鐵路客運專線大橋連續梁0#節段托架方案計算

摘要：以鐵路客運專線某大橋為工程實例，對采用懸臂澆筑施工方法的連續梁0#段托架進行設計計算，為類似工程施工提供經驗參照。

關鍵詞：連續梁托架設計計算

1、工程概況

鐵路客運專線某大橋上部構造為(43+3*64+43)m五跨預應力混凝土箱形連續梁，采用懸臂現澆法施工，主橋箱梁0#節段長8m，每個箱梁T構縱向對稱劃分為7個節段，梁段數及梁段長從根部至跨中分別為2×3.5m+5×4.0m，節段懸澆總長27m。中跨合龍段長2m，邊跨現澆段長10.75m，邊跨合龍段長2.0m。

2、施工方案簡介

大橋4#墩墩高為4m，墩頂寬度為3.8m， 0#段長度為8m，梁段體積為231.5m3，兩側各懸空2.1m，由于懸空部分較多，墩身較矮，施工采用在墩兩側安裝鋼管柱的方式作為臨時支墩，安裝托架作施工平臺進行現澆。具體布置情況見圖1。

圖1（托架結構立面圖）

3、方案設計計算

3.1設計參數

0＃塊懸空2.1米段砼自重 G1＝1586 KN；

砼超重系數取：1.05；

沖擊系數取：1.2；

鋼材彈性模量取2.1×105MPa；

桿件承擔砼重的彈性撓度取構件跨度的1/400；

外模重111KN，內模重50KN，機具重67KN，合計模板共G2=228KN；應力取值：

A3鋼：[σ軸]=137 Mpa，[σ彎]=145 Mpa，[τ]=85 Mpa

16Mn鋼：[σ軸]=200 Mpa，[σ彎]=210 Mpa，[τ]=120 Mpa

45#鋼：[σ軸]=200 Mpa，[σ彎]=220 Mpa，[τ]=125 Mpa

3.2主要桿件計算

3.2.1上橫梁計算

上橫梁由2根工45b焊接組成。計算簡圖如圖2：

圖2（上橫梁截面圖）

截面模量： 查機械手冊得：

荷載計算：

每米砼重：q1=1580×1.05÷2÷8.3=99.9 KN/M

每米模板重：q2=228÷4÷0.75=76 KN/M

縱梁上托架總重：G3＝165KN

每米托盤重：q3=165÷4÷0.75=55KN/M

縱梁上均布荷載：

計算時將縱梁看成簡支結構如圖3：

圖3（縱梁簡支圖）

《通過》

可以通過

剪應力計算：剪力Q=q×L/2=267×0.75÷2=100 KN

剪應力： 式中

——驗算截面的最大剪應力

——驗算截面的剪力

——中性軸以上的毛截面對中性軸的靜矩

——毛截面慣性矩

——腹板厚度；

——鋼材容許剪應力；

C1——考慮截面上剪應力分布不均勻而引用的容許剪應力提高系數。

所以C1＝1.0

可以通過。

3.2.2斜撐工字鋼計算

斜撐由雙工字鋼Ⅰ25a焊接組成。斷面計算簡圖如圖4：

圖4（斜撐截面圖）

截面模量：

因為Ix>Iy，截面回轉半徑由Iy控制。

式中： ——構件的毛截面積

——截面回轉半徑

——構件的計算長細比

查表得 ，（《機械設計手冊》P1-174，化學工業出版社出版）

斜撐內力計算（圖5）：斜撐上部托架重：G4=165.98 KN

N=(G1×1.05+G2+G4)/4

=(390×1.05+228+165.8)/4

=200.8 KN

N1=N/cos45=200.8/cos45=284 KN

圖5（斜撐內力計算圖）

可以通過。

3.2.3 橫梁工字鋼Ⅰ32a計算

橫梁上部托架重：G5=137 KN

N=(G1+G2+G5)/8＝（409＋228+137）/6=129 KN

Q=N/2*3=21.5 KN/M 受力如圖6：

圖6（橫梁受力圖）

可以通過。

可以通過。

4、結束語

經計算，連續梁0#節段托架方案承載力及剛度均滿足要求。目前該大橋連續梁現澆已全部完成，通過計算分析，保證了施工安全，取得了較好的社會效益和經濟效益。

參考文獻:

⑴《機械設計手冊》（化學工業出版社出版）；

⑵《鐵路橋梁鋼結構設計規范》（TB 10002.2-2005）；

⑶ 《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》（TB10002.3－2005）。