4＃主墩索塔下横梁现浇支架计算资料
一．基本资料
宜宾长江大桥4＃主墩索塔下横梁底部距主墩承台顶48.515m，索塔下横梁底部结构尺寸为25.806m×7m×6m，其内部设置3个5.75m×2.6m×3.6m空箱。在索塔内侧顺索塔高度方向自下而上增加2个高分别为1.001m和0.986m，宽各为2.818m和2.911m的砼牛腿。下横梁钢筋砼体积 ，砼容重取 ，下横梁总重 ，现浇砼拟采用2次浇筑完成，第一次浇到下横梁内空箱腹板刃脚处，即标高317.215m处，故支架验算可考虑下横梁自重的70％验算，即 验算。现浇支架拟采用3纵5横 的钢管承受，其结构参阅设计图。钢管底支承在用30I32a×6m的工字钢组拼的型钢平台上，钢管竖直高度为41.626m。钢管纵横向利用2[36a槽钢利用φ27万能杆件螺栓连接，连接节间距8.3m。（a）：支架立柱钢管顶上采用3组2I56a工字钢作横梁（横梁锚固在索塔上），再在I56a工字钢上布置12组2I36a工字钢作纵梁，I36a工字钢上再布置20cm枕木作为分配梁将下横梁自重均匀的传递给钢管立柱。（b）：支架立柱钢管顶上采用3组2I45a工字钢作纵梁，再在I45a工字钢上布置12组2I25a工字钢作横梁（横梁锚固在索塔上），2I25a工字钢上再布置50×50cm型钢桁片及20cm枕木作为分配梁将下横梁自重均匀的传递给钢管立柱。对以上二种方式作验算比较。
二．支架承受荷载
1．索塔下横梁砼自重
2．下横梁底侧模板自重 （按底模面积100kg/m2计算）
3．底模下枕木自重
4．上纵梁2I36b工字钢自重
5．横梁工字钢3组2I56a自重
三．支架切面验算（纵梁在横梁之上）
1．纵梁2I36a工字钢刚度验算
1)上纵梁采用12组2I26a工字钢共同承受荷载：
，其线荷载
其受力简化为等跨连续梁，受力简图如下：
对于等跨承受均布荷载的连续梁，由连续梁计算三弯矩方程简化知：
，（查《基本资料》得）
式中： ――虚梁反力，
代入化简：
其结构相应简化为简支梁，其跨中弯矩M12为最不利。
由 知：
∴
由 知：
计算跨中弯矩：
由 知：
故支点2处弯矩最大，以 验算即可。
2)纵梁切面抗弯强度验算
（2I36a）
由 （热轧工字钢）
3)纵梁刚度验算
纵梁挠度：
，∴刚度合格。
2．横梁的强度、刚度验算
1)横梁采用3组2I45a工字钢共同承受均布荷载
其承受总荷载：
根据纵梁受力分析知：中排工字钢受力为最大，设边排受力为x，则中排受力应为 ，则
由： →
则边排共受力： ，中排受力为：
则以中排验算，其线荷载
其受力情况为7跨连续梁，受力简图如下：
由三弯矩方程的固端转化知：固端转化为铰端，
由三弯矩方程知：
式中： 为虚梁反力，
均布荷载
由于 为一定值，则去之， ，
设余下各支点赘余弯矩分别为
代入上式简化知，其中： ， ， ，
，
对于支点1： ，
对于支点2～5：
对于支点6： ，
对于支点7： ，
代入三弯矩方程知：
支点1：
即
支点2：
支点3：
支点4：
支点5：
支点6：
支点7：
令： ，则化简为：
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
解以上7个联立方程组得：
， ， ， ， ，
综上计算知：计算以支点2-3,3-4段受力最不利验算切面应力。
对于支点2，3（下式中 均取正值）其简图如下
由 ，
∴ ，
对于支点3，4
由 ，
∴ ，
对于支点2-3，计算 （跨中）
对跨中 ，
∴
对于支点3-4，由
∴
由结构对称性可知，对于支点3反力最大，
正弯矩 最大，负弯矩 最大
2)强度验算（以 计算）
查2I56a工字钢截面模量
∴
强度合格。
3)工字钢刚度验算
工字钢支点3-4处变形最大，查得
∴挠度合格。
四．钢管 的抗压抗弯验算（倾斜度最大的钢管）
取钢管节间长8.3m计算，验算跨中中排钢管受力合计 计算。
计算简图如下
钢管中部产生弯矩：
钢管抗弯应力：
基于以上计算中间排钢管可以选用 以偏安全。
钢管：
可用。
五．支架截面验算（横梁在纵梁之上）
1．横梁2I25a（12组）在纵梁之上的工字钢强度及刚度验算
1)结构构件内力计算：
由（三）计算知：横梁在纵梁之上，采用12组2I25a工字钢作横梁，按总荷载 验算，每组工字钢承受150t的压力。
其线荷载
其受力简图如下：
按7跨连续梁计算，计算方法同（三）
经计算得： ， ， ，
， ， ，
， ，
由结构的对称性知，对于支点c、e的反力最大， ，正弯矩
最大，负弯矩 最大
2)2I25a工字钢的强度验算（以 计算）
查2I25a工字钢的截面特性得：
，
∴
强度满足要求
3) 2I25a工字钢的刚度验算
工字钢支点c，d段变形最大
2I25a工字钢的挠度满足要求。
2．纵梁2I45a工字钢强度、刚度验算：纵梁5组2I45a工字钢共同承受 荷载。
1)构件内力计算
其每组2I45a工字钢承受荷载 ，其受力状况简化为如下计算，其线荷载 ，如下图：
同样按二跨连续梁的三弯矩方程和叠加原理计算知：
赘余力矩：
式中： 为均布荷载产生的赘余力
为两端悬臂产生的赘余力
经计算知： ，
利用叠加原理知：
计算支点反力及跨中弯矩，（ 数值取正值）
计算得：，
由对称性可知：
由
2)2I45a工字钢强度验算（以负弯矩 计算）
查2I45a工字钢的截面特性：
，
由：
强度满足要求。
3) 2I45a工字钢的刚度验算
故2I45a工字钢作纵梁能满足强度、刚度要求。
六、支架立柱钢管验算：（中间排靠索塔立柱倾斜钢管受力最大）
钢管最不利验算如下图：
计算时取钢管倾斜度最大，且受压力最大的钢管验算
钢管切面积
故钢管的弯曲应力
轴向应力
但在施工中由于倾斜钢管同时承受偏心压力，建议中间排支撑钢管采用 钢管。
换算应力（受压并受弯矩）
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