钢箱梁吊装计算书

钢箱梁安装计算书

1、设计依据

（1）、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

（2）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）（3）、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）

（4）、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）

（5）、《公路桥涵施工技术规范》（JTGJ F50-2011）

2、支架设计

2.1、结构分析内容与结论

（1）、结构分析内容

依据钢桁支架的结构设计构造大样图，根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）和《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）的要求，施工阶段考虑了钢桁临时支架结构自重、施工机具和人群临时荷载，以及钢箱梁节段吊装安置施工全过程作用于支架上的最不利荷载，分析计算施工阶段最不利荷载作用下钢桁支架构件的应力和内力值、支架水平位移、基础支撑反力值和钢桁支架屈曲稳定系数。

（2）、结构分析结论

在短暂状况下，钢桁支架结构自重、施工机具和人群荷载，以及公路钢结构箱梁节段最不利值作用下，钢桁支架的φ400x8mm钢管立柱、16#槽钢水平连杆和斜杆应力均满足规范要求；32#工字钢弯曲应力满足规范要求；钢桁支架的屈曲稳定系数满足规范要求。

2.2、支架结构及材料

依据钢箱梁安装工程的特点，设计了钢桁支架，支架的尺寸位置根据匝道钢箱梁的分段和钢箱梁的断面尺寸确定。本工程根据钢箱梁梁底宽尺寸确定2种支架，根据梁段的重量，最大分段重量在A匝道22～23#墩跨和C匝道2～3#墩跨，支架计算按照最不利状态取此部位支架计算。

2.2.1、支架结构

钢桁支架的立柱采用10根φ400x8mm 圆钢管，纵桥向设置2根，间距为3.0m ；横桥向设置5根，间距分别为3.5m 和2.25m ，其平面尺寸11.5x3.0m 。相邻钢管间设置16#槽钢的一道斜撑；钢管的水平加劲杆采用16#槽钢，竖向间距为3.0m 。圆钢管支架顶横桥向设置两道长9.0m 的2x32#工字钢，钢桁支架构造尺寸如图2.1所示。

2.2.2、材料特性和容许值

（1）、材料特性

钢管立柱、16#槽钢和工字钢组成的支架材料均为Q235钢；依据《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）第3.4.1条，钢材材料特性如表2.3.1所示。

表2.2.1 钢材的材料特性

强度设计值（MPa ）型号厚度

（mm ）

弹性模量E （MPa ）抗拉、抗压和抗弯f 抗剪V

f Q235钢

16

206000

215

125

（2）、规范容许值①、短暂状况的应力

依据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）第1.2.5条，施工阶段在钢桁支架结构自重、施工机具和人群荷载，以及节段钢拱和钢系梁吊装安置施工全过程的最不利荷载作用下，钢结构容许应力如表2.3.2所示。

表2.3.2 Q235钢材的容许应力（MPa ）

钢号轴向应力[

]σ弯曲应力[]

w σ剪应力[

]τQ235（A3）

140

145

85

②、钢桁支架水平位移

依据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录A 第A.2.1条，钢桁支架结构柱顶水平位移最大值H/500=12000/500=24mm 。

③、稳定系数

依据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）第1.2.12条，钢桁支架应具有必要的纵横向刚度，施工过程中应保证横向和纵向的倾覆稳定性。稳定系数应不小于4.0。2.2.3、作用力取值

（1）、作用（荷载）取值

永久作用：钢桁支架结构的自重计算采用容重3

/5.78m kN ；

依据设计单位提供的钢箱梁结构设计图纸，考虑施工机具和人群荷载等因素，同时根据纵桥向钢桁支架布置的间距，其支架顶部考虑施工机具和人群荷载的单跨钢结构箱梁重量见表2.4.1。

表2.4.1 考虑施工机具和人群荷载等因素的钢结构箱梁重量（kN ）

部位类型跨径（cm ）钢箱梁重量（kN ）1900600钢桁支架

公路钢结构

2140

700

（2）、作用效应组合

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）的要求，钢桁支架结构属于施工阶段临时支撑系统，因此按短暂状况进行构件的应力、变形和屈曲稳定验算。

施工荷载除了有特别规定外均采用标准值。不同类型荷载组合时不考虑荷载组合系数。

施工阶段的钢桁支架纵横向稳定计算，其构件自重效应分项系数取1.2，

附加的其他荷载效应分项系数取1.4。

3、钢箱梁支架计算分析

3.1、计算模型

采用有限元分析软件Midas/Civil 2011对钢箱梁支架进行分析，建立计算模型如图3.1.1所示。

图3.1.1 钢箱梁支架计算模型图

3.2、外荷载作用

依据表2.4.1按集中力作用于钢箱梁支架的两道横桥向2x32#工字钢和纵桥向单根32#工字钢，内侧横桥向2x32#工字钢单个集中荷载60*1.4/3=28T，外侧横桥向2x32#工字钢单个集中荷载70*1.4/3=33T，纵桥向单根32#工字钢单个集中荷载考虑5T，如图3.2.1所示。

图3.2.1 2x32#工字钢上集中荷载示意图

3.3、分析结果

3.3.1、变形分析

支架竖向变位如图3.3.1所示。

图3.3.1 竖向变形（mm）支架最大竖向变位为2.8mm。

3.3.2、钢管支承点反力分析

钢管支承点竖向反力值如图3.3.2所示。

图3.3.2 竖向反力（kN）钢管支承点最大竖向反力为663kN。