受力分析

桥梁中部桁架受力分析

受力验算：

一）施工托架设计和验算 １、施工荷载计算

若施工托架平台及盖梁重量为G，取2.7×2.5截面盖梁、砼数量31.1 m3为例计算。

施工荷载包括：平台及盖梁模板自重，钢筋混凝土重量，施工人员及设备重量，灌注砼时振捣产生的冲击力等。

①施工托架平台重:支用方木为0.2×0.2×4.5m，共需11根.

n1＝（0.2×0.2×4.5×11）×0.5×10=9.9KN，(查结构计算手册：方木密度取0.5t/m3)

②定型钢模板重量：拟采用5mm厚钢板制作，模板自重为90.5Kg/m2 则n2＝[（9.6×2.5）×90.5×10×10-3＝21.7KN） ③钢筋混凝土重:

n3= 31.1×20.6= 0.7KN

④施工人员及设备重: 取n4= 2.5KN ⑤振捣砼时产生振捣力: n5 =5KN

施工荷载G=∑ni = n1 + …… +n4+n5=9.9+21.7+0.7+2.5+5=679.8KN 二）工字梁受力分析 工字梁受力分析：托架取最不利受力组合状态进行分析，即跨中承受最大弯矩，受力计算模式见图5：

300 A B 960 300 a l a

单位：厘米

图4：盖梁受力模式

取1.25为容许应力安全系数，作用在纵梁上的均布荷载 q=679.8×1.25/15.6=.5KN/m

1）跨中最大弯距：

Mmax = ql2/8 =.5×9.62/8=627.8 kN〃mm 需要截面抵抗矩 Wx ≥Mmax / x. f =627.8×106 / 1×210 = 2.99×106 mm3,其中: x .f=[σ]=210MPa，

查结构计算手册,可选用两根I50b工字钢,根据现有材料,选用两根I50b工字钢，其截面特性为：Ix=48560 Wx=1940 cm3 Ix /Sx =42.4腹板厚tw=14mm b=160mm r=14mm t=20mm 自重=1.01KN/m。

考虑梁自重后，每根工字钢跨中最大弯矩为：

Mx= [(.5+1.2×1.01)×9.62×1/8]/2=320.9kN〃m 每根工字钢最大剪应力：

V=[ql/2]/2=[(.5+1.2×1.01)×9.6/2]/2=133.7kN

2）强度验算

2.1抗弯强度验算：

Mx /γx〃Wnx = 320.9×106/1×1940×103 = 165.4 N/mm2 =165.4Mpa＜[σ]= 210 MPa 满足要求 2.2抗剪强度验算

VSx/Ix.tw=133.7×103/（42.4×10×15.6）=34.5N/mm2=20.2MPa＜[τ]=120MPa 满足要求 2.3跨中扰度验算

横梁的弹性模量E=2.5105MPa;惯性矩I=48560cm4，

fmax=5qL4/（384×2EIx）=5×.5×9./384×2×2.5×108×48560×10-8=0.02m＜[f]=L/400=9.6/400=0.024m

由于fmax＜[f]，计算挠度能满足要求。 关于纵梁计算挠度的说明：计算时按最大挠度在跨中考虑，由于盖梁悬出端的砼量较小，悬出端砼自重产生荷载也相对较小，考虑到横梁、模板等方面刚度作用，实际上梁跨中挠度要小于计算的fmax值。实际施工中为了减少跨中的弯矩和变形，混凝土浇注从两柱开始往跨中进行浇注。这样悬臂端产生的弯矩会抵消跨中一部分弯矩，从而增加了托架的安全性。

经各项受力验算，所选择工字钢形式满足受力要求。