柱系梁计算书1、设计依据《钢结构设计规范<GB 50017-2014>》、《公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）》、《建筑结构荷载规范<GB 50009-2012>》、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》和桥梁施工图。

2、总体方案本标段桥梁上系梁采用钢模板、和系梁以下部分墩柱同时施工。

在墩柱模板上焊接牛腿，采用QL32型千斤顶支撑I45a工字钢，工字钢上利用［14b槽钢搭设系梁底模平台施工。

上系梁施工设计图：3、设计参数［14b槽钢：理论重量16.73kg/m 弹性模量2E=N/206000mm惯性力矩I=609.4cm4 设计抗弯强度2=f215mm/NmI45a工字钢：理论重量80.4kg/m 弹性模量2E=N206000mm/惯性力矩I=32240 cm4 设计抗弯强度2fN215mm/m4、荷载分析4.1、永久荷载钢筋砼重量G1：标段内柱系梁尺寸为1.8×1.5m，砼数量12.7m3，钢筋砼比重按2.6t/m3（按《公路桥涵施工技术规范》的规定）。

上系梁钢筋砼重量G1: G1=12.7m3×2.6 t/m3×10KN=330.2KN。

系梁模板重量G2：根据模型设计图得知，系梁模板采用钢模板，重量(侧模和底模部分)为2.38t，即G2=23.8KN。

槽钢重量G3：根据上系梁设计图，采用［14b槽钢，槽钢按0.45m间距设置，每根长度4m，放置11根。

密度16.73kg/m。

槽钢重量G3:G3=11×4×16.73×10÷1000=7.36KNI45a工字钢重量G4：采用两根长12m I45a工字钢，理论重量80.4kg/m。

I45a工字钢的重量G4：G4=12×2×80.4×10÷1000=19.296 KN根据以上分析计算永久荷载G为：G=G1+G2+G3+G4=330.2KN＋23.8KN＋7.36KN＋19.296 KN＝380.656KN4.2、可变荷载可变荷载包括施工荷载、风荷载、雪荷载等，根据系梁施工搭设结构及施工地点气候特点，不考虑雪荷载和水平风荷载；施工荷载（作业层人员、器具、材料的重量）根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》取3KN/m2；砼振捣附加荷载根据《公路桥涵施工技术规范》取2KN/m2；砼采用吊车入模，不考虑砼入模的冲击荷载。

可变荷载合计为5KN/m2，根据系梁底模面积，计算出可变荷载G5为：G5=5×6.83=34.15KN 4.3、偶然荷载根据系梁施工搭设结构，不考虑撞击力等因素引起的偶然荷载。

5、千斤顶反力计算永久荷载和可变荷载分别按1.2、1.4的分项系数计算千斤顶反力为： 永久荷载：380.656×1.2=456.787KN 可变荷载：34.15×1.4=47.81KN根据上系梁施工结构设计图，上部荷载由4个千斤顶承受，每个千斤顶反力Q 为：Q=(G+G5)÷4=（456.787+47.81）÷4=126.149KN根据《系梁施工方案》得知，系梁施工采用32吨千斤顶＞12.6吨（千斤顶考虑与盖梁施工共用），满足要求。

6、焊缝强度验算根据上系梁施工结构设计图，上部荷载通过焊接在墩柱模型上的牛腿承受，需对牛腿与墩柱竖向槽钢焊缝进行验算。

根据上系梁施工结构设计图，牛腿与墩柱模型竖向槽钢焊接，焊缝形式为直角角焊缝，作用力平行于焊缝长度方向，根据《钢结构设计规范》，焊缝的强度计算为：fw ≤=helwN τfτf —沿焊缝长度方向的剪应力;h e —焊缝的计算厚度，直角角焊缝等于0.7h f ，h f 为焊脚长度，取h e =5mm 计算；l w —焊缝计算长度，每条焊缝长度取其实际长度减去2h f ；f w —焊缝的设计强度值，f w =160N/mm 2(牛腿及墩柱模型竖向槽钢为Q235钢材，采用E50型焊条手工焊)。

根据以上的公式计算，焊缝长度l w ：mm mm lw 16898.167251601229507.05≈=⨯+⨯≥根据设计图，牛腿与墩柱竖向槽钢的焊接长度为400mm ＞168mm ，焊缝强度满足要求。

7、［14b槽钢强度验算根据上系梁施工结构设计图，槽钢承受上部系梁钢筋砼及模型重量荷载，上部荷载按均布荷载分布在槽钢上进行计算分析。

全部荷载均布分布在底板上（长度4.7m、宽度1.6m），荷载分布示意图为：q槽钢上承受的均布荷载q：q=(（G1+G2）×1.2+G5×1.4)÷(4.7×1.6)×0.45=（(330.2＋23.8) ×1.2+34.15×1.4)）÷(4.7×1.6)×0.45=472.61÷7.52×0.45=28.28KN/m。

利用TSSD 钢结构计算软件对槽钢受力分析结果如下：7.1、几何数据及计算参数支座形式：左端：简支右端：简支跨序号跨度(mm) 截面惯性矩(×106mm4)第1跨2000.0 6.1材料弹性模量(N/mm2)：E = 206000.07.2、荷载数据1．工况1(恒载)7.3、内力计算结果a．弯矩包络图b．剪力包络图c第一跨 1 2 3 4 5 6 7正弯矩(kN-m) 0.00 7.09 11.68 13.21 11.68 7.09 0.00负弯矩(kN-m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.00正剪力(kN) 22.02 18.35 9.17 0.00 0.00 0.00 0.00负剪力(kN) 0.00 0.00 0.00 -0.00 -9.17 -18.35 -22.02挠度(mm) 0.00 2.19 3.78 4.35 3.78 2.19 0.00 正弯矩最大值(kN-m)：13.21 位置(m)：1.000负弯矩最大值(kN-m)：-0.00 位置(m)：2.000剪力最大值(kN)：-22.02 位置(m)：1.800挠度最大值(mm)： 4.35 位置(m)：1.0007.4、槽钢强度验算a、根据以上受力分析得知，槽钢所受的最大弯矩为：fmax=13.21KN-m，抗弯截面模量Wz=87.1×10-6m3。

抗弯强度：δmax=fmax÷Wz=13.21KN-m÷87.1×10-6m3=0.1517×106KN/m2=151.7N/mm2< f m=215N/㎜2 安全b、根据《钢结构设计规范》规定，槽钢允许的最大挠度：L/250=2000÷250=8㎜根据以上受力分析可知，［14b槽钢所受的最大挠度：4.35㎜＜8㎜，满足规范要求。

c、支点处反力根据以上受力分析得知，槽钢两端支点反力为22.02KN，即I45a工字钢承受上部的集中荷载力。

8、I45a工字钢强度验算将工字钢承受上部荷载简化为均布荷载q为：q=(（G1+G2+G3）×1.2+G5×1.4)÷(4.7×1.6)×0.8=（(330.2＋23.8+7.36) ×1.2+34.15×1.4)）÷(4.7×1.6)×0.8=468.65÷7.52×0.8=51.217KN/m。

利用TSSD 钢结构计算软件对工字钢受力分析结果如下：几何数据及计算参数支座形式：左端：简支右端：简支连续梁结构信息：跨序号跨度(mm) 截面惯性矩(×106mm4)第1跨6700.0 322.4材料弹性模量(N/mm2)：E = 206000.08.1、荷载数据工况1(恒载)8.2、内力计算结果a．弯矩包络图b．剪力包络图c．截面内力第一跨 1 2 3 4 5 6 7正弯矩(kN-m) 0.00 130.49 223.74 254.83 223.74 130.49 0.00负弯矩(kN-m) -0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00正剪力(kN) 117.16 111.35 55.67 0.00 0.00 0.00 0.00负剪力(kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 -55.67 -111.35 -117.16挠度(mm) 0.00 8.83 15.28 17.62 15.28 8.83 -0.00正弯矩最大值(kN-m)：254.83 位置(m)：3.350负弯矩最大值(kN-m)：-0.00 位置(m)：0.000剪力最大值(kN)：117.16 位置(m)：0.000挠度最大值(mm)：17.62 位置(m)：3.3508.3、工字钢强度验算a、根据以上受力分析得知，工字钢所受的最大弯矩为：fmax=254.83KN-m，抗弯截面模量Wz=1430×10-6m3。

抗弯强度：δmax=fmax÷Wz=254.83KN-m÷1430×10-6m3=0.178×106KN/m2=178N/mm2<f m=215N/㎜2 安全b、根据《钢结构设计规范》规定，工字钢允许的最大挠度：L/250=6700÷250=26.8㎜根据以上受力分析可知，I45a工字钢所受的最大挠度：17.62㎜＜26.8㎜，满足规范要求。