xxxxxx大桥合拢段施工计算书

xx大桥合拢段施工计算部分

一、计算参数

1、 钢骨架采用2[40a槽钢，布置4道，共8根。

2、 预应力束4束，每束张拉力750kN。

3、 预埋钢板为50х50х2cm，采用28钢筋与钢板焊接连接可靠后预埋到设计位置，共计8块。

二、计算依据

1、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）

2、设计图纸

三、刚性支撑骨架检算

1、钢骨架受压计算：

取一根骨架计算，单根受力750kN，压杆长度3m，两端固定，计算长度0.5×3m=1.5m。

2[40a参数：

A275.04cm2150.08cm2

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Ix217578cm435156cm4

Iy275.047.51284.52cm4

回转半径

ixI3515615.31cmA150.08

iyI84.527.51cmA150.08

长细比：

xli1509.8015.31，b类构件，查表得稳定系数0.993

xli15019.977.51，b类构件，查表得稳定系数0.981

强度计算：

N750kN50.33MPa210MPa合格2A0.993150.08cm N750kN50.94MPa210MPa合格A0.981150.08cm2

xy结论：杆件压应力值均小于钢结构最大控制应力[σk]=210Mpa，满足要求。

2、焊缝计算：

A、焊缝长度为两道40cm纵向焊缝和一道20cm横向焊缝，焊缝高度1㎝。该焊缝为角焊缝，三面围焊。

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正面角焊缝承受最大剪力：

Nffwhelw

fN'helwffw7mm200mm120MPa168000N168kN

单侧角焊缝承受最大剪力

Nffwhelw

fN''helwffw7mm400mm120MPa336000N336kN

NN'2N''1682336840kN750kN合格（角焊缝高度采用15mm）

B、钢板与预埋钢筋连接计算，焊缝长度参考第2步。钢筋计算，钢筋主要为抵抗剪应力，钢筋最小截面积计算：

NfvA

N750kN6250mm2fv120MPa

fA22可选用12根φ28钢筋,单根截面积：28/4615.44mm

As12615.44mm27385.28mm26250mm2

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3、预应力钢绞线计算：

Ad139mm21395MPacon钢绞线抗拉控制应力，单根公称面积为，单根承受最大拉力为

N1395139193.91kN。

15根承受750kN拉力

75050KN193.91KN。15（可行）

每根拉力

N单四、水箱配重计算：

1、合拢段重量为47.3吨，距0#梁段中心距离为70m，其对0#块中心产生的弯矩为：M1= 47.3/2*70=1655.5T.m。

2、水箱采用砖砌，内部尺寸5×5×1.1m，水箱配重设置在17＃梁段上（16#梁段向17#梁段1m为水箱顺桥中心位置），中心距0#块中心=70-1-3.5=65.5m，水箱配重25.3吨。其对0#块中心产生的弯矩为：M2=25.3*65.5=1657.15T.m。因为M1≈M2，可以视为浇筑砼前与浇筑后箱梁T构不发生应力变化。

五、中跨合拢顶推骨架受压计算：

钢骨架采用2I16工字钢，布置4道，共8根。取一根骨架计算，单根受力490kN，压杆长度1.4m，一端固定，计算长度1.4m。

2I16参数：

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A226.11cm252.22cm2

Ix21127cm422cm4

Iy293.1186.2cm4

回转半径

ixI22A52.226.57cm

iIA186.2y52.223.57cm

长细比：

lx140i6.5721.3，b类构件，查表得稳定系数0.965

l140

xi3.5739.22，b类构件，查表得稳定系数0.902

强度计算：

NxA490kN0.96552.22cm297.24MPa210MPa合格 NyA490kN0.90252.22cm2104.03MPa210MPa合格

结论：杆件压应力值均小于钢结构最大控制应力[σk]=210Mpa，满足要求。六、边跨合拢段箱梁模板计算:

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边跨合拢段内外模均采用竹胶板，模板的背部支撑由两层龙骨组成：直接支撑模板的为内龙骨；用以支撑内层龙骨的为外龙骨。组装模板时，通过穿墙螺栓将墙体两侧模板拉结，每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。

根据规范，当采用溜槽、串筒或导管时，倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2；

1、内龙骨间距:250mm；穿墙螺栓水平间距:500mm；外龙骨间距:800 mm；穿墙螺栓竖向间距:800mm；对拉螺栓直径:M16mm；

2、龙骨材料:木楞；100×100mm外楞肢数:2；龙骨材料:木楞；100×100mm内楞肢数:1；

3、面板采用竹胶合板，厚度12 mm；面板弹性模量:9500 N/mm2；面板抗弯强度设计值fc:13 N/mm2；面板抗剪强度设计值:1.5 N/mm2；

4、方木抗弯强度设计值fc:13.0 N/mm2；方木弹性模量E:9500. 0 N/mm2；方木抗剪强度设计值ft:1.50 N/mm2；

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模板设计简图

5、模板荷载标准值计算

按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

其中 γ -- 混凝土的重力密度，取26.000kN/m3；

t -- 新浇混凝土的初凝时间，取6.000h；

T -- 混凝土的入模温度，取18.000℃；

V -- 混凝土的浇筑速度，取3.500m/h；

H -- 模板计算高度，取1.500m；

β1-- 外加剂影响修正系数，取1.000；

β2-- 混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。

根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；

分别为 73.838 kN/m2、39.000 kN/m2，取较小值39.000 kN/m2作为本工程计算荷载。1#公路工程白马大桥白孜大桥项目经理部 - 7 -

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计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=39.000kN/m2；

倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2.000 kN/m2。

6、模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。按规范规定，强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。 计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。

面板计算简图

⑴、抗弯强度验算

跨中弯矩计算公式如下:

其中， M--面板计算最大弯距(N.mm)；

l--计算跨度(内楞间距): l =250.0mm；

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q--作用在模板上的侧压力线荷载，它包括:

新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×39.00×0.80×0.90=33.696kN/m， 其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。

倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.80×0.90=2.016kN/m；

q = q1 + q2 =33.696+2.016=35.712 kN/m；

面板的最大弯距：M =0.1×35.712×250.0×250.0= 2.23×105N.mm；

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

其中， σ --面板承受的应力(N/mm2)；

M --面板计算最大弯距(N.mm)；

W --面板的截面抵抗矩 :

b:面板截面宽度，h:面板截面厚度；

W= 800×12.0×12.0/6=1.92×104 mm3；

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f --面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2)； f=13.000N/mm2；

面板截面的最大应力计算值：σ = M/W = 2.23×105 / 1.92×104 = 11.625N/mm2；

面板截面的最大应力计算值 σ =11.625N/mm2 小于 面板截面的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/mm2，满足要求！

⑵、抗剪强度验算

计算公式如下:

其中，∨--面板计算最大剪力(N)；

l--计算跨度(竖楞间距): l =250.0mm；

q--作用在模板上的侧压力线荷载，它包括:

新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×39.00×0.80×0.90=33.696kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.80×0.90=2.016kN/m；

q = q1 + q2 =33.696+2.016=35.712 kN/m；

面板的最大剪力：∨ = 0.6×35.712×250.0 = 5356.800N；

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截面抗剪强度必须满足:

其中， Τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2)；

∨--面板计算最大剪力(N)：∨ = 5356.800N；

b--构件的截面宽度(mm)：b = 800mm ；

hn--面板厚度(mm)：hn = 12.0mm ；

fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = 13.000 N/mm2；

面板截面的最大受剪应力计算值: T =3×5356.800/(2×800×12.0)=0.837N/mm2；面板截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2；

面板截面的最大受剪应力计算值 T=0.837N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [T]=1.500N/mm2，满足要求！

⑶、挠度验算

根据规范，刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

挠度计算公式如下:

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其中，q--作用在模板上的侧压力线荷载: q = 39.00×0.80 = 31.20N/mm；

l--计算跨度(内楞间距): l = 250.00mm；

E--面板的弹性模量: E = 9500.00N/mm2；

I--面板的截面惯性矩: I = 80.00×1.20×1.20×1.20/12=11.52cm4；

面板的最大允许挠度值:[ω] = 1.000mm；

面板的最大挠度计算值: ω =0.677×31.20×250.004/(100×9500.00×1.15×105) = 0.7 mm；

面板的最大挠度计算值: ω =0.7mm 小于等于面板的最大允许挠度值 [ω]=1.000mm，满足要求！

7、模板内外楞的计算

⑴、内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，内龙骨采用木楞，宽度100mm，高度100mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

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W = 100×100×100/6 = 166.67cm3；

I = 100×100×100×100/12 = 833.33cm4；

①、内楞的抗弯强度验算

内楞跨中最大弯矩按下式计算：

其中， M--内楞跨中计算最大弯距(N.mm)；

l--计算跨度(外楞间距): l =800.0mm；

q--作用在内楞上的线荷载，它包括:

新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×39.00×0.25×0.90=10.530kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.25×0.90=0.630kN/m，其中，0.90为折减系数。

q =(10.530+0.630)/1=11.160 kN/m；

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内楞的最大弯距：M =0.1×11.160×800.0×800.0= 7.14×105N.mm；

内楞的抗弯强度应满足下式：

其中， σ --内楞承受的应力(N/mm2)；

M --内楞计算最大弯距(N.mm)；

W --内楞的截面抵抗矩(mm3)，W=1.67×105；

f --内楞的抗弯强度设计值(N/mm2)； f=13.000N/mm2；

内楞的最大应力计算值：σ = 7.14×105/1.67×105 = 4.285 N/mm2；

内楞的抗弯强度设计值: [f] = 13.000N/mm2；

内楞的最大应力计算值 σ = 4.285 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值 2，满足要求！

②、内楞的抗剪强度验算

最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算，公式如下:

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[f]=13.000N/mm中铁七局集团有限公司雅砻江两河口水电站

其中， V－内楞承受的最大剪力；

l--计算跨度(外楞间距): l =800.0mm；

q--作用在内楞上的线荷载，它包括:

新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×39.00×0.25×0.90=10.530kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.25×0.90=0.630kN/m，其中，0.90为折减系数。

q = (q1 + q2)/2 =(10.530+0.630)/1=11.160 kN/m；

内楞的最大剪力：∨ = 0.6×11.160×800.0 = 5356.800N；

截面抗剪强度必须满足下式:

其中， τ--内楞的截面的最大受剪应力(N/mm2)；

∨--内楞计算最大剪力(N)：∨ = 5356.800N；

b--内楞的截面宽度(mm)：b = 100.0mm ；

hn--内楞的截面高度(mm)：hn = 100.0mm ；

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fv--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2)：τ = 1.500 N/mm2；

内楞截面的受剪应力计算值: fv =3×5356.800/(2×100.0×100.0)=0.804N/mm2；

内楞截面的抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2；

内楞截面的受剪应力计算值 τ =0.804N/mm2 小于 内楞截面的抗剪强度设计值 =1.50N/mm2，满足要求！

③、内楞的挠度验算

根据《建筑施工计算手册》，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。

挠度验算公式如下：

其中， ω--内楞的最大挠度(mm)；

q--作用在内楞上的线荷载(kN/m)： q = 39.00×0.25/1=9.75 kN/m；

l--计算跨度(外楞间距): l =800.0mm ；

E--内楞弹性模量（N/mm2）：E = 9500.00 N/mm2 ；

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[fv]中铁七局集团有限公司雅砻江两河口水电站

I--内楞截面惯性矩(mm4)，I=8.33×106；

内楞的最大挠度计算值: ω

= 0.677×9.75/1×800.004/(100×9500.00×8.33×106) = 0.342 mm；

内楞的最大容许挠度值: [ω] = 3.200mm；

内楞的最大挠度计算值 ω=0.342mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=3.200mm，满足要求！

⑵、外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，外龙骨采用木楞，宽度100mm，高度100mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 100×100×100/6 = 166.67cm3；

I = 100×100×100×100/12 = 833.33cm4；

外楞计算简图

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①、外楞抗弯强度验算

外楞跨中弯矩计算公式：

其中，作用在外楞的荷载: P = (1.2×39.00+1.4×2.00)×0.25×0.80/2=4.46kN； 外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 500mm；

外楞最大弯矩:M = 0.175×44.00×500.00= 3.91×105 N/mm；

强度验算公式：

其中， σ-- 外楞的最大应力计算值(N/mm2)

M -- 外楞的最大弯距(N.mm)；M = 3.91×105 N/mm

W -- 外楞的净截面抵抗矩； W = 1.67×105 mm3；

[f] --外楞的强度设计值(N/mm2)，[f] =13.000N/mm2；

外楞的最大应力计算值: σ = 3.91×105/1.67×105 = 2.344 N/mm2；

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外楞的抗弯强度设计值: [f] = 13.000N/mm2；

外楞的最大应力计算值 σ =2.344N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/mm2,满足要求！

②、外楞的抗剪强度验算

公式如下:

其中， ∨--外楞计算最大剪力(N)；

l--计算跨度(水平螺栓间距间距): l =500.0mm；

P--作用在外楞的荷载: P = (1.2×39.00+1.4×2.00)×0.25×0.80/2=4.4kN；外楞的最大剪力：∨ = 0.65×44.000 = 1.45×103N；

外楞截面抗剪强度必须满足:

其中， τ--外楞截面的受剪应力计算值(N/mm2)；

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∨--外楞计算最大剪力(N)：∨ = 1.45×103N；

b--外楞的截面宽度(mm)：b = 100.0mm ；

hn--外楞的截面高度(mm)：hn = 100.0mm ；

fv--外楞的抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = 1.500 N/mm2；

外楞截面的受剪应力计算值: τ =3×1.45×103/(2×100.0×100.0)=0.218N/mm2；外楞的截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2；

外楞截面的抗剪强度设计值: [fv]=1.50N/mm2；

外楞截面的受剪应力计算值 τ =0.218N/mm2 小于 外楞截面的抗剪强度设计值 =1.50N/mm2，满足要求！

③、外楞的挠度验算

根据《建筑施工计算手册》，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。挠度验算公式如下：

其中， ω--外楞最大挠度(mm)；

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[fv]

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P--内楞作用在支座上的荷载(kN/m)：P = 39.00×0.25×0.80/2＝3.90 kN/m；

l--计算跨度(水平螺栓间距): l =500.0mm ；

E--外楞弹性模量（N/mm2）：E = 9500.00 N/mm2 ；

I--外楞截面惯性矩(mm4)，I=8.33×106；

外楞的最大挠度计算值: ω

= 1.146×7.80×100/2×500.003/(100×9500.00×8.33×106) = 0.071mm；

外楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000mm；

外楞的最大挠度计算值 ω =0.071mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=2.000mm，满足要求！

8、对拉螺栓的计算

计算公式如下:

其中 N --螺栓所受的拉力；

A --螺栓有效面积 (mm2)；

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f --螺栓的抗拉强度设计值，取170.000 N/mm2；

查表得：

螺栓的型号: M16 ；

螺栓有效直径: 13.55 mm；

螺栓有效面积: A = 144 mm2；

穿墙螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×1.44×10-4 = 24.480 kN；

穿墙螺栓所受的最大拉力: N =39.000×0.500×0.800 = 15.600 kN。

穿墙螺栓所受的最大拉力 N=15.600kN 小于 穿墙螺栓最大容许拉力值 [N]=24.480kN，满足要求！

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