系桿拱橋支架計(jì)算書

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1、 目 錄 1 編制依據(jù) .......................................................................................................................... 1 2 工程概況 ........................................................................................................................... 1 3 支

2、架方案 .......................................................................................................................... 1 3.1 支架結(jié)構(gòu) ............................................................................................................... 1 3.2 滿堂碗扣支架部分計(jì)算 ..........................

3、............................................................. 2 3.2.1 計(jì)算參數(shù) ..................................................................................................... 2 3.2.2 模板面板計(jì)算 ............................................................................................. 4

4、 3.2.3 支撐木方的計(jì)算 ......................................................................................... 5 3.2.4 托梁的計(jì)算 ................................................................................................ 5 3.2.5 立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 .......................................................

5、.............................. 7 3.2.6 基礎(chǔ)承載力計(jì)算 ........................................................................................ 8 3.3 門式支架計(jì)算 .................................................................................................... 11 3.3.1 跨度 5 米鋼梁計(jì)算 ................

6、................................................................ 11 3.3.2 跨度 3.5 米鋼梁計(jì)算 .......................................................................... 14 3.3.3 立柱的穩(wěn)定性計(jì)算 .................................................................................. 15 3.3.4 基礎(chǔ)承載力計(jì)算 .....

7、................................................................................. 16 3.4 拱肋支架布置 ..................................................................................................... 16 0

8、 系桿拱橋支架計(jì)算書 1 編制依據(jù) 1、《客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》鐵建設(shè) [2005]160 號(hào) 2、《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》 TZ210-2005 3、《無砟軌道 1-44.5m 簡(jiǎn)支拱》 4、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況。 2 工程概況 （ 1-44.5 米）簡(jiǎn)支拱橋橫跨××市南外環(huán)線，緊鄰既有××線。地層自上到下 主要為素填土、粉土、細(xì)砂、黏土、粉質(zhì)黏土。下部構(gòu)造采用 24 根直徑 1.5m 鉆孔樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)分別為 49m，50m，承臺(tái)為 15.5 × 10.6 × 3m兩個(gè)，上設(shè)臺(tái)身。上部構(gòu)造為 拱梁組合體系，

9、系梁采用雙主梁的縱橫梁體系，主縱梁梁高 1.8m，高跨比 1/24.72m ， 梁寬 1.4m，在端部加厚至 2.4m，橋面板厚 0.3m，端橫梁梁高 1.8m，寬 2.25m。中間橫梁高 1.8m，寬 0.35m，端次橫梁高 1.8m，寬 0.45m，設(shè)二道小縱梁，位于線路中心處，小縱梁高 1.8m，寬 0.3m。系梁梁體有縱、 橫向預(yù)應(yīng)力體系， 系桿拱跨徑為 44.5m。 拱肋采用圓端形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，不設(shè)橫撐，中間拱肋為高 0.9m ，寬 1.5m 的 等截面；連接拱腳部分的拱肋截面從高 0.9m，寬 1.5m 逐漸變化為高 1.4m，寬 2.0m。 拱肋壁厚

10、16mm，內(nèi)填充 C50補(bǔ)償收縮混凝土，兩拱腳之間凈寬 10.2m；拱軸線為二次拋物線。矢高 f= 7.417m，失跨比 1/6 ，設(shè)置吊桿，吊桿間距 5m，共 7×2 根吊桿，橋面板擱置在橫梁上。 3 支架方案 本橋梁部采用支架現(xiàn)澆法施工， 先梁后拱。在行車道采用門式支架； 支架采用 18 根Φ 630-12mm的鋼管墩，中間支墩上橫向設(shè) 3 根 40c 的工字鋼作為橫梁，橫向跨度 3.5 米，縱向在橫向工字鋼上設(shè) 40c 工字鋼間距 0.7m, 支墩縱橋向跨度為 5 米，剩余 兩側(cè)部分采用碗扣式滿堂支架。 3.1 支架結(jié)構(gòu) 3.1.1 系桿拱中間系梁支架

11、( 主車道 ) 采用 2-5m 門式支架，基礎(chǔ)直接在既有瀝青混 凝土路面上澆注鋼筋混凝土，龍門立柱采用薄壁鋼管，立柱上用工字鋼作為橫梁，橫 梁與立柱、立柱與基礎(chǔ)預(yù)埋件均以焊接形式連接，橫梁上 0.7m 等距設(shè)置縱梁，縱梁 上安放縱橫兩層方木。 鋼筋混凝土基礎(chǔ)采用厚 1.0m, 寬 1.0m 條形鋼筋混凝土基礎(chǔ)， 每根立柱底面混凝土面積按 3.5m2 計(jì)算。 1 3.1.2 龍門支架兩側(cè)采用碗扣滿堂腳手架， 碗扣支架采用 υ48，壁厚 3.5mm鋼管， 平面步距 600×600mm，豎向步距 1200mm，縱橫向每 3 排設(shè)剪刀撐

12、一道。滿堂支架頂 托上橫橋向鋪 100× 160mm枋木，順橋向鋪 100×160mm枋木間距 200mm。底模采用 20mm 的竹膠板。支架布置見圖 3-1 。基礎(chǔ)采用厚 50cm石灰土處理，鋼管底設(shè) 20cm厚混凝 土。 3.1.3 在系梁上根據(jù)拱肋用直徑 219 壁厚 4mm鋼管搭設(shè)支架，每 3 米二道（左右 拱肋各一道），兩鋼管間距兩米，上部采用 25b 工字鋼與鋼管立柱剛接，鋼管底部采 用法蘭盤與梁體預(yù)埋件連接，兩拱肋支架利用槽鋼加固，增強(qiáng)其整體穩(wěn)定性。 3.1.4 支架計(jì)算荷載全部按梁體最大截面計(jì)算。 3.2 滿堂碗扣支架部分計(jì)

13、算 3.2.1 計(jì)算參數(shù) 計(jì)算參數(shù)：模板支架搭設(shè)最大高度為 5.0m， 立桿的縱距 b=0.60m ，立桿的橫距 l=0.60m ，立桿的步距 h=1.20m。 2 2 4 面板厚度 18mm，剪切強(qiáng)度 1.4N/mm，抗彎強(qiáng)度 15.0N/mm，彈性模量 6000.0N/mm。 2 木方 160×100mm，間距 200mm，剪切強(qiáng)度 1.3N/mm2，抗彎強(qiáng)度 13.0N/mm，彈性 4 模量 9000.0N/mm。 梁頂托采用 100×160mm木方。 模板自重 1.00kN/m2，混凝土鋼筋自重 26.00kN/m3，施工活

14、荷載 8.00kN/m2（包括 施工人員及設(shè)備荷載、振搗混凝土產(chǎn)生的荷載、傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載） 。 圖 3-2 梁板支撐架立面簡(jiǎn)圖 2 圖 3-1 支架搭設(shè)圖

15、 3 圖 3-3 梁板支撐架立桿穩(wěn)定性荷載計(jì)算單元 采用的碗扣鋼管腳手架類型為 48×3.5 。 3.2.2 模板面板計(jì)算 面板為受彎結(jié)構(gòu) , 需要驗(yàn)算其抗彎強(qiáng)度和剛度。模板面板的按照簡(jiǎn)支梁計(jì)算。 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q1 = 26.000 × 1.800 ×0.600+1.000 ×0.600=28.680kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q2 = (4.000+4.000) ×0

16、.600=4.800kN/m 面板的截面慣性矩 I 和截面抵抗矩 W分別為 : W=32.400cm3 ， I=29.160cm4 （1）抗彎強(qiáng)度計(jì)算 f = M / W < [f] 其中 f —— 面板的抗彎強(qiáng)度計(jì)算值 2 (N/mm ) ； M —— 面板的最大彎距 (N.mm)； W —— 面板的凈截面抵抗矩； [f] 2 ； —— 面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取 15.00N/mm M = 0.125ql 2 其中 q —— 荷載設(shè)計(jì)值 (kN/m) ；

17、 經(jīng)計(jì)算得到 M = 0.125 ×(1.20 × 28.680+1.40 ×4.800) ×0.200 ×0.200=0.206kN.m 經(jīng)計(jì)算得到面板抗彎強(qiáng)度計(jì)算值 2 f = 0.206 ×1000×1000/32400=6.348N/mm 面板的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 f < [f], 滿足要求 ! （ 2）撓度計(jì)算 v = 5ql 4 / 384EI < [v] = l / 400 面板最大撓度計(jì)算值 v = 5 × 28.680 ×2004/(384 ×6000×291600)=0.342mm

18、 面板的最大撓度小于 200.0/400, 滿足要求 ! 4 3.2.3 支撐木方的計(jì)算 木方按照均布荷載下連續(xù)梁計(jì)算。 （ 1）荷載的計(jì)算 鋼筋混凝土板自重 (kN/m) ： q 11 = 26.000 ×1.800 ×0.200=9.360kN/m 模板的自重線荷載 (kN/m) ：q12 = 1.000 ×0.200=0.200kN/m 活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載 (kN/m) ： 經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q 2 = (4.000+4.000) × 0.200=1.600k

19、N/m 靜荷載 q 1 = 1.20 × 9.360+1.20 ×0.200=11.472kN/m 活荷載 q 2 = 1.40 × 1.600=2.240kN/m （ 2）木方的計(jì)算 按照兩跨連續(xù)梁計(jì)算， 最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和，計(jì)算公式如下 : 均布荷載 q =13.712kN/m 最大彎矩 M = 0.125ql 2=0.125 ×13.712 × 0.60 ×0.60=0.617kN.m 最大剪力 Q=0.625 ×0.600 × 13.712=5.142kN 最大支座力 N=1.25 × 0.600 ×13.712=10.284

20、kN 木方截面慣性矩 I 和截面抵抗矩 W分別為 : W = 16.00 ×10.00 ×10.00/6 = 266.67cm 3； I = 16.00 ×10.00 ×10.00 × 10.00/12 = 1333.33cm 4； 1) 木方抗彎強(qiáng)度計(jì)算 抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f=0.617 × 106/266666.7=2.31N/mm2 木方的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于 2 13.0N/mm , 滿足要求 ! 2) 木方撓度計(jì)算 均布荷載通過上面變形受力圖計(jì)算的最大支座力除以跨度得到9.560kN/m 最大變形 v =0.521 × 9

21、.560 ×600.0 4/(100 ×9000.00 × 13333333.0)=0.054mm 木方的最大撓度小于 600.0/250, 滿足要求 ! 3.2.4 托梁的計(jì)算 托梁按照集中與均布荷載下多跨連續(xù)梁計(jì)算。 集中荷載取木方的支座力 P= 10.284kN 均布荷載取托梁的自重 q= 0.154kN/m 。 5 10.28kN 10.28kN 10.28kN 10.28kN 10.28kN 10.28kN 10.28kN 0.15kN/m A B 600 600 圖 3-4 托梁計(jì)算

22、簡(jiǎn)圖 2.064 1.375 圖3-5 托梁彎矩圖 (kN.m) 13.77 13.74 6.89 6.86 3.45 3.42 3.42 3.45 6.86 6.89 13.74 13.77 圖3-6 托梁剪力圖 (kN) 變形的計(jì)算按照規(guī)范要求采用靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值，受力圖與計(jì)算結(jié)果如下： 7.17kN 7.17kN 7.17kN 7.17kN 7.17kN 7.17kN 7.17kN 0.15kN/m A 600 600

23、 B 圖3-7 托梁變形計(jì)算受力圖 0.000 0.077 圖3-8 托梁變形圖 (mm) 經(jīng)過計(jì)算得到最大彎矩 M= 2.063kN.m 經(jīng)過計(jì)算得到最大支座 F= 37.823kN 經(jīng)過計(jì)算得到最大變形 V= 0.077mm 頂托梁的截面慣性矩 I 和截面抵抗矩 W分別為 : W = 10.00 × 16.00 ×16.00/6 = 426.67cm 3； I = 10.00 × 16.00 ×16.00 ×16.00/12 = 3413.33cm 4； 6

24、 (1) 頂托梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算 抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f=2.063 × 106/426666.7=4.84N/mm2 頂托梁的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于 2 13.0N/mm , 滿足要求 ! (2) 頂托梁撓度計(jì)算 最大變形 v =0.077mm 頂托梁的最大撓度小于 600.0/250, 滿足要求 ! 3.2.5 立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 （1）立桿的穩(wěn)定性計(jì)算荷載標(biāo)準(zhǔn)值 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 腳手架鋼管的自重 (kN) ：鋼管的自重計(jì)算參照雙排架自重標(biāo)準(zhǔn)值。 NG1 = 0.149 × 5.000=0.745kN

25、 模板的自重 (kN) ： N G2 = 1.000 × 0.600 ×0.600=0.360kN 鋼筋混凝土樓板自重 (kN) ： NG3 = 26.000 × 1.800 ×0.600 ×0.600=16.848kN 經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = (NG1+NG2+NG3) = 17.953kN。 活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載。 經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = (4.000+4.000) ×0.600 × 0.600=2.880kN （ 2）不考慮風(fēng)荷載 , 立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 N = 1.20N

26、G + 1.40N Q 立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 其中 N —— 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值， N = 25.575kN —— 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù) , 由長(zhǎng)細(xì)比 l0/i 查表得到； i —— 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 (cm) ； i = 1.58 A —— 立桿凈截面面積 (cm 2) ； A = 4.89 W —— 立桿凈截面抵抗矩 (cm3) ；W = 5.08 —— 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2) ； [f] —— 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， [f] = 205.00N/mm 2； 7

27、 l 0 —— 計(jì)算長(zhǎng)度 (m) ； 不考慮高支撐架，由公式 (1) 或 (2) 計(jì)算 l 0 = k 1uh (1) l 0 = (h+2a) (2) k1 —— 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，查表取值為 1.185 ； u —— 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，參照《建筑施工手冊(cè)》表 5-16 ； u = 1.700 a —— 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度； a = 0.30m ； 公式 (1) 的計(jì)算結(jié)果： l 0=1.185 × 1.7 × 1.20=2.417m

28、=2417/15.8=153 ， =0.298 2 < [f], 滿足要求 ! =25575/(0.298 ×489)=175.702N/mm ，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 公式 (2) 的計(jì)算結(jié)果： l0=1.2+2 ×0.3=1.800m =1800/15.8=113.924 =0.497 2 <[f], 滿足要求 ! =25575/(0.497 ×489)=105.303N/mm ，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 3.2.6 基礎(chǔ)承載力計(jì)算 依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 (JGJ79-2002)4 換填墊層法。 混凝土墊

29、層面積為 0.6 × 0.6cm，基礎(chǔ)處理為厚 0.5m石灰土。（1）參數(shù)信息 上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值 N = 25.575 Kn ，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的 豎線荷載 F=42.63kN/m ； 基底以上填土的平均重度 =18kN/m3； 基礎(chǔ)與填土的平均重度 0=20kN/m3； 基礎(chǔ)類型 : 矩形基礎(chǔ) , 基礎(chǔ)截面長(zhǎng)度 l=.6m, 寬度 b=.6m ；基礎(chǔ)埋深 Hd=0m； 換墊層材料重度 :18kN/m3 ；壓縮模量 :14MPa；承載力特征值 :220kPa ，墊層厚度 :.5m 。 墊層底面處地基承載力特征值 fak

30、=105kPa ； 基礎(chǔ)寬度對(duì)地基承載力的修正系數(shù) ηb=.5 ；埋深對(duì)地基承載力的修正系數(shù) η d=2。 土層參數(shù)： ────────────────────────────── 序號(hào) 土層厚度 hi(m) 重度 i(kN/m3) 壓縮模量 Ei(MPa) ────────────────────────────────── 1 2.5 18 10.87 ────────────────────────────────── 2 2 18.9 8.53 ───────────────────────────────

31、─── 3 2 19 7.46 ────────────────────────────── 8 （2） 墊層厚度驗(yàn)算 1 ）厚度驗(yàn)算原理： 換填墊層的厚度不宜小于 0.5m，也不宜大于 3m，且滿足下式要求： 式中 pz ──相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，墊層底面處的附加壓力值 (kPa), 按下式 計(jì)算 : 矩形基礎(chǔ)： pcz ──墊層底面處土的自重壓力值 (kPa) ； faz ──墊層底面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值 (kPa) ：

32、 式中 b ──矩形基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)底面的寬度 (m) ； l ──矩形基礎(chǔ)底面的長(zhǎng)度 , 取 l=.6m ； pk ──相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí) , 基礎(chǔ)底面處的平均壓值 (kPa) ； pc ──基礎(chǔ)底面處土的自重壓力值 (kPa) ； z ──基礎(chǔ)底面下墊層的厚度 (m) ； ──墊層的壓力擴(kuò)散角 ( 度 ) ，由表查出。 2）荷載計(jì)算 基礎(chǔ)底面壓力 pk=(F+G)/b=(42.63+0.60 × 0.00 × 20.00)/0.60=71.05kN/m2 基礎(chǔ)底面處土自重的壓力 pc= d=18×0=0kN/m2。 3）厚度驗(yàn)算：

33、 當(dāng)墊層厚度 z=0.5m ：查表得壓力擴(kuò)散角 θ=28度。 經(jīng)過計(jì)算得 pz=0.6 ×0.6 × (71.05-0.00)/[(0.6+2 ×0.5 ×tg0.49) ×(0.6+2 ×0.5 × tg0.49)]=19.98kPa 。 pcz=0.5 × 18=9.00kPa。 m=pcz/(hd+z)=9.00/(0.5)=18kN/m3 。 0 =18kN/m3。 faz=105.00+.5 × 18.00 ×(.6-3)+2 ×18.00 ×(0+.5-0.5)=83.40kPa 。 結(jié)論：由于 pz+pcz=28.98<83.4

34、0, 所以墊層厚度滿足要求 ! 9 4 ）墊層的寬度計(jì)算 墊層底面寬度按下式計(jì)算： 解得最小底面寬度 b =0.60+2 ×.5 × tg0.49=1.13m 墊層頂面每邊超出基礎(chǔ)底邊不宜小于 300mm。所以最小頂面寬度 取 b =1.20m。 （3） 沉降計(jì)算 依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB5007-2002)5.3 地基變形計(jì)算。 換層后的土層參數(shù)： ────────────────────────────── 序號(hào) 土層厚度 hi(m) 重度 i(kN/m3) 壓縮模量

35、 Ei(MPa) ────────────────────────────────── 1 .5 18 14 ────────────────────────────────── 2 2 18 10.87 ────────────────────────────────── 3 2 18.9 8.53 ────────────────────────────────── 4 2 19 7.46 ───────────────────────────────── ─ 1 ）基底平均附加壓力 P0計(jì)算 :

36、基礎(chǔ)與填土的總重量 G=20×0.6 × 0.6 ×0=0.00kN； 基底的平均壓力 P=(42.63+0)/(.6 ×.6)=118.42kN/m2 ； 基底處的土中自重壓力 P1=18×0=0.00kN/m2； 基底平均附加壓力 P0=118.42-0.00=118.42kN/m2 。 2 ）分層地基變形量計(jì)算 : ──────────────────────────────────── z(m) 基礎(chǔ)計(jì)算中點(diǎn) ai Z1(m) Z2(m) Esi(mPa) Si(mm) ∑Si(mm) ──────────────────────

37、────────────── 0.50 4 ×0.2330 0.4661 0.4661 14.00 3.94 3.94 ──────────────────────────────────── 2.50 4 ×0.1080 1.0798 0.6138 10.87 6.69 10.63 ──────────────────────────────────── 4.50 4 ×0.0664 1.1952 0.1154 8.53 1.60 12.23 查表取 △ z=0.30m；則當(dāng)前深度向上取厚度為△ z

38、的土層深度 : Hd=4.50-0.30=4.20m ； 該深度下土的變形值： △s'n=118.42 × [4.50 ×0.2656-(4.50-0.30) × 0.2820]/8.53=0.150mm 10 △ s'n/ ∑S3=0.150/12.23=0.0123 ≤0.025, 所以本層土已滿足要求 ! 按分層總和法計(jì)算出的地基變形量為 : S'=12.23mm 。 ──────────────────────────────────── 注：表中 Z1=zi × ai,Z2=zi ×ai-zi-1 ×ai-1 。

39、 3 ）地基最終變形量計(jì)算 : 最終沉降計(jì)算公式如下 : 其中 S' ──按分層總和法計(jì)算出的地基變形量； ──變形計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值： 式中 ──第 i 層地附加應(yīng)力系數(shù)沿土層厚度的積分值； =2.741/0.273=10.05Mpa ； s──沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù) , 根據(jù) 查規(guī)范表 5.3.5, 得 s=0.59 ； 經(jīng)計(jì)算最終沉降量 : S=0.59 × 12.23=7.16mm。 3.3 門式支架計(jì)算 3.3.1

40、跨度 5 米鋼梁計(jì)算 （1）參數(shù)信息 傾倒混凝土荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 4.00kN/m2. 施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 4.00kN/m2. 橋梁的設(shè)計(jì)寬度為 0.70m. 橋梁的設(shè)計(jì)高度為 1.80m. 鋼架型鋼的截面類型和型號(hào) 40c 號(hào)工字鋼 鋼架型鋼的橫截面積 A = 102.00cm2. 鋼架型鋼的慣性矩 I = 23850.00cm4. 鋼架型鋼的抵抗矩 W = 1190.00cm3. 鋼架強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f= 215.00N/mm2. 型鋼的彈性模量 E =

41、210000.00N/mm2. （2） 計(jì)算公式 11 荷載計(jì)算 : 1）靜荷載包括模板自重、鋼筋混凝土自重、型鋼架自重 ( ×1.2) ； 2）活荷載包括傾倒混凝土荷載標(biāo)準(zhǔn)值和施工均布荷載 ( ×1.4) 。 彎矩計(jì)算 : 按單跨簡(jiǎn)支梁受均布荷載情況計(jì)算 剪力計(jì)算： 撓度計(jì)算： 整體穩(wěn)定性計(jì)算 : （ 3） 型鋼架橫梁的計(jì)算 型鋼架橫梁按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算。 1）均布荷載值的計(jì)算 . 靜

42、荷載的計(jì)算值為 q1 = 41.09kN/m. 活荷載的計(jì)算值為 q2 = 7.84kN/m. q 5000 圖 3-9 型鋼架橫梁計(jì)算簡(jiǎn)圖 2）強(qiáng)度的計(jì)算 . 跨中最大彎矩為 M = 152.91kN.m 0.000 152.919 圖 3-10 型鋼架橫梁彎矩圖 12 122.33 122.33 圖 3-11 型鋼架橫梁剪力圖 選擇跨中最大彎矩進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算：

43、 鋼架橫梁的計(jì)算強(qiáng)度為 128.50N/mm2. 鋼架橫梁的計(jì)算強(qiáng)度小于 205.0N/mm2，滿足要求！ 3. 撓度的計(jì)算 . 最大撓度考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的撓度 0.000 0.782 0.795 圖 3-12 型鋼架橫梁位移圖 簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的最大撓度為 V = 0.795mm. 鋼架橫梁的最大撓度不大于 10mm，而且不大于 L/400 = 12.50mm ，滿足要求！ 4. 支座反力的計(jì)算 . 支座反力考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的支座反力 支座左端反力為 Q1

44、 = 122.34kN. 支座右端反力為 Q2 = -122.34kN. 最大剪力 Qmax = 122.34kN. 5. 整體穩(wěn)定性的驗(yàn)算 . 按最大剛度主平面內(nèi)受彎構(gòu)件，其整體穩(wěn)定性按下式計(jì)算： Mx —— 繞強(qiáng)軸作用的最大彎矩，取 152.92kN.m b—— 梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)，查附表得 0.68 Wx —— 按受壓纖維確定的梁毛截面模量，查型鋼表得 1190.00cm3. 13 經(jīng)過計(jì)算得到梁的計(jì)算強(qiáng)度為 2，小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度 2，所以不滿 188.98N/mm 215.00N/mm 足要求

45、！ 3.3.2 跨度 3.5 米鋼梁計(jì)算 （1）參數(shù)信息 荷載計(jì)算 : 龍門支架垂直主橋軸線方向的鋼梁所受荷載由上部縱向鋼梁傳遞下來， 每跨受力點(diǎn)較多 (26 個(gè)) 且均勻分布在上翼緣 , 故可按簡(jiǎn)支梁均布單向荷載考慮。 單根鋼 梁承受的線荷載設(shè)計(jì)值 q = 48.93*5*26/2/3.5/5=182kN/m. （2）計(jì)算公式 橫向中間立柱布置 3道40c工字鋼，荷載取值為單根工字鋼所承受荷載計(jì)算型鋼架橫梁按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算。 1）均布荷載值的計(jì)算 . 荷載的計(jì)算值為 q1 = 48.93*5*26/2/5*2/3/3.

46、5=122.00kN/m. q 3500 圖 3-13 橫梁計(jì)算簡(jiǎn)圖 2）強(qiáng)度的計(jì)算 . 跨中最大彎矩為 M = 186.81kN.m 0.000 186.809 圖3-14 型鋼架橫梁彎矩圖 213.50 213.50 圖 3-15 橫梁剪力圖 選擇跨中最大彎矩進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算： 鋼架橫梁的計(jì)算強(qiáng)度為 156.98N/mm2. 鋼架橫梁的計(jì)算強(qiáng)度小于 205.0N/mm2，滿足要求！ 14 3）撓度的計(jì)算 .

47、 最大撓度考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的撓度 0.000 0.468 圖 3-16 橫梁位移圖 簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的最大撓度為 V = 0.468mm. 鋼架橫梁的最大撓度不大于 10mm，而且不大于 L/400 =8.75mm，滿足要求！ 4）支座反力的計(jì)算 . 支座反力考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的支座反力 支座左端反力為 Q1 = 213.50kN. 支座右端反力為 Q2 = -213.50kN. 最大剪力 Qmax = 213.50kN. 5）整體穩(wěn)定性的驗(yàn)算 . 按最大

48、剛度主平面內(nèi)受彎構(gòu)件，其整體穩(wěn)定性按下式計(jì)算： Mx —— 繞強(qiáng)軸作用的最大彎矩，取 186.81kN.m b—— 梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)，查附表得 0.84 Wx —— 按受壓纖維確定的梁毛截面模量，查型鋼表得 1190.00cm3. 經(jīng)過計(jì)算得到梁的計(jì)算強(qiáng)度為 2，不大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度 2，所以 186.88N/mm 215.00N/mm 滿足要求！ 3.3.3 立柱的穩(wěn)定性計(jì)算 （1）立柱的穩(wěn)定性計(jì)算荷載標(biāo)準(zhǔn)值 龍門中間立柱有 6 根 , 此時(shí)每根立柱實(shí)際承受上部鋼梁傳遞的荷載力為 : N = （ (40.92+7.84)

49、*5*26 ）/6=1057 kN 。 （2）不考慮風(fēng)荷載 , 立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 15 其中 N —— 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值， N = 1057KN —— 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù) , 由長(zhǎng)細(xì)比 l 0/i 查表得到； i —— 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 (mm)； i = 220.63 A —— 立桿凈截面面積 (mm2) ； A = 11762 —— 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2) ； [f] —— 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，

50、[f] = 205.00N/mm 2； l 0 —— 計(jì)算長(zhǎng)度 (m) ； l 0=5m =5000/175.37=28.51 查表得： =0.94 =1057/(0.94 ×11762)*1000=95.6N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 < [f], 滿足要求 ! 鋼管柱承受的力大于上部傳遞來的荷載要求，因此選用此鋼管柱強(qiáng)度，穩(wěn)定性滿 足要求。 3.3.4 基礎(chǔ)承載力計(jì)算 立柱基礎(chǔ)底面的平均壓力應(yīng)滿足下式的要求 p ≤ fg 其中 p —— 立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力 (kN/m2) ，p = N/A ；p =302kN/

51、m2 N —— 上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值 (kN),N=1057kN A —— 基礎(chǔ)底面面積 (m2) ；A =3.5m2 fg ——地基承載力設(shè)計(jì)值 (kN/m2) ；fg =340 地基承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式計(jì)算 fg = kc × fgk 其中 kc ——地基承載力調(diào)整系數(shù)；巖石、混凝土取 kc = 1 fgk —— 瀝青路面地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 (kN/m2) ； fgk =340 地基承載力的計(jì)算滿足要求 ! 3.4 拱肋支架布置 3.4.1 計(jì)算主要依據(jù) 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 (GB 50

52、009-2001); 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB 50017-2003); 16 《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》 (GB 50018-2002); 布置方式如圖：按拱肋最高處考慮，荷載包括拱肋自重，拱肋內(nèi)混凝土自重，支撐 結(jié)構(gòu)自重按 170KN考慮，風(fēng)荷載按照 1.0KN/m的均布荷載計(jì)算，每 3m二道（左右拱肋各一道）。 圖 3-17 框架立

53、面圖 圖 3-18 框架受力示意圖 3.4.1 主要計(jì)算參數(shù) 節(jié)點(diǎn)總數(shù) : 4 柱數(shù): 2 梁數(shù): 1 支座約束數(shù) : 2 標(biāo)準(zhǔn)截面總數(shù) : 2 鋼材 : Q235 梁柱自重計(jì)算信息 : 柱梁自重都計(jì)算 鋼結(jié)構(gòu)受拉柱容許長(zhǎng)細(xì)比 :300 鋼結(jié)構(gòu)受壓柱容許長(zhǎng)細(xì)比 :150 鋼梁 ( 恒 +活 ) 容許撓跨比 : l/400 鋼梁 ( 活 ) 容許撓跨比 : l/500 17 柱頂容許水平位移 / 柱高 : l/500 ---- 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo) ---- 節(jié)點(diǎn)號(hào)

54、 （ 1） （ 2） （ 3） （ 4） X 0 2 0 2 Y 7 7 0 0 ---- 柱關(guān)聯(lián)號(hào) -------- 柱號(hào) 節(jié)點(diǎn)Ⅰ 節(jié)點(diǎn)Ⅱ （ 1） 3 1 （ 2） 4 2 ---- 梁關(guān)聯(lián)號(hào) ---- 梁號(hào) 節(jié)點(diǎn)Ⅰ 節(jié)點(diǎn)Ⅱ （ 1） 1 2 ---- 支座約束信息 ---- 兩支座全部為鋼結(jié) ---- 柱上下節(jié)點(diǎn)偏心 ---- 節(jié)點(diǎn)號(hào) （ 1） （2） （ 3） （4） 柱偏心值 0

55、 0 0 0 ---- 標(biāo)準(zhǔn)截面信息 ---- 1、標(biāo)準(zhǔn)截面類型 (1) 立柱外徑 245mm,壁厚 4.0mm的焊接薄壁圓鋼管 (2) 橫梁采用 I36c 。 ---- 柱布置截面號(hào) , 鉸接信息 , 截面布置角度 ----- 柱號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)截面號(hào) 鉸接信息 截面布置角度 （ 1） 1 0 0 （ 2） 1 0 0 ---- 梁布置截面號(hào) , 鉸接信息 , 截面布置角度 ----- 梁號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)截面號(hào) 鉸接信息 截面布置角度 （ 1） 2 0 0 18 2、

56、標(biāo)準(zhǔn)截面特性 截面號(hào) Xc Yc Ix Iy A 1 0.12250 0.12250 0.21990E-04 0.21990E-04 0.30280E-02 2 0.07000 0.18000 0.17351E-03 0.61400E-05 0.90840E-02 截面號(hào) ix iy W1x W2x W1y W2y 1 0.85200E-01 0.85200E-01 0.17950E-03 0.17950E-03 0.17950E-03 0.17950E-03 2 0.13820E+00 0.26000E

57、-01 0.96400E-03 0.96400E-03 0.87700E-04 0.87700E-04 恒荷載計(jì)算 ... 柱號(hào) 荷載類型 荷載值 荷載參數(shù) 柱荷載 1 1 1.1 0 連續(xù)數(shù) 荷載個(gè)數(shù) 荷載類型 荷載值 梁荷載 1 1 4 170 ---- 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用計(jì)算結(jié)果 ---- --- 柱內(nèi)力 --- 梁號(hào) M N V M N V 1 8.89 83.82 4.66 -0.76 -81.83 2.34 2 7.55 91.

58、88 2.34 8.82 -89.89 -2.34 --- 梁內(nèi)力 --- 梁號(hào) M N V M N V 1 0.76 2.34 81.83 -8.82 -2.34 89.89 --- 恒荷載作用下的節(jié)點(diǎn)位移 (mm) --- 柱號(hào) X向位移 Y向位移 1 11.3 0.9 2 11.3 1.0 ----- 荷載效應(yīng)組合及強(qiáng)度、穩(wěn)定 計(jì)算 ----- --------------------------

59、--------------------------------------------- 19 鋼 柱1 截面類型 = 77; 布置角度 =0； 計(jì)算長(zhǎng)度： Lx=3.73, Ly=7.00 ；長(zhǎng)細(xì)比： λx= 43.8, λ y= 82.2 構(gòu)件長(zhǎng)度 =7.00; 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù) : Ux=0.53 , Uy= 1.00 焊接薄壁圓鋼管 : D=245, T=4.00 軸壓截面分類 :X 軸 :b 類, Y 軸 :b 類 驗(yàn)算規(guī)范 : 薄鋼規(guī)范 GB50018-2002 強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力對(duì)應(yīng)組合號(hào) :

60、 7, M=12.00, N=113.16,M=-1.03, N=-110.47 強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力 (N/mm*mm) =122.60 強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力比 =0.598 平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力 (N/mm*mm) =112.15 平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力比 = 0.547 平面外穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力 (N/mm*mm) =99.49 平面外穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力比 =0.485 腹板容許高厚比計(jì)算對(duì)應(yīng)組合號(hào) : 1, M=8.89, N=83.82, M=-0.76, N=-81.83 容許圓管外徑與壁厚之比 [D/T]=100.00 強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力 < f=2

61、05.00 平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力

62、=7.00 ；長(zhǎng)細(xì)比： λx= 43.8, λ y= 82.2 構(gòu)件長(zhǎng)度 =7.00; 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù) : Ux=0.53 ， Uy=1.00 焊接薄壁圓鋼管 :D=245, T= 4.00 軸壓截面分類 :X 軸 :b 類, Y 軸 :b 類 20 驗(yàn)算規(guī)范 : 薄鋼規(guī)范 GB50018-2002 強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力對(duì)應(yīng)組合號(hào) : 7, M=10.20, N=124.04, M=11.91, N=-121.35 強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力 (N/mm*mm) =126.25 強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力比 =0.616 平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算最

63、大應(yīng)力 (N/mm*mm) =71.14 平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力比 =0.347 平面外穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力 (N/mm*mm) =104.22 平面外穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力比 =0.508 腹板容許高厚比計(jì)算對(duì)應(yīng)組合號(hào) : 1, M=7.55, N=91.88,M=8.82, N=-89.89 容許圓管外徑與壁厚之比 [D/T] =100.00 強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力

64、壓桿 , 平面內(nèi)長(zhǎng)細(xì)比 λ=44<[ λ]=150 壓桿 , 平面外長(zhǎng)細(xì)比 λ=82<[ λ]=150 構(gòu)件重量 (Kg)= 166.39 ----------------------------------------------------------------------- 鋼 梁1 截面類型 = 31; 布置角度 =0; 長(zhǎng)度 : L= 2.00 截面參數(shù) : I36c 普通工字鋼 驗(yàn)算規(guī)范 : 普鋼規(guī)范 GB50017-2003 梁下部受拉最大彎矩 M= -108.86, 最大應(yīng)力 σ =126.52< f=215.00 梁下部

65、受拉強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力比 : 0.588 梁下部受拉最大彎矩 M=-108.86, 穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力 σ=126.35

66、[B/T] =15.00 構(gòu)件重量 (Kg)= 142.62 ----------------------------------------------------------------------- 梁的( 恒+活) 最大撓度 : 梁(1), 撓跨比 = 1 /2737. 梁的( 活) 最大撓度 : 梁(1), 撓跨比 = 1 /100000. 梁的 ( 恒+活) 最大撓跨比 : 1/2737< 梁的容許撓跨比 : 1/400 梁的 ( 活) 最大撓跨比 : 1/100000< 梁的容許撓跨比 : 1/500 所有鋼柱的總重量 (Kg)= 333. 所有鋼梁的總重量 (Kg)= 143. 鋼梁與鋼柱重量之和 (Kg)= 475. 22