国道高架桥现浇箱梁支架设计计算书.doc

104国道第2合同段高架桥（二）现浇箱梁支架设计计算书编制人： 校核人： 审核人： 目 录1、概述32、设计依据33、现浇箱梁结构断面图34、门式支架型式45、设计荷载56、满堂支架受力计算56.1、竹胶板计算56.1.1 等截面箱梁竹胶板56.1.2 变截面箱梁竹胶板66.2、方木计算66.2.1 等截面箱梁方木66.2.2 变截面箱梁方木76.3、脚手架钢管计算86.3.1 等截面箱梁脚手架钢管86.3.2 变截面箱梁方木96.4、 1219门架计算96.4.1 等截面箱梁1219门架承载力计算106.4.2 变截面箱梁1219门架承载力计算106.5、 地基承载力计算116.5.1 等截面箱梁地基承载力计算116.5.2 变截面箱梁地基承载力计算117、门洞支架受力计算127.1、I20型钢计算127.2、贝雷纵梁计算147.3、混凝土基础计算157.4、地基承载力计算15高架桥（二）现浇箱梁支架设计计算书1、概述开发区高架（二）第二合同段设计大桥一座，起讫桩号为K2+033.3K3+180.819，桥长1147.52m，包括跨龙溪港大桥1座（75+130+75），跨公路高架分别为（27+45+27）和（34+55+34）2座，共三座变截面桥，全桥共分9联，其中3联为变截面连续梁，6联为等截面连续梁，桥梁宽度均为31.5m。2、设计依据1建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范（JGJ128-2010）；2公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）；3建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）；4钢结构设计规范（GB 50017-2003）；5木结构设计规范（GB 50005-2003）；6建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）；7建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）变截面箱梁一般构造图3、现浇箱梁结构断面图等截面箱梁一般构造图4、门式支架型式等截面箱梁采用满堂1219门式支架，门式支架纵桥向间距为60cm；横桥向门架间距腹板下为60cm，空腔及翼缘板下为90cm；，支架顶部加密一层水平加固杆。 变截面箱梁采用满堂1219门式支架，门式支架纵桥向间距45cm，横桥向门式支架腹板下为40cm，底板下为60cm，翼缘板下为90cm，支架顶部加密一层水平加固杆。支架底部设扫地杆，扫地杆距立杆下端20cm，扫地杆通过扣件与立杆固结。高度超过4.8m的支架在外侧及内部纵向、横向不超过4.5m连续设置竖向剪刀撑,支架顶部、底部要设置水平剪刀撑,中间不超过4.8m设置一道水平剪刀撑。竖向剪刀撑与地面倾斜角成4560，用旋转扣件固定在与之相交的立杆上，剪刀撑的接长宜采用搭接接长。当底模面板采用竹胶板时，单根立杆由基础向上依次为：可调底座+1219门式支架+上调节杆+可调顶托+三拼脚手管+10cm方木+15mm厚竹胶板；三拼脚手管直接放在顶托上部，三拼钢管上部设置10*10方木，方木为纵桥向布置，等截面箱梁方木间距为30cm，变截面箱梁方木间距为20cm。方木上面采用15mm厚优质竹胶板。本工程在每一跨支架地基清除表层耕植土后，填40cm宕渣，再浇筑标号为C30混凝土15cm。5、设计荷载恒载考虑为箱梁自重、模板荷载，活荷载考虑为施工荷载、风荷载。混凝土荷载：施工荷载：基本风压：，模板荷载：6、满堂支架受力计算6.1、竹胶板计算所有断面竹胶板均为15mm厚，等截面箱梁方木间距为30cm，变截面箱梁方木间距为20cm，均取各相应截面的最大荷载进行计算。6.1.1 等截面箱梁竹胶板竹胶板厚度均为15mm，l为方木间距为30cm，b为单为长度，h15mm为竹胶板厚度，箱梁高为1.8m，混凝土容重：26kN/m3。抗弯计算： 满足要求抗剪计算： 满足要求6.1.2 变截面箱梁竹胶板竹胶板厚度均为15mm，l为方木间距为20cm，b为单为长度，h15mm为竹胶板厚度，箱梁最高为3.2m，混凝土容重：26kN/m3。抗弯计算： 满足要求抗剪计算： 满足要求6.2、方木计算全桥所有方木均为1010，等截面箱梁方木间距为30cm，变截面箱梁方木间距为20cm，方木下为三拼的脚手架钢管，脚手架钢管位于1219门式支架上，其中等截面箱梁门式支架间距为60cm，变截面箱梁门式支架间距为45cm。取各相应截面的最大荷载进行计算。6.2.1 等截面箱梁方木腹板方木受力最大，其间距为30cm，按跨度为120+60cm连续梁计算。一根方木承受的荷载(方木和竹胶板自重不计)为：弯矩图如下：弯矩： 弯应力： 剪力图如下：剪力： 剪应力： 6.2.2 变截面箱梁方木腹板方木受力最大，其间距为20cm，按跨度为120+60cm连续梁计算。一根方木承受的荷载(方木和竹胶板自重不计)为：弯矩图如下：弯矩： 弯应力： 剪力图如下：剪力： 剪应力： 按“木规”，木方弯曲设计强度，抗剪设计强度（以上指标均按木材树种TB20取）。由上面的计算结果，可知，所有方木受力均满足规范要求。6.3、脚手架钢管计算全桥所有横梁均采用三拼的脚手架钢管。脚手架钢管位于1219门式支架上，其中纵桥向等截面箱梁门式支架间距为60cm，变截面箱梁门式支架间距为45cm。横桥向等截面箱梁门式支架间距为90cm（腹板底为60 cm），变截面箱梁门式支架间距为90cm（腹板底为40 cm）。取各相应截面的最大荷载进行计算。6.3.1 等截面箱梁脚手架钢管截面受力图如下：弯矩图如下：弯矩： 弯应力： 剪力图如下：剪力： 6.3.2 变截面箱梁方木截面受力图如下：弯矩图如下：弯矩： 弯应力： 剪力图如下：剪力： 由上面的计算结果，可知，所有脚手架钢管受力均满足规范要求。6.4、 1219门架计算全桥支架形式均采用可调底座+1219门式支架+上调节杆+可调顶托+三拼脚手管+10cm方木+15mm厚竹胶板；三拼脚手管直接放在顶托上部，三拼钢管上部设置10*10方木，方木为纵桥向布置，等截面箱梁门架纵向间距为60cm，横向间距为为90cm（腹板底为60 cm）；变截面箱梁门架纵向间距为45cm，横向间距为为90cm（腹板底为40 cm）；支架计算取最高10m。取各相应截面的最大荷载进行计算。6.4.1 等截面箱梁1219门架承载力计算不组合风荷载时：组合风荷载时： 满足要求6.4.2 变截面箱梁1219门架承载力计算不组合风荷载时：组合风荷载时： 满足要求6.5、 地基承载力计算全桥每一跨支架地基清除表层耕植土后，填40cm宕渣，再浇筑标号为C30混凝土15cm，可调底座垫板尺寸为15cm15cm，地基承载力约为90KPa。6.5.1 等截面箱梁地基承载力计算不组合风荷载时：组合风荷载时： 6.5.2 变截面箱梁地基承载力计算不组合风荷载时：组合风荷载时： 受力满足要求7、门洞支架受力计算门洞支架采用混凝土扩大基础、贝雷架、型钢及方木做受力平台，门洞所在位置箱梁全部为等截面箱梁。模板采用15mm厚竹胶板，方木采用10cm10cm方木，间距30cm布置。型钢采用I20型钢，间距1.0m；贝雷架采用国产标准贝雷架；混凝土扩大基础采用C30混凝土条形基础，宽度为1.5m，长度33m，高度根据实际门洞位置调整，不小于50cm。门洞支架模板和方木布置形式和满堂门架一样，受力满足要求不再单独计算。7.1、I20型钢计算1、腹板位置：1.8261.20.5+1.40.53.0=30.2KN/m底板位置：0.530.5261.2+1.40.53.0=10.4KN/m2、建立受力模型3、受力计算剪力图弯矩图变形图节点反力图4、分配梁采用I20a工字钢，材料均采用普通的A3钢：E=2.1105MPa，=195MPa， =0.6=117MPa。查相关资料得I20a工字钢的截面面积A=35.55cm2；截面模量Wx=236.9cm3；惯性矩Ix=2369cm4。最大剪应力：=31.531000/35.5/100=8.9MPa117MPa最大弯应力：=21.69103/237=91.5MPa195MPa最大挠度：Lo=0.003m4/400=0.01m。受力满足要求。7.2、贝雷纵梁计算根据装配式公路钢桥多用途使用手册相关内容，单道贝雷容许弯矩788.2KN.m、容许剪力245.25KN，截面惯矩250497cm4。最大线荷载：144.66/3.0=48.22KN/m受力图：受力模型剪力图弯矩图变形图最大剪力：182.66KN245.25KN最大弯矩：327.27KNm788.2KNm最大挠度：0.0037m7.5/400=0.018m受力满足要求7.3、混凝土基础计算腹板和底板8.5m宽度内总荷载：1.2（0.537.2+1.51.8）4.526+1.43.08.54.5=1079KN贝雷梁底断面面积：0.528.5=0.9m2混凝土压应力：1079/0.9/1000=1.2MPa混凝土基础采用C30素混凝土基础，扩大基础宽度1.5m，高度不小于50cm，高度根据实际标高浇筑。7.4、地基承载力计算底板和腹板宽度范围内扩大基础面积为1.58.5=12.75m2地基承载力为：1079/12.75=84.6KPa。扩大基础下为原有公路路基，地基承载力满足要求，不再处理。