关口垭3号桥0#、1#块托架计算书

目录

关口垭3#桥墩顶托架受力计算书

一、托架立面图 (1)

二、杆件的截面性质 (1)

三、浇筑第1仓混凝土托架受力分析 (1)

四、浇筑第2仓混凝土托架横梁受力计算 (2)

五、浇筑第2仓混凝土托架受力平面计算 (9)

六、第3仓混凝土抗弯抗剪计算 (13)

七、浇筑第3仓混凝土托架受力分析 (13)

关口垭3号大桥0#、1#块托架计算书

一、托架立面图

图1 托架立面图

二、杆件的截面

托架杆件全部采用槽钢20a背靠背，内档间距10mm。

三、浇筑第1仓混凝土托架受力分析

1、建立0#、1#块第1仓浇筑三维模型，0#块的荷载大部分由墩身承担，分离部分体积为10.2m3（图1）。

2、悬挑75cm段混凝土自重P自=10.2×25=255KN。托架上采用2根托架横梁横桥向布置，间距360cm，横梁将分布荷载转换为10个集中荷载作用到5片托架上。

图3 0#块第1仓混凝土浇筑3D示意图

3、浇筑第1仓混凝土时，单边托架承受混凝土体积为10.2m3。浇筑第2仓混凝土体积为40m3，第1仓混凝土受力在预埋梁根部，故主要计算浇筑第2仓混凝土托架受力。

四、浇筑第2仓混凝土托架横梁受力计算

托架上放2根挂篮横梁作为托架横梁将砼的均布荷载转换为对托架的集中荷载。

1、建立1#块第2仓混凝土浇筑的三维模型，分离部分体积为40.0m3（图5）。

图5 0#与1#块第2仓混凝土浇筑三维模型

图5 托架平面布置图

3、列表根据托架横梁4m 砼荷载。托架横梁编号根据图4。

图5 托架横梁有限元模型（2根）

表3 托架1号横梁线荷载

4、托架横梁受到4m以上腹板砼线荷载（按图4编号）

图6 横梁受到4m以上腹板砼线荷载5、列表托架横梁砼荷载。托架横梁编号根据图4。

表7 托架2号横梁线荷载

6、下面分别列举2根托架横梁力学模型，托架横梁的编号见图4。

图7 托架1号横梁力学模型

图8 托架2号横梁力学模型

4、选择受力最不利的2号横梁

图11 托架2号横梁力学模型

图12 托架2号横梁有限元模型

5、托架2号横梁跨中支点最大弯距Max=-1.1E+07 N.mm

图13 托架2号横梁弯距图（单位：N.mm）6、托架2号横梁边跨支点最大剪力Tax=8.63E+04 N

图14 托架2号横梁剪力图（单位：N）

7、托架2号横梁跨中支点最大组合应力σmax=6.2 MPa

图15 托架2号横梁组合应力图（单位：MPa）8、计算1~2号托架横梁支撑反力图

图16 托架横梁反力计算对称1/2模型

图17 托架1号横梁支撑反力图（单位：N）

图18 托架2号横梁支撑反力图（单位：N）

9、总结托架横梁受力结果

第2号托架横梁受力最不利，最大组合应力为6.2Mpa，根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ 025-86中规定，容许应力[σ]=140Mpa，计算应力在规范内。

五、浇筑第2仓混凝土托架受力平面计算

1、荷载确定

一侧模板和支架自重：P模= P底模+ P支架=124.6KN

P底模=5/(2.25×3)×(6.5×4.26)×1.2=24.6KN

P支架=100KN

说明：支架自重包含4根主横梁、次横梁，模板背楞等。

施工荷载及活荷：P活=1KN/ m2×4.26×12.5=53.25KN

故三脚架外侧除去砼重后的总负荷：

P= P模+ P活=178KN

总共采用五个三角托架，考虑到每个托架不均匀受力原因，取1.5倍除去砼重后的

总负荷均分到五个三角托架的4节点上，故每个托架拟能承受的荷载按P=1.5×178/（5×4）=13.4KN作为设计依据。将13.4KN荷载加到表9，获得桥中心线中的托架节点受的集中力如下表。

表19 砼对桥中心线中的托架节点集中力表

2、建立托架第2仓荷载的力学模型如图14，其中托架左侧按完全固接。

图22 托架第2仓荷载的力学模型（单位：N）

4、有限单元结构计算软件绘制的托架后处理结果如下图：

图24 托架弯距图（单位：N.mm）

图25 托架剪力图（单位：N）

图26 托架组合应力图（单位：MPa）

图27 托架节点位移图（mm）

5、用ABAQUS有限单元结构计算软件进行托架杆系稳定性分析，得到的失稳荷载为

205KN，不会发生失稳情况。

6、总结托架横梁受力结果

第2号托架横梁受力最不利，最大组合应力为124MPa，根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ 025-86中规定，容许应力[σ]=140Mpa，计算应力在规范内。且最大挠度仅3.5mm，不会由于支架变形产生裂缝。

六、第3仓混凝土抗弯抗剪计算

1、计算目的

浇筑第3仓混凝土时，第2仓混凝土承受第3仓混凝土的压力，产生了抗弯、抗剪的作用。

2、浇筑第3仓混凝土荷载计算

第2仓混凝土参数，单位选cm ，s ，N ：

弹性模量GPa e e E E b

a 16)1(*30)1(33

.07*4.00=-=-=--τ=16e5N/cm

泊松比μ=1.66，密度Den=2500e-8*102 kg/cm3；重力g=980cm/s2。 垂直作用腹板的压力P 腹=ρgh=2.5*103*9.8*8.346*1.2 =245372.4Pa=24.54N/cm2

作用底板的压力P 底=ρgh=2.5*103*9.8*0.28*3 = 20580Pa=2.1N/cm2

3、用ABAQUS 进行仿真计算，选用三维实体单元C3D4R ，取对称1/4模型，共建立4034个单元，得到米赛斯应力为1.99Mpa ，最大位移2.1mm 。C55砼龄期7天情况下，该受力状态不会发生裂纹。

图29 ABAQUS 米赛斯应力云图 图30 ABAQUS 位移云图

七、浇筑第3仓混凝土托架受力分析

1、支设方法

托架横梁上搭设挂篮行走梁、挂篮侧模系统及钢管脚手架对翼板砼进行支撑。 2、浇筑第3仓混凝土时三维模型如下图。