x大桥910#墩现浇段计算书.docx

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x大桥910#墩现浇段计算书

x大桥9-10#墩现浇段计算书

1.模板验算

横隔梁处底模横向方木按间距20cm进行布设，跨中按30cm进行布设。

竹胶板在横梁的位置受力最大，取梁高最大值2.368米处竹胶板进行验算。

竹胶板：

γ=9.0KN/m3、[σw]=90.0MPa、E=6.0×103MPa、δ=0.012m、砼：

γ=26.0KN/m3

1.1.荷载

⑴、模板自重q1=0.014×1.0×9=0.126KN/m

⑵、砼自重q2=2.368×1×26=61.568KN/m

⑶、施工荷载：

均布荷载2.5KN/m2，集中荷载2.5KN（验算荷载）

q3=2.5×1.0=2.5KN/m，p=2.5KN（验算荷载）

⑷、振捣砼时产生的荷载2.0KN/m2，

q4=2.0×1.0=2.0KN/m

1.2.强度验算：

⑴、计算模式：

按5跨连续梁计算（《路桥施工计算手册》P765页）

图一：

竹胶板受力计算简图

⑵、截面特性：

A=b×h=1×0.014=0.014m2

W=bh2/6=1×0.0142÷6=3.2×10-5m3

I=bh3/12=1.0×0.0143÷12=2.28×10-7m4

⑶、荷载组合：

组合I：

q=q1+q2+q3+q4=0.126+61.568+2.5+2=66.194KN/m

p=0

组合II：

q=q1+q2+q3+q4=0.126+61.568+0+2=64.194KN/m

p=2.5KN

⑷、强度验算：

①、组合I，施工荷载按均布荷载时：

M支=0.105ql2+0.158pl

=0.105×66.194×0.22+0=0.28KN.m

σmax=M支/W=0.28÷（3.2×10-5）×10-3=8.8Mpa<[σw]=90MPa

满足要求。

②、组合II，施工荷载按集中荷载时：

M支=0.105ql2+0.158pl

=0.105×64.194×0.22+0.158×2.5×0.2=0.35KN.m

σmax=M支/W=0.35÷（3.2×10-5）×10-3=10.9Mpa<[σw]=90Mpa

满足要求。

1.3.刚度验算：

⑴、荷载组合：

q=q1+q2=0.126+61.568=61.694KN/m

p=0

⑵、刚度检算：

fmax=（0.664ql4+1.097pl3）/100EI

=（0.664×61.694×0.14+0）÷（100×6×106×1.44×10-7）

=4.73×10-5m<[f]=0.2/400=5×10-4m

满足要求。

2.10×10cm底模横向方木验算

横隔梁处底模横向方木按间距20cm进行布设，跨中按30cm进行布设。

方木在横梁的位置受力最大，取梁高最大值2.368米处方木进行验算。

纵向方木长度不小于2.0m。

方木：

γ=7.0KN/m3、[σw]=12.0MPa、E=9.0×103MPa

2.1.荷载：

底模纵向方木间距20cm，故每根承受0.2m宽度范围荷载，按横向每0.2m宽度计算。

2、模板及方木自重：

q1=0.012×0.2×9.0+0.1×0.1×7.0=0.1KN/m

⑵、砼自重：

q2=2.368×0.2×26=12.31KN/m

⑶、施工荷载：

均布荷载2.5KN/m2，集中荷载2.5KN（验算荷载）

q3=2.5×0.2=0.5KN/m，p=2.5KN（验算荷载）

⑷、振捣砼时产生的荷载2.0KN/m2，

q4=2.0×0.2=0.4KN/m

2.2.强度验算

⑴、计算模式：

按2跨连续梁计算（《路桥施工计算手册》P762页）

图二:

纵向方木受力计算简图

⑵、截面特性：

A=b×h=0.1×0.1=0.01m2

W=bh2/6=0.1×0.12÷6=1.67×10-4m3

I=bh3/12=0.1×0.13÷12=8.33×10-6m4

⑶、荷载组合

组合I：

q=q1+q2+q3+q4=0.1+12.31+0.5+0.4=13.31KN/m

p=0

组合II：

q=q1+q2+q3+q4=0.1+12.31+0+0.4=12.81KN/m

p=2.5KN

⑷、强度检算

a、组合I，施工荷载按均布荷载时：

M支=0.125ql2+0.188pl

=0.125×13.31×0.82+0=1.07KN.m

σmax=M支/W

=1.07÷（1.67×10-4）×10-3=6.4MPa<[σw]=12.0MPa

满足要求。

b、组合II，施工荷载按集中荷载时：

M支=0.125ql2+0.188pl

=0.125×12.81×0.82+0.188×2.5×0.8=1.4KN.m

σmax=M支/W

=1.4÷（1.67×10-4）×10-3=8.4Mpa<[σw]=12.0MPa

满足要求。

⑸、刚度验算

荷载组合：

q=q1+q2=0.1+12.31=12.41KN/m

P=0

fmax=（0.521ql4+0.911pl3）/100EI

=（0.521×12.41×0.84+0）÷（100×9×106×8.33×10-6）

=0.00035m<[f]=0.8/400=0.002m

满足要求。

3.10×15cm纵向方木验算

实体横隔板下的横向方木受力最大，梁高最大高度为2.368m，故取此处方木进行验算。

横向方木长度不小于3.0m。

3.1.荷载

横向方木间距80cm，故每根承受0.8m宽度范围荷载，按纵向每0.8m宽度计算。

（1）、模板及纵横方木自重：

q1=0.012×0.8×9.0+0.1×0.1×7.0×4+0.1×0.15×7.0=0.471KN/m

⑵、砼自重：

q2=2.368×0.8×26=49.25KN/m

⑶、施工荷载：

均布荷载2.5KN/m2，集中荷载2.5KN（验算荷载）

q3=2.5×0.8=2.0KN/m，p=2.5KN（验算荷载）

⑷、振捣砼时产生的荷载2.0KN/m2，q4=2.0×0.8=1.6KN/m

3.2.强度验算

⑴、计算模式：

10*15方木间距按60cm排列计算，按4跨连续梁计算（《路桥施工计算手册》P765页）

图三、横向方木受力计算简图

⑵、截面特性：

A=b×h=0.1×0.15=0.015m2

W=bh2/6=0.1×0.152÷6=3.75×10-4m3

I=bh3/12=0.1×0.153÷12=2.8×10-5m4

⑶、荷载组合

组合I：

q=q1+q2+q3+q4=0.471+49.25+2.0+1.6=53.325KN/m

p=0

组合II：

q=q1+q2+q3+q4=0.471+60.56+0+1.6=51.325KN/m

p=2.5KN

⑷、强度检算

a、组合I，施工荷载按均布荷载时：

M支=0.107ql2+0.161pl

=0.107×53.325×0.62+0=2.05KN.m

σmax=M支/W

=2.05÷（3.75×10-4）×10-3=5.33MPa<[σw]=12.0MPa

满足要求。

b、组合II，施工荷载按集中荷载时：

M支=0.107ql2+0.161pl

=0.107×51.325×0.62+0.161×2.5×0.6=2.22KN.m

σmax=M支/W

=2.22÷（3.75×10-4）×10-3=5.9Mpa<[σw]=12.0MPa

满足要求。

⑸、刚度验算

荷载组合：

q=q1+q2=0.471+49.25=49.721KN/m

p=0

fmax=（0.632ql4+1.079pl3）/100EI

=（0.632×49.721×0.64+0）÷（100×9.0×106×2.8×10-5）

=0.00016m<[f]=0.8/400=0.002m

满足要求。

4.φ48mm×3.5mm钢管立柱

箱梁悬臂板下采用φ48mm×3.5mm钢管立柱支架，纵横向间距均为80cm。

取箱梁悬臂板根部最大高度0.55m的实体部位作为控制计算部位。

4.1.荷载

φ48钢管立柱纵横向间距均为80cm，故每根承受80cm见方范围荷载。

1、模板、纵横方木及钢管自重：

q1=0.012×0.8×0.8×9.0+0.1×0.1×0.8×7.0×4+0.1×0.15×0.8×7.0＋2.63×0.0384=0.478KN

⑵、砼自重：

q2=0.55×0.8×0.8×26=9.152KN

⑶、施工荷载：

均布荷载2.5KN/m2，集中荷载2.5KN（验算荷载）

q3=2.5×0.8×0.8=1.6KN，p=2.5KN（验算荷载）

⑷、振捣砼时产生的荷载2.0KN/m2，

q4=2.0×0.8×0.8=1.28KN

4.2.强度验算

⑴、计算长度：

取最长杆件L＝2.63米，按两端铰接，l0=L=2.63m

⑵、截面特性：

A=4.89×10－4m2、W=5.078×10-6m3

I=1.215×10-7m4、i＝15.78mm

⑶、荷载组合

组合I：

N=q1+q2+q3+q4=0.478+9.152+1.6+1.28=12.51KN

组合II：

N=q1+q2+p+q4=0.478+9.152+2.5+1.28=13.41KN

⑷、强度检算

a、组合I，施工荷载按均布荷载时：

N＝12.51KN

σa=N/A=12.51÷（4.89×10-4）=25.6MPa<[σw]=215MPa

满足要求。

b、组合II，施工荷载按集中荷载时：

N＝13.41KN

σa=N/A=13.41÷（4.89×10-4）=27.4MPa<[σw]=215MPa

满足要求。

⑸、稳定性验算

a、荷载组合：

N=q1+q2+p+q4=0.478+9.152+2.5+1.28=13.41KN

b、稳定性验算

λ＝l0/i=2.63×1000/15.78=166.7,查表（A类构件）得φ=0.292

σa=N/φA=13.41÷（0.292×4.89×10-4）=93.9MPa<[σw]=215MPa

满足要求。

5.工18钢验算

墩台处横梁直接由纵向分配梁直接传递至工18钢上，取跨中工18工字钢进行验算，工字钢按80cm间距布置（为安全，靠近墩台处按40cm间距布置）。

5.1.荷载

18工字钢间距80cm，故每根承受0.8m范围荷载,按纵向每0.8m宽度计算。

内模主要取内模模板和支撑方木进行计算，内模厚度15mm，容重r=9KN/m3；纵向5×10方木间距为35cm（布置在顶板），横向5×10方木间距为100cm，水平横撑10×10方木两道纵向间距为100cm，竖向支撑10×10方木3道纵向间距为100cm，方木容重r=7KN/m3。

内模按每延米重为q＝4.6KN/m

两侧悬臂板下φ48mm×3.5mm纵横向钢管支架顺桥向每延米合计重量为：

q=［（2.63×4）/0.8＋（3×3）/0.8×2］×2×0.0384＝2.74KN/m

跨中部分：

模板、方木、内模、悬臂板下钢管支架重量：

q1=（0.471+4.6+2.74）×0.8=6.25KN

砼重:

q2=9×26×0.8=187.2KN

施工荷载:

均布荷载1.5KN/m2，q3=1.5×12.75×0.8=15.3KN

振捣砼时产生的荷载2.0KN/m2，q4=2.0×12.75×0.8=20.4KN

总荷载q=（q1+q2+q3+q4）÷12.75

=（6.25＋187.2＋15.3＋20.4）÷12.75

=17.97KN/m

5.2.截面特性

Iy=122cm4Wy=26cm3A=30.6cm2

I/S=15.4cmδ=0.65cmE＝2.1×105MPa

5.3.工18钢强度验算

工18钢的最大间距为1m，最大弯距Mmax=ql2/8=2.25KN.m

满足要求。

5.4.工18钢剪应力验算

工18钢最大剪力Qmax=ql/2=9.45KN

Τmax=QS/（Iδ）=9.45×3.06×10－3÷（1.22×10－6×0.65）＝36.47MPa＜[τ]=85MPa

满足要求。

5.5.工18钢挠度验算

fmax=5ql4/384EI

=（5×17.97×1.04）÷（384×2.1×108×122×10-8）

=0.0009m<[f]=1/400=0.0025m

满足要求。

6.贝雷桁架验算

6.1.荷载

⑴、砼自重

砼容重取r砼=26KN/m3

墩旁处

G1=8.2×26=213.2KN/m

跨中处

G2=7.9×26=205.4KN/m

⑵、底模

底模主要算竹胶板和竹胶板下纵横向10×10方木的荷载，按q2=9.9KN/m计算（竹胶板容重r=9KN/m3,方木容重r=7KN/m3）。

⑶、侧模

两侧悬臂板下φ48mm×3.5mm纵横向钢管支架顺桥向每延米合计重量为：

q3＝2.63KN/m

⑷、内模

内模主要取内模模板和支撑方木进行计算，内模厚度15mm，容重r=9KN/m3；纵向5×10方木间距为35cm（布置在顶板），横向5×10方木间距为100cm，水平横撑10×10方木两道纵向间距为100cm，竖向支撑10×10方木3道纵向间距为100cm，方木容重r=7KN/m3。

内模每延米重为q4＝4.6KN/m计算。

⑸、工18钢

重量取24.1kg/m

q5=24.1×12÷（36×0.8）=10.04KN/m

⑹、贝雷纵梁

贝雷片共10排

q6=10×0.1=1.0KN/m

⑺、人群及工作荷载

根据JTJ041-2000第309页附录D3（3）条，取2.0KPa

q7=12.75×2.0=25.5KN/m

6.2.竖向荷载组合

⑴、验算纵梁强度

q=箱梁自重+底模重+侧模重+内模重+工字钢横垫梁重+贝雷纵梁重+人群及工作荷载

a、墩旁处

q=213.2+9.9+2.63+4.6+10.04+1+25.5=266.87KN/m

b、跨中

q=205.4+9.9+2.63+4.6+10.04+1+25.5=236.07KN/m

⑵、计算纵梁挠度（跨中）：

q=箱梁自重+内模重

q=205.4+4.6=210KN/m

6.3.验算

31m跨径箱梁采用10排国产贝雷片,其力学性质

I=250500cm4

W=I/70=3578.5cm3

[M]=788.2KN.m

[Q]=245.2KN

⑴、强度验算

单排贝雷片承受的均布荷载：

墩旁2.0m：

q=266.87/10=26.687KN/m

跨中：

q=236.07/10=23.607KN/m

Mmax=qL2/8

=（23.607×7.52）/8

=165.98KN.m<[M]=788.2KN.m满足要求

注[M]为单片贝雷片容许弯矩。

安全系数n=788.2/165.98=4.75＞1.3满足要求

⑵、最大剪力：

注[M]为单片贝雷片容许弯矩。

R2=23.607×（7.5/2+5.7/2）

=152.3KN<[Q]=245.2KN满足要求

R1=26.687×2+23.607×7.5/2

=141.90<[Q]=245.2KN满足要求

安全系数n=245.2/152.3=1.61＞1.3满足要求

注：

[Q]为单片贝雷片容许剪力。

⑶、最大挠度

q=210÷10=21KN/m

fmax=5ql4/384EI

=（5×21×7.54）÷（384×526044.12）

=0.002m<[f]=12/400=0.03m满足要求。

7.最不利荷载单片贝雷计算

在横桥向上不考虑贝雷梁上工字钢、方木的力分配，按图（后附）所示的分为由外侧往中间数第1片、第2片、第3片、第4片、第5片贝雷片。

各贝雷片直接承受在正上方的砼、模板荷载。

根据桥的横断面图，在此跨当中从两边向中间数第三片贝雷片承受正上方的混凝土面积最大，荷载最大，处在最不利荷载位置。

7.1.荷载

墩旁：

1.7×26/2=22.1KN/m

跨中：

1.5×26/2=19.5KN/m

模板自重：

其荷载根据贝雷片整垮验算中底模荷载、内模荷载和工字钢自重，则每片贝雷片承受荷载为（9.9+4.6+10.04）÷12.75×0.85÷2=0.82KN

支架自重：

每延米两片贝雷片即每片荷载为1KN

施工荷载：

每片贝雷片承受荷载为2×0.85÷2=0.85KN

综合荷载：

墩旁：

q1=22.1+0.82+1+0.85=24.77KN

跨中：

q2=19.5+0.82+1+0.85=22.17KN

7.2.强度计算

单片贝雷片最大弯矩：

Mmax=qL2/8=（22.17×12.752）/8

=448.7KN.m<[M]=788.2KN.m满足要求。

安全系数n=788.2/448.7=1.76＞1.3满足要求

单片贝雷片最大剪力：

Qmax=24.77×2+22.17×7.5/2

=132.67KN<[Q]=245.2KN

安全系数n=245.2/132.67=1.84＞1.3满足要求

⑶、最大挠度

fmax=5ql4/384EI

=（5×22.17×7.54）÷（384×526044.12）

=0.0017m<[f]=7.5/400=0.018m

8.钢管墩的验算

本工程采用Φ500钢管支墩，外径为500mm，厚度δ为6mm，跨度为7.5+5.7+7.5m共设置3排钢管墩，每排为4根。

根据分配梁的受力，结合连续梁计算软件，验算算出最大的钢管桩为第2和第3根（编号详见附后图）,其上部传递荷载为342KN。

8.1.钢管的验算

本工程最高净高按14.3m计算，扣除贝雷片等高度，钢管最大高度h=12m。

惯性矩：

I=2.8×108mm4

截面积：

A=9.31×103mm2

回转半径r=

=

=1.73×102mm

长细比：

=69

钢管临界

安全系数：

n=4052/342=11.85＞3

满足要求。

8.2.钢管的压杆稳定验算

压杆稳定方程为P/（φA）≤[σ]

根据长细比λ=69可查表得压杆的纵向弯曲系数φ=0.778,则

342×103÷（0.778×9.31×103）=47.22MPa＜[σ]=140MPa

满足要求

8.2.1.C20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=342+12×9.31×10-3×73.1=350.2KN

钢管与基础底部采用60cm×60cm

则混凝土局部承压：

σ=N/A=350.2÷（0.6×0.6）×10-3=0.97MPa＜[σ]=20MPa

8.2.2.支架稳定性计算

由于贝雷支架纵向没有受到较大动载作用，只有振捣混凝土时才产生较少的侧向力，所以贝雷支架纵向稳定性就不必要计算，只需对雷支架横向稳定性进行计算即可。

贝雷支架横向水平推力主要是受到风荷载的作用而产生的，所以要进行水平方向推力的验算。

依据《桥梁设计规范》JTJ021-89取值，及计算分折过程如下：

风荷载标准值：

ωk=βzμsμzωo

其中：

ωk-为风荷载标准值（KN/m2）；

βz-为高度z处的风振系数，取1.756；

μs-为风荷载体型系数,取+0.8；

μz-为风压高度变化系数，取1.196；

ωo-为基本风压（Pa）=0.2kn/m2;

在AutoCAD中查得面积S=14.64m2。

风力P=ωkxS

=βzμsμzωoS

=1.756x0.8x1.3x1.196x0.200x45.9=6.4KN

由于风荷载带来的弯矩为：

M=PxL=6.4x7.5=47.97KN·m

桩身应力：

δ=M/W=47.97/1.14x10-3=42.07Mpa

δ＜[δ]=145Mpa

故贝雷支架的稳定性满足规范要求。

8.3.I56b工字钢的验算

当贝雷纵梁产生最大剪力时，对钢管桩2根I56b工字钢横梁进行强度验算。

通过对贝雷支架剪力验算，钢管桩上的2I56b工字钢完全也可以满足结构受力要求。

工字钢支在钢管桩上，跨度很小，产生的弯矩很小，故弯应力不进行验算。

钢管顶上采用2I32a工字钢作为横梁满足使用要求。