XX苍岭云甸工业区XX高速公路云甸互通式立交工程K126+170～K27+520匝道桥DK0+119.000 钢箱梁顶推设计算书编制：复核：项目总工程师：公司总工程师：云南XXXXXXXX有限公司2016年7月目录一、计算依据 (1)二、工程概况 (1)三、计算约定 (3)四、工况分析及结构计算 (3)4.1计算模型 (3)4.2最大悬臂计算计算结果 (3)4.2.1导梁前端最大位移 (4)4.2.2导梁及主梁上缘应力 (4)4.2.3导梁及主梁下缘应力 (4)4.2.4导梁抗剪计算 (5)4.2.5结构抗倾覆计算 (6)4.3导梁上8号墩时计算结果 (6)4.3.1导梁上8号墩顶力 (6)4.3.2导梁及主梁上缘应力 (7)4.3.3导梁及主梁下缘应力 (7)4.3.4导梁抗剪计算 (7)4.4箱梁上8号墩时计算结果 (8)4.4.1结构位移计算 (8)4.4.2导梁及主梁上缘应力 (8)4.4.3导梁及主梁下缘应力 (8)4.4.4结构抗剪计算 (9)五、千斤顶顶推力计算 (9)六、导梁的连接计算 (9)七、导梁翼缘板与腹板的焊缝计算 (10)八、导梁局部稳定计算 (10)九、拼装平台荷载对混凝土现浇箱梁的影响 (11)十、顶推水平力对桥墩的影响 (11)一、计算依据1、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）2、《公路钢结构桥梁设计规范》（JTJ D64-2015）3、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）4、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）5、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）6、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）7、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2001）8、相关设计文件及施工方案二、工程概况匝道桥DK0+119.000桥位于XX苍岭云甸工业区安楚高速公路云甸互通式立交，本桥为跨越安楚高速所设，起点处与E匝道桥相接，终点处设置桥台与路基相接。
上部结构设计为：跨径（2×22+20）+（4×21）+50+（2×20）米，桥宽19.5米等宽现浇钢筋混凝土连续箱梁、钢箱梁。
下部构造：为双柱墩下设钻孔灌注桩，全桥桩基均按摩擦桩设计；桥台均为桩柱式桥台；桥梁总长241米(含桥台)。
D匝道第三联为单箱五室一孔简支钢箱梁，跨径为50米。
箱梁全桥纵向等梁高布置，内轮廓高2.2米，外轮廓高2.230米。
箱梁顶面全宽19.5米，两侧各设2.25米宽挑臂。
桥梁平面位于直线上，同一横断面上梁顶、底板采用相同横坡，全桥横坡为2%的双向坡。
横向共设6道纵膈板，纵膈板横向间距为3米。
箱梁顶板厚16毫米，下设“U”形和板式加劲肋，“U”形加劲肋板厚8毫米，板式加劲肋160×14毫米。
箱梁底板厚14毫米，设“T”形加劲肋，加劲肋腹板150×8毫米，翼缘100×10毫米。
边纵膈板厚为14毫米，中间纵膈板厚为12毫米，竖向共设三道160×14毫米板式加劲肋。
箱内顶板加劲肋、底板加劲肋及腹板加劲肋除两端支承隔板处断开并与支承隔板焊接连外，其余加劲肋均穿过横隔板或挑臂并与之焊连，箱外顶板加劲肋连续穿过所有挑臂。
普通隔板间沿道路中心垂直方向布置，隔板间距约为2.0米，厚12毫米，中部挖孔设100×10毫米翼缘。
端支点隔板厚20毫米，全部纵向加劲肋在此断开，并与隔板以角焊缝焊联；该端支承隔板与顶板、端支承隔板与纵膈板采用角焊缝连接，端支承隔板与地板采用熔透的对接焊缝连接；四角不设焊缝通过的切口，保证整个钢箱梁安装完成后的气密性。
挑臂为“T”形截面，腹板厚12毫米，下翼缘300×14毫米。
图2.1-1钢箱梁段立面布置图图2.1-2达连坝大桥钢箱梁段平面布置图图2.1-3钢箱梁标准横断面图钢箱梁架设采用连续顶推的方式施工，在4～7号墩侧铺设临时支架拼装钢箱梁，向8号墩侧顶推。
三、计算约定1、力的单位：kN；长度的单位：m，力矩的单位：kN.m2、滑动摩擦系数：μ=0.13、钢梁总重：534t4、导梁自重：66.2 t5、钢箱梁及导梁应力：受拉为正，受压为负6、钢箱梁顶板、底板、腹板、U形加劲肋、T形加劲肋参与截面特性计算，其余构件以均布荷载的形式施加于结构上。
导梁顶板、底板、腹板参与截面特性计算，其余构件以均布荷载的形式施加于结构上。
7、钢材容重：78.5kN/m3。
四、工况分析及结构计算4.1计算模型4.2最大悬臂计算计算结果4.2.1导梁前端最大位移4.2.2导梁及主梁上缘应力4.2.3导梁及主梁下缘应力导梁的最大应力为54.6Mpa＜fd=260MPa，结构受力满足规范要求。
4.2.4导梁抗剪计算导梁最大剪力8230.16758=12.21550.35330.032vd w VS MPa f MPa It τ⨯===⨯＜ 结构抗剪计算满足要求。
4.2.5 结构抗倾覆计算最大倾覆力矩M=23221.9kN.m抗倾覆力矩：M R =106.8×44×22=103382.4 kN.m抗倾覆稳定系数K= M R /M=103382.4/23221.9=4.454.3 导梁上8号墩时计算结果4.3.1 导梁上8号墩顶力导梁前端上墩需要的辅助起顶力为25.9t 时，导梁前端位移Vy=0。
4.3.2导梁及主梁上缘应力4.3.3导梁及主梁下缘应力导梁的最大应力为35.6Mpa＜fd=260MPa，结构受力满足规范要求。
4.3.4导梁抗剪计算导梁最大剪力564.90.16758=8.41550.35330.032vd w VS MPa f MPa It τ⨯===⨯＜ 结构抗剪计算满足要求。
4.4 箱梁上8号墩时计算结果4.4.1 结构位移计算4.4.2导梁及主梁上缘应力4.4.3 导梁及主梁下缘应力导梁的最大应力为54.6Mpa ＜fd=260MPa ，结构受力满足规范要求。
4.4.4结构抗剪计算8180.16758=12.11550.35330.032vd w VS MPa f MPa It τ⨯===⨯＜ 结构抗剪计算满足要求。
五、 千斤顶顶推力计算钢梁自重1534G t =,导梁自重266.2G t =滑块与滑道摩擦系数0.1μ=（滑块与滑道涂抹润滑油），最大顺桥向坡度2.10 %，设置2套顶推装置，则顶推装置需要的顶推力为：/2/2*2.70%(0.1 2.10%)(53466.2)/236.3F G G t μ=+=+⨯+=式中：G 为导梁和钢梁的总重考虑到摩擦力的不均匀因素，选用2台100t 千斤顶，安全系数2.75。
六、 导梁的连接计算1、翼缘板连接螺栓个数计算导梁的最大应力=54.6MPa σ=54.6/21700401856.4N kN ⨯⨯=一个10.9级M24高强螺栓的预拉力P=225kN=0.90.920.4225162b v f N n P kN μ=⨯⨯⨯=翼缘板所需10.9级M24高强螺栓个数1856.411.5162n ==个，取12个 则翼缘板（顶板及底板）各需要10.9级M24高强螺栓个数至少为12个。
2、腹板连接螺栓个数计算：腹板最大剪力为823kN=0.90.920.4225162b v f N n P kN μ=⨯⨯⨯=腹板所需10.9级M24高强螺栓个数823 5.1162n ==个，取6个。
则腹板各需要10.9级M24高强螺栓个数至少为6个。
七、 导梁翼缘板与腹板的焊缝计算导梁翼缘板与腹板采用双面角焊缝，其强度按下式计算：12f w f e VS f h I⨯≤ 其中：V =823kN ，I =0.3533，f S =0.1496，175w f f MPa =经计算，1e h mm =，按构造要求，焊脚尺寸不小于9.5,mm ==，取10mm 。
八、 导梁局部稳定计算1、受压翼缘板局部稳定：当翼缘板厚度为28mm时：7001612.2228＜-==⨯b t 当翼缘板厚度为36mm时：7801610.6236＜-==⨯b t 当翼缘板厚度为40mm时：800169.8240＜-==⨯b t 受压翼缘板局部稳定满足要求。
2、腹板的局部稳定：027********.525016＜-⨯==w h t且027********.58016＞-⨯==w h t 应按规范要求设置腹板加劲肋。
九、 拼装平台荷载对混凝土现浇箱梁的影响钢箱梁50m 长重534t ，每延米钢箱梁重：53410.68106.8/50t kN m == 混凝土梁二期荷载：1）、8cm 厚C40混凝土：0.0818.52537/kN m ⨯⨯=2）、10cm 厚沥青混凝土铺装：0.118.52342.55/kN m ⨯⨯=3）、混凝土护墙：()0.3720.42292529.07/kN m ⨯+⨯=以上三项合计：108.62/kN m由以上计算可知：钢箱梁重量与混凝土箱梁二期荷载基本相当，铺装平台的重量比汽车荷载小，故在现浇箱梁上拼装钢箱梁不会影响混凝土箱梁的安全性。
十、 顶推水平力对桥墩的影响顶推装置需要的顶推力：36.3272.6F kN =⨯=一个车道汽车制动力：1(10.550360)10%88.5N kN =⨯+⨯=3个车道汽车制动力：388.530.78207.9N kN =⨯⨯=由于8号墩桥墩较低，刚度大，分配到8号墩的制动力207.981042N kN =＞， 则顶推力＜分配到8号桥墩的制动力，顶推力不会影响8号桥墩的安全性。