现浇梁满堂和钢管柱支架计算书最终版

附件：新丰互通B/C匝道桥现浇梁施工支架结构计算书一、工程概况新丰互通立交位于朱屋村南侧，是新丰县城及周边地区车辆上下高速的主要出入口，本合同段在新丰江北侧的朱屋村南侧山间设置新丰互通。采用半定向T型互通立交与G105一级路顺接，方便新丰县城及周边村镇的车辆上下高速公路。互通共设置主线桥1座，匝道桥4座，其中B/C匝道桥上部结构采用现浇箱梁结构；BK0+627.375匝道桥桥跨布置为3*（328.75）预应力现浇箱梁+1230m预应力T梁； CK0+284.306匝道桥桥跨布置为1120m预应力现浇箱梁+225现浇箱梁。根据设计图纸，B匝道桥第一三联上部结构采用3*28.75米预应力混凝土现浇箱梁，桥面宽10.5m，梁体采用单箱单室斜腹板结构。梁高1.75cm，顶宽10.3m，悬臂长2.25m，底宽4.94m，顶板厚度28cm，腹板厚度4565cm，底板厚度22cm；每跨在跨中设置横隔板。C匝道桥第一三联上部结构采用20米预应力混凝土现浇箱梁，桥面变宽，采用单箱单室斜腹板结构。梁高1.50m,悬臂长2.25m，腹板厚4565cm，顶板厚28cm，底板厚22cm；第三联每跨跨中设置横隔板；第四联上部结构采用25米预应力混凝土现浇箱梁，桥面宽10.5m，采用单箱单室斜腹板结构，梁高1.60m，箱梁悬臂长2.25m，腹板厚45cm65cm，顶板厚28cm，底板厚22cm，在每跨跨中设置横隔板。二、编制依据（1）铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程（TB101102011）（2）建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 130-2011）（3）钢结构设计规范（GB50017-2003）（4）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（5）公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)三、上部梁体施工方案 新丰互通B匝道桥现浇箱梁共3联，每联3跨，其中第一联位于新丰互通E匝道和主线路基之间填平区，地形较平坦，梁底至原地面高度在3-13m间，采用满堂支架现浇施工；第二联前两跨横跨主线路基，地形较为平坦，梁底至原地面高度在7-13m间采用满堂支架现浇施工，第三跨横跨C匝道桥桥，桥区位于主线路基左侧边坡，梁底至原地面高度在13-20m间，采用满堂支架现浇法施工；第三联由于梁底至原地面高度在20m 以上（22-29m），采用钢管柱贝雷支架法施工新丰互通C匝道桥共4联，均为现浇箱梁结构，第一联共4跨，每跨跨径为20m，梁底距原地面高度在7-13m间，采用满堂支架现浇施工；第二联共4跨，每跨跨径为20m，梁底距原地面高度在13-19m间，采用钢管柱贝雷支架法施工；第三联共3跨，每跨跨径为20m，梁底距原地面高度在在7-18m间，采用钢管柱贝雷支架法施工；第四联共2跨，跨径为25m，横跨主线路基，梁底距原地面高度在在7-8m间，采用满堂支架现浇施工。主要工序的施工流程为：场地平整、地基支墩处理、钢管柱贝雷架和满堂支架搭设、安装支座、堆载预压、沉降观测、逐级卸载、设置预拱度、安装外模、制安钢筋、现浇梁混凝土、混凝土养护、张拉压浆、拆除侧模、拆除底模板、拆除贝雷架或满堂支架。支架具体布置如图附图所示。1、地基处理B匝道第一联、第二联前两跨（0#-5#墩）及C匝道第四联（11#-13台），由于横跨主线路基或填平区，路基填土均已完成94区填筑，在清除表面松散土后，碾压平整后浇筑15cm厚C20混凝土，宽度15米。C匝道第一联（0#-4#墩）由于位于路基边坡，首先对边坡进行开挖成2*3.6m的台阶并振动碾压平整，其余原地面清除表面松土，如有泥浆坑，必须清理干净，采用石渣回填并碾压表层；然后分层回填30cm二灰碎石土，宽度16米，再浇筑15cm厚的C20混凝土，宽度15m。B匝道第二联第三跨，第三联（5#-9#墩）及C匝道桥第二联，第三联（4#-11#墩）；每跨在墩柱前后及跨中设立540*10mm的支撑钢管柱，每个钢管立柱下需预埋86086020mm钢板，便于支撑柱与预埋钢管连接，保证稳固。钢管柱设置在支撑墩上，B匝道中支撑墩12米长、4米宽、高度1米的C25混凝土，C匝道中支撑墩12米长、2米宽，高度1米；边支撑墩均靠近承台，12米长，2米宽，高度1米。每个支撑墩采用埋置式，基坑开挖后进行承载力测试，当不满足要求时采用强夯和换填2m深的碎石基础，用作地基改善。2、贝雷架搭设选用12片单层上下加强贝雷梁作为支撑骨架，支撑点下为2根45b工字钢，45b工字钢采用焊接连接54010钢管柱，钢管柱与支撑墩用预埋钢板连接，钢管柱支间采用14号槽钢交叉连接，钢管高度根据墩台身高度计算确定。贝雷梁之间除标准斜支撑外，还需采用10号槽钢把每组贝雷梁架间连接。B匝道桥第二联第三跨，第三联中间长度采用9片标准长度为3M贝雷片，C匝道桥第二、三联中间长度采用6片标准长度为3M贝雷片。在贝雷架上方横向铺设I20工字钢，间距0.6米 ，在横向工字钢上方搭设1.83m高的碗扣钢管支架做纵横坡调整,立杆顶设二层方木，立杆顶托上横向设1010cm方木，间距为0.6m；横向方木上设1010cm的纵向方木，间距0.3m，再铺设15mm的优质竹胶合板。横板边角宜用4cm厚木板进行加强，防止转角漏浆或出现波浪形，影响外观。 3、满堂支架施工在路基范围内满堂支架，为砂质黏性土碾压而成的路基，压实度达到93%，地基承载力可达到200KPa，在清除表层土后，碾压平整再浇筑15cmC20混凝土，宽度15m，作为支架基础。对于其他位于自然边坡上的支架，地基表层为2.0米左右的厚的砂质黏性土，地基承载力为120KPa，下部为淤泥质黏土层, 地基承载力为60KPa,清除地表整平后，用二灰碎石土回填30厘米厚，分层碾压,宽度16米，上部再浇筑15cm厚的C20混凝土,宽度15米。 选用碗式支架作为支撑骨架，支架布置为：满堂支架顺桥向立杆排距0.6m，横桥向立杆中间底腹板位置为10排排距0.6m，两侧靠翼缘板2排排距0.9m，翼缘板外为1排排距1.2m立杆作为操作平台，所有横杆步距均为1.2m。支架支撑在专用地托上，以确保受力均匀,支架上端采用专用天托，纵向采用1015cm方木间距0.6m，横向采用1010cm方木, 间距0.3米,通过支架上端的天托设置预拱度。4、堆载预压为消除非弹性变形，取得贝雷架弹性变形量、碗式支架弹性变形和地基沉降变形。在方木铺设完毕且加固稳固后选用土袋进行分级堆载预压。预压采用分跨预压，从一个边跨向另一个边跨进行，施加荷载总重：梁体自重施工荷载(梁体自重20%)。模拟砼施工过程按60%、80%、100%、120%逐级加载。在加载过程中设置沉降观测点，沿纵向设置在跨中、1/4跨和距墩柱支点1m共5个断面上，每个断面沿横向布3个点，分别是断面中心和距中心左右2.5m处。堆载预压时间不小于48小时，卸载采用分级逐步卸载。每次堆载、卸载均做好沉降观测，并做好记录。5、预拱度设置预拱度计算公式为f=f1+f2，其中f1贝雷架或支架弹性变形(由预压得出数据)，f2=梁片设计预拱度值。最大预拱度值设置在梁的跨中位置，并按二次抛物线形式进行分配，算得间距2米各点处的预拱度值后，按折线通过钢管脚手架对底模和翼缘板进行调整。6、钢筋制安钢筋在钢筋加工场地制作，采用焊接工艺连接,根据钢筋绑扎的先后顺序采用人工配合汽车、吊车运输到模板。钢筋绑扎顺序：从一段向另一段进行，箱梁底板、箱梁腹板、箱梁底、腹板波纹管、箱梁顶板、预留钢筋和预埋件埋设。按照设计图纸和验标要求进行钢筋的绑扎安装，同时注意钢筋接头按要求错开，钢筋绑扎时要按设计图纸的钢筋编号从下到上、从一头到另一头分顺序绑扎，为避免在安装时将误差集中到某一头，可分成几段进行。保证所有的钢筋规格、型号、间距、数量及保护层等满足设计要求。钢筋交接点绑扎均采用十字交叉绑，不允许采用梅花跳绑，且绑扎铁丝的尾段不应伸入保护层内。钢筋保护层采用购买的同等级砂浆垫块，梁体侧面和底面的垫块至少应为4个/m2。箱梁施工中主要预埋件有泄水孔、伸缩缝预埋件、接触网支柱锚固螺栓及加强钢筋、防撞护栏预埋筋、综合接地措施和施工预埋件等，施工时应严格按照设计图纸要求进行预埋。（详见作业指导书）。7、砼施工砼浇筑采用混凝土汽车泵自的低处向高处进行。混凝土浇筑水平分层、对称、连续浇注的原则。浇注砼时，每层砼的厚度40厘米为宜，不得超过50厘米，砼振捣和下料交替进行，采用插入式振捣棒振捣。浇注桥面砼时，先用插入式振捣棒振捣砼，再用悬空式整平机振捣成型，人工二次抹面。砼浇注成型终凝后，覆盖土工布浇水养护。（混凝土施工详见作业指导书）。四、满堂支架和贝雷架钢管柱结构验算（一）贝雷架验算1.贝雷梁相关参数、桁架单元杆件性能杆件名材料断面型式横断面积（cm2）理论容许承载力（KN）弦杆16Mn102*12.7560竖杆16MnI89.52210斜杆16MnI89.52171.5、几何特性几何特性结构构造Wx(cm3)Ix(cm4)EI(KN/m2)单排单层不加强3578.5250497.2526044.12加强7699.1577434.41212612.24双排单层不加强7157.1500994.41052088.24加强15398.31154868.82425224.48三排单层不加强10735.6751491.61578132.36加强23097.41732303.23637836.72双排双层不加强14817.92148588.84512036.48加强30641.74596255.29652135.92三排双层不加强22226.83222883.26768054.72加强45962.6689439014478219、桁架容许内力表桥型容许内力不加强桥梁单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩（KN.m）788.21576.42246.43265.44653.2剪力（KN）245.2490.5698.9490.5698.9桥型容许内力加强桥梁单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩（KN.m）1687.533754809.467509618.8剪力（KN）245.2490.5698.9490.5698.92. 荷载分析2.1荷载分析2.1.1、模板、支架、脚手架自重模板自重取1.5kN/, I20a工字钢取27.93kg/m, I45a工字钢取80.4kg/m,方木取0.9kg/m3,脚手架，钢管柱按实际计算。2.1.2、新浇混凝土自重按26 kN/m3。2.1.3、施工人员、施工料具运输堆放荷载计算模板及直接支承模板小棱时，均布荷载可取2.5kPa。计算直接支承小棱的梁或拱架时，均布荷载可取1.5 kPa。计算支架立柱及支承拱架的其它结构件时，均布荷载可取1.0kPa。2.1.4、倾倒混凝土时产生的冲击荷载按2.0kN/。2.1.5、振捣混凝土产生的荷载按2.0kN/。2.1.6、其它可能产生的荷载，如雪荷载、冬季保温设施荷载等，基本不产生。2.1.7、新浇混凝土对模板侧面压力，泵送时：Pm=4.6v1/4=4.621/4=5.5 kN/。2.1.8、倾倒混凝土时对侧面模板产生的水平荷载按2.0kN/。2.1.9、振捣混凝土产生时对侧面模板产生的压力按4.0kN/。2.1.10、现浇箱梁总方量：B匝道第一联为560.52m3，钢绞线重22.9443t；第二联为558.96m3，钢绞线重22.8947t;第三联为560.88m3，钢绞线为22.9443t；C匝道第一联为428.8m3，钢绞线重16.0513t；第二联为490.5m3，钢绞线重16.0513t;第三联为375.58m3，钢绞线为11.4043t；第四联为307.32m3，钢绞线为10.8297t； 根据建筑施工模板安全技术规范第4.1.1条第4款计算 ，取二者之小值。 浇筑速度v取0.5m/h，混凝土初凝时间t0=8h，k1=1.2，k2=1.15 因此混凝土侧压力取F=44.65kPa，有效压头高度h=1.72m风荷载按建筑结构荷载规范（GB50009）规定计算，基本风压值取表D.4中n=10年，风振系数，计算如下：按式7.1.1-1计算风荷载标准值：其中：风荷载标准值（kpa） 高度Z处的风振系数（取1） 风荷载体型系数，按表7.3.1中“独立墙壁及围墙”值+1.3 风压高度变化系数，按表7.2.1离地高度50m的B类地面值1.67 基本风压（kpa），取0.35kpa计算得：2.2荷载组合 根据建筑荷载设计规范，均布荷载设计值=结构重要性系数（恒载分项系数恒载标准值活载分项系数活载标准值）。结构重要性系数取二级建筑：1.0，恒载分项系数为1.2，活载分项系数为1.4。2.3 B匝道桥最大跨度段检算 我部现浇箱梁结构特点，我们取截面为代表截面进行箱梁自重计算，如图所示：2.3.1 底模面板检算 底模面板采用15mm厚竹胶板，竹胶板尺寸为122*244*1.5cm。竹胶板下桥顺向设置100*100mm方木小肋，中心间距300mm，取1m板宽按净跨径300mm简支梁检算。（1）、荷载取底腹板荷载进行计算：梁体砼顺桥向均布荷载：2底模面板宽度自重2箱内支撑架荷载2 （2）强度验算 Mmax=0.64kNm Qmax=12.83kN底模力学参数：S =1/8bh2=1/81.220.0152=3.4310-5 m3I=1/12bh3=1/121.220.0153=3.4310-7 m4W1/6bh2=1/61.220.0152=4.57510-5 m3强度条件： =Mmax/W=0.64/(4.5810-5 )=1.4MPa=12 Mpa= Qmax S/(Ib)=(12.833.4310-5)/( 3.4310-71.22) =1.052MPa=1.3 MPa（3）刚度验算:fmaxffmax=0.677ql4/(100EI) 其中E=9103 MPa fmax=(0.67771.30.34)/(10091092.8110-7) =0.0155mmf=1/400m=0.75mm 1.5cm的竹胶板作为底模满足要求。 2.3.2 模板底纵桥向方木计算： 竹胶板底部桥顺向设置100*100mm方木小肋，中心间距300mm，方木下设置横桥向方木，方木中心间距为60cm，按单根方木受力（单根方木承受宽度600mm的系梁荷载）按三跨连续梁检算。 （1）、荷载组合 取底腹板荷载进行计算：梁体砼顺桥向均布荷载：2底模面板宽度自重2方木自重：2箱内支撑架荷载2Mmax=0.76kNm Qmax=7.59kN方木力学参数：S =1/8bh2=1/80.10.12=1.2510-4 m3I=1/12bh3=1/120.10.13=8.310-6m4W1/6bh2=1/60.10.12=1.6710-4 m3强度条件： =Mmax/W=0.76/(1.6710-4 )=4.55MPa=12 Mpa= Qmax S/(Ib)=(7.591.2510-4)/( 8.310-60.1) =1.14MPa=1.3 MPa 刚度验算:fmaxffmax=0.677ql4/(100EI) 其中E=9103 MPa fmax=(0.67721.080.64)/(10091098.310-6) =0.25mmf=1/400m=1.5mm底模纵向方木截面尺寸符合设计要求 2.3.3横向方木计算： 横桥向方木采用10*10cm方木,铺设于支架立杆顶撑上，间距为60cm，跨度60cm，所受荷载为上部纵向方木传递的集中荷载，间距按30cm布置，其荷载大小为：P=1.143*ql=1.143*21.08*0.6=14.69KN/m按四跨连续梁计算。 Mmax=2.12kNm Qmax=18.23kN方木力学参数：S =1/8bh2=1/80.10.12=1.2510-4 m3I=1/12bh3=1/120.10.13=8.310-6m4W1/6bh2=1/60.10.12=1.6710-4 m3强度条件： =Mmax/W=2.12/(1.6710-4 )=1.27MPa=12 Mpa= Qmax S/(Ib)=(18.23*1.2510-4)/( 8.310-60.1) =1.22MPa=1.3 MPa 刚度验算:fmaxffmax=1.764ql3/(100EI) 其中E=9103 MPa fmax=(1.76414.690.63)/(10091092.81310-6) =0.0221mmf=1/400m=1.5mm底模横向方木截面尺寸符合设计要求 2.3.4 碗扣支架承载力及稳定性检算：根据现场实际选用碗扣脚手架作为钢管柱贝雷架上横纵坡调节，立杆、横杆均为48*3.5mm钢管，支架上下采用可调底托和顶托，按最大支架高度3.65m计算。荷载计算荷载计算采用建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）第4.2.3至4.2.5条（不计风荷载）：取值及计算原则如下：（1）、模板支撑架自重标准值Q1：底模系统自重（方木纵肋按间距300mm）：竹胶板自重方木横肋自重方木纵肋自重底模系统自重小计单根支架立杆及附件自重（每延米高度重量）：a、扣件自重(每根立杆每延米配旋转扣件1套)b、顶托c、立杆d、横杆（按立杆间距600*300mm，步距1200mm计算）e、剪刀撑钢管（每根立杆上按设置48*2.9mm钢管剪刀撑2根）（立杆按600*300mm间距计算）每根立杆系统合计总量：（其中hz为支架高度，按最大立杆间距600*300mm计算，偏于安全）（2）、钢筋砼自重标准值Q2=26kN/m3（3）、振捣混凝土荷载标准值Q3=2kpa（4）、施工荷载标准值Q4=1kpa 单肢立杆轴向力计算采用建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）第5.6.1条第1款(其中段砼体积)计算。最大单肢立杆轴向力计算如下：（1）、底腹板部位底腹板最大梁高1.75m，支架最大间距600*600mm。由计算可知单肢立杆最大轴力为底腹板下支架立杆，即。单肢立杆稳定性承载力容许值计算采用建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）第5.3.1条第2款（5.3.1-2）式并结合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）第5.2.6条式5.2.6-1及第5.2.8条式5.2.8进行。其中：A-立杆横截面积（489mm2） f-P235A钢材（碗扣）抗拉、压和抗弯强度设计值（205Mpa） -轴心受压杆件稳定性系数，根据长细比查表 K-立杆计算长度附加系数（取1.155，验算立杆容许长细比时取1） -考虑单、双排脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，按（JGJ130-2011）标5.2.8取1.5） h-步距，取1.2m i-碗扣立杆回转半径15.8mm 长细比，查稳定性系数表得 单肢立杆稳定性控制的容许承载力：由计算可知单肢立杆最大轴力为第梁端段下支架立杆，即，合格。容许长细比检算根据建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）第5.1.8条：所有杆件长细比不得大于250。 h-步距，取1.2m i-碗扣立杆回转半径15.8mm 长细比，合格。 2.3.5 横桥向I20工字钢检算：横桥向设置I20工字钢，工字钢中心间距为60cm，长度12m，工字钢设置在贝雷桁梁上，跨度在底腹板位置为90cm，在翼缘板位置为120cm，工字钢计算时按按三跨连续梁检算。 （1）、荷载组合 根据以上计算沿纵梁方向承受的组合荷载：（工字钢自重荷载q=（1.2*（+）+1.4*（+）*0.6=1.2*（50.5+0.692+0.2+0.455）+1.4*（2.5+2+2）*0.6=68.52*0.6=41.11KN/mMmax=3.33kNm Qmax=22.2kNI20工字钢力学参数：S =3.55510-5m2 I=2.3710-5m4 W=2.3710-4 m3强度条件： =Mmax/W=3.33/(2.3710-4 )=14.05MPa=170 Mpa= Qmax S/(Ib)=(22.23.55510-5)/( 2.3710-50.007)= =4,757MPa=100 MPa 刚度验算:fmaxffmax=0.667Pl4/(100EI) 其中E=2.05105 MPa fmax=(0.66741.110.93)/(1002.0510112.3710-5) =0.0411mmf=1/400m=2.25mm3.2.5贝雷梁计算：承重梁为贝雷梁，由带上下加强弦杆的标准贝雷片组合而成。贝雷片规格为300cm170cm18cm。每9片组成一排（C匝道为每6片），每两排连成一列，每列贝雷梁对应端头采用0.9m或1.2m的桁架框进行连接，共6列12排，按1.2+0.9*4+1.2m间距排列。分节段拼装后由吊车吊起，在立柱顶部拼装成长度27m整体桁架。计算按最大跨度15.5m简支梁计算。(1)荷载计算（a）箱梁的砼重梁体重量：顶板宽10.3m，底板宽4.94m，梁长28.75m，混凝土体积188.76 m。考虑到施工过程中泵车冲击取冲击系数为1.1，则梁重为：G1=188.762.61.1=539.854t。（b）模板方木支撑体系重量根据以上计算总重量约为：G2=（0.692+0.2）*28.75*12=30.774t。（c）施工人员及设备荷载施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载取1.0KN/m2，面积为296.125m2，重量为：G3=29.62t。（d）分配梁重间距0.6m,横桥向I20工字钢。G4=46根12m27.91Kg/m=15.41t。（e）贝雷梁自重带上下加强弦杆标准贝雷片重350kg。由表查得加强型贝雷片：M1687.5KNM ； Q245.2KN ；考虑1.3安全系数，则：M1298.08KNM Q188.6KNE=210GPaI=577434.4cm4W=7699.1cmG5=129节350=37.8KN=37.8t（f）混凝土浇筑冲击及振捣时产生荷载G6=（2+2）kN/m24.94m28.75m=56.81t上述荷载合计G总=539.854+30.774+29.62+15.41+37.8+56.81 =710.27t(2)分布荷载贝雷梁分布按6列12排布置，每列2排间距0.9m或1.2m，两排桁架之间采用支撑架连接。q列=G总/28.75/6=710.27/28.75/6=4.12t/mq排=G总/28.75/12=710.27/28.75/12=2.06t/m（3）抗弯强度验算Mmax=ql2/8=41.215.52/8=1237.29kNmM=21298.08Nm 满足！(4)抗剪强度验算Q=ql/2=41.215.5/2=319.3kNQ=2188.6kN 满足！(5)刚度验算弹性变形：f=5qL4/384EI=541.210315.54/（3842.110110.005774344）=0.025535m 非弹性变形采用下面经验公式计算：当贝雷梁节数为奇数时：当贝雷梁节数为偶数时：式中 n贝雷梁节数d常数，对单层贝雷梁取d=0.3556cm；对双层贝雷梁取d=0.1717cm.15.5m跨径5片贝雷架，即=0.3556(52-1)/8=1.067cm贝雷梁变形值为0.02554+0.01067=0.0362f=l/400=0.0388m 满足要求。(6)考虑梁体浇筑后混凝土重集中在中部4组贝雷梁上时工况贝雷梁分布按4列8排布置，每列2排间距0.9m，两排桁架之间采用支撑架连接。q列=G总/28.75/4=710.27/28.75/4=6.18t/mq排=G总/28.75/8=710.27/28.75/8=3.09t/m(a)抗弯强度验算Mmax=ql2/8=61.815.52/8=1855.93kNmM=21298.08kNm 满足！5.4.12.2 抗剪强度验算Q=ql/2=61.815.5/2=478.95kNQ=2245.2kN 满足！(b)刚度验算弹性变形：f=5qL4/384EI=561.810315.54/（3842.110110.005774344）=0.0383m非弹性变形采用下面经验公式计算：当贝雷梁节数为奇数时：当贝雷梁节数为偶数时：式中 n贝雷梁节数d常数，对单层贝雷梁取d=0.3556cm；对双层贝雷梁取d=0.1717cm.15.5m跨径6片贝雷架，即=0.3556*36/8=1.6cm贝雷梁变形值为0.0383+0.01067=0.0049f=l/400=0.0388m 满足！3.2.6 盖梁计算盖梁采用2I45b工字钢组合梁，长度12m，支撑跨度为3m均布，所受荷载为上部贝雷梁所传递集中荷载，即集中力F=q排15.5=20.6*15.5=319.3kN，将贝雷桁架最大反力施加到工字钢分配梁相应位置处计算，工字钢自重：1.71kn/mMmax=337.2kNm Qmax=642.94kN2I45b截面参数：面积: 22065.00mm2惯性矩: Ix=670554126mm4 Iy=149017286mm4截面抗弯系数： Wx=2980240mm3 Wy=980377mm3Ix/Sx=380.91mm腹板厚tw=2*13.5=27mm米重：174.24kg/m抗弯强度验算：=Mmax/Wx =（337.2106）/2980240=113.1MPa=140MPa抗剪强度验算：=VmaxSx/Ixtw =519103/（380.9127） =50.464MPa=80MPa刚度验算:f=1.883PL3/100EI=1.883257.533/1002.110111.4910-4=0.418mm0.4184mml/400=7.84mm 满足!3.2.7立柱计算立柱采用540*8mm的钢管柱，最大高度24m。轴心压力为上部盖梁传递的集中荷载,根据计算最大轴心压力N=820.91kN。立柱布置横桥向3m纵桥向12.5+2+12.5m布置。系杆设置从立柱根部1m起每4米一道系杆共4道，系杆为10槽钢。（1）.受压稳定系数计算： 截面尺寸：54010mm 截面面积：A=3.1416*（5402-5202）/4=16650.4mm2 抵抗矩：W=(/32)*5403*(1-(520/540)4)=2.1661106 mm3 截面材性：Q235钢材，允许应力=140MPa 绕x轴回转半径：=187.417 mm 绕y轴回转半径：=187.417 mm 绕X轴长细比为 x=l0x/ix=128.06 绕X轴截面为b类截面 绕Y轴长细比为 y=l0y/iy=128.06 绕Y轴截面为b类截面 按 GB 50017-2003 附录c查表c-2b类截面轴心受压构件的稳定系数 查得绕X轴受压稳定系数 x = 0.397 查得绕Y轴受压稳定系数 y = 0.397（2）强度验算： 轴压力 N =820.91kN 计算得强度应力为=N/A=49.31MPa =140MPa 满足!（3）.稳定验算： 计算得绕X轴稳定应力为x=N/（xA）=124.2 MPa=140MPa 满足! 计算得绕Y轴稳定应力为y=N/（yA）=124.2 MPa=140MPa 满足!考虑5cm偏心受压时：=49.31+820.911060.05/（2.1661106）=68.26MPa=140MPa（4）局部稳定验算：外径与壁厚之比为：R/=54 满足!(GB50017-2003 第59页 5.4.5，圆管受压构件的外径与壁厚之比不大于100（235/f）=109.3)立柱壁厚10mmR立柱外径540mm3.2.8基础计算根据本工程实际的地勘数据，钢管桩基础根据实际情况考虑将开挖至砂质粘土层或粗砂层，采用换填1m碎石垫层后施做混凝土条形基础，基底承载力通过静力触探试验可达到160KPa。(1).C25钢筋砼局部承压验算单根立柱对钢管的压力：立杆承受荷载+钢管自重N=820.91+249.8910-3130.64=851.92KN钢管与钢筋混凝土基础底部采用70cm70cm钢板连接。则混凝土局部承压：=N/A=851.92(0.70.7)10-3=1.74MPa=25 MPa（2）地基承载力验算中支墩两排钢管荷载总和为N=851.92*8=6815.36KN，混凝土条形基础尺寸为1241m，换填碎石垫层容重为18KN/m3,高度为2m，碎石面层基底尺寸为514m，基础埋置深度为1m。立杆荷载通过混凝土基础传递，应力按45角传递。混凝土基础底面的平均压应力：=（6815.36+12426）/（124）=168KPa碎石底层基底应力计算公式（参考桥梁施工百问第77页）：H=ab/(ab+(a+b+4/3*hs*tan)+shs=14*5*168/(14*5+(14+5+4/3*2)*2)+18*2=139.765 KPa160kPa 满足!边支墩单排钢管荷载总和为N=851.92*4=3407.68KN，混凝土条形基础尺寸为1221m，换填碎石垫层容重为18KN/m3,高度为2m，碎石面层基底尺寸为314m，基础埋置深度为0。立杆荷载通过混凝土垫层，应力按45角传递。混凝土基础底面的平均压应力：=N/A=（3047,68+12*2*26）/（122）=153 kPa 碎石底层基底应力计算公式（参考桥梁施工百问第77页）：H=ab/(ab+(a+b+4/3*hs*tan)+shs=14*3*153/(14*3+(14+3+4/3*2)*2)+18*2=115.08 KPa160kPa 满足!(二) 满堂支架结构验算1、碗扣支架相关参数立杆和横杆设计允许荷载立 杆横 杆步距（m）允许载荷（KN）横杆长度（m）允许集中荷载（KN）允许均布荷载（KN）0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.0碗口支架钢管外径48, 钢管内径41,壁厚3.5mm，截面积4.89*102mm2惯性矩I=1.215*105mm4，单位重量62kg/m回旋半径i=(484-414)/64/(484-414)/41/2=15.782、支架荷载分析根据本工程现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式： q1 箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。根据我部现浇箱梁结构特点，我们取截面为代表截面进行箱梁自重计算，并对这个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。 q2 箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算；取q21.2kPa q3因施工时面积分布广，需要人员及机械设备不多，取q3=2.0KN/m2（施工中要严格控制其荷载量）。 q4 振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。 q5 新浇混凝土对侧模的压力。因现浇箱梁采取水平分层以每层30cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=28控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力q5=K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.2当V/t=1.2/28=0.0430.035 h=1.53+3.8V/t=1.69mq5= q6 倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。 q7 支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：满堂钢管支架自重立杆横桥向间距立杆纵桥向间距横杆步距支架自重q7的计算值(kPa)60cm60cm120cm3.38荷载组合模板、支架设计计算荷载组合模板结构名称荷载组合强度计算刚度检算底模及支架系统计算侧模计算3、支架结构验算3.1 底模面板检算 底模面板采用18mm厚竹胶板，竹胶板尺寸为122*244*1.8cm。竹胶板下桥顺向设置100*100mm方木小肋，中心间距300mm，取1m板宽按净跨径300mm简支梁检算。（1）、荷载取底腹板荷载进行计算：梁体砼顺桥向均布荷载：2底模面板宽度自重2上部拱肋自重及支撑架荷载2 （2）强度验算 Mmax=0.65kNm Qmax=13.04kN底模力学参数：S =1/8bh2=1/81.00.0182=4.0510-5 m3I=1/12bh3=1/121.00.0183=4.8610-7 m4W1/6bh2=1/61.220.0182=5.410-5 m3强度条件： =Mmax/W=0.65/(6.5910-5 )=9.87MPa=12 Mpa= Qmax S/(Ib)=(13.044.0510-5)/( 4.8610-71.0) =1.087MPa=1.3 MPa（3）刚度验算:fmaxffmax=0.677ql4/(100EI) 其中E=9103 MPa fmax=(0.67772.440.34)/(10091092.8110-7) =0.157mmf=1/400m=0.75mm 1.8cm的竹胶板作为底模满足要求。3.2 模板底纵桥向方木计算： 竹胶板底部桥顺向设置100*100mm方木小肋，中心间距300mm，方木下设置横桥向方木，方木中心间距为60cm，按单根方木受力（单根方木承受宽度600mm的系梁荷载）按三跨连续梁检算。 （1）、荷载组合 取底腹板荷载进行计算：梁体砼顺桥向均布荷载：2底模面板宽度自重2方木自重：2上部拱肋自重及支撑架宽度荷载2Mmax=0.19kNm Qmax=3.86kN方木力学参数：S =1/8bh2=1/80.10.12=1.2510-4 m3I=1/12bh3=1/120.10.13=8.310-6m4W1/6bh2=1/60.10.12=1.6710-4 m3强度条件： =Mmax/W=0.19/(1.6710-4 )=1.14MPa=12 Mpa= Qmax S/(Ib)=(3.861.2510-4)/( 8.310-60.1) =0.581MPa=1.3 MPa 刚度验算:fmaxffmax=0.677ql4/(100EI) 其中E=9103 MPa fmax=(0.67721.420.54)/(10091098.310-6) =0.121mmf=1/400m=1.25mm底模纵向方木截面尺寸符合设计要求 3.3横向方木计算： 横桥向方木采用10*15cm方木,铺设于支架立杆顶撑上，间距为60cm，跨度60cm，所受荷载为上部纵向方木传递的集中荷载，间距按30cm布置，其荷载大小为：P=1.143*ql=1.143*21.42*0.6=14.69KN/m按四跨连续梁计算。 Mmax=2.12kNm Qmax=18.23kN方木力学参数：S =1/8bh2=1/80.10.152=2.81310-4 m3I=1/12bh3=1/120.10.153=2.81310-5m4W1/6bh2=1/60.10.152=3.7510-4 m3强度条件： =Mmax/W=2.12/(3.7510-4 )=5.65MPa=12 Mpa= Qmax S/(Ib)=(18.23*2.81310-4)/( 2.81310-50.15) =1.22MPa=1.3 MPa 刚度验算:fmaxffmax=1.764ql3/(100EI) 其中E=9103 MPa fmax=(1.76414.690.63)/(10091092.81310-6) =0.0221mmf=1/400m=1.5mm底模横向方木截面尺寸符合设计要求3.4扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算边支点-截面处钢管扣件式支架体系在箱梁底腹板采用6060120cm的布置结构，在翼缘板采用6090120cm的布置结构，如图：、立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为N=30kN（参见公路桥涵施工手册）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时） NG1K支架结构自重标准值产生的轴向力； NG2K构配件自重标准值产生的轴向力 NQK施工荷载标准值；于是，在底腹板位置有：NG1K=0.60.6q1=0.60.643.013=15.485KNNG2K=0.60.6q2=0.60.61.2=0.432KN NQK=0.60.6(q3+q4+q7)=0.36(2.0+2.0+3.38)=2.657KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（15.485+0.432）+0.851.42.657=22.26KNN30kN，强度满足要求，安全系数30/22.26=1.35。 在翼缘板位置有：NG1K=0.60.9q1=0.60.98.32=4.493KNNG2K=0.60.9q2=0.60.91.2=0.648KN NQK=0.60.9(q3+q4+q7)=0.54(2.0+2.0+3.38)=3.985KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（4.493+0.648）+0.851.43.985=10.911KNN30kN，强度满足要求。均满足要求。、立杆稳定性验算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/A+MW/WfN钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851.4NQK（组合风荷载时），同前计算所得；f钢材的抗压强度设计值，f205N/mm2参考建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.6得。 A48mm3.5钢管的截面积A489mm2。 轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比查表即可求得。 i截面的回转半径，查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录B得i15.8。 长细比L/i。 L水平步距，L1.2m。于是，L/i76，参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范查附录C得0.744。MW计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.851.4WKLah2/10WK=0.7uzusw0uz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范表7.2.1得uz=1.25us风荷载脚手架体型系数，查建筑结构荷载规范表6.3.1第36项得：us=1.2w0基本风压，查建筑结构荷载规范附表D.4 w0=0.35KN/m2故：WK=0.7uzusw0=0.71.251.20.35=0.368KNLa立杆纵距0.6m；h立杆步距1.2m，故：MW=0.851.4WKLah2/10=0.03784KNW 截面模量查表建筑施工扣件式脚手架安全技术规范附表B得： W=5.08103mm3则，N/A+MW/W22.26103/（0.744489）+0.03784106/（5.08103）68.634KN/mm2f205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。3.5满堂支架整体抗倾覆验算依据公路桥涵技术施工技术规范实施手册第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。K0=稳定力矩/倾覆力矩=yNi/Mw采用C匝道第三联第一跨20m验算支架抗倾覆能力：跨中支架宽13.8m，长20m采用6060120cm跨中支架来验算全桥：支架横向19排；支架纵向31排；高度19.5m；顶托TC60共需要1931=589个；立杆需要193119.5=11485.5m;纵向横杆需要18（INT（19.5/1.2）+1）19=5814m；横向横杆需要19（INT（19.5/1.2）+1）31=10013m；故：钢管总重（11485.5+5814+10013）3.84=104.88t; 顶托TC60总重为：5897.2=4.24t；故q=104.889.8+4.249.8=1069.376KN；稳定力矩= yNi=81069.376=8555.1KN.m依据以上对风荷载计算WK=0.7uzusw0=0.71.251.20.35=0.368KN跨中64m共受力为：q=0.36819.518=129.168KN；倾覆力矩=q5=129.1685=645.84KN.mK0=稳定力矩/倾覆力矩=8555.1/645.84=13.251.3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求3.6 跨中门洞支架体系验算本桥施工方案中B匝道第二联第二跨和C匝道桥第四联第一跨中的门式通道采取间距30cm碗扣支架和工字钢平台支架体系，工字钢平台支架体系由碗扣支架上铺设10*10的纵向方木，方木上铺设间距为60cm的I45a工字钢作为横向分配梁，工字钢上纵向向满铺1010cm方木及搭设满堂扣件式钢管支架。（1）门洞横梁工字钢验算门洞处荷载为取底腹板荷载进行计算：梁体砼顺桥向均布荷载：2底模面板宽度自重2方木自重：2上部拱肋自重及支撑架宽度荷载2取立杆间距为0.6*0.6m；则门洞横梁处每根立杆受力为：73.3*0.6*0.6=26.39KN;门洞横梁受力图如下:Mmax=139.74kNm Qmax=121.29kN横梁所需要的截面抵抗矩为：W=查桥涵计算手册“热轧普通工字钢截面特性表”可知，需使用I40a型号的工字钢，该型号工字钢截面特性如下：S=86.07mm2 Ix=21714cm4 Wx=1085.7cm3 M=67.56kg/m tw=16.5mmIx/ Sx=34.1cmI40b自重为0.6756KN/m(查桥涵手册)I45b自重产生弯距为：M=总弯距Mx=139.7+2.11=141.81KNm弯距正应力为（临时结构，取1.3的容许应力增加值），满足要求支点处剪力为：Qx=121.29+0.67562.5=122.98KN为腹板板厚度=16.5mmmax=Mpa1