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。

图31 0#与1#块第3仓浇筑三维模型
3、浇筑第3仓混凝土翼板荷载
8m长0#块翼板砼自重P自0=7.74×25=193.5KN
3.5m长1#块翼板砼自重P自1=3.386×25=8
4.65KN
0#、1#块翼板砼纵向的线荷载
PL=(193.5+84.65)/(6.5+0.75+3.5)=25.87KN/m=25.87N/mm
4、腹板处采用翻模法施工，翻模法留下的一层模板配合挂篮侧模系统和托架系统配合承受翼板荷载。