二期现浇箱梁支架计算书20m1775m196m.docx

1、二期现浇箱梁支架计算书20m1775m196m夏道大桥及接线二期工程北立交匝道桥现浇箱梁支架计算书（20m、17.75m、19.6m跨径）夏道大桥及接线二期工程项目经理部2014.02目 录1 工程概况 11.1 工程简介 11.2 地质状况 22 支架结构设计 23 上部结构计算过程（手算） 43.1 计算依据 43.2 主要计算内容 43.3 工况分析 53.4 荷载分析 53.5 竹胶板验算 63.5.1 计算公式 63.5.2 竹胶板数据采集 63.5.3 荷载计算 73.5.4 强度验算 73.6 纵向方木验算 83.6.1 计算公式 83.6.2 方木数据采集 93.6.3 计算荷

2、载 93.6.4 强度验算 103.7 横向方木验算 103.7.1 纵向方木反力计算 103.7.2 截面特性计算 113.7.3 强度验算 113.8 横向分配梁20b槽钢验算 113.8.1 计算公式 123.8.2 20b槽钢数据采集 123.8.3 荷载计算 123.8.4 强度验算 133.9 贝雷梁验算 143.9.1 荷载计算图示 143.9.2 荷载计算 143.9.3 贝雷梁强度验算 163.9.4 贝雷梁刚度验算 164 主横梁验算 174.1 荷载计算 174.2 弯曲应力计算 174.3 剪应力计算 184.4 挠度计算 195 钢管立柱验算 195.1 荷载计算 1

3、95.2 钢管立柱刚度验算 205.3 钢管立柱强度验算 215.4 钢管立柱强度验算 215.5 外侧斜撑验算 216 地基承载力验算 211 工程概况1.1 工程简介1）南立交H匝道桥H匝道桥上部结构采用钢筋混凝土等截面连续箱梁，下部结构桥墩采用花瓶式墩（前期已施工的PH0、PH11为柱式墩），基础均为钻孔灌注桩基础。H匝道桥起点位于HK0+33.481，与南接线桥相接，终点位于HK0+241.681，前进方向接朱熹路，桥梁全长208.2m，桥跨布置为（417.75）m+（419.6）m+（319.6）m。2）北立交C匝道桥C匝道桥起点位于CK0+86.785，与B 匝道相接，终点位于CK

4、0+346.785，前进方向接滨江东路，桥梁全长260.0m，桥跨布置为（420）m+（420）m+（520）m。上部结构采用钢筋混凝土等截面连续箱梁，单箱单室截面，下部结构桥墩采用花瓶式墩，矮墩（H10m）墩身截面尺寸为1.2m2.0m，在墩柱顶部3.0m范围，墩柱向横桥向倾斜加宽，顶部全宽3.0m，支座间距为1.8m。高墩（H10m）墩身截面尺寸为1.6m2.0m，在墩柱顶部3.0m 范围，墩柱向横桥向倾斜加宽，顶部全宽3.0m，支座间距为1.8m。桥台采用薄壁台，台身厚2.3m；基础桥墩根据地质情况和墩高采用扩大基础、桩基础，高墩和制动墩桩基础分为4根1.0m直径桩，其它桥墩两根1.2m

5、直径桩，桥台采用两根1.2m直径桩基础，全桥桩基共计40根，其中桩径为1.2米16根，桩径为1.0米24根。3）北立交F匝道桥F匝道桥起点位于FK0+17.738，与E匝道和Z匝道相接，终点位于FK0+257.738，前进方向夏道大桥，桥梁全长240m，桥跨布置为（420）m+（420）m+（420）m。上部结构采用钢筋混凝土等截面连续箱梁，单箱单室截面，下部结构桥墩采用花瓶式墩，矮墩（H10m） 墩身截面尺寸为1.2m2.5m，在墩柱顶部3.0m范围，墩柱向横桥向倾斜加宽，顶部全宽3.5m，支座间距为2.2m。高墩（H10m）墩身截面尺寸为1.6m2.5m，在墩柱顶部3.0m 范围，墩柱向横

6、桥向倾斜加宽，顶部全宽3.0m，支座间距为2.2m。桥台采用薄壁台，台身厚2.3m；基础桥墩根据地质情况和墩高采用扩大基础、桩基础，高墩和制动墩桩基础分为4根1.0m直径桩，其它桥墩两根1.2m直径桩，扩大基础尺寸为：4.0m3.21.8m，桥台采用两根1.2m直径桩基础，全桥桩基共计34根，桩径为1.2米10根，桩径为1.0米24根。20m跨径梁体顶宽8.807m(F匝道)和7.302m(C匝道)，底宽分别为4.3m和3.2 m，箱梁高均为1.6m，翼缘板宽均为1.9m。图1.1 箱梁截面构造图1.2 地质状况查相关文件。2 支架结构设计根据设计图纸，跨径20m、17.75m、19.6m梁高

7、均为1.6m；根据支架布置图，跨径为20m的贝雷梁跨径最大，L=17.6m。本计算书以北立交F匝道桥20m跨为标准进行编制。按简支梁进行计算。支架采用钢管贝雷+木楔结构型式。纵横向变截面坡度采用木楔调整。支架结构采用卸落砂筒进行卸架。钢管立柱采用630x8mm 钢管。根据现场地形地质条件，支架基础采用混凝土扩大基础；钢管立柱落于扩大基础或承台之上；钢管立柱顶设置型钢纵横梁，贝雷梁放置在型钢主横梁上，工字钢纵、横梁与贝雷梁之间，工字钢与下部钢管之间均用特制的“L”型钢板卡扣或者骑马螺栓加固牢固。在分配梁顶设置碗扣支架进行卸落及调坡。贝雷梁上铺设20槽钢分配梁，间距80cm。分配梁上设置木楔调整横

8、坡。木楔上设置1010cm纵向方木，间距80cm，纵向方木上分配1010cm横向方木，间距30cm或45cm，上铺12mm厚竹胶板，作为现浇箱梁底模。横桥向: 由两片或三片贝雷片组成一组贝雷梁。翼缘板底设置一组单层双排贝雷梁，腹板和底板底设置两组单层三排贝雷梁；钢管立柱横向间距1.73m，单排设置5根，双排支墩10根，横向设置钢管角撑。纵桥向：根据贝雷支撑位置，在距墩柱旁设置钢管边墩，每组由一排钢管立柱组成，边支墩立在扩大基础上或承台上，边支墩中心距离为17.6m，即贝雷梁最大跨径为17.6m。主横梁：236b双拼工字钢，共4组（8根）主横梁，。平联：采用20b槽钢，沿钢管方向，每隔2.5m设

9、置一道。钢管立柱：采用630x8mm钢管，双排支墩10根钢管立柱，单排支墩5根钢管立柱。基础：有承台桥墩可利用承台作为基础，并加宽承台平台尺寸。无承台时，采用C25砼预制条形扩大基础。图2-1 支架布置图图2-2 支架断面图（墩右侧）3 上部结构计算过程（手算）3.1 计算依据1）夏道大桥及接线二期工程两阶段施工图设计2）公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004；3）公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63-2007；4）公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011；5）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）；6）公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ

10、 025-86；7）钢结构设计规范GB50017-2003；8）钢结构工程施工质量及验收规范GB50205-2001；9）装配式公路钢桥多用途使用手册 广州军区工程科研所。10）路桥施工计算手册3.2 主要计算内容1）模板、方木、碗口支架、分配梁、贝雷梁、主横梁等强度、刚度验算。2）钢管强度、刚度及稳定性验算。3）扩大基础承载力验算。4）地基承载力验算。3.3 工况分析1) 支架架设；2）支架预压；3）浇注现浇段箱梁混凝土，强度龄期达到要求后张拉预应力；4) 拆除支架。3.4 荷载分析1） 新浇筑混凝土自重q1 ：悬臂下：q1=26(0.2+0.45)/2=8.45kN/m2；腹板下：q1=2

11、61.6=41.6kN/m2；上下底板：q1= 26(0.25+0.22）=12.22kN/m2；2） 施工人员及施工设备荷载：q2=2.5kN/m2；3） 振捣混凝土是产生的荷载：q3=2.0kN/m2；4） 倾倒混凝土时产生的荷载: q4=2.0kN/m2； 5） 竹胶板自重： q5=0.1KN/m2；6） 纵向方木自重：q6=0.075KN/m；7） 横向方木自重：q6=0.075KN/m；8） 内膜支撑、模板: q7=2.0KN/m2；9） 风荷载：根据高耸结构设计规范GBJ135-90，公式3.2.1，风荷载计算公式为： =zszr0 :作用在高耸结构单位面积上的风荷载；0：基本风压

12、，取0.55KN/m2（12级台风）；r:重现期调整系数，取1.1；z：z高度处的风压高度变化系数，当z=5时，z=1.17；z=16时，z=2.42；s：风荷载体型系数，取0.62=1.2；z：z高度处的风振系数，当z=5时，z=1.12；z=16时，z=2.52；Z=5: =0.551.11.171.21.12=0.95KN/m2；Z=16: =0.551.12.421.22.52=4.40KN/m2 。 各构件风荷载汇总如下表所示。表3.4 风荷载计算构件名称模板贝雷梁钢管立柱平联风载值（KN/m）4.651.340.870.543.5 竹胶板验算3.5.1 计算公式弯矩 M= (ql2

13、)/8 剪力 Q= ql/2强度计算：= M/W = Q/A挠度计算：f= (ql4)/384EIl/4003.5.2 竹胶板数据采集查混凝土模板用竹胶合板(LY/T1574-2000)，B胶合板50型湿状态：纵向抗弯强度=40MPa，弹性模量E=4103MPa，密度=0.85g/cm3 ，剪切强度参照查阅公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）P50表14-15，取最小值=1.2MPa。竹胶板计算模型如图3.1所示。图3.5.2 竹胶板计算模型竹胶板的截面积A、截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:I=bh3/12=14.4cm4 W=bh2/6=24cm3A=bh=1001.2=1

14、20 cm23.5.3 荷载计算 梁高为1.6m时箱梁腹板下底模板受力最大，因此仅进行该处模板验算。竹胶板跨径L计算如表3.5.3所示表3.5.3 竹胶板跨径L计算表序号名称说明方木布距(m)竹胶板跨径L(m)1底板底板厚47cm0.40.32腹板底板厚160cm0.30.2底板底方木间距为0.40m，竹胶板计算跨径为l=0.30m，腹板底方木间距为0.30m，竹胶板计算跨径为l=0.20m，取板宽b=1m。 底板底均布荷载（板厚47cm）：q=1.2x(q1+q5)xb+1.4x(q2+q3+q4)xb=1.2x(12.22+0.1)x1+1.4x(2.5+2+2）x1=23.884KN/m

15、腹板底均布荷载（板厚160cm）：q=1.2x(q1+q5)xb+1.4x(q2+q3+q4)xb=1.2x(41.6+0.1)x1+1.4x(2.5+2+2）x159.14KN/m图3.5.3 竹胶板受力示意图3.5.4 强度验算查路桥计算手册，考虑到竹胶板的连续性，底板、腹板底竹胶板弯矩、剪力计算如表所示。表3.5.4-1 弯矩、剪力计算表序号名称说明q(KN/m)L(m)M(KN m)Q(KN)1底板底板厚47cm23.880.30.212.392腹板底板厚160cm59.140.20.243.941)强度计算：=M/W=0.24/(2410-3)=10MPa=40MPa，满足要求。=Q

16、/A=3.94/ (12010-1)=0.3MPa =1.2MPa，满足要求。2)挠度计算：查路桥施工计算手册，有：底板底（板厚47cm）：q=1.2x(q1+q5)xb=14.8KN/m腹板底（板厚160cm）：q=1.2x(q1+q5)xb=50.0KN/m底板底：f=ql4/(384EI)= 14.8304/(384EI)=0.3mml/400=300/400=0.75mm，满足要求。腹板底：f=ql4/(384EI)= 50.0204/(384EI)=0.185mml/400=200/400=0.5mm，满足要求。3.6 纵向方木验算纵向方木横桥向间距如表3.5.3所示。方木采用木材材

17、料为A-4类。横向方木顺桥向间距如表3.6所示。表3.6 纵向方木跨径计算序号名称说明横向方木布距(m)纵向方木跨径L(m)1底板底板厚47cm0.800.72腹板底板厚160cm0.800.73.6.1 计算公式弯矩 M= (q l2)/8 剪力 Q= ql/2强度计算：= M/W = Q/A挠度计算：f= (5ql4)/384EIl/400 3.6.2 方木数据采集查阅公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）P50表14-15：含水率15%顺纹弯曲许用应力： =11MPa含水率15%弯曲剪力许用应力：=1.7MPa密度=700kg/m3，弹性模量E=9.0103MPa计算模型如

18、图3.3所示图3.6.2 方木计算模型方木的截面积A、截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:I=(bh3)/12=(10103)/12=833.3cm4 W=(bh2)/6=(10102)/6=166.7cm3A=bh=1010=100cm23.6.3 计算荷载均布荷载: q=1.2（(q1+q5)b1+q6）+1.4(q2+q3+q4）b1计算结果如下表3.6.3所示。表3.6.3 计算结果如下表所示序号名称说明方木布距(m)q1+q5(KN/m2)q6(KN/m2)q2+q3+q4(KN/m2)q(KN/m)1底板底板厚47cm0.412.320.0756.59.642腹板底板厚160cm0.

19、341.70.0756.517.833.6.4 强度验算查路桥计算手册，考虑到方木的连续性：表3.6.4-1 方木弯矩剪力计算表序号名称说明q(KN/m)lMQ1底板底板厚47cm9.640.700.593.382腹板底板厚160cm17.830.701.096.241)强度计算：=M/W=1.09/(166.710-3)=6.55MPa=11MPa，满足要求。=Q/A=6.24/(10010-1)=0.624 MPa =1.7MPa，满足要求。2)挠度计算：q=1.2（(q1+q5)b1+q6）计算结果如表所示表3.6.4-2 挠度计算序号名称说明q(KN/m)L(m)E(MPa)I(cm4

20、)f(mm)f(mm)1底板底板厚47cm6.000.79000833.30.1501.752腹板底板厚160cm15.100.79000833.30.3781.75由表可知最大挠度为f= 0.378mml/400=700/400=1.75mm，满足要求。3.7 横向方木验算方木采用木材材料为A-4类。3.7.1 纵向方木反力计算纵向方木反力计算结果如下表所示。表3.7.1 反力计算序号名称说明q(KN/m)l反力P（KN）1底板底板厚47cm9.640.703.42腹板底板厚160cm17.830.706.23.7.2 截面特性计算方木采用厚15cm，宽10cm。I=(bh3)/12=(10

21、153)/12=2812.5cm4 W=(bh2)/6=(10152)/6=375cm3A=bh=1015=150cm23.7.3 强度验算图3.7.3 计算图示图中a=0。跨中最大弯矩、最大剪力计算如表所示。表3.7.3 弯矩剪力计算序号名称说明反力P（KN）跨径LMQ1底板底板厚47cm3.40.70.591.692腹板底板厚160cm6.20.71.093.12方木自重产生的弯矩：M1=0.075x0.72/8=0.004KN m；方木自重产生的剪力Q1=0.075x0.7/2=0.004KN 。由上表取最大弯矩和最大剪力进行计算。=M/W=（1.09+0.004）/(37510-3)=

22、2.91MPa=11MPa，满足要求。=Q/A=（3.12+0.004）/(15010-1)=0.21MPa =1.7MPa，满足要求。3.8 横向分配梁20b槽钢验算分配梁纵桥向间距为80cm 。工字钢采用材料为Q235。3.8.1 计算公式20b槽钢分配梁受力情况，如图所示。图3.8.1 受力示意图查路桥施工计算手册第740页，内力计算公式如下：Fa=Fb=P/2 +ql/2Mmax=PL/4+ql2/8Qmax=P/2+ql/2f=PL3/48EI+(5ql4)/384EI强度计算：= M/W = Q/A挠度计算：fl/400 3.8.2 20b槽钢数据采集查公路桥涵钢结构及木结构设计规

23、范（JTJ025-86），Q235 钢材，=145MPa，=85MPa，由于支架结构为临时结构体系，因此容许应力可提高1.4。=203MPa，=119MPa。槽钢分配梁截面特性如表3.9.2所示.表3.8.2 截面特性表名称I(cm4)W(cm3)A(cm2)g(kg/m)E(MPa)20b14425.935.825.82100003.8.3 荷载计算 20b槽钢自重均布荷载q=0.258KN/m。分配梁以上部分结构均布荷载计算如下表所示。表3.8.3 荷载计算名称q梁长底宽间距荷载KN合计均布荷载KN/m2竹胶板1.2cm0.1204.3/8.6038.160.44纵向方木10*10cm,间

24、距30cm0.075204.30.321.50横向方木10*10cm,间距80cm0.075204.30.88.06上部结构作用在分配梁上均布荷载为0.44x0.8=0.352KN/m。梁体作用在分配梁上均布荷载12.22x0.8=9.8KN/m；41.6x0.8=33.3KN/m。可变荷载作用在分配梁上均布荷载为6.5x0.8=5.2KN/m。计算图示如下图。图3.8.3 作用力示意图3.8.4 强度验算弯矩剪力计算结果如表所示。表3.8.3-1 荷载计算1序号名称说明梁体q1上部结构型钢自重可变荷载q1底板底板厚47cm9.7760.3550.2585.217.82腹板底板厚160cm33

25、.280.3550.4165.243.3表3.8.4-2 荷载计算2序号名称说明q(KN/m)跨径L(KN)M(KN m)Q(KN)1底板底板厚47cm17.770.751.256.662腹板底板厚160cm43.330.451.109.75强度计算：=M/W=1.25/(25.910-3)=48.25MPa=203MPa，满足要求。=Q/A=9.75/(35.810-1)=2.72MPa =119MPa，满足要求。挠度计算：按最不利考虑，取q=17.77KN/m，l=100cm。f=5ql4/(348EI)=5x17.77x754/(348x210000x144) =0.28mmL/400=

26、750/400=1.875 mm，满足要求。3.9 贝雷梁验算混凝土浇筑施工时，贝雷梁为整体受力较复杂。为了简便计算，可将每片贝雷梁对应的混凝土荷载、上部结构荷载等直接作用在贝雷梁上。贝雷梁最大计算跨径为l=17.6m。3.9.1 荷载计算图示荷载图示如图3.9.1。图3.9.1 梁体截面荷载布置3.9.2 荷载计算现浇梁长20m，墩柱厚度1.6m，顶宽8.8m 。1）均布荷载计算（1)新浇混凝土自重容重取26KN/m3；（2) 竹胶板、方木、分配梁均布荷载 0.44x20x4.3x100=3784kg分配梁：总长8.8m，间距0.8m的根数（20-1.6）/0.8+1=24根；单位重25.8

27、 kg/m，则总重G4=8.0x25.8x24=4747.2kg。共重：G=3784+4747.2=8531.2kg箱梁宽度8.8m，总长18.4m单位荷载g=8531.2/100/10.0/18.4=0.464kg/m2。（3）活载：6.5 KN/m2（4) 单片贝雷自重取1KN/m。20m跨均布荷载计算结果如表3.9.2所示。表3.9.2-1 边跨均布荷载计算名称项目20m-跨均布荷载计算腹板 顶底板翼缘板混凝土内侧截面积1.360.80.62偏载系数1.051.051.05重力密度262626分项系数1.21.21.2内侧均布荷载44.626.220.3竹胶板、方木、分配梁均布荷载0.440.440.44作用宽度1.701.591.90分项系数1.21.21.2小计0.90.81.0可变荷载施工荷载及人群2.52.52.5振捣444风荷载0.30.30.3作用宽度1.71.591.9分项系数1.41.41.4小计16.215.118.1内侧均布荷载总计61.842.339.6注：表中混凝土内侧均布荷载=