墩柱钢管支架计算书

'钢管支架计算书###长江大桥主跨为216.5+464+216.5m双塔双索面半漂浮体系共轨两用斜拉桥，上层公路、下层轻轨。在距离梁端60.50m的位置处设置两个永久辅助墩，大桥设置辅助墩后，结构体系可进一步分为60.5+156+464+156+60.5m五跨连续钢桁架梁斜拉桥。引桥采用预应力连续箱梁。###长江大桥设计为双层桥面，上层公路，下层预留轻轨。因此，交界墩及引桥下部结构需同时考虑上部公路桥梁的需要和下部轨道交通的需要，结构造型复杂，为美观起见，在公路和轨道平面线形基本重合段采用双层门式框架结构桥墩。为满足受力需求，在上下横梁及墩柱的外侧配置一定数量的预应力钢束。墩身尺寸根据墩的受力状况采用不同的尺寸，见图2-2。图2-3。墩柱设计为异形墩柱，桥墩分为四种截面类型，3m×2.2m，3m×2.6，3.5m×2.5m，3.0m×2.0m。四种类型墩柱四角均为半径60cm的圆形倒角。工程量总计C45混凝土约2万立方米，钢筋5000吨，φs15.2钢绞线350t。本计算书主要涉及三种结构的受力计算：墩柱下横梁、墩柱盖梁及第七联箱梁受力计算，受力计算均按最不利位置进行验算。钢管支架主要有钢管桩、贝雷梁及型钢分配梁构成。钢管桩上布置有横向双56工字钢（其中下横梁及上横梁上铺设双40工字钢）、56工字钢上铺设纵向贝雷梁（贝雷梁按箱梁腹板位置进行相应的铺设）、贝雷梁上再铺设横梁25工字钢(工字钢间距0.6m)，25工字钢上再铺设纵向的15×15cm木方(木方间距0.3m)。 一、计算参数1、钢材密度取7.85t/m3，钢材弹性模量E=2.1x105Mpa，泊松比取0.3。2、Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值[f]=215Mpa，抗剪强度设计值[fv]=125Mpa；Q345钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值[f]=310Mpa，抗剪强度设计值[fv]=180Mpa；贝雷片允许弯矩[M0]=975KN.m。二、计算过程1、下横梁计算荷载计算：混凝土自重：其中按最大受力计算，28~33#墩下横梁中28#墩下横梁混凝土为112.32m3。Q1(自重产生的荷载)=112.32×26×1.2=3504.39KN下横梁钢模板及拱架荷载：Q2=30×10=300KN.施工人员、施工料具运输和堆放荷载、振捣和倾倒混凝土产生的荷载：Q6=1.2×2.5+1.4×4=8.6KN/m2.钢管布置图如下：纵向分配梁验算：25工字钢，工字钢间距为90cm，跨度为2m。工 字钢按左边第二根工字钢验算强度。（所对应的平均高度为3.05米）。剪力图：弯矩图：q=3.05×0.9×26×1.2+300/17.77=102.54KN/m.由弯矩图得：Mmax=36.18KN·mσ=M/W=36.18×106/402×103=90Mpa＜215MpaF边=18.83KN，F中=208.44KN贝雷梁验算，选取中间贝雷梁计算：（贝雷梁两片一组） q=208.44×8÷5.40=308.8KN/m.M=1/8×qL2=(1/8)×308.8×5.42=1125.6KN·m＜975×2=1950KN·mFmax=FA=FB=0.5×q×l=0.5×308.8×5.4=833.76KN计算边跨贝雷梁：q=18.83×8÷5.40=27.90KN/m.FA=FB=0.5×q×l=0.5×18.83×5.4=50.85KN双40工字钢验算：剪力图： 弯矩图：F1=50.58KN，F=833.76KN.Mmax=833.76KN·m.σ=M/W=833.76×106/21720×2×103=19.20Mpa＜215Mpa钢管桩承载力：（钢管桩长度按25m考虑，）N=467.46KN.l=25mi=22cmλ=l/i=2500/22=113.7<150查表得：稳定系数φ=0.489.钢管受压应力为σ=N/φA=（467.46×103）/（0.489×156.326×102）=61.16Mpa<[f]=215Mpa 钢管桩受力满足要求.2、上横梁计算：上横梁荷载比下横梁荷载小，亦能满足受力要求。3、箱梁计算：箱梁计算按钢管桩纵向最大间距11米进行考虑，即按32号墩至33号墩之间的箱梁进行验算。木方强度验算：木方纵桥向间距30cm，跨度60cm，取腹板受力最大位置计算，取宽度为0.3m，高度为1.7m（箱梁高度为1.7m）的混凝土均布荷载进行计算。q=0.3×1.7×2.6×9.8×1.2=15.6KN/mM=1/8×qL2=1/8×15.6×0.6×0.6=0.702KN·mσ=M/W=0.702×106/563×103=1.25Mpa＜11Mpaδ=5qL4/384EI=5×15.6×6004/[384×11×103×4219×104]=0.057mm<600/400mm=1.5mm25工字钢强度验算：亦按最不利位置进行强度验算。如下图:荷载可简化为： q1=0.44×0.6×9.8×2.6×1.2=8.08KN/m.q2=1.51×0.6×9.8×2.6×1.2=27.71KN/m.q3=0.44×0.6×9.8×2.6×1.2=8.08KN/m.Mmax=39.67KN·mσ=M/W=39.67×106/402×103=98.69Mpa＜215Mpaδ=5qL4/384EI=5×12.32×38504/[384×2.1×105×4219×104]=3.98mm<3850/400mm=9.63mm贝雷梁验算：贝雷梁两片一组，贝雷梁跨度11m，按最大受力位置考虑q=2.44×2.6×9.8×1.2=74.61KN/m.M=1/8×qL2=(1/8)×74.61×112=1128.48KN·m＜975× 2=1950KN·m双56工字钢验算：可简化为下图受力模型。其中F=411KN.弯矩图如下：Mmax=554.85KN·m.σ=M/W=554.85×106/65590×2×103=4.23Mpa＜215Mpa钢管桩验算：（钢管桩长度按25m考虑，）F1=1.93×2.6×9.8×1.2×0.5×11=324.57KNF1=2.44×2.6×9.8×1.2×0.5×11=410.34KNF3=2.15×2.6×9.8×1.2×0.5×11=361.57KN F=F1+F2+F3=1096.48KNl=25mi=22cmλ=l/i=2500/22=113.7<150查表得：稳定系数φ=0.489.钢管受压应力为σ=N/φA=（1096.48×103）/（0.489×156.326×102）=143.44Mpa<[f]=215Mpa钢管桩受力满足要求.'