關(guān)廟大橋托架計(jì)算書

1、關(guān)廟大橋托架計(jì)算書目錄一、設(shè)計(jì)依據(jù)1二、計(jì)算數(shù)據(jù)1三、計(jì)算荷載1四、底模桁架計(jì)算3五、橫梁計(jì)算6六、三角托架計(jì)算11七、牛腿計(jì)算13八、結(jié)論13主墩 0塊托架計(jì)算書一、設(shè)計(jì)依據(jù)1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)第三版2、鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范J462-20053、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50017-2003)二、計(jì)算數(shù)據(jù)1、鋼筋混凝土容重：=26.5kN/m32、鋼模板(外模、底模)：Q1=1.4kN/m2×418m2=585.2kN3、外側(cè)?？傊亓浚?Q2=253.86kN4、箱梁內(nèi)模總重量：Q3=335.72KN5、翼緣板區(qū)混凝土總重量： Q4=245.79KN6、頂板混凝土

2、總重量： Q5=660.38KN 7、人群荷載及各種施工荷載：Q6=2kN/m2三、計(jì)算荷載托架荷載設(shè)計(jì)值0號(hào)塊平面布置示意圖如下1、底板區(qū)(單邊)1-1截面(底板區(qū)0米處)W1 =×(5-1.1×2)×2.147+Q6×(5-1.1×2)+×0.3×0.3=26.5×(5-1.1×2)×2.147+ 2×(5-1.1×2)+26.5×0.3×0.3=167.29kN/m2-2截面(底板區(qū)2.5米處)W2 =×(5-1.1×2)

3、5;1.3+Q6×(5-1.1×2)+×0.3×0.3=26.5×(5-1.1×2)×1.3+2×(5-1.1×2)+26.5×0.3×0.3=104.45kN/m3-3截面(底板區(qū)3.0米處)W3=×(5-1.1×2)×1.29+Q6×(5-1.1×2)+×0.3×0.3=26.5×(5-1.1×2)×1.29+2×(5-1.1×2)+26.5×0.3&#

4、215;0.3=103.70kN/m2、翼板區(qū)W4= q2+q4=235.86+245.79=499.65 kN 3、腹板區(qū)(單邊單側(cè))1-1截面(腹板區(qū)0米處)W5=×11×1.1 +Q6×1.1=26.5×11×1.1+2×1.1=322.85kN/m2-2截面(腹板區(qū)2.5米處)W6 =×10.653×0.6+Q6×1.1=26.5×10.653×0.6+2×1.1=312.73kN/m3-3截面(腹板區(qū)3.0米處)W7 =×10.583×1.1+Q

5、6×1.1=26.5×10.583×1.1+2×1.1=310.69kN/m4、頂板區(qū)(單邊)1-1截面(頂板區(qū)0米段)W8 =×(5-1.1×2)×0.96+×1.2×0.4=26.5×(5-1.1×2)×0.96+26.5×1.2×0.4=83.95kN/m2-2截面(頂板區(qū)2.5米段)W9 =×(5-1.1×2)×0.46+×1.2×0.4=26.5×(5-1.1×2)×

6、0.46+26.5×1.2×0.4=46.85kN/m3-3截面(頂板區(qū)3.0米段)W 10 =×(5-1.1×2)×0.46+×1.2×0.4=26.5×(5-1.1×2)×0.46+26.5×1.2×0.4=46.85kN/m四、托架上層反力架計(jì)算托架承載能力采用空間有限元程序MIDAS進(jìn)行計(jì)算。底模桁架計(jì)算(0#塊腹板段)1、荷載0#塊單邊單側(cè)腹板段布置3片反力架，故腹板段1-1、2-2、3-3截面處的荷載分別按下計(jì)算：q1=（W5 +W4÷11.2÷

7、;2）÷3=340.69 KN/m÷3=113.56kN/mq2=（W6+W4÷14÷2）÷3=330.57KN/m÷3=110.19kN/mq3=（W7+W4÷11.2÷2）÷3=328.53 KN/m÷3=109.51kN/m2、計(jì)算模型根據(jù)布載情況，建立單片反力架模型對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算模型如下：圖1 底模桁架受力計(jì)算模型3、計(jì)算結(jié)果圖2 應(yīng)力結(jié)果圖圖3 位移等值線由計(jì)算可知，計(jì)算最大應(yīng)力為52.3MPa，最大豎向撓度為-0.23mm, 支點(diǎn)最大反力為122.09kN，最小反力為32.24

8、kN。計(jì)算考慮超載系數(shù)1.05，澆注混凝土?xí)r的動(dòng)力系數(shù)1.2。最大應(yīng)力max=52.3×1.05×1.2=65.90N/mm2200N/mm2，滿足要求；最大豎向撓度fmax=0.23×1.05×1.2=0.29mm，撓跨比=0.29/2720=1/93792.72/400，滿足要求。(二)上層反力架計(jì)算(0#塊底板段)1、荷載0#塊單邊底板段布置5片底模桁架，故腹板段1-1、2-2、3-3截面處的荷載分別按下計(jì)算：q1 =(W1+W8+(Q1-Q2+Q3)÷2÷3)÷5=(167.29+83.95+(585.2-253.8

9、6+335.72)÷2÷3)÷5=72.48kN/mq2 =(W2+W9+(Q1-Q2+Q3)÷2÷3)÷5=(104.45+46.85+(585.2-253.86+335.72)÷2÷3)÷5=52.50kN/mq3 =(W3+W10+(Q1-Q2+Q3)÷2÷3)÷5=(103.7+46.85+(585.2-253.86+335.72)÷2÷3)÷5=52.35kN/m2、計(jì)算模型0#塊底板段布置5片反力架。建立單片模型對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算模

10、型如下：圖4 底板下縱梁受載計(jì)算模型3、計(jì)算結(jié)果圖5 應(yīng)力結(jié)果圖圖6 位移等值線圖由計(jì)算可知，計(jì)算最大應(yīng)力為24.85MPa，最大豎向撓度為-0.11mm, 支點(diǎn)最大反力為60.0kN，最小反力為20.03kN。計(jì)算考慮超載系數(shù)1.05，澆注混凝土?xí)r的動(dòng)力系數(shù)1.2。最大應(yīng)力max=24.85×1.05×1.2=31.31N/mm2200N/mm2，滿足要求；最大豎向撓度fmax=0.11×1.05×1.2=0.14mm，撓跨比=0.14/2720=1/194282.72/400，滿足要求。五、橫梁A計(jì)算內(nèi)側(cè)橫梁A計(jì)算1、荷載根據(jù)縱梁反力計(jì)算結(jié)果，得到Q

11、1=122.09KN,Q2=60.0 kN。2、計(jì)算模型根據(jù)分配梁受力情況，建立模型進(jìn)行分析：圖7 內(nèi)側(cè)橫梁A計(jì)算模型3、計(jì)算結(jié)果圖8 內(nèi)側(cè)橫梁A彎矩圖圖9 內(nèi)側(cè)橫梁A剪力圖圖10 內(nèi)側(cè)橫梁A支點(diǎn)反力圖圖11 內(nèi)側(cè)橫梁A位移圖由計(jì)算得fmax=7.48mm，Mmax=144.57KN·m，Qmax=164.18kN，R=408.18kN。計(jì)算考慮超載系數(shù)1.05，澆注混凝土?xí)r的動(dòng)力系數(shù)1.2。最大彎矩Mmax=144.57×1.05×1.2=182.16kN·m最大剪力Qmax=164.18×1.05×1.2=206.87kN而=20

12、0N/mm2，fv=115N/mm2，則182.16 kN·m /200N/mm2 =910.8cm3用2I45b組合工字鋼，其抗彎截面系數(shù)=2×1500.4m3=3000.8cm3910.8cm3，A=188.14cm2，故滿足要求；剪應(yīng)力： 206.87 kN /188.14 cm2=109.96 N/mm2 <115N/mm2，滿足要求；最大豎向撓度fmax=7.48×1.05×1.2=9.42mm，撓跨比=9.42/12000=1/127312/400，滿足要求。由計(jì)算知，內(nèi)側(cè)橫梁A能滿足實(shí)用要求(二) 外側(cè)橫梁A梁計(jì)算1、荷載由計(jì)算結(jié)果，

13、知Q1=32.24kN,Q2=20.06kN。2、計(jì)算模型如下圖圖12 外側(cè)橫梁A計(jì)算模型3、計(jì)算結(jié)果圖13 外側(cè)橫梁A彎矩圖圖14 外側(cè)橫梁A剪力圖圖15 外側(cè)橫梁A支點(diǎn)反力圖圖16 外側(cè)橫梁A位移圖由計(jì)算得fmax=1.39mm，Mmax=38.2kN·m，Qmax=41.95kN，R=106.43kN計(jì)算考慮超載系數(shù)1.05，澆注混凝土?xí)r的動(dòng)力系數(shù)1.2。最大彎矩Mmax=38.2×1.05×1.2=48.13kN·m最大剪力Qmax=41.95×1.05×1.2=52.86kN而=200N/mm2，fv=115N/mm2，則=

14、48.13 kN·m /200 N/mm2 =240.65 cm3用2I45b組合工字鋼，其抗彎截面系數(shù)=2×1500.4cm3=3000.8cm3240.65cm3，A=188.14cm2剪應(yīng)力：=52.86 kN /188.14 cm2= 28.9 N/mm2<115N/mm2最大豎向撓度fmax=1.39×1.05×1.2=1.75mm，撓跨比=1.75/1200012/400，滿足要求。由計(jì)算知，外側(cè)分配梁滿足實(shí)用要求。六、三角托架計(jì)算根據(jù)縱向三角托架受力情況，對(duì)其進(jìn)行建模分析。1、荷載q1=408.18kN，q2=106.43kN2、計(jì)算

15、模型圖17縱向三角托架計(jì)算模型3、計(jì)算結(jié)果圖18縱向三角托架彎矩圖圖19縱向三角托架軸力圖圖20縱向三角托架應(yīng)力圖圖21縱向三角托架支點(diǎn)反力圖由計(jì)算得Mmax=1.957kN·m，N1=407.23kN, N2=95.15kN，max=31.13kN，R1=514.61kN,而=200N/mm2，但當(dāng)計(jì)算時(shí)考慮超載系數(shù)1.05，澆注混凝土?xí)r的動(dòng)力系數(shù)1.2。最大彎矩Mmax=1.957×1.05×1.2=2.47KN·m最大軸力N1max=407.23×1.05×1.2=513.11kN最大軸力N2max=143.47×1.

16、05×1.2=180.77kN支座最大水平力H1max=96.29×1.05×1.2=121.33kN支座最大豎向反力R1max=514.61×1.05×1.2=648.41kN則=2.47KN·m /200N/mm2=12.35cm3三角托架的豎桿由225b號(hào)工字鋼組焊組成，A=79.81 cm2 容許最小截面積為 Amin=(513.11×103)/(200×106)=25.66 cm2A=79.81 cm2滿足要求。三角托架的斜桿由225b號(hào)工字鋼組焊組成，A=79.81 cm2，容許最小截面積為 Amin=(180.77×103)/(200×106