现浇箱梁支架计算书.doc

怀集至阳江港高速公路怀集至郁南段一期工程X2合同段A匝道第三联现浇支架计算书 编制： 审核： 审批： 中铁二十局集团有限公司怀阳高速公路X2标项目经理部二一八年二月目 录一、工程概况1二、箱梁设计情况1三、支架布设方案3四、计算依据4五、荷载计算取值51、恒载52、活载5六、各构件受力计算51、荷载分块52、荷载计算63、支架验算8（1） 竹胶板验算8（2） 方木验算9（3） I14工字钢验算10（4） 贝雷梁验算：10（5） I36工字钢验算：13（6） 529mm钢管桩计算15（7） C30混凝土独立基础计算15A匝道桥第三联支架计算一、工程概况本桥为跨越道路而设，路线纵断较高，最大桥高约38米。桥跨设计为(25+30+30)+525+(25+37+25)，上部结构采用预应力混凝土预制小箱梁和预应力混凝土现浇箱梁。桥墩采用柱式墩、墙式墩，桥台采用柱式台；桥墩、桥台基础均采用桩基础。桥跨起点桩号为AK0+602.418，终点桩号AK0+905.018，中心桩号AK0+753.718，桥跨全长为302.6m（包括耳墙）。本桥平面位于圆曲线、缓和曲线、缓和曲线和圆曲线上，纵断面纵坡为3.95%和0.5%。二、箱梁设计情况本桥第三联（25+37+25m）于AK0+862.28上跨B2匝道桥，交叉角度149，8号墩至11号台，桥位布置见图1。全桥箱梁高度均为200cm，跨中顶板厚度25cm，底板厚度22cm，梁端顶板厚度45cm，底板厚度42cm；翼缘板宽度250cm，翼缘板板端厚度18cm，翼缘板根部厚度45cm。腹板高度113cm，厚度由梁端80cm向跨中45cm渐变。箱梁细部尺寸见表1，箱梁横断面见图2。混凝土强度为C50，工程量为569.75m。联 编 号端横梁宽 度（cm）中横梁宽 度（cm）腹板渐变段长度（cm）箱梁室数箱梁顶板宽度（cm）箱梁底板宽度（cm）备 注A匝道第3联10001001室1050472图1 桥位布置图图2 箱梁横断面图三、支架布设方案支架顺桥向第1跨设置2个边墩、1个中墩，编号、；第2跨设置2个边墩、2个中墩，编号、；第3跨设置2个边墩、1个中墩，编号、。详细布置图3如下：图3第三联支架布置立面图支架钢管柱横桥向对应中线对称布置4根，间距均为2.7米。钢管柱上放置双拼I36a工字钢横梁，横梁上面布置321型贝雷梁。贝雷梁由花窗连接两拼一组或三拼一组，其中三拼一组间距45cm，两拼个一组间距90cm。中线处两侧对称放置，由内至外分别为两拼、三拼、两拼，断面共有6组14片贝雷，每组贝雷间距为90cm，每隔6米用10槽钢横向将所有贝雷梁连接为一整体。贝雷上面放置I14工字钢分配梁，间距60cm。工字钢上再放10*10cm方木，方木间距在底板下为25cm，在翼板下间距为40cm。方木上面放置底模竹胶板，翼板段应搭设钢管架支撑翼板模板，钢管架的搭设应满足规范要求。详细布置图4如下：图4 支架布置横断面四、计算依据1、路桥施工计算手册（人民交通出版社2001年10月第1版）；2、怀阳高速公路怀集至郁南段一期工程两阶段施工图设计文件；3、装配式公路钢桥多用途使用手册（人民交通出版社2002年3月第1版）；4、建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范JGJ 1302011；5、公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011；6、公路工程施工安全技术规范JTJ 076-95；7、公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-2004。五、荷载计算取值1、恒载（1）梁体混凝土自重取26KN/m3； （2）竹胶板自重取0.09KN/m2； （3）木方自重取6.5KN/m3；（4）扣件式钢管自重取0.035KN/m；（5）321型贝雷片自重取1KN/m（包括连接件等）； （6）I14工字钢自重0.1689KN/m，I36a工字钢自重0.6003KN/m；（7）外径529mm、壁厚10mm钢管桩自重1.28KN/m；2、活载（1）施工人员、机具、材料及其它临时荷载取2.5KN/m2；（2）振捣、倾倒混凝土荷载取KN/m2；六、各构件受力计算1、荷载分块将截面划分为以下几个部分，如图5所示。图5荷载分块1#面积2#面积3#面积总面积0.787*21.518*20.517*25.642、荷载计算（1）箱梁自重依据设计图纸，计算C50混凝土方量为：=5.64*33+（(5.64+7.92)*1/2+11.97*1）*2=223.62m，钢筋混凝土容重26KN/m,则GL=223.62*26=5814.12KN。则各部位换算的面荷载为：GL1=0.787/5.64*5814.12/(11+12+11)/2.50=9.54KN/gL1=9.54KN/*1.3=12.40KN/GL2=1.518/5.64*5814.12/(11+12+11)/1.65=27.89KN/gL2=27.89KN/*1.3=36.26KN/GL3=0.517/5.64*5814.12/(11+12+11)/1.10=14.25KN/gL3=14.25KN/*1.3=18.53KN/（2）模板自重1）内外模板荷载（(23.81-10.50)+11.16）*(11+12+11)*0.0974.88KN，其中23.81为跨中横断面外轮廓线周长（AutoCAD查询），10.50为顶板宽度，11.16跨中横断面内轮廓线周长（AutoCAD查询），竹胶板自重取0.09KN/m2。2）内模510cm背愣木方荷载=(11+12+11)/0.3*11.6*0.05*0.1*6.5=42.73KN，木方自重取6.5KN/m3。3）内模钢管荷载=(11+12+11)/0.9*（1.53*3+1.41*2+4.6+4.03+（2.36+2.28）*2）*0.03533.48KN。钢管自重取0.035KN/m，内模钢管加固详细见图6。图6 内模板钢管加固4）侧模竖向510cm背愣木方荷载 =（(11+12+11)/0.4*1.59）*2*0.05*0.1*6.5=8.78KN5）侧模及翼缘板钢管支架荷载(11+12+11)/0.9*14*1.72*0.03531.84KN。侧模钢管布置为0.9*0.9m，从布置图得知横断面总共布置14根，最长1.85m，最短1.59m，取平均长度（1.85+1.59）/2=1.72m。以上1）-5）汇总Gm74.88+42.73+33.48+8.78+31.84=191.71KN换算的面荷载为：=191.71/(11+12+11)/10.50=0.54KN/gm=0.54*1.3=0.70KN/（取1.3的安全系数）（3）纵向1010cm木方荷载纵向方木包含底模板、侧模板、翼缘板及钢管脚手架底托，根据布置图得知总共53根。53*(11+12+11)*0.1*0.1*6.5117.13KN。换算的面荷载为：=117.13/(11+12+11)/10.50=0.33KN/g木方=0.33*1.3=0.43KN/（取1.3的安全系数）（4）I14工字钢自重（(11+12+11)/0.6+1）*13.2*0.1689128.57KN 换算的面荷载为：=128.57/(11+12+11)/10.50=0.36KN/ gI14=0.36*1.3=0.47KN/（取1.3的安全系数）（5）贝雷梁自重(11+12+11)*14*1476KN换算的面荷载为:476/(11+12+11)/10.50=1.33KN/g贝雷=1.33*1.3=1.73KN/（取1.3的安全系数）（6）双拼I36工字钢自重4*13.2*0.6003*263.39KN 换算的面荷载为：=63.39/(11+12+11)/10.50=0.18KN/ gI36=0.18*1.3=0.23KN/（取1.3的安全系数）（7）施工荷载施工人员、机具、材料及其它临时荷载取2.5KN/m2；振捣、倾倒混凝土荷载取KN/m2；则施工附加荷载f=2.5+4=6.5KN/m2gf=6.5*1.3=8.45KN/（取1.3的安全系数）3、支架验算（1） 竹胶板验算竹胶板规格为1200mm*2400mm*15mm，其截面特性如下：w=bh2/6=1.2*0.0152/6=4.510-5m；I=bh3/12=1.2*0.0153/12=3.3810-7m4最不利位置位于区，对其竹胶板进行简算计算跨径为25-10=15cm，为简化计算按简支梁进行简算。q=gL2+gf+gm=36.26+8.45+0.70=45.41KN/跨中弯矩M1/2=qbl2/8=45.41*1.2*0.152/8=0.15KNm应力计算：=M1/2/w=0.15KNm/（4.510-5m）=3.33MPa=9.5MPa挠度计算：f1/2=5q*b*l4/384EI=5*45.41*1.2*0.154/(384*6.5*103MPa*3.3810-7m4)=0.163mmf=150/400=0.375mm所以木模板满足要求。（2） 方木验算纵梁方木规格为10cm10cm，其截面特性如下：w=bh2/6=0.1*0.12/6=1.6710-4mI=bh3/12=0.1*0.13/12=8.3310-6m4纵梁自重=0.1*0.1*0.6*6.5KN/m3/(0.6*0.25)=0.26KN/g纵=0.26*1.3=0.34KN/（取1.3的安全系数）最不利位置位于区，对其进行简算。q组=gL2+gf+gm+g纵=36.26+8.45+0.70+0.34=45.75跨中弯矩：M1/2=qbl2/8=45.75*0.15*0.62/8=0.31KNm；应力计算：=M1/2/w=0.31KNm/（1.6710-4m）=1.86MPa=9.5MPa；挠度计算：f1/2=5q*b*l4/（384EI）=5*45.75*0.15*0.64/（384*6.5*103MPa*8.8310-6m4）=0.20mmf=600/400=1.5mm所以方木纵梁满足要求。（3） I14工字钢验算I14工字钢间距为60cm，贝雷梁间距45cm，工字钢截面特性为：I=712cm4，W=102cm3最不利位置位于区，对其工字钢进行简算。=q组=gL2+gf+gm+g纵+gI14=36.26+8.45+0.70+0.43+0.36=46.20KN/跨中弯矩：M1/2=qbl2/8=46.20*0.6*0.452/8=0.70KNm；应力计算：=M1/2/w=0.70KNm/10210-6m=6.86MPa=140MPa；挠度计算：f1/2=5q*b*l4/384EI=5*46.20*0.6*0.454/384*2*105MPa*71210-8m4=0.01mmf=450/400=1.125mm所以I14工字钢满足要求。（4） 贝雷梁验算：1）贝雷桁架单元杆件性能2）贝雷桁架容许内力表3）贝雷桁架几何特性注：贝雷桁架挠度计算经验公式当桁架节数为奇数时：fmax=d(n2-1)/8当桁架节数为偶数时：fmax=dn2/8式中：n桁架节数d常数，对单层桁架d=0.3556cm；对双层桁架d=0.1717cm。q1=12.40*2.5/2+(0.70+0.43+0.47+1.73)*10.5/14+8.45*10.5/14= 24.34KN/m= + + =q2=36.26*1.649/3+(0.70+0.43+0.47+1.73)*10.5/14+8.45*10.5/14=28.77KN/m= + + =q3=18.53*1.10/2+(0.70+0.43+0.47+1.73)*10.5/14+8.45*10.5/14=19.03KN/m=对中跨12m区翼缘板下贝雷梁进行简算弯矩计算：M1/2q1l2/824.34*122/8438.12KNmM=788.2KNm剪力计算：Qq1l/224.34*12/2146.04KNQ=245.24KN挠度计算：f1/2=5q1l4/384EI=5*24.34*124/（384*2*105MPa*250497.210-8m4）=13.12mmf=12000/400=30mm所以贝雷梁满足要求。对中跨12m区腹板下贝雷梁进行简算跨中弯矩计算：M1/2q2l2/828.77*122/8517.86KNmM=788.2KNm剪力计算：Qq2l/228.77*12/2172.62KNQ=245.24KN挠度计算：f1/2=5q2l4/384EI=5*28.77*124/（384*2*105MPa*250497.210-8m4）=15.5mmf=12000/400=30mm所以贝雷梁满足要求。对区底板下贝雷梁进行简算跨中弯矩计算：M1/2q3l2/819.03*122/8342.54KNmM=788.2KNm剪力计算：Qq3l/219.03*12/2114.18KNQ=245.24KN挠度计算：f1/2=5q3l4/384EI=5*19.03*124/（384*2*105MPa*250497.210-8m4）=10.26mmf=12000/400=30mm所以贝雷梁满足要求（5） I36工字钢验算： 最不利位置位于区，验算第2跨12m范围内工字钢。I36a工字钢，A=76.480cm2，Ix =15800cm4，W=875cm3q2=38.73*4/2.7*12=688.53KN/m荷载计算1）箱梁混凝土荷载5.6612261765.92KN，其中：5.66为跨中箱梁面积（AutoCAD查询）。2）内外模板荷载（(23.81-10.50)+11.16）*12*0.0926.43KN，其中23.81为跨中横断面外轮廓线周长（AutoCAD查询），10.50为顶板宽度，11.16跨中横断面内轮廓线周长（AutoCAD查询）3）纵向1010cm木方荷载纵向方木包含底模板、侧模板、翼缘板及钢管脚手架底托，根据布置图得知总共53根。53120.10.16.541.34KN。4） 内模510cm背愣木方荷载=12/0.311.160.050.16.5=14.51KN5)内模钢管荷载=12/0.9*（1.53*3+1.41*2+4.6+4.03+（2.36+2.28）*2）*0.03511.82KN。6)侧模竖向510cm背愣木方荷载 =（12/0.41.59）20.050.16.5=3.10KN7)侧模及翼缘板钢管支架荷载12/0.9141.720.03511.24KN。侧模钢管布置为0.9*0.9m，从布置图得知横断面总共布置14根，最长1.85m，最短1.59m，取平均长度（1.85+1.59）/2=1.72m。8)I14工字钢荷载（12/0.6+1）13.20.168946.82KN。9)贝雷梁荷载12141168KN。10)混凝土倾倒、振捣荷载1210.54504KN。11)施工人员、机具、材料及其它临时荷载1210.52.5315KN。上述荷载合计（1765.92+26.43+41.34+15.08+11.82+3.10+11.24+46.82+168+504+315）*1.3=3781.38KN。（取1.3的安全系数）均布荷载q3781.38/4/13.271.62KN/m。弯矩计算M71.622.72/865.26KNm，其中2.7为工字钢跨度，详见布置图。抗弯计算M/W71.62*103/87581.85Mpa145Mpa挠度计算：f=5ql4/384EI=5*71.62*1.3*2.74/(384*2.1*1011*15800*10-8)1.94mm(2700/400)6.75mm所以I36工字钢满足要求。（6） 529mm钢管桩计算贝雷纵梁以上荷载3781.38KN工字钢荷载413.20.6003*1.341.2KN（取1.3的安全系数）上述荷载合计3781.38+41.23822.58KN钢管桩回转半径r0.529/4(1+(0.509/0.529) 2)0.184m钢管桩长细比122/0.184119.6稳定系数0.651-(0.651-0.583)/106.40.6075，查路桥施工计算手册P790页a类截面轴心受压构件稳定系数。单根钢管桩可承受最大压力1401060.6075(3.14/4(0.5292-0.5092)/10001386KN。单根钢管桩轴向压力N=3822.58/2/4=477.82KN1386KN所以529mm钢管桩满足要求。（7） C30混凝土独立基础计算1）钢管桩自重荷载4*22*1.28*1.3146.43KN。（取1.3的安全系数）2）单个混凝土条形基础自重荷载11.1*1.2*0.8*2.6*1.336.02KN（取1.3的安全系数）3）地基所承受压力3822.58/2+146.43+36.022093.74KN4）所需的地基承载力2093.74/1.2/11.1157.19Kpa结论：根据以上计算结果可知，当基础尺寸为1.20.8m，且在最不利的情况下,基底承载力达到157.19Kpa，受力可以满足施工安全需要。施工时按照220Kpa来控制地基承载力，在做条形基础前必须做触探试验。