接缝到达设计强度后吊机行走至11#梁段，12#钢梁及桥面板 吊装完成，桥面吊机撤除前。施工风速17.5m/s,该工况考虑支架自重

4、、钢梁自重、桥 面板自重、桥面吊机荷载、风荷载及水流力作用。5.2 荷载组合工况1计算分析考虑以下荷载作用：恒载(支架自重)、风荷载、水流力。拼装支架计算组合如下：标准组合：1.() X (+)+0.6义基本组合：1.3X义工况25计算分析考虑以下荷载作用：恒载(支架自重|、钢梁自重、桥面板 自重、桥面吊机荷载)、施工荷载、风荷载、水流力。拼装支架计算组合如下：标准组合：1.0 X (+)+0.7 X+0.6 X基本组合：1.3X+1.5X0.7X+1.5X0.6X(3)+1.5X0.7X荷载的标准组合用于分析结构的刚度，基本组合用于分析结构强度及稳定性。六、设计指标力学特性依据钢结构设计标准

5、(GB50017-2017), Q235B钢材的应力设计值：/ = 215MPa= 125MPa贝雷梁Q345钢材的应力设计值：8/ = 31()MPa/；, = 180MPa刚度设计要求根据钢结构设计标准规定要求，结构的刚度按照荷载标准组合进行计算，其 刚度容许值如下表所示：1竖向位移绝对值L/400L表示跨度2横向位移绝对值H/400H表示位移最大值处支架的 离支点高度七、结构受力计算边跨拼装支架下部结构、主横梁及贝雷梁利用Midas Civil建模计算，分配梁采用 简化计算。采用模型计算时材料自重及各种荷载的荷载系数均由软件计入，附墙模拟 为桁架单元，其余各构件均模拟为梁单元，钢立柱底部

6、固接，主横梁与钢管桩顶部较 接，附墙与墩柱连接位置较接。7.1 钢管嵌固深度钢管桩采用周转材料，经过使用过程的损耗，现实际壁厚为8mm,因此以下计算 中钢管桩参数均按规格为0800X 8mm考虑。钢管桩的嵌固点计算公式：土层为中砂，式中m取4500kN/m4E=2.06X108 kN/n?b0=k/1.5d+0.5)其中d为桩径d=0.8m, k/为桩形状换算系数，圆形结构取0.9, bo=1.532.06x6x156088x1。1的V 45(X)xl.53嵌固点深度：Z,” = 2.07 = 2.0x2.15 = 43%工况1计算结果桥面吊机单点最大支反力1925kN,考虑4组分配梁受力。4

7、组合贝雷梁跨度9.75m, 该工况取11#梁段正下方排架结构计算。1、分配梁计算钢梁及桥面板自重：= 1150 + 4873 =25l.0W 3x8桥面吊机荷载：P、J925 = 481.3R4单组分配梁承受的集中荷载：P = 251.0+ 481.3 = 732.3抗弯计算: ，.M =+= 32 L9kN mM 321.9 仆 1/JOa =xlO = 148.3M&W 1085x2 抗剪计算：+= 477.84VQS 477.83 t = =xlO = 66.3MP。Id 343x10.5x22、贝雷梁计算单片贝雷梁荷载计算如下:钢梁及桥面板自重：4 = 50 + 4873= 62加3x

8、8x4桥面吊机荷载：P2 =1925二120.3雨4x4图7.1贝雷梁荷载图(kN)10仄求义求工工工米米冰冷1S9.24 1S0.99112.73 747 M-22OjOO y.R -78.5SllDOl$W -19331 -231-37图7.2贝雷梁组合应力（N/mn?）图73贝雷梁剪应力（N/mm?）图7.4贝雷梁位移图（ mm）贝雷梁竖向位移6.0/77/77 7 =9750 Too=24.47/3、11#梁段支架下部结构及主横梁计算模型计算结果如下:例七D174-40 142X16功力77434541 0X01KM 5147 41912632-14844W1KAX 1 69MX 33

9、4KO：二关ac：三累：PWQW1b； 1图7.5工况1-1支架整体组合应力（N/mn?）II戈力11J.SO 922472.1B SI.H 30加08 XO.“ *31.12 -5L78 72.44 9XX011X7(“方Wx-oir-odoNOOE-1VOIR-OXNOOE-1ZQ 火 7S3 NOOE-2425COMB - 5 % NOOE242Sl-Sl*002MAX : g w ： inXe：NMivA2 甚融swam图7.6工况1-1支架整体剪应力（N/mn?）图7.7工况1-1支架水平位移（mm）图7.8工况1-1支架竖向位移（mm）4、12#梁段支架下部结构及主横梁计算5OS2

10、S0921132 0828.28 ya书8W7B 12785OS2S0921132 0828.28 ya书8W7B 1278WAX : 451MX l 5C6 40： 12sn：o*w2iC8 1MAX : 4KMX: 7NO： 口.徒 nn I 砾 99AK/2D21图7.9工况1-2支架整体组合应力（N/mm2）图7.9工况1-2支架整体组合应力（N/mm2）图7.10工况1-2支架整体剪应力（N/mm2）MAX : 401MIN: 2X*t 12*2X*t 12*Z： GES* 09展72021XT，有ZfWoxo L17 233 350 767 53 78-9331U6 MCB: 2M

11、AX ： 3B2 M!N：431幺* 12-3 ； 09/K/2021图7.11工况1-2支架水平位移（mm）图7.11工况1-2支架水平位移（mm）图7.12工况1-2支架竖向位移（mm）12125、11#梁段支架计算结构汇总支架主要构件计算结果如下表所示:表7.1工况1应力计算结果构件名称及规格组合应力 (MPa)设计值 (MPa)剪应力 (MPa)设计值 (MPa)备注钢立柱0800x8mm181.22153.1125满足要求平联及斜撑22554.02153.0125满足要求主横梁3HM488174.421580.6125满足要求贝雷梁231.6310113.8180满足要求分配梁214

12、0148.321566.3125满足要求支架整体最大水平位移为47.9mm,最大竖向位移为23.5mm,刚度满足要求。6、12#梁段支架计算结构汇总支架主要构件计算结果如下表所示：表7.2工况1应力计算结果构件名称及规格组合应力 (MPa)设计值 (MPa)剪应力 (MPa)设计值 (MPa)备注钢立柱0800x8mm127.32153.0125满足要求平联及斜撑2(2547.32152.5125满足要求主横梁3HM48890.521542.1125满足要求支架整体最大水平位移为47.3mm,最大竖向位移为12.8mm,刚度满足要求。八、钢立柱稳定性计算工况1时11#梁段钢立柱稳定性较不利，取

13、支架自重为常量，钢梁及桥面板自重、 风荷载、水流力、施工荷载为变量，进行屈曲分析。计算结果见下列图，临界荷载系数为8.5。钢管立柱轴向压应力lll.OMPa,弯曲应力 73.4Mpao13属b类截面，查表得稳定系数：外=0.874根据钢结构设计标准钢管立柱的平面内稳定性计算为:N (7心八小(1-0.8、9) N exwlx：毛截面模量p,1tx ：等效弯矩系数，取1.0九：截面塑性开展系数，取1.15NM欧拉临界力，1 A A(J =限MN-8x )N EX= 90.SMPa29kN钢管桩设计入土深度取值：L=8.5+3.5+2.5+3.5=18m16五、工况分析及荷载组合85.1 工况分析

14、85.2 荷载组合8六、设计指标86.1 力学特性86.2 刚度设计要求9七、结构受力计算97.1 钢管嵌固深度97.2 工况1计算结果97.3 工况2计算结果错误!未定义书签。7.4 工况3计算结果错误!未定义书签。7.5 工况4计算结果错误!未定义书签。7.6 工况5计算结果错误!未定义书签。八、主要构件局部结构计算错误!未定义书签。8.1 钢立柱稳定性计算错误!未定义书签。8.2 斜撑稳定性计算错误!未定义书签。8.3 预埋件计算错误!未定义书签。九、桩基承载力计算错误!未定义书签。一、工程概述桥梁概况钢梁局部包括钢主梁、横梁、小纵梁、锚拉板及托架等构件。钢主梁全桥共长559.6 米，全

15、桥横断而上在两侧布置有两片钢主梁，横桥向两主梁中心距为34.842.8m。每片 钢主梁断面均为工字型。两侧边跨通过混凝土板加厚形式进行压重，压重区混凝土板板 厚为50cm,钢主梁梁高2150mm（下翼缘顶到上翼缘顶），其余区域结合梁桥面板厚25cm, 钢主梁梁高2400mm （下翼缘顶到上翼缘顶）。每片主梁顺桥向共51个梁段，梁段长度 有6.0m、10.5m、13.3m、22.0m共4类。全桥范围内共有162片横梁，共分为HL1HL9 等34类。每片横梁两端分别支承在两片主梁上。横梁在安装过程中由于其跨度较大， 为保证在上部受压区的侧向稳定，在横梁中部设有全桥通长的小纵梁，同时中部小纵梁 为碎

16、桥面板现浇缝提供模板作用，横向共设置3道小纵梁。本计算书对南岸边跨叠合梁拼装支架进行结构设计计算。1.1 支架概况边跨拼装支架采用落地式钢管支架，每排布置6根0800x8mm的钢管立柱作为支撑， 平联及斜撑采用225型钢。立柱顶部设置3HM488主横梁，纵梁采用4组合贝雷梁共8组, 其上设置2140分配梁。支架横断面结构布置见下列图：图1.1支架横断面布置图二、设计规范及依据基础资料1、工程两阶段施工图设计及设计委托设计规范1、钢结构设计标准(GB50017-2017)2、建筑结构荷载规范(GB5009-2012)3、混凝土结构设计规范(GB50010-2010)4、港口工程荷载规范(JTS

17、144-1-2010)5、码头结构设计规范(JTS 167-2018)6、公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015)7、建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2018)8、工程地质勘察报告(详勘)三、设计条件3.1 地质条件取以下桩孔的地质特性参数进行计算表3.1支架基础地质资料墩号孔号层号岩土名称层厚(m)极限侧阻力标准值(kPa)极限端阻力标准值(kPa)1#DZ1-22-2中砂8.530/3-1中砂3.7453-1-1粉质黏土2.520/3-1中砂16.04540002#CZS12-2中砂5.9303-1中砂27.34540003#DZ3-52-2中砂3.7303-1中砂14

18、.3454000表中加粗数据根据港口工程桩基规范查得3.2 风速施工风速：V=17.5m/s台风风速：V=38.5m/s水位河床标高：-4.44m设计高水位：+ 10.73m设计低水位：+ 1.929m流速设计流速：V=2.15m/s四、荷载分析4.1 恒载1、支架自重：支架自重由有限元软件自行计入，g=9.8m/s2o2、钢梁自重：钢梁采用支架拼装，对应梁段重量如下表所示。表4.1边跨钢梁重量表（整体）梁段号节段长度m单根纵梁t纵梁根数小纵梁t横梁t总重t1#10.522.42.03.469.9118. 12#10.522.42.03.569.9118.23#10.519.92.03.569

19、.9113.24#10.519.92.03.569.9113.25#10.519.42.03.569.9112.26#10.519.42.03.569.9112.27#10.519. 12.03.571.4113. 18#10.523.52.03.574.3124.89#10.523.52.03.574.3124.810#10.520.52.03.574.3118.811#10.518.62.03.574.3115.012#13.324.72.04.9108.3162.63、桥面板自重：边跨侧桥面板吊装至己拼装完成的钢梁上，对应梁段重量如下表 所示。表4.2边跨侧桥面板（含现浇）重量表梁段号行

20、段长度m板厚m梁宽m总重t1ft10.50. 2535.7243.72#10.50. 2535.7243.73#10.50. 2535.7243.74#10.50. 2535.7243.75#10.50. 2535.7243.76#10.50. 2535.7243.77#10.50. 250. 535.7365.58#10.50.535.7487.39#10.50.535.7487.310#10.50.535.7487.311#10.50.535.7487.312#13.30.535.7617.34、桥面吊机支反力:1）轨道走行机构轨距：11.6m2）油缸支撑横向间距：16m3）油缸支撑纵向间

21、距：14m4）拉锚横向间距：18.6m5）拉锚纵向间距：14m6）桥面吊机重量：220t桥面吊机锚点、支点分别作用在钢横梁上（湿接缝浇筑完成，且强度到达要求后）。吊装非压重段1#6#时桥面吊机支锚力如下表：各回转角度状态下，各支锚点的支储力(吊重25. 13幅度28. 56m)11字号回转角度回转孤度A点支反力(t)B点支反力(t)C点支反力(t)D点支反力(t)11100102. 54102. 5423. 6623.66250. 087310S. 0596. 7329. 47IS. 153100. 1745113. 2290. 635. 5412. 9S1 *14150. 261811S.

22、0134. 3S41. S2S. 195200.3491122. 3977. 9448.263. 81iI6250.4363126. 3171. 3354. 92-0. 117300. 5236129. 7564. 7661.44-3. 558350.6109132. 6358. 1468.06-6. 43 9400. 69S1135. 0351.5474.66-S. S310450. 7854136. 9445.0431.16-10. 74111500. 8727133. 233S. 6787. 53-12. 03112550. 959913S. 9532. 4993.71-12. 7513

23、601. 0472139.1026. 5499. 66-12. 9014651.1345138. 6620. 87105. 33-12. 461 15701.2217137. 6515. 53110. 67-11.4516751.3090136. 0310. 54115. 6-9. S3i17301. 3963133.945. 95120. 25-7. 7418851.4835131. 271.80124. 40-5. 0719901. 570812S. OS-1. 8S128. 0S-1. S3比照可知桥面吊机回转60时，支锚点对支架结构产生的荷载最不利，因此取该 工况下支反力计算支架受力。

24、吊装压重段7#12#时桥面吊机支锚力如下表:各回转角度状态下，各支锚点的支福力(吊重47. 31t,幅度31. 75m)序号回用角！IA点支反力(t)B直支反力(t)Cjg支反力(t)D点支反力(t)100132.95132.954.354.35250.0872141.94123.4813. 82-4.643100.1T45150.37113. 5823. 73-13. 074150.2618158.18103.3433.96-20. 835200.3491165.3192. S444.46-29. 016250.4362171. 7082.1655.15-24. 40300.5236177.

25、3171. 3765.94-40. 018350.61091S2.0960. 576. 75-44. 799400.6991196.0149. 8187.49-49. 7010450. 7854199.0329.2193.10-51. 7311500.8727191.1429. S3103. 49-53, S412550.9599192.3218. 75118. 55-55. 0113601.0472192. 559. 0512S. 25-55.25X4651.1345191.34-0.19137. SO-54.5415701.2217190. 20-3.91146.21-52. 891675

26、1.3090187.63-17.04154.34-50. 3217801.3963194.15-24.52161.82-46. 9513851.4835179.90-31.28168. 59-42. 4919901. S706174.60-37.29174.60-37. 29CD/力/B比照可知桥面吊机回转60时，支锚点对支架结构产生的荷载最不利，因此取该 工况下支反力计算支架受力。4.2 施工荷载施工人员及设备：施工人员及设备荷载按2.5kN/m考虑。(沿分配梁方向)风荷载施工风速17.5m/s；台风风速38.5m/s根据港口工程荷载规范(JTS 144-1-2010) 11.0. 1节规定计算叱产叱产V2160017 52施工风速下结构所受基本风压此=急=0.1%产