迎宾大桥主塔支架计算书

1工程概况 ................................................................................................................................................ 1 2计算原则 ................................................................................................................................................ 2 3计算依据 ................................................................................................................................................ 2 4支架结构体系 ........................................................................................................................................ 2 5支架计算 ................................................................................................................................................ 4

5.1 计算参数 ................................................................................................................................... 4 5.2 上部结构计算 ........................................................................................................................... 5

5.2.1 背楞[10计算 ................................................................................................................. 5 5.2.2 横肋2[12计算 .............................................................................................................. 6 5.2.3 纵肋I14计算 ................................................................................................................ 8 5.2.4 主塔分配梁计算 ......................................................................................................... 10 5.2.5 横梁分配梁计算 ......................................................................................................... 13 5.2.6 贝雷梁计算 ................................................................................................................. 14 5.3下部结构计算 .......................................................................................................................... 16

5.3.1 钢管支架计算 ............................................................................................................. 16 5.3.2 横梁预埋件计算 ......................................................................................................... 24 5.3.3 横梁边跨承重梁计算 ................................................................................................. 25 5.3.4 横梁支架牛腿计算 ..................................................................................................... 26 5.3.5 塔身牛腿预埋件计算 ................................................................................................. 29 5.3.6 焊缝计算 ..................................................................................................................... 31

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 迎宾大桥主塔支架计算书

1工程概况

本项目位于迎宾大道上与翟阳路、安姚路、S22相接，设计起讫点K0+000～K0+900，桥梁全长900m。桥跨布置为4×25m装配式预应力砼桥面连续小箱梁+（80+40）m无背索双索面独塔斜拉桥+4×25m+3×25m装配式预应力砼桥面连续小箱梁；桥梁宽度25.5m，平面位于直线上，立面位于R=6500m的竖曲线上。

横断面布置：2.5m（索塔区）+0.5m（防撞护栏）+（0.75+3×3.5+0.75）车行道+0.5m（中央分隔墩）+（0.75+3×3.5+0.75）车行道+0.5m（防撞护栏）+2.5m（索塔区），总宽度30.5m。

图1-1 主桥桥型布置图 (单位：cm)

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 本桥采用分离式桥塔，主塔倾角为59°，两个桥塔主塔柱中心间距27.75m，承台顶面到塔柱顶75.25m，桥面以上塔高约65.38m，主塔柱断面为矩形，顺桥向长度4.0~8.5m，横桥向宽度为2.5m，桥塔为钢筋混凝土结构。

本桥采用φ7平行钢丝束的PE热挤压斜拉索，冷铸锚具。钢丝抗拉强度标准值1670MPa，主跨布置13对斜拉索，C1～C3采用有PES7-163型斜拉索，C4～C13采用有PES7-139型斜拉索。斜拉索在梁上间距为4m，塔上间距4.15m，在梁端张拉，塔端作为固定端。

2计算原则

（1）支架结构必须同时满足强度、刚度及稳定性三个方面的要求；

（2）支架所承担的荷载除混凝土的自重外，尚需考虑分配梁、承重梁、施工人员及机械设备和混凝土振捣、倾倒等荷载；

（3）计算时采取比较符合实际的力学模型；

（4）根据支架结构体系，对各结构层逐层进行荷载分析及结构验算；

（5）对部分结构的不均布、不对称性从安全角度考虑，取较大荷载的分布形式。

3计算依据

（1）《林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程施工图》；

（2）《路桥施工计算手册》，周水兴、何兆益、邹毅松等，人民交通出版社； （3）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）； （4）《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）； （5）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）；

（6）《桥梁工程施工技术》，王海良、董鹏，人民交通出版社；

（7）《桥梁施工常用计算实例》，蔡新宁、南志，人民交通出版社股份有限公司； （8）《新编桥梁施工工程师手册》，向中富、邹毅松、杨寿忠等，人民交通出版社。

4支架结构体系

桥塔支架采用大钢管支架。主塔模板系统由6mm钢板、[8背楞、2[12横肋组成。钢板下布置长2.7m的[8作为背楞，纵桥向间距为0.4m，背楞下与之垂直方向每隔

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 0.8m布置一道2[12的横肋。支架设计为横肋下沿横桥向布置长4.6m的I14作为纵肋，纵桥向间距1m，纵肋下沿纵桥向垫2HN400×200的分配梁作为支承，横桥向间距为0.4m，同时在该处设置加劲板，以加强结构的受力能力。分配梁下沿横桥向布设长4.5m的2HN500×200×10×16作为承重梁，纵桥向最大间距为4.8m，下部结构钢管桩采用φ630×10mm的钢管，在竖直方向两不同标高位置处沿钢管桩四周各设置一道2HN450×200的型钢作为塔吊附着框（具体结构布置及标高见施工图），钢管间采用φ273×8mm平联钢管及[20a型钢剪刀撑，支架各结构间具体间距及高度设置见下图。

图4-1 桥塔塔柱支架布置图(单位：mm)

主塔塔顶采用3根预应力混凝土横梁相连，横梁间距为8.0m，横梁采用3.0×3.0m实心矩形截面。桥塔横梁现浇支架采用大钢管加贝雷支架。主塔横梁底模及底模支架系统作用在分配梁I20a上，I20a长为5.4m，横桥向布置间距为1.2m，分配梁下垫贝雷梁作为支承，单根横梁下沿横桥向布置2组贝雷桁架，每组8（列）×2（排）=16（片），共2组16×2=32片组成，贝雷梁组间纵桥向间距为2.1m，沿横桥向贝雷梁

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 分别由设置在中间位置的钢管桩顶的承重梁2HN500×200及两端的塔身预埋牛腿上和钢管牛腿上的承重梁2HN500×200共同支撑，承重梁横桥向布置间距为5.9+6+6+5.9m，为了增加结构的强度、刚度及稳定性，中间位置的承重梁与钢管立柱间沿承重梁投影位置设置2HN500×200的八字撑型钢（具体结构设计见施工图），下部结构钢管桩采用φ630×10mm落地钢管（其中部分钢管支撑一端底部设置在横梁顶部位置），钢管间采用φ273×8mm平联钢管及[20a型钢剪刀撑，支架各结构间具体间距及高度设置见下图。

图4-2桥塔横梁支架布置图（单位：mm）

5支架计算

5.1 计算参数

支架结构计算采用Midas Civil有限元分析软件和手工计算相结合的方式，对不均布、不对称性的荷载采用较大的均布荷载，以作安全储备使用。混凝土浇筑采用分节浇筑完成。

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 计算基本参数的取值：混凝土的容重为25 kN/m3，模板及桁架系统作用在支架的荷载为2kPa，施工人员、施工料具运输、堆放荷载为2.5kPa，振捣混凝土产生的荷载为2kPa。混凝土浇筑高度超过1m，故不计入倾倒混凝土产生的荷载。支架系统所用各种材料的力学性能和力学指标均按照规范取值。

5.2 上部结构计算

5.2.1 背楞[10计算

主塔底模系统作用在背楞[8上，[8布置间距为0.4m，背楞下垫双拼[12横肋作为支承，横肋间距为0.8m。 [10的截面特性及力学参数为：弹性模量E2.06105MPa，容许正应力[f]215MPa，容许剪应力[fv]125MPa。

图 5.2.1-1 [8型钢截面特性值

混凝土荷载为：

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 q砼0.425660kN/m

模板荷载为：

q模20.40.8kN/m施工人员、施工料具运输、堆放荷载：

q施2.50.41kN/m

振捣混凝土产生的荷载：

q振20.40.8kN/m

[8自重荷载：

qg0.08kN/m

考虑最不利荷载组合，则作用在背楞上的荷载为：

q1.260+0.8+0.081.410.875.5kN/m

按三跨连续梁计算，则背楞受到的最不利内力为：

Vmax36.2kN，错误！未找到引用源。Mmax4.83kNm

则背楞的最大正应力为：

σM/W190.9MPa最大剪应力为：

τ挠度为：

VS108.2MPa综上，背楞[8满足要求。

5.2.2 横肋2[12计算

双拼[12横肋布置间距为0.8m，横肋下垫I14作为纵肋，纵肋布置间距为1m。则横肋所受的荷载有：

混凝土荷载为：

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 q砼0.8256120kN/m

模板荷载为：

q模20.81.6kN/m

施工人员、施工料具运输、堆放荷载：

q施2.50.82kN/m

振捣混凝土产生的荷载：

q振20.81.6kN/m

考虑最不利荷载组合，则作用在横肋上的荷载为：

q1.2120+1.61.421.6150.9kN/m

采用midas软件进行分析计算，可得：

图5.2.2-1横肋组合应力图（单位：MPa）

图5.2.2-2 横肋剪应力图（单位：MPa）

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图5.2.2-3 横肋位移图（mm）

由图可知，横肋最大正应力为max72.1，最大剪应力MPaf215MPa ，最大挠度max0.343mmmax30.1MPaf125MPa拼[12满足要求。

l2.5mm，故横肋双4005.2.3 纵肋I14计算

横肋2[12下垫I14型钢作为纵肋，纵肋布置间距为1m，纵肋下设置分配梁，分配梁布置间距为0.4m。

纵肋I14型钢的力学特性为：弹性模量E2.06105MPa，容许正应力

[f]215MPa，容许剪应力[fv]125MPa。

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图 5.2.3-1 I14型钢截面特性值

则作用在纵肋I14的荷载为： 混凝土荷载：

q2516150kN/m

模板及支架系统作用在纵肋上的荷载：

q模20.12kN/m

施工人员、施工料具运输、堆放荷载：

q施2.512.5kN/m

振捣混凝土产生的荷载：

q振212kN/m

I14纵肋的自重荷载为：

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 qg0.169kN/m

根据上述荷载计算，考虑荷载组合效应可知，作用在纵肋上的等效荷载为：

q总1.2（150+2+0.169）1.4（2.5+2）189kN/m

按简支梁计算，则背楞受到的最不利内力为：

Vmax37.8kN，错误！未找到引用源。Mmax3.78kNm

则纵肋的最大正应力为：

σM/W37MPa最大剪应力为：

τ挠度为：

VS56.3MPa综上，纵肋I14满足要求。

5.2.4 主塔分配梁计算

主塔支架采用双拼HN400×200作为分配梁，分配梁布置间距为0.4m，分配梁下设置承重梁，承重梁最大间距为4.8m。

HN400×200型钢的力学特性为：弹性模量E2.06105MPa，容许正应力

[f]215MPa，容许剪应力[fv]125MPa。

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图 5.2.4-1 HN400×200型钢截面特性值

则作用在分配梁上的荷载为： 混凝土荷载：

q250.4660kN/m

模板及支架作用在分配梁上的荷载：

q模20.40.8kN/m施工人员、施工料具运输、堆放荷载：

q施2.50.41kN/m

振捣混凝土产生的荷载：

q振20.40.8kN/m

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 分配梁的自重荷载为：

qg0.6432=1.286kN/m

根据上述荷载计算，考虑荷载组合效应可知，作用在分配梁上的等效荷载为：

q总1.2（60+0.8+1.286）1.4（1+0.8）77kN/m

采用midas软件进行分析计算，可得：

图5.2.4-2分配梁组合应力图（单位：MPa）

图5.2.4-3 分配梁剪应力图（单位：MPa）

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 图5.2.4-4 分配梁位移图（mm）

由图可知，分配梁最大正应力为max100.4MPaf215MPa，最大剪应力

max11.6MPaf125MPa ，最大挠度max11.4mm足要求。

l12mm，故分配梁满4005.2.5 横梁分配梁计算

主塔横梁底模及底模支架系统作用在分配梁I20a上，I20a布置间距为1.2m，分配梁下垫贝雷梁作为支承，贝雷梁最大间距为1.2m。分配梁I20a的截面参数及力学参数为：弹性模量E2.06105MPa，容许正应力[f]215MPa，容许剪应力

[fv]125MPa。

图5.2.5-1 I20a型钢截面特性值

混凝土荷载为：

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 q砼1.225390kN/m

模板荷载为：

q模21.22.4kN/m

施工人员、施工料具运输、堆放荷载：

q施2.51.23kN/m

振捣混凝土产生的荷载：

q振21.22.4kN/m

考虑最不利荷载组合，则作用在分配梁上的荷载为：

q1.290+2.41.43+2.4118.4kN/m

按简支梁计算，则分配梁受到的最不利内力为：

Vmax71kN，错误！未找到引用源。Mmax21.3kNm

则分配梁的最大正应力为：

σM/W89.8MPa最大剪应力为：

τ挠度为：

VS58.2MPa综上，分配梁I20a满足要求。

5.2.6 贝雷梁计算

贝雷主梁直接承受上部横梁的全部荷载，贝雷由2组桁架组成，贝雷片由设置在钢管上的承重梁支撑，承重梁布置间距为6m。单组贝雷主梁上所承受的荷载宽度为1.5m，则贝雷梁所受荷载为：

混凝土荷载：

q2531.5112.5kN/m

模板及桁架系统作用在贝雷主梁上的荷载：

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 q模21.53kN/m施工人员、施工料具运输、堆放荷载：

q施2.51.53.75kN/m

振捣混凝土产生的荷载：

q振21.53kN/m

I20a分配梁的自重等效作用在贝雷主梁上荷载为：

q分0.279211.5=0.4kN/m

21贝雷主梁并考虑贝雷插销、骑马螺栓、花架等自重等效荷载为：

qg3/3=1kN/m

根据上述荷载计算，考虑荷载组合效应可知，作用在贝雷主梁上的等效荷载为：

q总1.2（112.530.41）1.4（33.75）149.7kN/m

取最不利荷载进行计算，按简支梁计算内力结果如下：

Mmax673.6kNm，Qmax449.1kN

贝雷主梁的截面特性可通过查询《新编桥梁施工工程师手册》（向中富、邹毅松、杨寿忠编）可得，弹性模量E2.06105MPa；惯性矩Ix500994.4cm4；截面抵抗矩Wx7157.1cm3。

最大弯矩：

Mmax673.6kNm[M0]1576.4kNm，满足要求。

最大剪力：

Qmax449.1kN[Q0]490.5kN，满足要求。

挠度计算按简支梁进行计算，最大挠度为：

max5ql45149.760004l6000==2.44mm[]15mm 54384EIx3842.0610500994.410400400故贝雷梁挠度满足要求。

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 5.3下部结构计算

5.3.1 钢管支架计算

支架下部结构所用材料主要为φ630×10mm钢管、HN500×200型钢、φ273×8mm钢管及[20a型钢，其截面特性通过查型钢截面特性表可得。

图 5.3.1-1 φ630×10钢管截面特性值

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图 5.3.1-2 HN500×200×10×16 型钢截面特性

图 5.3.1-3 φ273×8 钢管截面特性值

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图 5.3.1-4 [20a型钢截面特性

（1）主塔支架下部结构通过主塔承重梁承受分配梁传递下来的支反力，由主塔分配梁计算可知最大支反力为133.3kN。

图5.3.1-5 主塔支架分配梁支反力（kN）

（2）横梁承重梁承受横梁施工传递下来的所有荷载，承重梁最大分布间距为6m，承重梁与钢管立柱间设置八字撑。承重梁受到的荷载为：

混凝土荷载为：

q砼2536450kN/m

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 模板荷载为：

q模2612kN/m施工人员、施工料具运输、堆放荷载：

q施2.5615kN/m

振捣混凝土产生的荷载：

q振2612kN/m

分配梁I20a及贝雷梁的的自重荷载为：

qg1.569kN/m

承重梁所受荷载为：

q1.24501291.41512603kN/m

（3）由塔吊说明书P39页可知，塔吊附着作用在钢管支架附着框上的荷载为：

图5.3.1-6 塔吊附着点荷载（kN）

（4）由于支架高度较高，需考虑风荷载对支架支撑体系的影响：

Fwhk0k1k22k3k52W0Awh

其中：k01，k10.81.71.36，k21.28，k31.0，k51.38，W00.2kPa，

Awh0.63m2/m，则：

Fwh11.361.2821.01.3820.20.63=0.535kN/m

支架下部结构采用钢管与型钢焊接，组成超静定体系框架结构，采用Midas Civil

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 有限元分析软件建立整体模型分析，其结果如下：

图5.3.1-7 下部结构模型整体分析结果

为便于分析下部结构各构件的内力分布情况，下面将各结构的应力分布图摘出，其结果如下：

图5.3.1-8承重梁2HN500组合应力图（单位：MPa）

图5.3.1-9 承重梁2HN500剪应力图（单位：MPa）

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图5.3.1-10 承重梁2HN500变形图（单位：mm）

由图可知，承重梁2HN500的最大正应力为max105.3MPaf215MPa，最大剪应力max73.7MPaf125MPa ，最大挠度max4.314mm故承重梁满足要求。

l11.25mm，400

图5.3.1-11 平联管组合应力图（单位：MPa）

由图可知，φ273×8平联管的最大组合应力为max119.4MPaf215MPa，满足要求。

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 图5.3.1-12 剪刀撑组合应力图（单位：MPa）

由图可知，[20a剪刀撑的最大组合应力为max112.8MPaf215MPa，满足要求。

图5.3.1-13 八字撑组合应力图（单位：MPa）

由图可知，双拼I25a八字撑的最大组合应力为max187.3MPaf215MPa，满足要求。

图5.3.1-14 附着框组合应力图（单位：MPa）

由图可知，2HN450附着框的最大组合应力为max53.5MPaf215MPa，满足要求。

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图5.3.1-15 钢管支撑正应力图（单位：MPa）

由图可知，钢管支撑的最大应力为max151.3MPaf215MPa，满足要求。

图5.3.1-16 钢管支架反力图（单位：kN）

经计算可知钢管桩支反力最大值为：1041.7kN。查《钢构件字典》可知，直径630mm、壁厚10mm钢管桩的截面参数及材料力学性能指标如下：

A194.779cm2，i21.293cm

最大钢管桩受力为1041.7kN，则其轴压应力为：

maxPmax1041.710353.4MPaf215MPa，符合要求； 2A194.77910单根钢管桩自由长度按l8m，则杆件长细比为：

l/i800/21.29337.5

查《钢结构设计手册》可知，轴心受压构件的稳定系数0.948，则考虑稳定系数后, max53.4MPa56.3MPaf215MPa，满足要求。 0.94823

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图5.3.1-17 主塔钢管支撑支反力图（单位：kN）

由图可知主塔支架钢管支撑最大支反力为531.1kN，钢管桩采用混凝土扩大基础，基础采用C30混凝土，浇筑宽度为1.5m，高度为0.8m，则根据应力扩散原理，扩散到地面理论为1.5m，则混凝土底面面积按1.5m×1.5m计算，其最不利单根钢管桩下地基应力为：

531.11.525248.5kPa300kPa

1.51.5故要求地基承载力不得低于300kPa能够满足施工要求。

5.3.2 横梁预埋件计算

横梁钢管支撑一端底部设置在横梁顶部位置，由于顶部为斜截面，表面带有一定倾斜度，故钢管支撑面沿着斜面分解为两个力，一个垂直截面的法向压力，一个平行于截面的剪力，故预埋锚筋需符合抗剪要求。根据程序分析计算结果可知，锚固中心的压力最大值为1041.7kN。

图5.3.2-1 横梁预埋段钢管支撑反力图（单位：kN）

根据图纸可知，横梁倾斜角度为31°，作用在锚固中心的压力为1041.7kN。锚

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 筋布置3排，采用C20作为锚筋。

法向压力值为：

N1041.7cos310=892.9kN

剪力值为：

V1041.7sin310=536.5kN

锚板上作用的荷载需满足抗剪力536.5kN的作用。

锚筋布置3排，每排3根，故顺剪力作用方向锚筋层数的影响系数为0.9，锚筋受剪的承载力系数

av(40.08d)fc19.1(40.0820)=0.61fy300

抗剪要求锚筋布置面积为：

AsV0.3N536.50.3892.91000==1631mm2

aravfy0.90.61300采用9根C20作为锚筋时，其截面面积为：

A92024=2827.4mm2As1631mm2，满足要求。

5.3.3 横梁边跨承重梁计算

横梁边跨承重梁承受由贝雷传递下来的支座反力，根据贝雷梁计算可得：

F0.393ql0.393149.76353kN

采用Midas Civil有限元分析软件建立承重梁模型，计算结果如下：

图5.3.3-1横梁边跨承重梁组合应力图（单位：MPa）

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图5.3.3-2 横梁边跨承重梁剪应力图（单位：MPa）

图B5.5-3 横梁边跨承重梁变形图（单位：mm）

由图可知，横梁边跨承重梁2HN600的最大正应力为

max150M.P7a度max7.04mmf2，M1最大剪应力5Pamax62.2MPaf125MPa ，最大挠

l12mm，故边跨承重梁满足要求。 4005.3.4 横梁支架牛腿计算

牛腿结构所用材料为双拼I25a型钢，牛腿所受荷载为自重及边跨承重梁的支座反力。根据边跨承重梁计算可知承重梁的最大支反力为711.6 kN。

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图5.3.4-1 横梁边跨承重梁支座反力图（单位：kN）

（1） 塔身预埋牛腿

采用Midas Civil有限元分析软件建立牛腿模型，计算结果如下：

图5.3.4-2牛腿组合应力图（单位：MPa）

图5.3.4-3 牛腿剪应力图（单位：MPa）

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图5.3.4-4 牛腿变形图（单位：mm）

由图可知，塔身预埋牛腿最大正应力为max162.2MPaf215MPa，最大剪应力max71.9MPaf125MPa ，最大挠度max1.25mm身预埋牛腿满足要求。

（2） 钢管焊接牛腿

采用Midas Civil有限元分析软件建立牛腿模型，计算结果如下：

l3.75mm，故墩400

图5.3.4-5牛腿组合应力图（单位：MPa）

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 图5.3.4-6 牛腿剪应力图（单位：MPa）

图5.3.4-7 牛腿变形图（单位：mm）

由图可知，钢管焊接牛腿最大正应力为max77.7MPaf215MPa，最大剪应力max98.2MPaf125MPa ，最大挠度max0.279mm管焊接牛腿满足要求。

l1.875mm，故钢4005.3.5 塔身牛腿预埋件计算

锚板尺寸采用12mm厚Q235钢板，锚筋选用HRB400级钢筋，直径20mm，共20根分4排，锚筋间距为300mm。

图5.3.5-1 预埋件受力图（单位：kN）

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图5.3.5-2 预埋件所受弯矩图（单位：kN·m）

由图可知，预埋件1所受最大剪力：Vmax251kN

预埋件1所受最大轴力：Nmax284.7kN 预埋件1所受最大弯矩：Mmax104.6kNm 预埋件2所受最大剪力：Vmax464.4kN 预埋件2所受最大轴力：Nmax284.7kN 预埋件2所受最大弯矩：Mmax74.6kNm

根据拉弯剪预埋件设计手册，锚筋面积按下式计算，并应大于其最大值： 预埋件1： AsVNM4536mm2 aravfv0.8abfy1.3arabfyzAsNM5581.2mm2

0.8abfy0.4arabfyzM5720.52m m

1.r3aafzby预埋件2： AsVNaravfv0.8bayfAsNM4392.9mm2

0.8abfy0.4arabfyz计算可知：

预埋件所需锚筋最小截面积为5720.5mm2。

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 π2026283.1mm25720.5mm2 预埋件锚筋总面积为204锚板校核：

l120.6 d20综上，预埋件受力满足要求。

5.3.6 焊缝计算

（1）塔身预埋牛腿焊缝

牛腿与锚板通过角焊缝连接，焊脚尺寸hf6mm，钢材为Q235B,焊条为E43型，手工焊。

预埋件一：焊缝承受轴力、剪力和弯矩作用，荷载值分别为：

轴力N284.7kN，剪力V251kN，弯矩M104.6kNm

焊缝有效截面示意如下图：

图5.3.6-1 预埋件一焊缝有效截面图（单位：mm）

考虑腹板焊缝参与传递弯矩，则： 全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩为：

4.22243Ix=222324.2128244.254111284.26015529.94107mm41231

中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 翼缘焊缝中弯矩产生的应力为：

M1=翼缘焊缝中轴力产生的应力为：

Mh=134N/mm2 Ix2N284.7103N=42.1N/mm2

Ae22324.24544.222244.28604.2翼缘焊缝的最大应力为：

f1M1+N13442.1===144.3N/mm2ffw160N/mm2 f1.221.22可知翼缘焊缝满足强度要求。

由比例关系得腹板焊缝由弯矩M引起的弯矩应力为：

M2=105134=109.9N/mm2 128腹板焊缝所受轴力产生的应力为N42.1N/mm2 所以， fM+N=152N/mm2

剪力V在腹板焊缝中产生的平均剪应力为：

V251103f64.3N/mm2

he2lw224.222484.260则腹板焊缝的强度为：

2f21522f64.32140.2N/mm2ffw160N/mm2 1.22f2可知腹板焊缝也满足强度要求。

预埋件二：焊缝承受轴力、剪力和弯矩作用，荷载值分别为：

轴力N284.7kN，剪力V464.4kN，弯矩M74.6kNm 焊缝有效截面示意如下图：

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图5.3.6-2 预埋件二焊缝有效截面图（单位：mm）

预埋件二为斜角角焊缝，腹板焊缝有效厚度为：he腹2hf0.764.2mm，，2，

45°60.925.52mm翼缘板焊缝有效厚度为：he1hfcos2135°he2hfcos60.382.28mm

2考虑腹板焊缝参与传递弯矩，则： 全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩为：

4.22263Ix=22325.5213022322.28128225.52541102 1222.2854107254.260160254.26016421.14108mm4翼缘焊缝中弯矩产生的应力为：

M1=翼缘焊缝中轴力产生的应力为：

Mh=83.7N/mm2 Ix2N=翼缘焊缝的最大应力为：

N40.3N/mm2 Ae33

中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 f1=M1+N=124N/mm2ffw160N/mm2

可知翼缘焊缝满足强度要求。

由比例关系得腹板焊缝由弯矩M引起的弯矩应力为：

M2=10583.7=68.6N/mm2 128腹板焊缝所受轴力产生的应力为N40.3N/mm2 所以， fM2+N=108.9N/mm2 剪力V在腹板焊缝中产生的平均剪应力为：

V464.4103f105.5N/mm2

he2lw224.2224104.260则腹板焊缝的强度为：

2222w22f2f108.9105.5151.6N/mmff160N/mm

可知腹板焊缝也满足强度要求。 （2） 钢管焊接牛腿焊缝

由牛腿计算可知钢管牛腿所受轴力、剪力和弯矩。

图5.3.6-3 牛腿受力图（单位：kN）

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图5.3.6-4 牛腿弯矩图（单位：kN·m）

牛腿与钢管通过角焊缝连接，焊脚尺寸hf6mm，钢材为Q235B,焊条为E43型，手工焊。

预埋件一：焊缝承受轴力、剪力和弯矩作用，荷载值分别为：

轴力N127.5kN，剪力V342.7kN，弯矩M45.4kNm

焊缝有效截面示意如下图：

图5.3.6-5 预埋件一焊缝有效截面图（单位：mm）

考虑腹板焊缝参与传递弯矩，则： 全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩为：

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中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 4.22243Ix=222324.2128244.254111284.26015529.94107mm412 翼缘焊缝中弯矩产生的应力为：

M1=翼缘焊缝中轴力产生的应力为：

Mh=58.4N/mm2 Ix2N127.5103N=18.8N/mm2

Ae22324.24544.222244.28604.2翼缘焊缝的最大应力为：

f1M1+N58.4+18.8===63.2N/mm2ffw160N/mm2 f1.221.22可知翼缘焊缝满足强度要求。

由比例关系得腹板焊缝由弯矩M引起的弯矩应力为：

M2=10558.4=47.9N/mm2 128腹板焊缝所受轴力产生的应力为N18.8N/mm2 所以， fM+N=66.7N/mm2

剪力V在腹板焊缝中产生的平均剪应力为：

V342.7103f87.9N/mm2

he2lw224.222484.260则腹板焊缝的强度为：

2f266.7287.92103.5N/mm2ffw160N/mm2 f1.22f2可知腹板焊缝也满足强度要求。

预埋件二：焊缝承受轴力、剪力和弯矩作用，荷载值分别为：

轴力N127.5kN，剪力V370.9kN，弯矩M33.3kNm

焊缝有效截面示意如下图：

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图5.3.6-6 预埋件二焊缝有效截面图（单位：mm）

预埋件二为斜角角焊缝，腹板焊缝有效厚度为：he腹2hf0.764.2mm，，2，

45°60.925.52mm翼缘板焊缝有效厚度为：he1hfcos2135°he2hfcos60.382.28mm

2考虑腹板焊缝参与传递弯矩，则： 全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩为：

4.22263Ix=22325.5213022322.28128225.52541102 1222.2854107244.260160244.26016421.01108mm4翼缘焊缝中弯矩产生的应力为：

M1=翼缘焊缝中轴力产生的应力为：

Mh=42.2N/mm2 Ix2N=翼缘焊缝的最大应力为：

N19.4N/mm2 Ae37

中建路桥集团有限公司 林州市迎宾大道东延（迎宾大桥）新建工程 f1=M1+N=61.6N/mm2ffw160N/mm2

可知翼缘焊缝满足强度要求。

由比例关系得腹板焊缝由弯矩M引起的弯矩应力为：

M2=10542.2=34.6N/mm2 128腹板焊缝所受轴力产生的应力为N19.4N/mm2 所以， fM2+N=54N/mm2

剪力V在腹板焊缝中产生的平均剪应力为：

V370.9103f95.1N/mm2

he2lw224.222484.260则腹板焊缝的强度为：

2254295.12109.3N/mm2ffw160N/mm2 f2f可知腹板焊缝也满足强度要求。

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