0#块托架计算书

挂篮0#块托架

计 算 书

一、 设计依据

1、沙颍河（安徽段）航道整治桥梁改建工程相关施工图纸 2、《钢结构设计规范》GB50017-2003； 3、《路桥施工计算手册》；

4、《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》； 5、《机械设计手册》； 二、各主要构件受力分析

0#块顺桥向及横桥向各部件组装图如下图所示：

其荷载组合为：1#块砼荷载+模板自重荷载（底模、内模、端模）+动力附加荷载+人工机具荷载

图1（顺桥向支承图）

1. 顺桥向底模支承桁架计算

顺桥向底模支承桁架在横桥方向上按照1m间距布置，共计15榀。桁架上下弦杆、竖杆、斜腹杆等杆件均由HW150*150*7*10型钢组焊而成。其中，系梁长度6m范围内布置7榀桁架，间距800mm，两侧4m方向上各布置4榀，间距为1000mm。分别计算上述两位置的底模支承桁架

受力情况：

1.1 墩顶系梁6m范围内底模支承桁架受力计算

图1（受力简化模型）

图2（轴力图KN）

图3（剪力图KN）

图4（弯矩图KN.m）

单元杆件（26）轴向压力最大，为47.32KN，计算应力值：

N47.3210311.66N/mm2145N/mm2，满足要求。

A4055单元杆件（13）、（14）与（23）交点位置剪力最大，为50.56KN，计算应力值：

Q50.5610312.47N/mm280N/mm2，满足要求。

A4055单元杆件（13）、（14）与（23）交点位置弯矩最大，为3.09KN.m，计算应力值：

WM3.0910613.96N/mm2145N/mm2，满足要求。 WX221333位移计算：

图5（位移图）

最大竖向位置出现在单元杆件（12）与单元杆件（13）的杆端，最大竖向位移值为0.04mm，满足要求。 1.2 两侧4m范围内底模支承桁架受力计算

图6（受力简化模型）

图7（轴力图KN）

图8（剪力图KN）

图9（弯矩图KN.m）

单元杆件（20）轴向压力最大，为48.29KN，计算应力值：

N48.2910311.91N/mm2145N/mm2，满足要求。

A4055单元杆件（11）、（12）与（29）交点位置剪力最大，为54.59KN，计算应力值：

Q54.5910313.46N/mm280N/mm2，满足要求。

A4055单元杆件（11）、（12）与（29）交点位置弯矩最大，为3.31KN.m，计算应力值：

WM3.3110614.95N/mm2145N/mm2，满足要求。 WX221333位移计算：

图10（位移图mm）

最大竖向位置出现在单元杆件（10）与单元杆件（11）的杆端，最大竖向位移值为0.04mm，满足要求。

2. 顺桥向底部纵梁（HN400*200*8*13）计算

由底模支承桁架计算可计算支座反力值，如下图所示：

图11（支点反力KN）

分析可知，最大支点反力为72.34KN，则以牛腿为支点，底模桁架位置为力的作用点，建立顺桥向底部纵梁（HN400*200*8*13）的受力分析模型，图下图所示：

图12（受力简化模型）

图13（剪力图KN）

图14（弯矩图KN.m）

剪应力计算：

QSxmax166.54103663130 58.24Nmm280Nmm2，满足要求。

Ixd2370442568弯曲应力计算：

WM47.6210640.18N/mm2145N/mm2，满足要求。 WX1185000

位移计算：

图15（位移图mm）

经分析最大竖向位移值出现在单元（5）和单元(6)的中央位置，最大竖向位移值为0.23mm，满足要求。

3. 顺桥向墩顶系梁6m范围内牛腿计算

墩顶系梁6m范围内共设置6个牛腿，根据此位置底模支承桁架的支座反力计算，以每根纵梁（HN400*200）为力的作用点，受力简图如下所示：

图16（计算简化模型）

通过支座反力计算每个牛腿受力，计算模型如下图所示：

图17顺桥系梁6mm范围内牛腿（计算简化模型）

图18（轴力图KN）

图19（剪力图KN）

图20（弯矩图KN.m）

单元杆件（1）～（10）采用HN400*200型钢，单元（11）采用25mm钢板组焊。

最大轴向压力出现在单元杆件（8），最大压力值为585.92KN。 计算长细比：li183121.1260，属于强度计算问题。39.33

N585.9210369.65N/mm2145N/mm2，满足要求。 计算应力：A8412最大剪力出现在单元杆件（11），其截面尺寸如下：

其截面参数为：

Q541.8510314.56N/mm280N/mm2，计算剪应力：满足要求。

A37222最大弯矩出现在单元杆件（11），最大弯矩为270.92KN.m，计算其弯曲应力：

WM270.9210698.39N/mm2145N/mm2，满足要求。 WX2753488计算单元杆件（8）的弯曲应力，弯矩值为165.91KN.m，则

WM165.91106140N/mm2145N/mm2，满足要求。 WX1185000位移计算：

图21（位移图mm）

经计算，最大位移出现在单元杆件（1）的杆端，最大竖向位移值为7.6mm，单元杆件（2）的1/2位置竖向位移值为5.5mm，满足要求。 4. 顺桥向墩顶两侧4m范围内牛腿计算

墩顶两侧4m范围内各设置3个牛腿，根据此位置底模支承桁架的支座反力计算，以每根纵梁（HN400*200）为力的作用点，受力简图如下所示：

图22（反力图KN）

则牛腿受力计算模型如下图所示：

图23顺桥墩顶两侧4m范围内牛腿（计算简化模型）

图24（轴力图KN）

图25（剪力图KN）

图26（弯矩图KN.m）

单元杆件（1）～（3）、（5）～（6）采用HN400*200型钢，单元（4）

采用25mm钢板组焊。

最大轴向压力出现在单元杆件（6），最大压力值为364.71KN， 计算长细比：li1225649.6060，属于强度计算问题。45.48

N364.7110343.36N/mm2145N/mm2，满足要求。 计算应力：A8412最大剪力出现在单元杆件（4），其截面尺寸如下：

其截面特性参数如下：

Q257.861038.8N/mm280N/mm2，满足要求。 计算剪应力：A29302最大弯矩出现在单元杆件（4），最大弯矩为128.93KN.m，计算其弯曲应力：

WM128.9310677.52N/mm2145N/mm2，满足要求。 WX1663216计算单元杆件（2）的弯曲应力，弯矩值为87.31KN.m，则

WM87.3110673.68N/mm2145N/mm2，满足要求。 WX1185000位移计算：

图27（位移图mm）

经计算，最大位移出现在单元杆件（1）的杆端，最大竖向位移值为5.8mm，单元杆件（2）的1/4位置竖向位移值为3.2mm，满足要求。 5. 顺桥向预埋精轧螺纹钢计算

5.1 墩顶系梁6m范围内精轧螺纹钢计算

计算牛腿支座位置的反力值，如下图所示节点7位置为3层2排共6根精轧螺纹钢固定位置，钢筋中心间距200mm。

图28（牛腿反力图）

受力情况

弯矩 M = 270.92 kN.M 拉力 N =541.92 kN 剪力 V = 0.00 kN

锚筋总截面面积计算

fy：锚筋抗拉强度设计值，锚筋为PSB1080，fy=750MPa t：锚板厚度，t=25mm d：锚筋直径，d=32mm

z：外层锚筋中心间距，z=400mm

αr：外层锚筋中心间距，锚筋分为3层，αr=0.90 αb：锚板的弯曲变形折减系数，αb=0.6+0.25t/d=0.8 As2=N/(0.8αbfy)+M/(0.4αrαbfyz)=2621mm2 所需锚筋总截面面积As=max(As2)=2621mm2

现配锚筋总截面面积As0=6πd2/4=4823.04mm2 >As ,满足。 安全系数S= 4823.04/2621=1.84 5.2 墩顶两侧4m范围内精轧螺纹钢计算 计算牛腿支座位置的反力值，如下图所示

图29（牛腿反力图）

节点7位置为3层2排共6根精轧螺纹钢固定位置，钢筋中心间

距200mm。 受力情况

弯矩 M = 128.92 kN.M 拉力 N =259.38 kN 剪力 V = 0.00 kN 锚筋总截面面积计算

fy：锚筋抗拉强度设计值，锚筋为PSB1080，fy=750MPa t：锚板厚度，t=25mm d：锚筋直径，d=32mm

z：外层锚筋中心间距，z=400mm

αr：外层锚筋中心间距，锚筋分为3层，αr=0.90 αb：锚板的弯曲变形折减系数，αb=0.6+0.25t/d=0.8 As2=N/(0.8αbfy)+M/(0.4αrαbfyz)=2032.5mm2 所需锚筋总截面面积As=max(As2)=2032.5mm2

现配锚筋总截面面积As0=6πd2/4=4823.04mm2 >As ,满足。 安全系数S= 4823.04/2032.5=2.37 6. 顺桥向锚固座销轴计算

墩顶6m范围内牛腿销轴位置最大剪力为541.92KN，销轴采用40Cr材质，直径99mm。 销轴抗弯强度验算：

MPL541.920.227.09KN44m

σWM27.09106284.53Pa406MPa，故满足要求。 Wπd332销轴抗剪强度验算：

V541.9210370.43MPa234MPa，满足要求。 剪应力：τdAπ()227. 横桥向侧模底部支撑型钢（HN250*125*6*9）计算

横桥向支撑图

计算模型如下图所示：

图30（受力分析模型）

图31（剪力图KN）

图32（弯矩图KN.m）

剪应力计算：

Q40.8610310.78N/mm280N/mm2，满足要求。

A3787弯应力计算：

σWM8.2210625.18Pa145MPa，满足要求。 W326400位移计算：

图33（位移图mm）

经计算，最大竖向位移出现在单元杆件（6）和单元杆件（8）的中央位置，最大位移值为0.31mm，满足要求。

8. 横桥向牛腿计算

设横桥向中间两个牛腿承担0#块中间4.6m长范围内的模板自重，则牛腿计算简图如下所示：

图34（牛腿计算模型）

图35（轴力图KN）

图36（剪力图KN）

图37（弯矩图KN.m）

计算单元杆件（3）的压应力，先计算其压杆稳定性。 长细比为：li1225680.9727.86

查表得折减系数0.733

N18.67106.75N/mm2145N/mm2，满足要求。 A0.733787位移计算：

图38（位移图mm）

经计算，最大竖向位移值出现在单元杆件（2），最大竖向位移

值为0.17mm，满足要求。 9. 横桥向预埋精轧螺纹钢计算

计算横桥向牛腿的反力，如下所示：

图39（反力图）

受力情况

弯矩 M = 5.81 kN.M 拉力 N = 27.80 kN 剪力 V = 0.00 kN 锚筋总截面面积计算

fc：砼抗压强度设计值，砼为C30，fc=14.30MPa

fy：锚筋抗拉强度设计值，锚筋为PSB930精轧螺纹钢，fy=750MPa t：锚板厚度，t=25mm d：锚筋直径，d=32mm

z：外层锚筋中心间距，z=200mm

αr：外层锚筋中心间距，锚筋分为两层，αr=1.00 αb：锚板的弯曲变形折减系数，αb=0.6+0.25t/d=0.850 As2=N/(0.8αbfy)+M/(0.4αrαbfyz)=168.4mm2 所需锚筋总截面面积As=max(As2)=168.4mm2

现配锚筋总截面面积As0=4πd2/4=3215mm2 ≥ As 满足! 锚固长度计算

ft：砼轴心抗拉强度设计值，砼为C30，ft=1.43MPa

锚固长度la≥0.14dfy/ft=2350mm 10.

横桥向锚固座销轴计算

销轴采用40Cr材质，直径60mm。 销轴抗弯强度验算：

MPL25.240.21.262KN44m

σWM1.26210659.54Pa406MPa，故满足要求。 3Wπd32销轴抗剪强度验算：

V25.2410331.40MPa234MPa，满足要求。 剪应力：τdAπ()22