0‘支撑托架检算

附件一： 东扎沟大桥连续梁0、0’号梁段支撑托架检算书
、已知条件
1、0、0'号梁段及其相应墩顶结构尺寸分别见图 1、图2所示
、3、4号墩0 '号梁段墩顶结构尺寸示意图
、5号墩0号梁段墩顶结构尺寸示意图
800
165
470
165
110
250
110
「
r
1150
275
600
275
130
340
130
I :
1
110
70
侧面
说明：1、本图尺寸均以cn 计；2、图中未 示防
撞（护）墙、避车台及接触网支架平 台；3、避车台尺寸每侧超出箱梁100cm 接触网支架平台尺寸每侧超出箱梁50cm 两者均位于墩顶厚度（即墩顺桥向宽度） 范围内，对墩前后两侧托架计算无关系。

正面
150
500
150
150
200
150
1 !
即
150
500
150
275
600 275
110
380
110
"T
60X 30 — 1/0 -
230
260
丄 230
1/0
1060 -
200
620
200
侧面
■ '
15 110
110
110
165
1
70
70
1
3
^600^
r °
60X 30 ■—
800
L
1150
此加宽值基本 上位于墩顶顺 桥向宽度范围 、内，对墩前后
两侧托架计算
2、托架支撑及预埋钢板情况见图
3、图4,托架型钢材料均采用普通的A3钢，E=2.1
5
X 10MPa [ (T]=140MPa [ (T w]=145MPa [ T ]=0.6[ (T]=85MP C L
JL
■—[}G ^—B G1——
G2
G2
G2
G3
iB —
ic
EZLi
■0G1_ 矢丁
G1&
Li
I
G2 G2
十十I 卜—
('111
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G5
■己忙此瞬
a
l|Ri
桥墩0、O '号梁段托架及预埋钢板示意图
A3预埋钢板40X 26X 2cm
U 形锚固钢筋4 20mm 托架水平杆工字钢 I28a
60cm
钢筋© 25mm
一4
桥墩顶帽
钢板条10X5X2cm
7cm 6cm
6cm | 7cm
>Xt
板
托架水
平杆 I28a
26cm
立面示意图
钢板条10X5X2cm
焊缝高度h=10mm
U 形锚固钢筋4 20mm
侧面示意图
预埋钢板G1构造示意图
A3预埋钢板38X 26X 2cm
托架斜撑双槽钢2[20a
L形锚固钢筋© 25mm
10X5X2cm
托架
斜撑
2[20a 75cm
钢筋© 25mm
焊缝高度h=10mm
钢板条10X5X2cm L形锚固钢筋© 25mm
桥墩托盘
立面示意图侧面示意图
预埋钢板G2构造示意图
I形锚固钢筋© 20mm
托架
斜撑
2[14a
托架斜撑双槽钢2[14a
立面示意图
预埋钢板
侧面示意图G3构造示意图
L形锚固钢筋© 20mm 托架水平杆工字钢114
'
m u m 1 托架水平杆I14
L形锚固钢筋© 20mm 立面示意图侧面示意图
预埋钢板G4构造示意图
托架斜撑双槽钢2[14a
托架
斜撑
2[14a
立面示意图侧面示意图
预埋钢板G5构造示意图
0 '号梁段预埋钢板示意图
、计算模型
所受荷载按梁体钢筋混凝土自重的1.25倍计算。

梁段计算横断面见图5所示
o'号段计算截面
图5 0、0'号梁体计算截面（尺寸单位： cm ）
上图（图5）中，各分块面积为混凝土截面面积。

钢筋混凝土容重按 26kN/m!计算
托架在纵横桥向上均按均布静荷载考虑，为偏于安全和方便计算，托架杆件各节点，计 算时均按铰支形式考虑，横梁与三角形托架水平杆按简支支承考虑。

桥墩正面托架的箱 梁计算长度0#块为
L=1.8m, 0' #块为L=1.65mo 则墩顶正面托架横桥向均布荷截：从而 得墩顶正面托架横桥向受力简
图如下（图
6）。

图6 墩正面（前后两侧）托架横桥向受力简图（尺寸单位：
cm ）
则每个托架支承点受力如下图7所示。

0号段计算截面
«_U
6
OC2
q2=340.4kN/m
q2=340.4kN/m
q2=313.5kN/m
q2=313.5kN/m
q1=21.5kN/m O '号段荷载分布图
q3=88.3kN/m
q1=21.5kN/m
图7墩正面托架支点受力计算（尺寸单位： cm ）
0’号段正面托架受力计算
q2=340.4kN/m
q2=340.4kN/m
q2=313.5kN/m q2=313.5kN/m
275
|
275
1150
0号段正面托架受力计算
二、结构检算
（一）、桥墩正面托架：
根据图7可以看出，托架T3及T1'受力最大，故对其进行检算
q=269.2/1.8=149.5KN/m ； q ' =294.3/1.65=178.4KN/m 。

各杆均承受轴向力考虑，计算 简图如下
图8所示：
同理可得T1'托架的各杆内力，如图8所示。

由于托架T1 '受力大于托架T3,故对T1' 托架进行检算。

2、检算：
（1 ）托架水平杆：托架水平杆采用的工字钢128a ，其弹性模量 W=508.15crh 惯性
矩为 1=7114.14 cm ?，腿宽 b=122mm 腰厚 d=8.5mm lx:Sx=24.62cm ，截面面积 55.404cm 2。

①轴向拉应力：
(T i =R/A=147.2/55.404=26.6(MPa) V [(T ]=140 MPa 。

满足要求
②弯曲应力：
2 2
(T w =q l /(8W)=178.4 X 1.65 /(8 X 508.15)=119.57(MPa) V [(T ]=140
MPa 满足要求
1
受力计
根据图8, 对托架水平杆 AB 进行分
建立如下平衡方程：
由 M
0得：
F V L
qL 2 F
qL
F V
2 149
.5 kN / m
1 .8 m
134 .6 kN
2
2
由 M
0得：
R v L
qL 2 R V
qL
149
.5 kN / m
1 .8 m
134 .6 kN
2
R V 2
2
根据结点B 得： R
H
1.8m 1.8m
R y R y 134 j 6 kN
R
..Rv
R H
190 .4 kN
由 H 0 得：F H
R
H
134.6kN ，托架斜杆（撑） BC 所受的轴力为：
R 190.4kN
图8箱体范围内托架结构受力分析计算简图
L=1.8m
F H =134.6kN
q=149.5kN/m
in
Rz=134.6kN R=147.2kN F v =134.6kN
B R=134.6kN
③剪应力：T maF QS ZmaX=FvS十I x d=147.2/24.62/8.5=70.4(MPa) V [ T ]=85 MPa 满
长细比(刚度)：
入 x =|0 / r x =29.6v [入]=100 ,满足要求;入 y =l 0/ r y =80.5v [入]=100。

满足要求
②稳定性检算
由于入XV 入y ，故y 轴控制其稳定性，查表知弯曲系数书得：书=0.685
(T 压=R/A=208.2/57.66=36.1MPa v^ [入]=0.685 X 140=95.9 MPa 。

满足要求
(3)托架与墩身之间的联结构件 ① 受拉部位预埋钢板G1 (见图4)
T1'托架水平杆所承担的最大水平拉力为 F H =147.2 kN ，考虑上下排钢筋受力的不均
足要求
4
4
④刚度(挠度)检算：f max =5ql /(384EI)=5 X 178.4 X 1.65 /(384 X 2.1 X
7114.14)=0.115(cm) v [1/500 ]=165/500=0.33(cm)。

满足要求
(2 )托架斜撑(杆)
①刚度检算
托架斜撑的截面见图9所示，自由长度l o =2.333m 。

据资料查得[20a 槽钢的截面
积 A=28.83cm ，惯性矩 Ixc=1780.4 cm 4，惯性矩 Iyc=128.0 cm 4, z °=2.01cm 。

则压杆的 截面积、惯性矩为：
Am=X 28.83=57.66cm 2
4
Ix=2Ixc=2 X 1780.4 cm =3560.8 cm
2 2
ly=2(lyc+a A)=2[128.0+(0+2.01) X 28.83] =488.95 cm
惯性半径:
3560 .8 57.66
7.9 cm
图9斜撑截面示意图
1
[20a 槽钢
衡性及极有可能出现下二排钢筋不受拉现象，故计算预埋筋直径及长度时均按上排4根
考虑，查资料知，光钢筋与砼之间的容许粘结力为[c]=1.04MPa。

a、抗拔力检算：N抗=4n dl[c]=150.8(kN) > F H=147.2 kN。

满足要求
2
b、锚固筋的剪应力检算：T max=4/3 X (F V A)=16 F V/(3n n d)=78.1(MPa) v [ T ]=85
MPa满足要求
c、焊缝检算：受拉部位预埋钢板有二处焊缝，焊缝验算如下：
焊缝高度h=10mm,则其有效厚度S =0.7h=0.7X 10mm=7mm。

i、托架水平杆与钢板的焊缝验算：I28a 工字钢与钢板之间均满焊，则各段角焊缝计算长度之和约为工I〜4X 122mm+2(280-2X 13.7)mm=993.2mm。

T =F/ (S2 I) =21.1(MPa)v [ T ]=85 MPa。

满足要求
ii 、U 形筋与钢板的焊缝验算：U 形筋与钢板接触处为双侧满焊，每侧有效长度按120mm 考虑，则各段角焊缝计算长度之和为艺l=8 X 120mm=960mm。

T =F/ (S2 I) =21.9 (MPa)v [ T ]=85 MPa。

满足要求
② 受压部位预埋钢板G2 (见图4)
斜撑所承受的最大水平压力及剪力均为147.2 kN,压力通过预埋钢板传递全部由桥墩钢筋混凝土承担，由于此力较小，故对砼局部承压强度可不验算，故只检算锚固筋及焊缝的剪应力。

a、锚固筋剪应力检算：
T max=4/3X (F v/A)=16 F v/(3n n d2)=66.7(MPa)v [ T ]=85 MPa。

满足要求
b、焊缝检算：
i 、托架斜撑与钢板的焊缝验算：
2[20a槽钢与钢板之间除背靠背范围外均满焊，则各段角焊缝计算长度之和约为工l
心 4X 146mm+2(200-2X 11)mm=940mm
T =F/ (S2 l) =22.4(MPa)v [ T ]=85 MPa。

满足要求
ii、U形筋与钢板的焊缝验算
U形筋与钢板接触处为双面满焊，每侧有效长度按200mm考虑，则各段角焊缝计算
长度之和为工l=6 X200mm=1200mm
T =F/ (S2 l) =17.5(MPa)v [ T ]=85 MPa。

满足要求
3、翼板范围内的T1 托架验算
由图7可知，翼板范围内的T1托架受力为T仁41.0kN。

托架受力分析计算简图见图10 所示，各杆件按仅承受轴向力考虑。

L=1.8m
图10翼板范围内托架结构受力分析计算简图
由图10可以看出，水平力及竖向力均小于T1 '托架，故水平杆及预埋G1钢板处无 需检算，只检算斜撑及预埋 G3钢板
(1)托架斜撑验算:
① 刚度检算：托架斜撑的截面见图11所示，自由长度l °=1.868m 。

据资料查得
[14a 槽钢的截面积A=18.51cm ，惯性矩lxc=563.7
则压杆的截面积、惯性矩为:
76.6kN
76.6 103
N
2
-
-
-
20.7 N/mm 2 20.7MPa V
F H =73.8kN
R v =20.5kN
q=22.8kN/m
R v =20.5kN
A ’
B
F v =20.5kN
R=76.6kN c
------ - R H =73.8kN
1.86
8m
1.8m
R=76.6kN I
R H =73.8kN
cm 4，惯性矩 lyc=53.2 cm 4,z °=1.71cm 。

2
Am=X 18.51=37.02cm
Ix=2Ixc=2 X 563.7 cm 4=1127.4 cm 4
ly=2(lyc+a 2A)
2
=2[53.2+(0+1.71) X 18.51]
4
=214.65 cm
惯性半径:
1
[14a 槽钢
冷 /
:
h
x m n ——
m
4
5.8cm 5.8cm |
r y
214 .65
2.4 cm
37 .02
长细比(刚度)：
l o 1 .868
y
乙
l 0
1.868
x
「x
10 2
2
10
5.5
34 .0V
100
，满足要求;
2.4
②稳定性检算:
100 ，满足要求。

由于入xv 入y ，故稳定性由丫轴控制。

查表得：书=0.70
R
压
~A
Y
2 18.51cm237.02 102mm2
0.70 140MPa 98MPa
稳定性满足要求。

（2）托架与墩身之间的联结构件 G3（见图4）
G3预埋钢板，采用2个© 20带弯钩的U 形钢筋（相当于4根钢筋），竖向放置，
分2道各自将底部焊接在钢板上，采用双侧焊缝。

其承受水平压力
F H =73.8 kN 、剪力为
R=20.5kN ，此力通过钢板和焊缝传递全部由锚固
U 形钢筋的4根钢筋承担。

① 锚固筋的剪应力检算：T max =4/3X （R v /A ）=16 R v /（3nn d 2）=21.8（MPa ） v [ T ]=85 MPa 。

满足要求
② 焊缝验算：焊缝部位所受的向下剪力为
R V =20.5 kN 。

设计二处角焊缝高度均为
h=10m m ，则角焊缝的有效厚度S =0.7h=0.7X 10mm=7mm 。

a 、托架斜撑与钢板的焊缝验算
~ 4X 116mm+2(140-2X 9.5)mm=706mm
b 、U 形筋与钢板的焊缝验算
U 形筋与钢板接触处为双面满焊，每侧有效长度按
140mm 考虑，则各段角焊缝计算
长度之和为工l=4 X 140mm=560mm （二）、桥墩侧面托架：
1、5号墩0#块荷载主要由墩身砼承担，故无需检算，现只检算
2、3、4号墩侧面
支撑托架。

1、计算模型
荷载按梁体钢筋混凝土自重的1.25倍计算。

钢筋混凝土容重按26kN/m 3计算。

托架 在纵横桥向上均按均布静荷载考虑，为偏于安全和方便计算，托架杆件各节点计算时均 按铰支形式考虑，纵梁与三角形托架水平杆按简支支承考虑。

综合考虑板厚按0.4m,计 算长度按3m 计算，则墩顶左右两侧托架顺桥向均布荷截：
q4=1.25 X 4.7 X 3.0 X 0.4 X
26/4.7=39 kN/m ，从而得墩顶左右两侧托架顺桥向各支点受力简图如下（图 12）。

2[14a 槽钢与钢板之间除背靠背范围外均满焊, 则各段角焊缝计算长度之和约为工l
R V 20 .5 10 3 N
l 7 mm 706 mm
4.1MPa v [
] 85 MPa
满足要求
R V 20 .5 10 3 N
l 7 mm 560 mm
5.2 MPa v [
] 85 MPa
满足要求
q4=39kN/m
根据图12 , T5'托架受力最大，在横桥向上按均布静荷载考虑，
q=52kN/3.0m=17.4kN/m 。

计算简图见图13所示，各杆件按仅承受轴向力考虑。

2、检算
(1)托架水平杆：选用工字钢I18，其截面模量为 W=185cm 惯性矩为l=1699cm 4, 腿宽 b=94mm 腰厚 d=6.5mm 截面面积 A=30.7cn i , Ix:Sx=15.4cm ,
①轴向拉应力：(T l =R/A=26.1/30.7=8.5(MPa) v [(T ]=140 MPa 。

满足要求
2 2
②弯曲应力：(T w =q i /(8W)=17.4 X 3.0 /(8 X 185)=105.9(MPa) v [(T ]=140 MPa 。

满足要求
③剪应力：T ma)=QS *Zmax =F V S<- I x d=17.4/15.4/6.5=17.4(MPa) v [ T ]=85 MPa 满足 要求
4
4
④刚度(挠度)检算：f max =5ql /(384EI)=5 X 17.4 X 3 /(384 X 2.1 X 1699)=0.52(cm)
R/=26.1kN
图13墩侧面托架结构受力分析计算简图
v [ l/500 ]=300/500=0.6(cm)。

满足要求
(2)托架斜撑:
①刚度检算
托架斜撑的截面见图19所示，自由长度
=4.243m。

据资料查得［14a槽钢的截面积A=18.51cn i，惯性矩lxc=563.7 cm 4，惯性矩Iyc=53.2 cm 4，
z°=1.71cm。

贝U压杆的截面积、惯性矩为:
4
lx=2lxc=2 X 563.7 cm =1127.4 cm
惯性半径：r x =V(l x /Am)=5.5cm ; r y = V(l y /Am)=4.4cm
长细比(刚度)：
入 x =l o / r x =77.2< [入]=100 ,满足要求；入 y =l o / r y =96.4v [入]=100。

满足要求
② 稳定性检算
由于入x <入y ，故y 轴控制其稳定性，查表知弯曲系数书得：书=0.58
(X 压=R/A=37/37.02=10MPa<t [入]=0.58 X 140=81.2MPa 满足要求 (3 )托架与墩身之间的联结构件
① 受拉部位预埋钢板G4'(见图4的G4)
T5'托架水平杆所承担的最大水平拉力为
F H =26.1 kN ，考虑上下排钢筋受力的不均
衡性及极有可能出现下二排钢筋不受拉现象， 故计算预埋筋直径及长度时均按上排 2根 考虑，查资料知，光钢筋与砼之间的容许粘结力为 [c]=1.04MPa 。

a 、 抗拔力检算：N 抗=2n dl[c]=75.3(kN) > F H =26.1 kN 。

满足要求
2
b 、 锚固筋的剪应力检算： T max =4/3 X (F V A)=16 F V /(3n n d )=27.7(MPa) < [ T ]=85
MPa 满足要求
c 、 焊缝检算：受拉部位 预埋钢板有二处焊缝，焊缝验算如下：
焊缝高度h=10mm ，则其有效厚度S =0.7h=0.7X 10mm=7mm 。

i 、 托架水平杆与钢板的焊缝验算： l18a 工字钢与钢板之间均满焊，则各段角焊缝 计算长度
之和约为工 l 〜4X 94mm+2(180-2X 10.7)mm=693.2mm 。

T =F/ (S2 l ) =5.4(MPa)< [ T ]=85 MPa 。

满足要求
ii 、 U 形筋与钢板的焊缝验算： U 形筋与钢板接触处为双侧满焊，每侧有效长度按 120mm 考
虑，则各段角焊缝计算长度之和为艺l=4 X 120mm=480mm 。

T =F/ (S2 l ) =7.8 (MPa)< [ T ]=85 MPa 。

满足要求
② 受压部位预埋钢板G5'(见图4的G5)
斜撑所承受的最大水平压力及剪力均为 26.1 kN ，压力通过预埋钢板传递全部由桥 墩钢筋混
2
Am=2< 18.51=37.02cm 2
ly=2(lyc+a 2A)=2[53.2+(5.8-1.71)
X18.51]=725.67
m 4
凝土承担，由于此力较小，故对砼局部承压强度可不验算，故只检算锚固筋及焊缝的剪应力。

a锚固筋剪应力检算：
T max=4/3X (F v/A)=16 F v/(3n n d2)=27.7(MPa)v [ T ]=85 MPa。

满足要求
b、焊缝检算：
i 、托架斜撑与钢板的焊缝验算：
2[14a槽钢与钢板之间的焊缝计算长度之和约为艺I〜2(140+2 X 58)mm=512mm
T =F/ (S 艺l) =7.3(MPa) v [ T ]=85 MPa。

满足要求
ii、U形筋与钢板的焊缝验算
U形筋与钢板接触处为双面满焊，每侧有效长度按200mm考虑，则各段角焊缝计算长度之和为工l=4 X 200mm=800mm
T =F/ (S 艺l) =4.7(MPa) v [ T ]=85 MPa。

满足要求
注：对于斜撑杆，杆与钢板间的焊缝均采用正交时的长度验算，若采用斜交，更准确，且更安全。