汉江特大桥0号块托架设计计算书
一、工程概况
武荆高速汉江特大桥主桥桥跨布置为：62+10×100+62m，主桥全长为1124m，结构形式为现浇预应力混凝土变截面连续箱梁，箱梁为分离的单箱单室截面，全桥共22个0号块。0号块长10m，底板宽7m，两端悬出墩身2.85m，梁高6.08m，0号块混凝土数量为222.53 m3，重量约556.325T。０号块为箱梁与墩身联接的隅节点，截面内力最大且受力复杂，钢筋和预应力管道密集，因此保证０号块施工质量是箱梁施工质量控制的关键。
由于三角形托架具有体积小，传力路径明确等优点，所以0号 块采用设置三角形托架作为支撑结构的施工方法。
二、顺桥向托架及分配梁计算
2.1 荷载确定
顺桥向托架布置4道，托架承担其长度范围内0号块混凝土自重、支架、模板、施工人员机具等荷载。其主要荷载确定如下： ——2.85m长每侧翼板砼自重：
G1=(1.32+0.0975）m2×2.85m*1.35*2.5=13.6t
——2.85m长每侧翼板支架：每道支架重约0.665t，按5道布置，
则：G2=5*0.665*1.35＝4.5t
——2.85m长每侧翼板模板：
肋（14a槽钢）：20根*2.85m*14.53Kg/m=0.83t 面板：8.74*2.85*7850*0.006＝1.173t
G3＝（0.83+1.173）*1.35＝2.7t
——2.85m长腹板、顶板及底板混凝土自重：
G4＝(15.6+0.35+0.21)*2.85*2.5*1.35＝155.44t
——2.85m内模、内模支架及底模自重：暂按混凝土自重乘以0.15
倍来考虑：
G5＝155.44*0.15＝23.316t ——施工人员机具荷载：（按2.5KN/m2考虑）：
G6＝2.5*2.85*13.5*1.2＝11.8t
2.2 分配梁计算
托架上设置4根分配梁，分配梁两端各伸出墩身2.5m，翼板荷载布置按2米范围考虑，由上荷载分析可知每道分配梁上的荷载：
q1＝(G1+ G2+ G3)/(2*4)＝(13.6+4.5+2.7)/(4*2)=2.6t/m=25.48KN/m q2＝(G4+ G5)/7*4＝(155.44+23.316)/28= 6.384t/m=62.565KN/m q3＝G6/11*4＝0.2682 t/m=2.63KN/m 荷载布置如下图3所示：
图中A～B、G～H为翼板荷载范围，B~G为腹板、底板及顶板荷载范围，C、D、E、F为顺桥向托架的位置。
q3=2.63KN/mq1=25.48A/mBCq2=62.565KN/mq1=25.48KN/mFGHDE图1 顺桥向托架分配梁计算简图2.2.1 截面试选
先不考虑构件自重，求得其最大弯矩：
Mmax=111.55KN*m
以此弯矩来进行截面试选。
所选构件截面模量应满足如下要求：
Wnx?Mmax111.55*1000??494cm3 ?x?f?1.05*215截面选36a工字钢，其截面参数为：
A＝76.4cm2，Wnx＝878cm3 ，Ix＝15796cm4
钢材选用Q235，考虑构件自重，自重放大系数取 1.2，则考虑自重后的最大内力如下：
Mmax=114.17KN*m Qmax＝117.32KN
支座反力：
RC=RF=221.12KN RD=RE=67.24KN
悬臂端最大挠度：
ωmax=10.4mm
由最大壁厚 15.8 mm 得：
截面抗拉抗压抗弯强度设计值?f?= 215 MPa 截面抗剪强度设计值[fv]?125 MPa
2.2.2 抗弯强度
弯矩最大值Mmax=114.17KN*m
Mmax114.17*106==124MPa
剪力最大值Qmax＝117.32KN
QmaxSx117.32*103?max???37.8MPa?[fv]?125MPa
Ixtx10*31*10满足要求。 2.2.4 刚度验算
悬臂端的挠度最大：ωmax=10.4mm
ωmax/2L=10.4/2*2700=1/520
其刚度能满足要求。
由上可知，分配梁采用36a工字钢其强度、刚度及稳定性均能满足要求。
2.3 三角形托架计算
2.3.1 荷载及受力分析
分配梁传递的支座反力（取图1中分配梁支座C或F反力进行计 算）：
F= RC=RF=221.12KN
支点B、C按铰接处理，则托架的计算示意图如图2所示。 从图2中可求得约束B、C的反力
NB=NC=420.07KN； VB=247.48KN； VC＝637KN
F=221.12KN/m
A水平杆截面示意图NBVB斜撑截面示意图CNC图2三角托架计算示意图VC2.3.2 三角形托架水平梁AB计算
从图中可求得托架AB梁的最大内力为： Mmax=204.5KN*m
Vmax =415.88KN Nmax=420.07KN
所需截面模量应满足：
Wnx?Mmax204.5*1000??950cm3 ?x?f?1.05*205选用2I28a工字钢用缀板焊接成箱形截面，截面参数如下：
A＝110.8cm2，Wnx＝1016cm3 ，Ix＝14230cm4
1）抗弯强度：
Mmax204.5?103??191.7MPa?[f]?205MPa ?xWnx1.05?10162） 抗剪强度
?maxQmaxSx415.88?103???100.7MPa?[fV]?125MPa Ixtx24.3?10?8.5?2满足要求。 3） 刚度验算
AB跨最大挠度为：ωmax=4.3mm
ωmax/L=4.3/2500=1/581
满足要求。
2.3.3 托架斜撑AC计算
斜撑AC按轴心受压柱进行设计，截面如图3所示，主要承受轴力作用：
N2AC?NC?V2C?420.072?6372?763KN
计算长度取l0y?l0x??l，?取1.5，则：
l0y?l0x?1.5*4.54?6.81m
假设?x＝80，属于b类截面，查表可得：
?x?0.688
需要截面面积：
A?Nmax?763?103?5158mm2?
xf0.688?215选用2][22a，A=6368mm2，ix?8.67cm，
验算整体稳定性：
?l0xx?i?6818.67?78.5?????150 x满足要求。
yx图3 斜撑AC截面
（完整word版）0号块计算书（最终上报）
