计算书中墩边墩.docx
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计算书中墩边墩
第一章荷载分布设计
1.1概述
怀集2号大桥共11跨，贵阳台~5#墩为组合箱梁，5#墩~广州台为5跨32m连续单孔相梁，单孔箱梁重741.44吨，质量分布为梁端大，跨中小。
箱梁内外模均采用18mm厚竹胶合模板拼装，箱梁翼缘和内模支撑采用脚手架+顶托。
浇筑支撑平台为大直径螺旋钢管+贝雷梁结构，平台从上到下使用的材料依次为：
12cm*12cm方木，I12a工字钢，贝雷梁，I63a工字钢分配梁，砂箱，螺旋钢管，钢筋混凝土支座。
1.2荷载组合
（1）梁体荷载：
取1m长箱梁为计算长度，32米箱梁跨中截面面积为8.18㎡，梁端（2m范围内）截面面积为12.8㎡，则面荷载分别为g=8.18×2.5t/m3=21.27t/m和g=12.8×2.6t/m3=33.28t/m。
（2）施工荷载、模板重量及附属荷载。
18mm厚竹胶板：
782×0.018×0.85=11.96t
12cm×12cm方木：
21.6×0.6=12.96t
I20a工字钢：
12×32×27.9=10.7t
贝雷片：
200×270=54t
I63a分配梁：
9×12×122=13.18t
螺旋钢管：
δ=10mm，Φ1000，244.15kg/m
δ=14mm，Φ628，212kg/m
（3）支架按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》，恒载安全系数1.2，附加及活载安全系数1.3。
活荷载：
q附加=11.96+12.96+10.7+54+13.18=102.8t
转化为线荷载：
q附加=3.59t/m
第二章竹胶合模板强度验算
箱梁采用支架现浇施工，考虑到底板是平面并且竹胶合模板重量轻，便于高空作业施工，所以现浇箱梁采用竹胶合模板。
采用的竹胶合模板厚度为18mm，模板下用12cm×12cm方木作为背肋支撑。
由于箱梁纵向为变截面和横向的不均匀分布，所以背肋方木根据受力大小采用不同间距布置。
模板受力验算纵向分为跨中部分和梁端部分，横向分为底板部分和腹板部分。
竹胶合模板采用容许应力计算不考虑荷载分项系数，总体考虑1.3倍安全系数进行计算。
2.1竹胶合模板的性能指标
（1）密度>0.85g/cm2
（2）含水率6～14%
（3）纵向静曲强度>80MPa
（4）横向静曲强度>55MPa
（5）纵向弹性模量>6500MPa
（6）横向弹性模量>4500MPa
（7）干湿循环>22次
（8）耐水泡72小时膨胀率<8%
（9）耐老化沸水煮4小时不起层脱胶
根据《路桥施工计算手册》和《建筑技术》查得，并综合考虑浸水时间，竹胶合模板的力学指标取下值：
[σ]=12Mpa，[τ]=1.3Mpa，E=5×103Mpa
竹胶合模板选用厚度18mm，1米宽竹胶合模板的截面几何特性计算结果如下：
截面矩W=
=1/6×1000×182=54000mm2=54cm3
截面惯性矩I=
=1/12×1000×183=486000mm3=48.6cm4
2.2跨中部分计算
2.2.1底板验算
根据模板支撑设计情况，取典型截面进行验算：
竹胶合模板按照底部纵梁净空间距0.3米跨度进行计算。
（1）内模和支架采用250kg/m2
q1=250kg/m2=2.5kpa
（2）混凝土
q2=2600×（0.3+0.3）=15.6kpa
（3）人群机具
q3=150kg/m2=1.5kpa
（4）倾倒
q4=4kpa
（5）振捣
q5=2kpa
（6）其它荷载
q5根据现场情况，取值很小不考虑。
1）强度验算
荷载组合采用1+2+3+4+5+6，所以q=2.5+15.6+1.5+4+2=25.6kpa,考虑1.3倍安全系数：
q取33.28kpa转化为横向线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：
q=33.28×1=33.28KN/m
受力模型：
弯矩：
利用软件分析求得：
Mmax=0.300KN.m
σmax=
=0.300÷54=5.56Mpa<[σ]=12Mpa应力满足要求。
Qmax=1.1×q×l=1.1×33.28×0.3=10.98KN
τmax=
=1.5×10.98÷（1000×18）=0.915Mpa<[τ]=1.3Mpa剪力满足要求。
2）刚度验算
荷载组合采用1+2+6，所以
q=2.5+15.6=18.1Kpa,考虑1.3的安全系数，取值为23.53Kpa；
转化为横向的线荷载，按照底板竹胶合模板平均承载：
q=23.53×1=23.53KN/m
根据《路桥施工计算手册》查得
fmax=0.677
=0.531mm
=
=
<
挠度满足要求
2.2.2腹板验算
腹板部分竹胶合模板按照底部纵梁3×0.2米跨度的连续梁进行计算，计算模型如下：
根据《铁路混凝土工程施工技术指南》和《路桥施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：
（1）内外模和支架综合考虑取值
q1=2.45Kpa
（2）混凝土侧向压力与浇筑速度有关，取流动混凝土厚度为1.22米：
q2=2600*1.22=31.72Kpa
（3）人群机具
q3=150kg/m2=1.5Kpa
（4）倾倒荷载
q4根据施工情况，不考虑。
（5）振捣
q5=2.0Kpa
（6）倾倒荷载
q6根据施工情况，不考虑.
1）强度计算：
荷载组合采用1+2+3+4+5+6，所以
q=2.45+31.72+1.5+2=37.67Kpa考虑1.3倍安全系数，q取49Kpa
即q=49KN/m,利用分析软件计算如下：
Mmax=0.2KN.m
σmax=
=0.2÷54=3.6Mpa<[σ]=12Mpa应力满足要求。
Qmax=1.1×q×l=1.1×49×0.2=10.78KN
τmax=
=1.5×10.78÷（1000×18）=0.9Mpa<[τ]=1.3Mpa剪力满足要求。
2）刚度计算
荷载组合采用1+2+5，所以
q=2.45+31.72+2=36.17KN/m，考虑1.3倍安全系数，q取值47.012KN/m
根据《路桥施工计算手册》查得：
fmax=0.677
=0.21mm
=
=
<
刚度满足要求
2.3梁端部分计算
2.3.1底板验算
梁端底板部分背肋方木适当加密，竹胶合模板按照底部方木间距0.2米进行计算，受力模型如下图所示：
单位：
mm
根据《铁路混凝土工程施工技术指南》和《铁路施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：
（1）模板：
模板和支架荷载采用250kg/m2
即q1=2.5Kpa
（2）混凝土
q2=2600×（0.6+0.7）=3380kg/m2=33.8Kpa
（3）人群机具
q3=150kg/m2=1.5Kpa
（4）倾倒
q4=4Kpa
（5）振捣
q5=2.0Kpa
（6）其它荷载根据实际情况不考虑。
1）强度计算
荷载组合采用1+2+3+4+5+6，所以
q=2.5+33.8+1.5+4+2=43.8Kpa考虑1.3的安全系数，q取值为56.94Kpa，即线性荷载为56.94KN/m。
利用分析软件计算如下：
Mmax=0.23KN.m
σmax=
=0.23÷54=4.22Mpa<[σ]=12Mpa满足要求。
Qmax=1.1×q×l=1.1×56.94×0.2=12.53KN
τmax=
=1.5×12.53÷（1000×18）=1.044Mpa<[τ]=1.3Mpa满足要求。
2）刚度计算：
荷载组合采用1+2+5，所以
q=2.5+33.8+2=38.3KN/m，考虑1.3倍安全系数，q取值49.79KN/m
根据《路桥施工计算手册》查得：
fmax=0.677
=0.171mm
=
=
<
满足要求
2.2.2腹板部分
腹板部分竹胶合模板按照底部纵梁3×0.15米跨度的连续梁进行计算，计算模式如下：
根据《铁路混凝土工程施工技术指南》和《铁路施工计算手册》混凝土竖向荷载分为以下几个部分：
（1）模板和支架压力q1取2Kpa
（2）混凝土
q2=2600×（0.6+0.7）=3380kg/m2=33.8Kpa
（3）人群机具
q3=150kg/m2=1.5Kpa
（4）倾倒荷载不计
（5）振捣
q5=2.0Kpa
（6）其它荷载根据实际情况不考虑。
1）强度计算：
荷载组合采用1+2+3+4+5+6，所以
q=2+3.8+1.5+2=39.3Kpa考虑1.3倍安全系数，q取51.09Kpa
即q=51.09KN/m,利用分析软件计算如下：
Mmax=0.11KN.m
σmax=
=0.11÷54=2.04Mpa<[σ]=12Mpa满足要求。
Qmax=1.1×q×l=1.1×51.09×0.15=8.43KN
τmax=
=1.5×8.43÷（1000×18）=0.7Mpa<[τ]=1.3Mpa满足要求。
2）刚度计算
荷载组合采用1+2+5，所以
q=2.45+31.72+2=37.8KN/m，考虑1.3倍安全系数，q取值49.14KN/m
根据《路桥施工计算手册》查得：
fmax=0.677
=0.181mm
=
=
<
满足要求
3纵梁贝雷梁强度验算
梁跨中间加设一排4根支架螺旋钢管，δ=10mm，Φ1000，244.15kg/m；边跨在承台上设一排4根支架螺旋钢管，δ=12mm，Φ824，212kg/m。
单跨长度14.3米，贝雷片20片。
⑴贝雷片参数
贝雷片材料均为16Mn，
；Ix=250500cm4；Wx=3578cm3
容许弯矩[M]=78.2t.m
容许剪力
⑵线荷载：
梁端两米范围内：
q=1.2×33.28+1.3×3.5=44.486t/m
梁跨中部分：
q=1.2×21.27+1.3×3.5=30.074t/m
3.1受力模型
弯矩：
剪力：
轴力：
3.2弯矩计算
跨中最大弯矩在L=14.3m处Mmax=714.66t.m<20×78.2=1564t.m满足
σw=Mmax/wx=714.66×105/（3578×20）=998.69kg/cm2<2500kg/cm2满足。
3.3剪力计算
最大剪力Qmax=265.01t<20×24.52=442t满足
3.4挠度计算
f=5ql4/384EI=5×30.074×14.34/（384×2.1×105×20×250500）=1.73cm<［f］=L/400=3.58cm满足要求
4螺旋钢管验算
梁跨中间支柱采用4×φ1000螺旋钢管，壁厚10mm，
轴惯性矩：
Ix=381074.397cm4，
极惯性矩：
Ip=762148.794cm4，
抗扭系数：
Wt=15242.97cm3，
截面积：
A=311.018cm2，
单位重量：
g=244.149kg/m；
梁跨两端支柱采用4×φ824螺旋钢管，壁厚14mm，
轴惯性矩：
Ix=252350.431cm4，
极惯性矩：
Ip=504700.862cm4，
抗扭系数：
Wt=12250.02cm3，
截面积：
A=306.117cm2，
单位重量：
g=240.302kg/m。
4.1跨中支架螺旋管受力分析
（1）螺旋钢管抗压计算：
跨中单排管承载：
R=530.01+244.149×14×4÷1000=543.68t；
两端单排管承载：
R=209.54+240.302×14×4÷1000=223.00t
根据查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）得：
钢材的强度设计值（N/mm2）
钢材
抗拉、抗压和抗弯（f）
抗剪（fy）
端面承压（刨平顶紧）fct
牌号
厚度或直径（mm）
Q235
≤16
215
125
325
﹥19~40
205
120
﹥60~100
200
115
﹥100
190
110
螺旋钢管抗压值取215Mpa,
跨中单根管：
543.68÷4÷（311.018×10-4）=43.70Mpa<215Mpa，满足要求；
梁端单根管：
223.00÷4÷（306.117×10-4）=18.21Mpa<215Mpa，满足要求；
4.2支架螺旋管稳定性分析
支架管长细比：
跨中支架钢管计算高度H=14m，D=1000mm,d=980mm，回转半径r=
=350mm；
λ=L/r=14000/350=40<[λ]=60满足要求。
φ1000钢管截面为a类截面，查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录C表C-1可得轴线受压构件稳定系数：
ψ＝0.941
α=
=58.7Mpa两端支架钢管计算高度H=14m，D=824mm,d=800mm，回转半径r=
=287.12mm；
λ=L/r=14000/287.12=48.76<[λ]=60满足要求。
φ824钢管截面为a类截面，查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录C表C-1可得轴线受压构件稳定系数：
ψ＝0.925
α=
=64.3Mpa4.3地基应力计算
（1）两端支架钢管底座放置在承台上，根据墩身设计受力在800t以上，所以，地基承载力可以满足要求。
（2）跨中支架钢管下采用扩大基础，基础尺寸为3m×10m×0.5m,地基承载力要求为：
p=N/A=（530.01+244.149×14×4÷1000+3×10×0.5×2.5）÷（10×3）=193.73Kpa，即地基承载力要达到193.73Kpa。
5内模架检算
1）、材料：
立柱：
φ48×3mm钢管,A=4.241cm2;单位重量g=3.329kg/m；
横梁：
方木□10×10cm；Wx=166.7cm3；
纵梁：
方木□8×8cm；Wx=85.3cm3；
2）、内模架布置：
沿梁向间距75cm；横向布置（85+90+90+85）cm；纵梁间距40cm一道；
3）、受力检算
顶板混凝土厚30cm，则混凝土g=2.65×0.3=0.795t/㎡；按1.2安全系数及1.3的偏载计算支架立柱（偏于安全）
⑴纵梁检算：
线荷载q=1.2×0.795×0.4=0.382t/m
跨度：
l=0.75m
跨中最大弯矩：
满足
⑵横梁计算
线荷载q=1.2×0.795×0.9=0.86t/m
跨度：
l=0.9m
跨中最大弯矩：
满足
⑶钢管立柱计算
荷载N=1.2×1.3×2.65×0.9×0.75=2.79t
应力
满足
参考文选：
1）、《钢结构设计规范》GB50017—2003；
2）、《新建铁路贵阳至广州线贺州至广州段施工图》GGTJ—10标段怀集2号大桥；
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