钢箱梁顶推计算书

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计算书
一、设计依据 1．《苏州广济北延 GY-A1 项目“钢箱梁顶推专项施工方案”（论证稿）》 2.《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 3.《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85） 4.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86） 5.《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041--2000) 二、设计参数 1．箱梁自重：钢箱梁自重按 80.7kN/m 进行计算。 2、导梁自重：导梁总重为 316kN，建模时对其结构进行简化，按 14.1kN/m 进行计算。 3、其它结构自重：由程序自动记入。 4、墩顶水平力：顶推施工中拼装平台处的支架墩顶受摩檫力 F1 作用，取摩 檫系数μ为 0.1；在 11#墩处的支架由于是千斤顶牵引施工，受到千斤顶的作用力 T，同时受到墩顶摩檫力 F2 的作用，取摩檫系数μ为 0.1。 三、设计工况及荷载组合 根据施工工艺及现场的结构形式，确定荷载工况如下： 工况一：钢箱梁拼装阶段。荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重+其它结构 自重。 工况二：钢箱梁顶推阶段。 在钢箱梁顶推阶段按每顶推 2.5m 为一个工况，以箱梁端头顶推至 12#墩为 最后一个工况，共 30 个工况，以此进行各墩顶的受力和导梁的受力分析，其荷
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载组合为：钢箱梁自重+导梁自重。 根据以上工况的计算结果，统计出各临时墩的最大受力，对其结构进行分析。
对于 11#墩的荷载组合为：墩顶作用力+顶推力+摩阻力+结构自重；对于其它各 临时墩的荷载组合为：墩顶作用力+摩阻力+结构自重。
四、钢箱梁拼装阶段的受力分析 4.1 贝雷支架的计算分析 钢箱梁在贝雷支架上进行拼装，支撑箱梁的贝雷片的最大跨径为 14m。每个 断面布置有四组贝雷片进行箱梁支撑，考虑 1.4 的不均匀分配系数，作用在每组 贝雷片的作用力为 F=80.7/4×1.4+2.7/3=29.2kN/m。其计算模型及结果如下：
计算模型
弯矩图
剪力图
通 过 计 算 得 贝 雷 片 所 受 到 的 最 大 弯 矩 为 M=715.4kNm ， 最 大 剪 力 为 V=204.4kN。单组贝雷片的容许弯矩为[M]=788.2kNm>715.4kNm，单组贝雷片的 容许剪力为[V]=245.2kN>204.4kN，故贝雷片的强度满足要求。
4.2 牛腿的计算分析
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将贝雷片简化为两跨 14m 连续梁进行计算，计算模型及结果如下：
计算模型
弯矩图
剪力图
通过计算得牛腿的支座反力为 F=511kN。 贝雷片的支撑牛腿选用工 28B，从钢管内部穿过，悬臂长度为 20cm。牛腿 型钢所受到的最大弯矩为 M=511×0.2=102.2kNm，最大剪力为 V=511kN。型钢 工 28B 的截面模量为 W=5.34×10-4m3。 则其弯曲应力为σ=M/W=188.2MPa<[σ]=1.4×145=203MPa 其剪力为τ=VS/Ib=17.2MPa<[τ]=85MPa 故牛腿的强度满足要求。 4.3 钢管桩的计算分析 在该施工阶段，钢管桩顶的最大支反力小于钢箱梁顶推阶段的最大支反力， 故在该施工阶段，略去钢管桩支架的验算。 五、钢箱梁顶推阶段的受力分析 5.1 支座反力的计算 在钢箱梁顶推阶段按每顶推 2.5m 为一个工况，以箱梁端头顶推至 12#墩为
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最后一个工况，共 30 个工况，以此进行各墩顶的受力和导梁的受力分析，其荷 载组合为：钢箱梁自重+导梁自重。
采用 MIDAS 对其进行建模计算。模型中，将钢箱梁及导梁换算成等效截面 结构，对应于 30 个工况，设置 30 个施工阶段。其模型如下：
计算模型
通过计算得出其支座反力结果如下表： 对于各工况条件下的结构应力进行统计，发现导梁的最大应力出现在施工阶 段 25 处，其最大应力为σ=118.0MPa<145MPa，结构的最大变形出现在施工阶段 20 处，其最大变形量为 246.6mm，其应力云图及变形图见下图。
施工阶段-25 应力云图
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施工阶段 1 施工阶段 2 施工阶段 3 施工阶段 4 施工阶段 5 施工阶段 6 施工阶段 7 施工阶段 8 施工阶段 9 施工阶段 10 施工阶段 11 施工阶段 12 施工阶段 13 施工阶段 14 施工阶段 15 施工阶段 16 施工阶段 17 施工阶段 18 施工阶段 19 施工阶段 20 施工阶段 21 施工阶段 22 施工阶段 23 施工阶段 24 施工阶段 25 施工阶段 26 施工阶段 27
A
440.3 562.4 704.6 861.5 1033.9 1218.0 1425.7
施工阶段-25 变形图 表 5.1-1 计算结果汇总表（单位：kN）
B
C
D
E
F
80.8
278.9 1125.6 927.5 1064.0
116.8 162.9
362.1 480.5
1230.8 1232.3
902.1 1070.2
1057.0 501.1
622.3 275.6
215.0 773.3
1240.4 1239.5
1009.5 951.3
768.7 979.4
363.1 487.3
906.5 999.5
1222.8 1207.3
914.8 894.7
1128.7 1217.8
450.7 849.8
650.1 1041.0
1048.3 1300.5
1195.8 416.8
890.1 1873.9
1095.4 1383.9
995.5 893.0
1251.7 1234.2
675.9 865.9
1463.6 1105.1
1715.7 2090.7
732.8 515.0
1248.4 1294.2
986.8 1038.5
798.4 543.7
2491.6 2947.6
343.5
861.3 1162.9
1785.7 1371.6
3302.5 3682.7
1052.4 856.2
1127.1 943.1
4088.1 4203.4
574.3 1278.6
819.6
4660.3 3943.1
821.8 1098.7
4074.2 4151.8
845.4 625.6
3760.1 3926.6
860.5 521.5
4042.6 4056.4
221.4
G 1234.2 1284.8 2035.1 1626.3 1263.1 946.2 675.4 1247.1
H 771.1 528.5
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