重慶東水門長江大橋索塔施工雙層防護(hù)平臺計算書編制:復(fù)核:審核:中鐵大橋局股份有限公司

重慶東水門長江大橋項目經(jīng)理部2012年05月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、概述 1\o"CurrentDocument"1、 工程概況 1\o"CurrentDocument"2、 設(shè)計概況 13、 結(jié)構(gòu)布置 1\o"CurrentDocument"二、應(yīng)力參數(shù) 2\o"CurrentDocument"三、 結(jié)構(gòu)設(shè)計及受力驗算 2\o"CurrentDocument"1、 計算依據(jù) 2\o"CurrentDocument"2、 荷載標(biāo)準(zhǔn) 3\o"CurrentDocument"3、 雙層防護(hù)平臺結(jié)構(gòu)受力驗算 33.1撐桿安裝階段及頂推階段結(jié)構(gòu)受力驗算 33.2雙層防護(hù)平臺索塔施工過程中結(jié)構(gòu)受力驗算 33.3雙層防護(hù)平臺撐桿索塔施工過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗算 53.4局部承壓計算 6\o"CurrentDocument"四、 支點螺栓群受力計算 61、 三角架體螺栓計算 62、 斜吊桿螺栓群計算 73、 撐桿螺栓群計算 73.1螺栓群橫橋向受扭驗算 83.2螺栓群縱橋向受彎及螺栓群豎向受剪驗算 103.4螺栓群豎向受彎驗算 12\o"CurrentDocument"五、總結(jié) 12一、概述1、 工程概況重慶東水門長江大橋主橋為222.5+445+190.5m的雙塔單索面部分斜拉雙層鋼桁架斜拉橋。索塔采用天梭型，包括下塔墩、中塔柱和上塔柱，P1墩塔柱頂高程341.61m，塔底高程169.00m，索塔總高172.61m，其中上塔柱高46.5m，中塔柱高62.5m，下塔墩高63.61m；P2墩塔柱頂高程341.496mm，塔底高程179.00m，索塔總高162.496m，其中上塔柱高46.5m,中塔柱高62.5m,下塔墩高53.496m。索塔分四個施工階段：下塔墩施工，分岔區(qū)、牛腿和橫系梁施工、中塔柱及下橫梁施工、上塔柱及上橫梁施工。P1塔柱分41（P2塔柱為39節(jié)）個節(jié)段現(xiàn)澆。在保證掛索前上塔柱封頂合攏的前提下，索塔上塔柱施工時，同時進(jìn)行塔區(qū)前幾個節(jié)間的鋼桁梁安裝。2、 設(shè)計概況為保證索塔施工和鋼梁架設(shè)交叉作業(yè)過程中的安全，防止上塔柱施工時墜物全鋼梁架設(shè)作業(yè)面上傷人。在中塔第2道臨時撐桿頂面設(shè)置雙層作業(yè)安全防護(hù)平臺。防護(hù)平臺以HN414X405作為縱向分配梁，在其上滿鋪墩身鋼模，墩身鋼模焊接或栓接形成整體。防護(hù)平臺邊部安裝欄桿，安裝踢腳板及密目鋼絲網(wǎng)。3、 結(jié)構(gòu)布置雙層作業(yè)防護(hù)平臺立面布置圖

雙層作業(yè)防護(hù)平臺平面布置圖1雙層作業(yè)防護(hù)平臺平面布置圖1二、應(yīng)力參數(shù)鋼材類別抗拉、壓、彎應(yīng)力(MPa)剪應(yīng)力(MPa)彈性模量E(X105)Q235鋼1701002.10三、結(jié)構(gòu)設(shè)計及受力驗算1、計算依據(jù)1、 東水門長江大橋工程設(shè)計文件和施工組織設(shè)計；2、 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)；3、 《路橋施工計算手冊》(人民交通出版社，2001.5)4、 《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》(TB10002.5—2005)2、 荷載標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)主體骨架自重由程序自動計算防護(hù)面板自重荷載：1.2KN/m2風(fēng)荷載：本算單計算假定：風(fēng)荷載考慮以下1種最不利情況：風(fēng)荷載垂直向下作用于防護(hù)面板上。根據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》(TB10002.5—2005)，風(fēng)荷載強度可按下式計算：W=%%K3W0式中W——風(fēng)荷載強度(Pa)；W0——基本風(fēng)壓值(Pa)，取該地區(qū)10年一遇基本風(fēng)壓W0=250Pa；K1——風(fēng)載體形系數(shù)，取K1=1.3；K2——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取離地面或常水位高度100m對應(yīng)的系數(shù)K2=1.7；K3——地形、地理條件系數(shù)，按山谷、水岸地區(qū)，取值K3=1.2。根據(jù)上述公式及系數(shù)取值，風(fēng)壓強度計算如下：W=1.3X1.7X1.2X250=663Pa=0.663KN/m23、 雙層防護(hù)平臺結(jié)構(gòu)受力驗算3.1撐桿安裝階段及頂推階段結(jié)構(gòu)受力驗算安裝階段及頂推階段結(jié)構(gòu)受力及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗算詳見《東水門長江大橋索塔撐拉系統(tǒng)計算書》。可得安裝階段及頂推階段結(jié)構(gòu)受力滿足要求。3.2雙層防護(hù)平臺索塔施工過程中結(jié)構(gòu)受力驗算撐桿安裝頂推完成后，安裝斜吊桿，按設(shè)計要求擺放HN414>405縱向分配梁，分配梁與撐桿焊接牢固。在分配梁上滿布鋼模板，鋼模面板倒用渝利鐵路新新橋墩身直鋼模，單重按100kg/m2計，考慮安裝時搭接等因素，計算時取120kg/m2。根據(jù)設(shè)計圖紙建立整體計算模型如下：整體計算模型圖何載組合：1.0整體計算模型圖何載組合：1.0結(jié)構(gòu)自重+1.0面板自重+1.0倍風(fēng)何載整體計算模型應(yīng)力圖IWAgllROST-W.OCE5SCFI.BE^viSTRESSIWAgllROST-W.OCE5SCFI.BE^viSTRESS其中：三角架體(L=6m):o^=125.35MPa<[o]=170MPa，滿足結(jié)構(gòu)受力要求。斜吊桿(2[14b):o=35.84MPa<[o]=170MPa，滿足結(jié)構(gòu)受力要求。max縱向分配梁(HW414x405):。=29.98MPa<[o]=170MPa，滿足結(jié)構(gòu)受力要max求。撐桿(1020X12):。=76.18MPa<[。]=170MPa，滿足結(jié)構(gòu)受力要求。max

整體計算模型撓度圖(mm)其中:MIDAgil

FCE-PRSZESSCF.CeftZfuMEDa-iAPE

由旅好整體計算模型撓度圖(mm)其中:MIDAgil

FCE-PRSZESSCF.K-OT-3，a44E-OD3NCC6=IDV-OR—-3.2E^-CO4KECE=131Z-D3R—1lffiE-CC12rscce-es■□□MB.-l.lS^-OCCrscce-esSft-B-BSTE-hGCIH：做max:EE-麗村：5 蟲冉：天冰海wmEgDS/OGJBQ圮~HT：-*|-nq-Xr<l.^83 A二4三角架體(L=6m):0=3mm<[6]=6000/400=15mm，滿足結(jié)構(gòu)變形要求。縱向分配梁(HW414x405):6=12mm<[6]=6000/400=15mm，滿足結(jié)構(gòu)變形max要求。撐桿(1020X12):0=3mm<[6]=15000/800=18.75mm,滿足結(jié)構(gòu)變形要求。max3.3雙層防護(hù)平臺撐桿索塔施工過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗算3.3.1撐桿整體穩(wěn)定性計算撐桿按兩端鉸支壓桿計算，計算長度l0=15.156m。根據(jù)監(jiān)控報告可知，撐桿在索塔施工過程中最大軸向壓力3926.55KN，單根管樁軸向壓力N=1963.25KN，由3.2中可得，撐桿最大應(yīng)力76.18MPa。受壓穩(wěn)定計算如下。受壓穩(wěn)定計算：截面：1020i:356.407mmi:356.407mmA：38000.7mm截面材性：Q235繞X軸長細(xì)比為42.5244繞X軸截面為b類截面繞Y軸長細(xì)比為42.5244繞Y軸截面為b類截面算得繞X軸受壓穩(wěn)定系數(shù)^x=0.888531算得繞Y軸受壓穩(wěn)定系數(shù)^y=0.888531穩(wěn)定驗算：計算得繞X軸穩(wěn)定應(yīng)力為76.18/0.888531=85.74MPaV170MPa滿足!計算得繞Y軸穩(wěn)定應(yīng)力為76.18/0.888531=85.74MPaV170MPa滿足!3.3.2局部穩(wěn)定驗算：外徑與壁厚之比為85滿足！3.4局部承壓計算撐桿局部承壓驗算詳見《東水門長江大橋索塔撐拉系統(tǒng)計算書》。可得塔身砼局部承壓受力滿足要求。四、支點螺栓群受力計算單根M42螺栓的抗拉力（普通A、B級螺栓，10.9級）配？25mm精軋螺桿:[N]=[a]XA=500X4.9X100=245KN單根M42螺栓的抗剪力：[V]=:t]XA=310X11.2X100=347.2KN連接板（Q235B）孔壁承壓承載力：[N]=325X42X20=273KNc1、三角架體螺栓計算支反力最大架體支反力圖（單位：KN）

支點處采用單M42爬錐：%=15.9KNV[N]=245KN，受力滿足要求。Vm=21.4KNV[N]=273KN，受力滿足要求。2、斜吊桿螺栓群計算斜吊桿最大支反力圖（單位：KN）支點處采用雙M42爬錐：Nm=39.6KNV[N]=245X2=490KN，受力滿足要求。Vma「49.4KNV[Nc]=273+2X2=273KN,受力滿足要求。（注：連接板t=10mm）3、撐桿螺栓群計算撐桿最大支反力圖（N圖-單位：KN）撐桿最大支反力圖（M圖-單位：KN.M）

3.1螺栓群橫橋向受扭驗算支點處采用4個M42爬錐橫橋向扭矩T=178.2KN.M橫橋向扭矩T=178.2KN.M代入程序如下:螺栓群受力如下：N=0kN;V=0kN;M=178.2kN*m計算螺栓形心：xx=[0.000+0.000+650.000+-650.000]/4.000=0.000mmyy=[0.000+1300.000+650.000+650.000]/4.000=650.000mmNn.=N/n=0.000/4=0.000kNNv=V/nix￡0x)2.=(0.000—0.000)2+(0.000—0.000)2+(650.000—0.000)2+(-650.000—0.000)2=845000.000mm2E(Ay)2.=(0.000—650.000)2+(1300.000—650.000)2+(650.000—650.000)2+(650.000—650.000)2=845000.000mm2E(Ax)2.+E(Ay)2.==845000.000+845000.000=1690000.000mm2開始逐個計算螺栓內(nèi)力：?計算第1個螺栓：xi=|0.000—0.000|=0.000(mm)yi=|0.000—650.000|=650.000(mm)Nm=178.200/1000*650.000/1690000.000=68.538kN1xNm=178.200/1000*0.000/1690000.000=68.538kN1yNn.+Nm1=0.000+68.538=68.538kNNv+Nm=0.000+0.000=0.000kNiy1yN1=[(68.538)2+(0.000)2]1/2=68.538kN?計算第2個螺栓：x1=|0.000—0.000|=0.000(mm)y1=|1300.000—650.000|=650.000(mm)Nm=178.200/1000*650.000/1690000.000=68.538kN1xNm=178.200/1000*0.000/1690000.000=68.538kN1yNn.+Nm1=0.000+68.538=68.538kNNv+Nm=0.000+0.000=0.000kN.y1yN1=[(68.538)2+(0.000)2]1/2=68.538kN?計算第3個螺栓：x1=|650.000—0.000|=650.000(mm)y1=|650.000—650.000|=0.000(mm)Nm=178.200/1000*0.000/1690000.000=0.000kN1xNm=178.200/1000*650.000/1690000.000=0.000kN1yNn.+Nm1=0.000+0.000=0.000kNNv+Nm=0.000+68.538=68.538kN.y1yN1=[(0.000)2+(68.538)2]1/2=68.538kN?計算第4個螺栓：x1=|-650.000—0.000|=650.000(mm)y1=|650.000—650.000|=0.000(mm)Nm=178.200/1000*0.000/1690000.000=0.000kN1xNm=178.200/1000*650.000/1690000.000=0.000kN1yNn.+Nm1=0.000+0.000=0.000kNNv+Nm=0.000+68.538=68.538kN.y1yN1=[(0.000)2+(68.538)2]1/2=68.538kN螺栓群受剪力均為Nma=68.538kN，方向上下對稱相反，左右對稱相反。整個螺栓群受剪合力為0kN。由于撐桿受壓，撐桿端部法蘭盤直接與塔柱壁接觸，靜摩擦力為：2002.9X0.6-2=600.87kN（注：鋼材與砼靜摩擦系數(shù)取0.6,計算取2倍安全系數(shù)）橫橋向扭矩引起的剪力由撐桿端部法蘭盤與塔柱壁的靜摩擦力抵消。3.2螺栓群縱橋向受彎及螺栓群豎向受剪驗算螺栓群縱橋向受剪106.8KN，豎向受剪138.3kN，合力174.74KN。軸向受壓2002.9KN，縱橋向受彎1162.6KN.M。由于撐桿受壓，撐桿端部法蘭盤直接與塔柱壁接觸，靜摩擦力為：2002.9X0.6-2=600.87kN（注：鋼材與砼靜摩擦系數(shù)取0.6,計算取2倍安全系數(shù)）剪力由法蘭盤與塔柱壁的靜摩擦力抵消。縱橋向受彎1162.6KN.M代入程序如下：螺栓群受力如下：N=-2002.9kN;V=0kN;M=1162.6kN*m計算螺栓形心：xx=[0.000+0.000+650.000+-650.000]/4.000=0.000mmyy=[0.000+1300.000+650.000+650.000]/4.000=650.000mmV.=V/n=0.000/4=0.000kNE(Ayi,2)=(0.000—650.000)2+(1300.000—650.000)2+(650.000—650.000)2+(650.000—650.000)=845000.000mm2y.=0.000e=650.000—0.000E(Ayi2)=(0.000—0.000)2+(1300.000—0.000)2+(650.000—0.000)2+(650.000—0.000).=2535000.296mm2開始逐個計算螺栓內(nèi)力:?計算第1個螺栓：yi=|0.000—650.000|=650.000(mm)N/n-M*y/Ey21 i=-2002.900/4.000-1162.600*1000*650.000/845000.000=-1395.032N/n-M*y/￡y2.<0y1=0.000—0.000=0.000mmN=(M+N*e)*y1/Ey1.2=(1162.600*1000+-2002.900*650.000)*0.000/2535000.296=0.000kN?計算第2個螺栓：y1=|1300.000—650.000|=650.000(mm)N/n-M*y/Ey21i=-2002.900/4.000-1162.600*1000*650.000/845000.000=-1395.032N/n-M*y/￡y2.<0y1=1300.000—0.000=1300.000mmN=