宝泰桥支架计算.docx

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宝泰桥支架计算

龙岩龙腾路保太桥现浇箱梁

模板支架检算书

一、工程概况

保太桥地处龙岩市城区龙腾路上跨越龙门溪处,保太桥中心桩号K2+423.75,全长94米,正交,上部结构采用22+30+22m等截面连续箱梁。

梁高1.6米，左右幅宽均为19m,梁底宽11.8米,桥面横坡为1.5%,单箱双室，顶板厚25cm,底板厚25cm;箱梁腹板厚50cm;支座类型采用（QZ7000-GD）固定支座、（QZ7000-ZX）纵向支座或（QZ2700-DX）多向滑动支座三种类型。

本桥腹板束采用19φ15.24钢铰线，每箱设9束预应力根据施工方法采用连接器逐孔接长，接头设在距支点6米处，顶板束采用12φj15.24钢铰线和底板束采用7φj15.24钢铰线，采用群锚；横向顶板束采用4φj15.24钢铰线，BM15-4锚固体系。

双幅现浇箱梁C50砼1737m3,上部普通钢铰线91.146吨,钢筋345.5吨；C40防水砼257.6m3。

设计荷载为汽车-20级，挂车-120。

二、施工方案

现浇箱梁支架总体施工方案：

本桥为上跨龙门溪，结合本桥所处的地形地貌，支架采用C20素砼扩大基础，φ50cm钢管桩作为临时支撑主立柱，φ30cm钢管桩作为临时支撑辅立柱，上部采用贝雷桁架为主梁，其具体布置如下：

a.临时主立柱设在桥台与桥墩承台上；

b.在每跨的跨中设临时辅立柱支撑，边跨采用φ30cm钢管桩纵向间距为3米；中跨采用φ50cm钢管桩纵向间距为6米；

c.立柱上下均采用σ1CM钢板封端，下部钢板与Φ22U型钢筋焊接并基础砼浇筑成一体；立柱顶面采用双片[36工字钢做横梁,横梁上铺架贝雷桁架主梁；

d.贝雷桁架上铺横梁，横梁采用20×18cm方木，其间距100cm；横梁顶面采用25×12×12cm三角木楔调平或调坡度；

e.在横梁上铺分配梁，分配梁采用12×10cm方木，其间距60cm；在分配梁上稀铺4×12cm杉木板，其间距30cm；然后在杉木板上铺设σ1.7CM胶合板，作为箱梁外模。

1、基底处理

根据设计及规范要求，为了防止地基软弱沉降，需对临时辅立柱的地基进行处理，先将立柱基础范围内的淤泥清除，开挖到原生土，地基承容许载力不小于300KPa。

2、支架搭设

贝雷桁架支架在φ50cm钢管桩上搭设，钢管桩立柱布置如图示每幅设6个临时钢管支柱，单幅临时支柱60个，其中临时主立住36个，辅立柱24个；贝雷片采用标准的150×300cm进行拼装，两个单片贝雷合成一组贝雷桁架，单片贝雷其间距为50cm，单幅贝雷桁架共8组（384片）;对箱梁实体、腹板、边跨梁端横隔板、中横隔板部位横梁加密补强。

支架拆除必须在砼张拉结束后方可拆除，先拆除翼板和底板下方分配横梁，最后拆除下方贝雷桁架支架。

现浇箱梁支架两侧设护栏、安全网。

现浇箱梁外模采用17mm厚优质竹胶板，模板间接缝采用泡沫止浆橡胶条塞缝，安装模板时板缝下必须设置通长方木，确保外模平整度及刚度。

3、支架预压

现浇砼结构施工前必须进行支架预压，以检验支架设计的合理性和支架结构的可靠性，消除支架非弹性变形和地基沉降量，并可校验支架变形情况。

a.加载预压的方法

满堂支架的预压方式采用砂袋预压，预压的重量和时间应能满足设计和规范要求，预压前应对临时荷载的重量进行检验，预压重量为箱梁重量的100%。

b.布点及观测

从开始加载就应布设好观测点，观测点的布设要上下对称，目的既要观测地基的沉降量（垫木上）又要观测支架、方木的变形量（底模上）。

预压应整跨分级加载，每级加载为箱梁重量的25%，共分四级加载，每级加载预压24h。

加载时纵向由跨中向支点处依次进行，横向先预压腹板位置。

预压前应实测砂袋平均重量，以便换算加载砂袋数量。

预压观测前每跨选择3个断面，每个断面6个点（左幅）和5个点（右幅），每6小时观测1次，观测方法采用水准仪测量，加载前高程为D1，加载后高程为D2，卸载后高程为D3,观测时应及时、准确、如实地记录测量数据,并根据测量结果绘出沉降曲线图。

最后综合分析这些数据，删除不合理的值，为施工预拱度提供准确可靠的数据。

c.支架的预压应加强稳定性观测，确保安全，一旦发现变形量收敛则立即采取卸载或紧急撤离等措施。

加载和卸载程序都必须根据结构特点和监理工程师的批准进行。

4、预拱度的设置

a.预拱度设置应一般按设计要求考虑,设计无特别说明,可按相关规定进行计算:

砼浇筑施工前的支架预拱度f拱=δ1+δ2+δ3+δ4

δ1—卸载后上部结构自重及50%活载所生的竖向挠度;

δ2—支架在荷载作用下的弹性压缩;

δ3—支架在荷载作用下的非弹性压缩;

δ4—支架在荷载作用下的非弹性沉陷;

δ3、δ4在经过预压之后可以消除；

δ1按砼浇筑完毕结构力学的方法计算；

hi为观测高程差，分析其值删除不符合逻辑的测量值。

δ2弹性变形故为δ2=H卸载后-H卸载前，通式为:

δ2=

b.根据计算的跨中预拱度，其它各点的预拱度以止点按直线或二次抛物线进行分配。

三、现浇箱梁支架计算

A、荷载计算

1、砼重量

查相关资料钢筋砼容重γ=26KN/M3，按照箱梁对应的面积，将箱梁分为边跨、中跨、中横隔板三部分，按照箱梁的D-D断面、C-C断面、墩柱断面分别进行支架强度和稳定性验算：

各断面每延米砼重量G1值

a.D-D断面A1=10.92M2；

G1=A1*γ*1=10.92*26*1=283.92KN

b.C-C断面A2=16.55M2；

G2=A1*γ*1=16.55*26*1=430.3KN

c.墩柱实体断面A3=21.896M2

G3=A1*γ*B=21.896*26*1=569.3KN

2、模板重量

查相关资料模板容重γ=6KN/M3，G＝6×0.017＝0.102KN/m2，在箱梁纵向长度每延米范围内各断面每延米模板面积S值及重量：

各断面每延米模板面积及重量

D-D断面：

外模:

L1=5.9*2+1.17*2+3.216*2+0.18*2=20.93M

内模:

L2=（1.03*3+3.518+3.718+0.60+0.67+0.585）*2=24.36M

G1-1＝0.102*（L1+L2）*1=0.102*45.29*1=4.62KN

C-C断面：

外模:

L1=5.9*2+1.17*2+3.216*2+0.18*2=20.93M

内模:

L2=（3.456+0.805+0.21+0.85+3.628+0.512+0.208+0.723）*2=20.78M

G2-1＝0.102*（L1+L2）*1=0.102*41.71*1=4.25KN

墩柱实体断面：

外模:

L1=5.9*2+1.17*2+3.216*2+0.18*2=20.93M

G3-1＝0.102*L1*1=0.102*20.93*1=2.13KN

3、方木及木板重量

1内、外模板加劲方木每延米重量：

a.内模加劲方木间距30cm（花支撑忽略不计）;加劲方木根数平均D-D断面:

计算为24.36/0.3=81根;

G1-2=81根×0.12×0.1×6＝5.83KN；

C-C断面:

计算为20.78/0.3=69根;

G11-2=69根×0.12×0.1×6＝4.97KN；

b.外模加劲木板（4*12cm）内边到内边间距30cm;加劲木板根数为20/0.30=67根;

G1-3=41根×0.12×0.04×6＝1.93KN；

c.分配梁方木（12*10cm）间距60cm;加劲木板根数为20/0.6=33根;

G1-4=33根×0.12×0.1×6＝2.4KN；

d.三角形木楔（25*12*12cm）忽略不计；

e.横梁方木（20*18cm）间距60cm;每间延米横梁长度为（72/0.6+1）/72*20=33.6m;

G1-5=33.6×0.2×0.18×6＝7.26KN；

f.每间延米贝雷桁架重;

贝雷梁采用3.0×1.5贝雷片双排单层结构。

贝雷片理论重量为270kg/片,加上支撑片、贝雷销后按照350kg/片计算。

便桥全桥共采用K=72/3*2*8=384片贝雷片。

G1-6=384×350*10/72＝18.67KN；

贝雷片力学特性：

查相关资料，双排单层贝雷梁组合，容许最大弯矩为157.74t·m容许最大剪力为49.15t【Mmax】=1577.4KN·m【Qmax】·=490.5KN

4、施工荷载

按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）规定，施工荷载取值1.0KPa，振捣和倾倒砼产生的荷载为2.0KPa。

G1-7=1.0*19=19KN

G1-8=2.0*19=36KN

B、支架计算

第一段荷载计算:

钢筋砼每延米重:

q1=（G1*L1+G2*L2）/（L1+L3）

=（283.92*8+430.3*1）/（8+0.53）=316.7KN/M

内外模板每延米重:

q2=（G1-1*L1+G2-1*L2）/（L1+L3）

=（4.62*8+4.25*1）/（8+0.53）=4.83KN/M

内外模板加劲方木每延米重:

q2=（G1-2*L1+G11-2*L2）/（L1+L3）

=（5.83*8+4.97*1）/（8+0.53）=6.05KN/M

第一段均布荷载合计:

每延米重:

q总=q1+q2+q3+G1-3+G1-4+G1-5+G1-6+G1-7+G1-8

=316.7+4.83+6.05+1.93+2.4+7.26+18.67+19+36=412.8KN/m

1、钢管支架的截面特性和容许荷载

钢管柱采用δ5mm的钢筋板卷制,本处理论计算按无缝钢计算.

查相关手册，圆环形得到截面特性如下：

外径

（mm）

壁厚

（mm）

截面积

A（mm2）

惯性矩

（mm4）

回转半径

（mm）

每延米自重

（kg）

300

5

4.63×103

3.151×106

52.16

36.76

500

5

7.77×103

1.488×107

87.51

61.26

截面面积:

A=π*（R2-r2）回转半径:

i=

惯性矩:

I=π*（R4-r4）/64截面抵抗弯矩:

W=π*（R4-r4）/（4R）

钢管的轴向容许应力【σ】=140Mpa

钢管的弯曲容许应力【σ】=145Mpa

2、贝雷桁架剪力及弯矩检算

剪力计算:

q总=412.8KN/m;一组贝雷桁架受力:

q=q总/8=51.6KN/m

C—A段:

A点剪力:

QX=-qx=-51.6*0.53=27.35KN

A--B段:

A点剪力:

QX=RA-qx=ql/2*（1+a/l）2-qx

=51.6*8.75/2*（1+0.53/8.75）2-27.3=226.6KN

所以:

QMAX=226.6KN<【Qmax】=490.5KN,符合规范要求.

弯矩计算:

C—A段:

A点弯矩:

MCA=-1/2qx2=-1/2*51.6*0.532=-7.25KN*m

A--B段:

当x=l/2（1+a/l）2时,弯矩最大:

最大弯矩:

Mmax=ql2/8*（1-a2/l2）2

=51.6*8.752/8*（1-0.532/8.752）2=490.2KN*m

所以:

MMAX=490.2KN*m<【Mmax】=1577.4KN·m,符合规范要求.

3、钢管支架立柱失稳荷载计算【N稳】

φ300mm长细比为λ=L/I=3240/52.16=62.1<[λ]=150,符合规范要求;弯曲系数查表得ф1=0.76,

φ500mm长细比为λ=L/I=3240/87.51=37.0<[λ]=150,符合规范要求;弯曲系数查表得ф2=0.884,

【N稳1】=ф1A【σ】=0.76×463×145=51022.6N=51KN

【N稳2】=ф2A【σ】=0.884×777×145=99595.9N=99.6KN

因为:

q总=412.8KN/m;本段计算长度L=（L1+L3）=8.75+0.53=9.28M

每根立柱平均受力:

p=q总*L/12=412.8*9.28/12=319.2KN

钢管立柱强度计算:

φ300mm立柱σ1=P/A1=319.2*103/（4.63*103）

=68.9MPa<【σ】=140Mpa,符合规范要求.

φ500mm立柱σ2=P/A2=319.2*103/（7.77*103）

=41.1MPa<【σ】=140Mpa,符合规范要求.

钢管立柱失稳抗弯荷载计算:

φ300mm立柱N1=σ1ф1A1=68.9*0.76*463

=24.24KN<【N稳1】=51KN,符合规范要求.

φ500mm立柱N2=σ2ф2A2=41.1*0.884*777

=28.2KN<【N稳1】=99.6KN,符合规范要求.

钢管立柱基础承载力计算:

因一根立柱受力:

p=319.2KN;

φ300mm立柱扩大基础,（注纵向按4.3/2m,横向按1m检算）.

σ1=p/A=319.2*103/（4300/2*1000）=0.148MPa

（所处地段为表层杂填土、卵石、含卵石亚粘土）查设计图中岩土承载力可知【σ0】=160～280KPa

σ1<【σ0】=0.16～0.28MPa,符合规范要求.

φ500mm立柱σ1=p/A=319.2*103/（900*700）

=0.507MPa

因φ500钢管立柱设于承台砼上成刚性基础,基础承载力满足要求.

第二段荷载计算:

1、钢筋砼每延米重:

q1=G1=283.92KN/M

内外模板每延米重:

q2=G1-1=4.62KN/M

内外模板加劲方木每延米重:

q2=G1-2=5.83KN/M

第二段均布荷载合计:

每延米重:

q总=q1+q2+q3+G1-3+G1-4+G1-5+G1-6+G1-7+G1-8

=283.92+4.62+5.83+1.93+2.4+7.26+18.67+19+36=379.7KN/m

2、贝雷桁架剪力及弯矩检算

剪力计算:

q总=379.7KN/m;一组贝雷桁架受力:

q=q总/8=47.5KN/m

剪力:

QX=ql/2*（1-2x/l）,x=0时,剪力最大,所以

QMAX=47.5*3/2=71.3KN

所以:

QMAX=71.3KN<【Qmax】=490.5KN,符合规范要求.

弯矩计算:

最大弯矩:

Mmax=ql2/8

=47.5*32/8=53.4KN*m

所以:

MMAX=53.4KN*m<【Mmax】=1577.4KN·m,符合规范要求.

3、钢管支架立柱失稳荷载计算【N稳】

因为:

q总=379.7KN/m;本段计算长度L=3M

每根立柱平均受力:

p=q总*L/12=379.7*3/12=94.9KN

钢管立柱强度计算:

φ300mm立柱σ1=P/A1=94.9*103/（4.63*103）

=20.5MPa<【σ】=140Mpa,符合规范要求.

φ500mm立柱σ2=P/A2=94.9*103/（7.77*103）

=12.2MPa<【σ】=140Mpa,符合规范要求.

钢管立柱失稳抗弯荷载计算:

φ300mm立柱N1=σ1ф1A1=20.5*0.76*463

=7.2KN<【N稳1】=51KN,符合规范要求.

φ500mm立柱N2=σ2ф2A2=12.2*0.884*777

=8.4KN<【N稳1】=99.6KN,符合规范要求.

钢管立柱基础承载力计算:

因一根立柱受力:

p=94.9KN;此段双排φ300mm立柱扩大基础,（注纵向按4.3/2m,横向按1m检算）.

σ1=p/A=94.9*103/（4300/2*1000）=0.044MPa

（所处地段为表层杂填土、卵石、含卵石亚粘土）查设计图中岩土承载力可知【σ0】=160～280KPa

σ1<【σ0】=0.16～0.28MPa,符合规范要求.

第三段荷载计算:

钢筋砼每延米重:

q1=（G1*L1+G2*L2+G3*L3）/（L1+L2+L3）

=（283.92*7.5+430.3*1.45+569.3*1）/（7.5+（1+0.45）+1）=333.9KN/M

内外模板每延米重:

q2=（G1-1*L1+G2-1*L2+G3-1*L3）/（L1+L2+L3）

=（4.62*7.5+4.25*1.45+2.13*1）/（7.5+（1+0.45）+1）=4.32KN/M

内外模板加劲方木每延米重:

q2=（G1-2*L1+G11-2*L2+G3-1*L3）/（L1+L2+L3）

=（5.83*7.5+4.97*1.45+2.13*1）/（7.5+（1+0.45）+1）=5.33KN/M

第三段均布荷载合计:

每延米重:

q总=q1+q2+q3+G1-3+G1-4+G1-5+G1-6+G1-7+G1-8

=333.9+4.32+5.33+1.93+2.4+7.26+18.67+19+36=428.8KN/m

1、钢管支架的截面特性和容许荷载

钢管柱采用δ5mm的钢筋板卷制,本处理论计算按无缝钢计算.

查相关手册，圆环形得到截面特性如下：

外径

（mm）

壁厚

（mm）

截面积

A（mm2）

惯性矩

（mm4）

回转半径

（mm）

每延米自重

（kg）

300

5

4.63×103

3.151×106

52.16

36.76

500

5

7.77×103

1.488×107

87.51

61.26

截面面积:

A=π*（R2-r2）回转半径:

i=

惯性矩:

I=π*（R4-r4）/64截面抵抗弯矩:

W=π*（R4-r4）/（4R）

钢管的轴向容许应力【σ】=140Mpa

钢管的弯曲容许应力【σ】=145Mpa

2、贝雷桁架剪力及弯矩检算

剪力计算:

q总=428.8KN/m;一组贝雷桁架受力:

q=q总/8=53.6KN/m

剪力:

QX=ql/2*（1-2x/l）,x=0时,剪力最大,所以

QMAX=53.6*9.95/2=266.7KN

所以:

QMAX=266.7KN<【Qmax】=490.5KN,符合规范要求.

弯矩计算:

最大弯矩:

Mmax=ql2/8

=53.6*9.952/8=663.3KN*m

所以:

MMAX=663.3KN*m<【Mmax】=1577.4KN·m,符合规范要求.

3、钢管支架立柱失稳荷载计算【N稳】

φ300mm长细比为λ=L/I=3240/52.16=62.1<[λ]=150,符合规范要求;弯曲系数查表得ф1=0.76,

φ500mm长细比为λ=L/I=3240/87.51=37.0<[λ]=150,符合规范要求;弯曲系数查表得ф2=0.884,

【N稳1】=ф1A【σ】=0.76×463×145=51022.6N=51KN

【N稳2】=ф2A【σ】=0.884×777×145=99595.9N=99.6KN

因为:

q总=428.8KN/m;本段计算长度L=9.95M

每根立柱平均受力:

p=q总*L/12=428.8*9.95/12=355.5KN

钢管立柱强度计算:

φ300mm立柱σ1=P/A1=355.5*103/（4.63*103）

=76.8MPa<【σ】=140Mpa,符合规范要求.

φ500mm立柱σ2=P/A2=355.5*103/（7.77*103）

=45.8MPa<【σ】=140Mpa,符合规范要求.

钢管立柱失稳抗弯荷载计算:

φ300mm立柱N1=σ1ф1A1=76.8*0.76*463

=27KN<【N稳1】=51KN,符合规范要求.

φ500mm立柱N2=σ2ф2A2=45.8*0.884*777

=31.4KN<【N稳1】=99.6KN,符合规范要求.

钢管立柱基础承载力计算:

因一根立柱受力:

p=355.5KN;

φ300mm立柱扩大基础,（注纵向按3/2m,横向按1m检算）.

σ1=p/A=355.5*103/（3000/2*1000）=0.237MPa

（所处地段为表层杂填土、卵石、含卵石亚粘土）查设计图中岩土承载力可知【σ0】=160～280KPa

σ1<【σ0】=0.16～0.28MPa,符合规范要求.

φ500mm立柱σ1=p/A=355.5*103/（700*700）

=0.726MPa

因φ500钢管立柱设于承台砼上成刚性基础,基础承载力满足要求.

第四段荷载计算:

钢筋砼每延米重:

q1=（G1*L1+G2*L2）/（L1+L2）

=（283.92*10.5+430.3*0.55）/（10.5+0.55）=291.2KN/M

内外模板每延米重:

q2=（G1-1*L1+G2-1*L2）/（L1+L2）

=（4.62*10.5+4.25*0.55）/（10.5+0.55）=4.6KN/M

内外模板加劲方木每延米重:

q2=（G1-2*L1+G11-2*L2）/（L1+L2）

=（5.83*10.5+4.97*0.55）/（10.5+0.55）=5.8KN/M

第四段均布荷载合计:

每延米重:

q总=q1+q2+q3+G1-3+G1-4+G1-5+G1-6+G1-7+G1-8

=291.2+4.6+5.8+1.18+2.4+7.26+18.67+19+36=386.11KN/m

1、钢管支架的截面特性和容许荷载

钢管柱采用δ5mm的钢筋板卷制,本处理论计算按无缝钢计算.

查相关手册，圆环形得到截面特性如下：

外径

（mm）

壁厚

（mm）

截面积

A（mm2）

惯性矩

（mm4）

回转半径

（mm）

每延米自重

（kg）

300

5

4.63×103

3.151×106

52.16

36.76

500

5

7.77×103

1.488×107

87.51

61.26

截面面积:

A=π*（R2-r2）回转半径:

i=

惯性矩:

I=π*（R4-r4）/64截面抵抗弯矩:

W=π*（R4-r4）/（4R）

钢管的轴向容许应力【σ】=140Mpa

钢管的弯曲容许应力【σ】=145Mpa

2、贝雷桁架剪力及弯矩检算

剪力计算:

q总=386.11KN/m;一组贝雷桁架受力:

q=q总/8=48.3KN/m

剪力:

QX=ql/2*（1-2x/l）,x=0时,剪力最大,所以

QMAX=48.3*11.05/2=266.9KN

所以:

QMAX=266.9KN<【Qmax】=490.5KN,符合规范要求.

弯矩计算:

最大弯矩:

Mmax=ql2/8

=48.3*11.052/8=737.2KN*m

所以:

MMAX=737.2KN*m<【Mmax】=1577.4KN·m,符合规范要求.

3、钢管支架立柱失稳荷载计算【N稳】

φ300mm长细比为λ=L/I=3240/52.16=62.1<[λ]=150,符合规范要求;弯曲系数查表得ф1=0.76,

φ500mm长细比为λ=L/I=3240/87.51=37.0<[λ]=150,符合规范要求;弯曲系数查表得ф2=0.884,

【N稳1】=ф1A【σ】=0.76×463×145=51022.6N=51KN

【N稳2】=ф2A【σ】=0.884×777×145=99595.9N=99.6KN

因为:

q总=386.11KN/m;本段计算长度L=11.05M

每根立柱平均受力:

p=q总*L/