际坑口铁路特大桥门式墩支架方案计算书.doc

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1、际坑口铁路特大桥门式墩支架计算书一、计算方法概述1.计算依据：铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2-99）公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000钢结构设计规范GB50017-2003 门式墩相关图纸客运专线铁路桥涵工程施工技术指南TZ213-20052.荷载计算检算标准荷载如下：模板自重：新浇砼自重：支架整体计算时施工人员、堆载及机具荷载：振捣及倾倒混凝土时产生的竖向荷载：混凝土荷载根据梁体截面取值。每延米模板重量=每延米模板面积q1=212=4 kN/m；每延米内混凝土倾倒与振捣产生的施工荷载=每延米模板面积(q3+q4)=21(1+2)=6 kN/m。模板以及施工振捣、机具的重量

2、等荷载的大小为：4+6=10 kN/m。每延米混凝土湿重为：2.12126=109.2 kN/m。所以模板以及施工振捣、机具的重量可按混凝土重量的10%考虑。钢材的弹性模量取206GPa，比重取78.5 N/m3。3.计算方法概述计算采用MIDAS/Civil2011软件进行，建立整体模型。钢构件一律用梁单元模拟，要浇筑的盖梁用实体单元模拟。为模拟流动状态的混凝土的作用，将混凝土的弹性模量降低10000倍。钢管立柱的高度要根据地基处理的情况来确定，这里取值仅是估计的可能最大高度值。二、跨S215省道支架方案计算跨S215省道共有3个支架，这里仅取其中一个最不利的42号墩对应的支架进行计算。计算

3、模型如图1所示，军用梁的计算跨度为20m。图1 计算模型计算结果如图2图8所示。图2 总体竖向位移图3 军用梁的变形（6片变形不一致，最大52mm）容许的挠度为：。图4 军用梁上下弦杆的组合应力（单位MPa，最大175MPa）军用梁的材料为16锰钢材，其容许应力为210MPa。图5 军用梁腹杆的正应力（单位MPa）（支承处局部应力较大，最大222MPa，但小于16Mn钢的屈服强度）图6 军用梁下横梁应力（单位MPa，最大168MPa）纵、横梁的材料为Q235钢材，其容许应力为145MPa，对临时结构可以将其容许应力提高30%，则实际的容许应力为188MPa。图7 钢管立柱组合应力（单位MPa，

4、最大73MPa）钢管柱的回转半径为0.219m，计算长度按20m计算，则长细比为91，查表可得其稳定系数为0.614。则钢管柱的应力为73/0.614=119MPa，小于容许值140MPa。图8 地基反力最大的基底反力为590kN。按设计图纸，作用在3.0m1.6m混凝土基础上的力最大应该为589.9+505.0=1095kN。基底要求的应力为228kPa，即处理后的地基的承载能力应大于228kPa。三、跨皖赣铁路支架方案计算跨皖赣铁路的支架共有两个，这里仅计算其中一个，模型如图9所示。计算跨度为19.2m。图9 计算模型图10 总体变形（最大位移43mm）容许的挠度为：。图11 军用梁上下弦

5、杆应力（单位MPa）图12 军用梁腹杆正应力（单位MPa）图13 纵横梁的弯曲应力（MPa）图14 立柱应力（MPa）图16 支反力（单位kN）最大的基底反力为423kN。按设计图纸，作用在3.0m1.6m混凝土基础上的力最大应该为423.0+337.9=761kN。基底要求的应力为158kPa，即处理后的地基的承载能力应大于158kPa。四、结论与注意事项从计算结果来看，设计方案是可行的，但需注意以下问题：1.军用梁必须在横向可靠连接，军用梁上方的横梁刚度越大越好，并且要与军用梁用U型螺栓连接。2.受地形以及跨度的限制，部分钢管立柱上的横梁要经过墩柱中心，解决方法：一是可以将横梁预埋在墩柱的合适位置；二是在墩柱上加抱箍，然后横梁一侧支撑在抱箍上，一侧支承在钢管上。3.地基的处理要达到计算的要求，对支架必须进行等载或超载预压。