施工栈桥安全性验算计算书

一、验算依据

1、《中交二公院施工栈桥设计图》； 2、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012； 3、《钢结构设计规范》GB50017-2003；

4、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010； 5、《建筑结构静力计算手册》（第二版)； 6、相关建筑、结构施工图纸。

二、确定验算方法

1、因栈桥跨距相对均匀，长短跨相差1m，斜跨与平跨的混凝土板面长度相差0.5m，故钢格构柱两侧跨度范围内产生的弯矩近似相等，在验算钢格构柱竖向承载能力时，不考虑纵向弯矩作用，将钢格构柱视为轴心受压构件；

2、考虑汽车荷载时，只验算最不利位置，其余位置不予验算；施工人员和相关机具（斗车等）所产生的活载不考虑；

3、分析荷载传递方向为：结构面板→横向次梁→纵向次梁→横向主梁→钢格构柱→立柱桩基础；

4、剪刀撑仅在验算钢格构柱的稳定性时，起纵向稳定，加强纵向刚性的作用，忽略在验算竖向承载力时的作用；

5、取永久荷载分项系数?G?1.35，结构重要性系数: ?0?1.0。

三、简化计算模型

1、将所有结构板面、钢格构柱、剪刀撑、横向支撑力学化，第一跨和钢格构柱

与固定支座相连；

2、将一半的结构板面转化为均布线荷载q，并将该线荷载作用在钢格构柱竖向平面内；

3、得出简化的力学计算模型为：

四、荷载计算

1、汽车荷载满载时，取p=40t，转化为P=400kN； 2、混凝土自重：取??25kN/m3

结构面板自重设计值：Q1?1.35?4.25?0.3??9?8.0?4?8.7??25?2138.4kN 梁自重设计值：

Q2?1.35??0.7?0.5?4.25?5?25?0.9?0.9?4.25?4?25

?0.8?0.7?1?4.25?25?0.8?0.7?(9?8.0?4)?25?0.5 =1183.5kN 简化线荷载设计值：

?

q??QiQ1?Q22138.4?1183.5???81kN/mll9?8.0?4

钢格构柱的自重：钢格构柱横截面如下图

查型钢表，L200×18角钢数据： 质量

m=54.4kg/m

截面面积

69.3?10?4m2

钢材密度取7850kg/m3

取0.7m钢格构柱计算每米钢格构柱的自重，

四个等边角钢：

M1?54.4?0.7?4?152.32kg四块钢板：

M2?0.014?0.5?0.3?7850?4?65.94kg

每米长钢格构柱的自重：

M?M2152.32?65.94m?1??311.8kg/m0.70.7

转化为每米长自重设计值：

g?3.118kN/m

五、验算钢格构柱的竖向承载能力

经分析，B节点和F节点左右两跨的跨度最大，承载的混凝土面板自重最大，故只需验算汽车荷载处于B节点和F节时的最不利情况。 1、当汽车荷载时处于节点B，相应的计算简图如下：

总荷载设计值：

Q?1.35[?0.5?q?(AB?BC)?P]?1.35?[0.5?81?(8.7?8.2)?400]?1464kN

BL段钢格构柱自重设计值：

Mbl?1.35g?BL?1.35?3.118?(5.2?5.5?2)?53.46kN验算钢格构柱的承载力：

?1?Q?Mbl1464?53.46??0.054GPa?54MPa4A14?(69.3?500?14)

?fQ345B?310MPa满足施工使用要求。

2、当汽车荷载时处于节点F，相应的计算简图如下：

总荷载设计值：

Q?1.35?[0.5?q?(EF?FG)?P]?1.35?[0.5?81?(8.1?9)?400]?1475kN

FV段钢格构柱自重设计值：

Mbl?1.35g?FV?1.35?3.118?(5.5?2)?31.6kN验算钢格构柱的承载力：

?1?Q?Mbl1475?31.6??0.053GPa?53MPa4A14?(69.3?500?14)

?fQ345B?310MPa

满足施工使用要求。

由结果得出，在忽略横向弯矩作用下计算得到的钢格构柱正应力，约是Q345B钢材抗压强度设计值的五分之一，而横向弯矩在验算竖向承载力时，已经不起控制作用，故钢格构柱的竖向承载力验算已完成。

六、验算钢格构柱的稳定性

由于在结构中应用了剪刀撑，纵向稳定，加强纵向刚性，同时也减小了钢格构柱的长细比，加强了稳定性，避免失稳倒塌。在计算简图中，只有DJ段柱和EK段柱（均小于5.2m）没有与剪刀撑相连，而与剪刀撑相连的柱中，FP段柱高度最大（5.5m），同时荷载最大。故验算钢格构柱的整体稳定时，只需要验算FP段柱。

1、计算简图为：

2、根据《钢结构设计规范》GB50017-2003第5.2.4条，格构式压弯构件的整体稳定性应按下式计算：

N?mxMx??f

N?xA?W(1?0.8)x1x`Nex其中：

N——计算范围内的轴心压力，根据本计算书五、2计算结果，可得

N?1092.6?1.35?3.118?5.5?1115.8kN；

?x——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数，根据构件长细比，钢材屈服

强度和《钢结构设计规范》GB50017-2003表5.1.2-1、表5.1.2-2按附录C采用；