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1、计算书一、设计依据1广济北延GY-A1项目“钢箱梁顶推专项施工方案”（论证稿）2.公路桥涵设计通用规（JTG D60-2004）3.公路桥涵地基与基础设计规（JTJ024-85）4.公路桥涵钢结构及木结构设计规（JTJ025-86）5.公路桥涵施工技术规(JTJ041-2000)二、设计参数1箱梁自重：钢箱梁自重按80.7kN/m进行计算。2、导梁自重：导梁总重为316kN，建模时对其结构进行简化，按14.1kN/m进行计算。3、其它结构自重：由程序自动记入。4、墩顶水平力：顶推施工中拼装平台处的支架墩顶受摩檫力F1作用，取摩檫系数为0.1；在11#墩处的支架由于是千斤顶牵引施工，受到千斤顶的
2、作用力T，同时受到墩顶摩檫力F2的作用，取摩檫系数为0.1。三、设计工况及荷载组合根据施工工艺及现场的结构形式，确定荷载工况如下：工况一：钢箱梁拼装阶段。荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重+其它结构自重。工况二：钢箱梁顶推阶段。在钢箱梁顶推阶段按每顶推2.5m为一个工况，以箱梁端头顶推至12#墩为最后一个工况，共30个工况，以此进行各墩顶的受力和导梁的受力分析，其荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重。根据以上工况的计算结果，统计出各临时墩的最大受力，对其结构进行分析。对于11#墩的荷载组合为：墩顶作用力+顶推力+摩阻力+结构自重；对于其它各临时墩的荷载组合为：墩顶作用力+摩阻力+结构自重。四、钢箱梁
3、拼装阶段的受力分析4.1 贝雷支架的计算分析钢箱梁在贝雷支架上进行拼装，支撑箱梁的贝雷片的最大跨径为14m。每个断面布置有四组贝雷片进行箱梁支撑，考虑1.4的不均匀分配系数，作用在每组贝雷片的作用力为F=80.7/41.4+2.7/3=29.2kN/m。其计算模型及结果如下：计算模型弯矩图剪力图通过计算得贝雷片所受到的最大弯矩为M=715.4kNm，最大剪力为V=204.4kN。单组贝雷片的容许弯矩为M=788.2kNm715.4kNm，单组贝雷片的容许剪力为V=245.2kN204.4kN，故贝雷片的强度满足要求。4.2 牛腿的计算分析将贝雷片简化为两跨14m连续梁进行计算，计算模型及结果如
4、下：计算模型弯矩图剪力图通过计算得牛腿的支座反力为F=511kN。贝雷片的支撑牛腿选用工28B，从钢管部穿过，悬臂长度为20cm。牛腿型钢所受到的最大弯矩为M=5110.2=102.2kNm，最大剪力为V=511kN。型钢工28B的截面模量为W=5.3410-4m3。则其弯曲应力为=M/W=188.2MPa=1.4145=203MPa其剪力为=VS/Ib=17.2MPa=85MPa故牛腿的强度满足要求。4.3 钢管桩的计算分析在该施工阶段，钢管桩顶的最大支反力小于钢箱梁顶推阶段的最大支反力，故在该施工阶段，略去钢管桩支架的验算。五、钢箱梁顶推阶段的受力分析5.1 支座反力的计算在钢箱梁顶推阶段
5、按每顶推2.5m为一个工况，以箱梁端头顶推至12#墩为最后一个工况，共30个工况，以此进行各墩顶的受力和导梁的受力分析，其荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重。采用MIDAS对其进行建模计算。模型中，将钢箱梁及导梁换算成等效截面结构，对应于30个工况，设置30个施工阶段。其模型如下：计算模型通过计算得出其支座反力结果如下表：对于各工况条件下的结构应力进行统计，发现导梁的最大应力出现在施工阶段25处，其最大应力为=118.0MPa145MPa，结构的最大变形出现在施工阶段20处，其最大变形量为246.6mm，其应力云图及变形图见下图。施工阶段-25应力云图施工阶段-25变形图表5.1-1 计算结果汇
6、总表（单位：kN）ABCDEFGH施工阶段180.8278.91125.6927.51064.01234.2771.1施工阶段2116.8362.11230.8902.11057.01284.8528.5施工阶段3162.9480.51232.31070.2501.12035.1施工阶段4622.3215.01240.41009.5768.71626.3施工阶段5275.6773.31239.5951.3979.41263.1施工阶段6363.1906.51222.8914.81128.7946.2施工阶段7487.3999.51207.3894.71217.8675.4施工阶段8450.76
7、50.11048.31195.8890.11247.1施工阶段9849.81041.01300.5416.81873.9施工阶段101095.4995.51251.7675.91463.6施工阶段111383.9893.01234.2865.91105.1施工阶段121715.7732.81248.4986.8798.4施工阶段132090.7515.01294.21038.5543.7施工阶段142491.6343.5861.31785.7施工阶段152947.61162.91371.6施工阶段163302.51052.41127.1施工阶段173682.7856.2943.1施工阶段184
8、088.1574.3819.6施工阶段194203.41278.6施工阶段204660.3821.8施工阶段21440.33943.11098.7施工阶段22562.44074.2845.4施工阶段23704.64151.8625.6施工阶段24861.53760.1860.5施工阶段251033.93926.6521.5施工阶段261218.04042.6221.4施工阶段271425.74056.4施工阶段281699.83782.3施工阶段291973.93508.2施工阶段302248.03234.1最大支座反力2248.04660.310411294.21785.71873.9203
9、5.1最小支座反力440.380.8215221.4416.8备注：各临时墩的编号由12#墩开始向9#墩方向的编号分别为AH。5.2 11#墩处的钢管支架的计算分析钢箱梁顶推过程中，顶推千斤顶布置于11#墩处，需考虑钢管支架顶推过程中的稳定性，故对于11#墩处的钢管支架按两种工况进行分析。工况一：墩顶所受作用力最小，千斤顶顶推施工。荷载组合为：墩顶作用力F1+千斤顶顶推力T+墩顶摩檫力f1+结构自重。工况二：墩顶所受作用力最大，千斤顶顶推施工。荷载组合为：墩顶作用力F2+千斤顶顶推力T+结构自重。钢箱梁及导梁的总重量为548.2t，按摩檫系数按0.1进行计算，则所需要的顶推力为T=54820.
10、1=548.2kN。5.2.1 工况一荷载取值根据5.1节中的计算结果表中可查出，墩顶作用力最小为F1=80.8kN，其所产生的墩顶摩檫力f1=80.80.1=8.08kN。千斤顶的荷载同步性按1.05进行考虑，左右墩竖向力不均匀分配系数按1.2考虑。则单个临时墩受到的顶推力为T0=548.2/21.05=287.8kN。单个分配梁的作用长度为2m，宽度为0.5m，其所受到的竖向力为F0=80.8/4/20.8=8.1kN/m，其所受到的摩檫力为f0=8.080.8/4=1.6kN。5.2.2 工况二荷载取值根据5.1节中的计算结果表中可查出，墩顶作用力最大为F1=4660.3kN，其所产生的
11、墩顶摩檫力f1=4660.30.1=466.03kN。千斤顶的荷载同步性按1.05进行考虑，左右墩竖向力不均匀分配系数按1.2考虑。则单个临时墩受到的顶推力为T0=548.2/21.05=287.8kN。单个分配梁的作用长度为2m，宽度为0.5m，其所受到的竖向力为F0=4660.3/4/21.2=699.1kN/m，其所受到的摩檫力为f0=466.031.2/4=139.8kN。5.2.3 计算模型采用MIDAS对其进行建模计算，计算模型如下：计算模型5.2.4 计算结果通过计算得出计算结果如下：工况一：结构应力图工况一：结构变形图工况一：支座反力图（一）工况一：支座反力图（二）工况二：结构
12、应力图工况二：结构变形图工况二：支座反力图（一）工况二：支座反力图（二）对以上计算结果汇总如下表：计算结果汇总表（一）工况最大组合应力（MPa）最大变形（mm）允许应力（MPa）工况一73.814.8145工况二125.04.4145计算结果汇总表（二）节点荷载FX (kN)FY (kN)FZ (kN)MX (kN*m)MY (kN*m)MZ (kN*m)1工况1-90.8 27.6 -638.3 -46.7 -207.0 -25.1 2工况1-91.2 -27.1 730.9 46.3 -207.5 -25.1 3工况1-51.1 30.5 -556.7 -51.3 -132.9 -26.4
13、 4工况1-51.5 -30.9 649.2 51.7 -133.4 -26.4 1工况2-19.8 31.1 690.8 -52.2 -37.8 -25.7 2工况2-24.0 -26.9 783.7 45.8 -44.4 -25.7 3工况219.9 27.0 772.5 -45.8 36.3 -25.7 4工况215.7 -31.1 702.1 52.3 29.7 -25.7 从计算结果汇总表（一）中可以看出，结构最大应力均小于其容许应力，说明钢管支架的强度和刚度满足施工要求。从计算结果汇总表（二）中可以看出，钢管桩所需要的最大抗拔力为638.3kN，需根据以上计算结果进行钢管连接节点的验算。5.3 其它临时墩的计算分析5.3.1 计算工况及荷载组合12#墩处的钢管结构与11#墩处相同，其受力小于11#墩，故在此不做验算。从5.1节的计算结果表中可以看出，CH
