MIDAS-盖梁支架计算书

一、工程简介

新造珠江北引桥总长为826米，桥梁起点桩号为K5+427.4，终点桩号为K6+253.4；南引桥总长为396米，桥梁起点桩号为K7+011.4，终点桩号为K7+407.4。桥墩中心线垂直桥梁中心线呈径向布置。

墩身基础采用钻孔灌注桩和分离式承台，分两幅桥分别设计。

北引桥桩基布置型式为：采用4根直径1.2m的钻孔灌注桩，桩间净距3.0m,承台为矩形，平面尺寸为5.2m×5.2m,承台厚2.5m。

北引桥墩身采用花瓶墩，墩底截面尺寸4.0m×2.0m，墩顶截面为6.5m×2.0m。墩顶均设预应力盖梁。

盖梁横桥向布置图  （单位：cm）

二、参考资料

1、设计院及相关部门提供的该项目相关技术资料

2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）—人民交通出版社

3、《钢结构设计手册》（第二版）——中国建筑工业出版社

4、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025－86）

5、《结构力学》——人民交通出版社

6、《路桥施工计算手册》——人民交通出版社

7、《实用土木工程手册》——人民交通出版社

8、《公路桥涵设计通用规范》——（JTG D60－2004）

9、《公路施工手册－桥涵》——人民交通出版社

三、计算参数

Q235钢材的允许应力：【σ】＝170MPa

Q235钢材的允许剪应力：【τ】＝120MPa

Q235钢材的弹性模量：E＝2.1×105Mpa

45#钢：【τ】＝250MPa

四、计算软件

    盖梁支架结构采用MIDAS进行整体建模验算。

五、计算内容

一）支架结构图   (单位：cm)

二）计算模型

三）荷载计算

1、混凝土自重荷载（P1）：

按照结构物高度进行计算，以压力荷载形式施加给支架悬臂段模板面板，由面板将荷载传递至悬臂段三角支撑架，进而传递至盖梁支架。

P1=h*γ

其中：h—结构物对应计算点的高度；

      γ—混凝土容重，取25KN/m3；

2、模板自重荷载（P2）：

根据实际设计模板重量，取P2=1Kpa。

3、支架自重荷载（P3）：

软件根据实际结构尺寸，按照1.2倍的系数计入。

4、混凝土振捣荷载（P4）：

根据《公路桥涵施工技术规范》相关规定，混凝土振捣荷载P3=4Kpa。

5、荷载组合：

荷载组合按照P=1.05*（P1+P2+P3）+P4进行组合。

荷载组合图（尺寸单位：cm）

四）计算结果

     1、结构位移图

盖梁支架结构位移图（单位：m）

最大位移发生在支架悬臂最外端，位移值为-8.73mm，盖梁悬臂最外端对应位移值为-7.06mm＜[f]=3300/400=8.25mm。

     2、结构组合应力图

盖梁支架结构组合应力图（单位：Mpa）

最大组合应力为76.6Mpa＜[σ]=170Mpa。

     3、结构剪力图

盖梁支架结构剪应力图（单位：Mpa）

最大剪切应力为26.47Mpa＜[τ]=120Mpa。

     4、结构支撑反力图

盖梁支架结构反力图（单位：KN）

四个支撑点支反力大小相当，均为210.69KN。

五）稳定性验算

     1、各压杆压力计算值：

        经软件（MIDAS）计算：

竖腹杆压力值：P1=6.87KN

        斜腹杆压力值：P2=311.25KN

     2、各压杆双轴临界压力值：

    根据欧拉公式Pcr=，（边界条件系数μ取1.0），计算得：

     1）竖腹杆长轴（沿[20高度方向）临界压力:

I=35608000 mm4

[P11]=11571.62 KN

2）竖腹杆短轴（垂直[20高度方向）临界压力:

I=18695632 mm4

[P12]=6075.55 KN

3）斜腹杆长轴（沿[20高度方向）临界压力:

I=35608000 mm4

[P21]= 4682.62 KN

4）斜腹杆短轴（垂直[20高度方向）临界压力:

I=18695632 mm4

[P22]= 2458.56 KN

     3、各压杆双轴稳定系数：

     1）竖腹杆长轴（沿[20高度方向）稳定系数:

        N11=1684

2）竖腹杆短轴（垂直[20高度方向）稳定系数:

        N12=884

3）斜腹杆长轴（沿[20高度方向）稳定系数:

        N21=15

4）斜腹杆短轴（垂直[20高度方向）稳定系数:

   N22=7.9

小结：因斜腹杆沿短轴方向设置有“Z”形斜撑，即使N22为7.9，也是偏于安全保守的。

六）支点计算

支点采用双销棒牛腿进行支撑，牛腿结构图如下:

1、牛腿立板抗剪验算：

   支点反力N=210.69KN，考虑双销棒分担荷载的不均匀性以及施工安装的误差（考虑牛腿中心与竖腹杆中心存在2cm安装误差），则在双销棒之间按照简支梁分析计算，偏载分配系数为0.633，即：其中一根销棒承担63.3%的竖向荷载。则：

Qj=0.633*N=132.735KN

   牛腿立板为16mm钢板，有效抗剪长度为72.5mm

[Q]=2*A*[τ]=278.4KN

   安全系数为2.10。

2、销棒验算：

   Qj=0.633*N=132.735KN

   销棒直径为50mm，采用45#钢制作，

[Q]=3/4*A*[τ]=367.969KN

安全系数为2.77。

六、计算结论

1、支架结构强度设计值较低，安全储备较高；

2、支架结构变形满足施工规范要求，刚度满足要求；

3、支架受压杆件稳定系数较高，具备较好的稳定性；

4、支架附属结构（牛腿、销棒）应力均在容许应力范围内；

总之，盖梁支架结构强度、刚度、稳定性均满足要求，结构安全可行。