钢箱梁临时胎架施工方案(DOC)

第1章材料属性
钢箱梁临时支架材质采用Q235，弹性模量E=2.0×105Mpa，容重r=78.5KN/m3，容许应力［σ0］＝200Mpa；
第2章计算模型、计算荷载及荷载条件
2.1、临时胎架结构形式
根据钢箱梁节段的自重及现场的地质条件，临时支墩其结构形式如下：
临时支撑钢管柱由若干根φ325×10的钢管组装成一个体系，承重梁为2工30b钢焊接而成，横向支撑为L75*6支撑。

如下图所示。

临时支撑横截面图
2.2 钢箱梁最不利情况下支架计算
根据实际条件，本计算考虑选用最大重量的节段进行验算，即验算13节段的吊装工况。

吊装L5联钢箱梁时，重力转化为节点荷载作用在工字钢分配梁上，再由工字钢传递到立柱上。

通过结构分析、计算确认临时施工支架结构在使用条件下的强度、稳定及变形等能否满足预定的功能要求，达到安全、适用。

模型说明：采用MidasCivil2006建模，各杆件采用空间梁单元模拟，构件材材料采用Q235，截面与设计图纸相同。

根据结构支承条件，假定立柱的柱脚不发生沉降，按铰接处理，模型如下所示：
图1 计算模型图
计算荷载：吊装质量采用节点荷载模拟。

根据钢箱梁的支承条件，钢箱梁采用节点集中力模拟，立柱和分配梁作为自重加载。

考虑冲击力的影响，重量乘以1.3的冲击系数，且考虑不均匀系数1.4，加载图如下：
图 2 吊装支架荷载模拟图
钢箱梁支架验算
强度验算：
根据公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)的要求，考虑到吊装的冲击系数和施工荷载的不均衡系数，箱梁自重分项系数取1.3,同时考虑荷载不均匀系数1.4，支架自重分项系数取1.1。

◆ 钢管柱
图 3 1.1恒+1.3x1.4吊装荷载应力图(MPa) ◆ 剪刀撑L75*6角钢
图 4 1.1恒+1.3x1.4吊装荷载应力图(MPa)
◆ 工字钢—2*30b工钢
图 5 1.1恒+1.3x1.4吊装荷载应力图(MPa)
◆结构总体应力图
图 7 1.1恒+1.3x1.4吊装荷载应力图(MPa)
立柱最大应力为70.3MPa(压应力)。

联接系最大应力为88MPa(组合应力)。

工字钢最大应力为8.3MPa(组合应力)。

考虑到吊车在吊装钢箱梁落到支架上时，可能会存在横向局部微调的工况，本计算分别选取微调第4分块及第2分块时进行验算，施加横向水平荷载取值为0.06x（1.3x1.4）吊装荷载，计算最不利结果如下图：
图9 1.1恒+1.3x1.4吊装荷载+水平荷载 Q235钢材应力图(MPa)
最大应力120MPa
刚度验算
考虑吊装过程中的竖向荷载组合，得到的立柱横向挠度最大值为2.1mm,，所以支架刚度满足要求。

图 10 1.1恒+1.3x1.4吊装荷载 立柱横向挠度(mm)
考虑吊装过程中的竖向荷载组合，得到的支架竖向挠度最大值为
mm L S 5.22400
900040016==<=,，所以支架刚度满足要求。

2.3稳定性验算
采用MidasCivil2006进行结构一类稳定性分析(Linear Buckling Analysis)，
求解结构的临界荷载安全系数(Critical Load Factor)和分析临界荷载安全系数对应的屈曲模态(Buckling Mode Shape)。

在一定的变形状态下，结构的静力平衡方程可以写成如下的形式：
[]{}[]{}{}P U K U K G =+
[K]:结构的切线刚度矩阵
[KG]:结构几何刚度矩阵
{U }:结构的整体位移向量
{P }:结构外荷载向量
结构的几何刚度矩阵通过各个单元的几何刚度矩阵相加而得。

结构的几何刚度矩阵表示结构在变形状态的刚度变化，与施加的荷载有直接的关系。

结构受压时刚度减小，反之增加。

当结构达到分支点失稳时，结构的几何刚度矩阵可以表示为荷载系数和受荷载作用时结构的几何刚度矩阵的乘积。

[][]G G K K λ=
[]{}{}P U K K G =+λ
0=+G K K λ
通过特征值分析得到的特征值就是结构的临界荷载，特征向量便是结构失稳对应的屈曲模态。

最不利情况一下第一步计算采用恒载和活载一起倍增的方式求解结构的稳定系数。

计算表明，结构稳定系数大于5.2，一阶失稳模态为剪刀撑75*6角钢的失稳。

2.4支座反力
为配合基础验算，提取荷载组合作用下，结构支座反力，单位为t。

2.5结论
MidasCivil2006仿真计算表明，1.1结构自重+1.3x1.4吊装荷载作用下：1）结构最大应力为120MPa，强度满足要求。

2）竖向荷载作用下支架竖向挠度2mm，刚度满足施工荷载的需求。

3）竖向荷载作用下支架竖向挠度
mm
L
S23
400
9000
400
15=
=
<
=
，刚度满足施工荷
载的需求。

4）恒载和施工荷载一起倍增的情况下，
5）考虑施工横向局部微调工况时，Q235钢材最大应力为124Mpa，由于本计算中考虑了1.3x1.4的安全系数，故钢材应力满足要求。

6）根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025-86》第1.2.17条，胎架作为临时性结构物构件，可不验算疲劳强度。

信你自己罢！只有你自己是真实的，也只有你能够创造你自己。