互通匝道桥现浇箱梁贝雷支架计算书.doc

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互通匝道桥现浇箱梁贝雷支架计算书

本计算书以O匝道桥第6联第一跨为例进行编制，其余跨径小于30m的孔跨类型的支架和模板施工参照该跨径的方案，其余桥宽可参照该跨进行相应调整。

匝道桥第6联第一跨上部构造为单箱单室结构预应力砼连续现浇箱梁体系。

跨径为30m，箱梁高1.80m，等宽段箱梁顶宽10.5m，底板宽3.5m，顶板厚25cm，底板厚25cm，跨中截面腹板厚度50cm，中横梁两侧各2.5m范围内腹板加厚至70cm，端横梁附近2.5m范围内腹板加厚至70cm，其中中横梁厚1.0m，端横梁厚2.0m，横梁处横桥向支座中心距2.0m。

桥面横坡为单向坡3.00%。

一、计算依据

㈠、《路桥施工计算手册》；

㈡、厦漳高速公路A3合同段两阶段施工图设计文件、技术交底、设计变更、补充、修改图纸及文件资料；

㈢、《装配式公路钢桥多用途使用手册》；

㈣、《公路桥涵施工技术规范》；

㈤、《公路桥涵设计规范》；

㈥、《贝雷梁使用手册》；

㈦、《建筑结构荷载规范》。

二、支架设计要点

㈠、钢管桩基础

支架基础采用钢管桩做为基础。

现浇箱梁支架基础平面布置图和现浇箱梁贝雷支架横断面图如上。

O匝道桥第30联第一跨径L＝30m桥宽m等截面标准现浇箱梁。

跨中设两个中支墩，中支墩钢桩中心距中心的距离按2.0m设置。

边支墩距两边桥墩边缘1.75m各设置一排钢管桩做为边支墩。

边支墩和各中支墩之间的钢桩中心距中心的距离为12.25m。

每个中支墩：

钢管桩φ42.5*0.6cm、7根，钢管桩间距按1.29m布置。

钢管桩上布置2I36b、L>1150cm工字钢作横梁，横梁上布置支架贝雷片纵梁，支架高度8.38m。

㈡、支架纵梁

用国产贝雷片支架拼装成支架纵梁，两排一组。

支架结构均采用简支布置。

23#墩～24#墩：

跨中设两个中支墩。

23#墩～第一个中支墩、第二个中支墩～24#墩贝雷纵梁计算跨度均为12.25m由11排单层贝雷纵梁组成；贝雷纵梁组与组间距为2m，每组排距除第5、6、7片为0.45m外，其余均按0.9m等间距布置。

㈢、模板及支撑

现浇箱梁支架拟采用梁柱式支架。

箱梁模板采用厚度为1.2cm的竹胶合板；竹胶合板下顺桥向放置10cmx10cm方木，间距由计算推算；10x10cm的方木设[18槽钢做分配梁，间距为100cm；[18槽钢下方安放贝雷片，贝雷片一个断面设计11片，间距如附图所示；贝雷片下方设计2I36工字钢和钢管桩。

其中翼板下支撑采用木模和钢托架，钢托架采用[8槽钢加工，以榀为单位，顺桥向0.8m设计一榀。

三、受力分析

本次计算仅对12.45m的边跨进行计算及受力分析，如果能达到各设计规范要求，则其余跨径小于30m的孔跨一定能满足受力要求。

1、本跨箱梁为等截面箱梁，跨径为30m，箱梁高1.80m，等宽段箱梁顶宽10.5m，底板宽3.5m，顶板厚25cm，底板厚25cm，跨中截面腹板厚度50cm，中横梁两侧各1.0m范围内腹板加厚至70cm，端横梁附近2.5m范围内腹板加厚至70cm，其中中横梁厚1.0m，端横梁厚1.5m，具体情况如下图所示。

现浇梁标准断面图（图一）

2、对箱梁截面混凝土的混凝土方量的计算，利用电脑软件精确计算出每个计算节点断面面积。

3、施工时按两步浇筑进行，第一次浇筑底板和腹板混凝土，第二步浇筑顶板及翼板混凝土。

为简化计算，确保安全，计算时假定两步混凝土同时施工。

箱梁节点与节点部分按均布荷载考虑，并取最不利的一片纵梁进行验算。

四、施工荷载计算取值

㈠、恒载

1、梁体混凝土自重：

箱梁混凝土标号为50，配筋率为2.5%，所以梁体混凝土自重取26KN/m3，冲击系数取1.1；

2、木模板自重取0.75KN/m2；

3、钢构自重取78KN/m3；

4、方木自重取7.5KN/m3；

5、[18槽钢自重：

0.23KN/m；

6、贝雷自重取1KN/m（包括连接器等附属物）；

㈡、活载

1、施工人员、机具、材料及其它临时荷载，在计算模板及下面小方木时按均布荷载为2.5KN/m2计算，并以集中荷载2.5KN进行比较，取二者产生的弯矩最大者。

2、振捣荷载：

水平方向取2.0KN/m2，竖向取4.0KN/m2

㈢、荷载组合

根据《建筑结构荷载规范》，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）。

结构重要性系数取三级建筑：

0.9，恒载分项系数为1.2，活载分项系数为１.4。

五、各构件验算

㈠、底模板计算

1、强度验算

条件：

δ＜[δm]

δ=M/W=（ql2/8）/（bh2/6）＜[δm]

其中：

l—底模板下方木间距（m）；

b—为模板宽，取b=1m；

h—为模板厚，12mm厚胶合板，取h=0.012m；

[δm]—木材抗弯强度，取[δm]=13Mpa；

q—作用在模板上的线荷载；

q=0.9x[（26Hx1.1+7.5x0.012x1）x1.2+（4+2.5）x1.4]=30.89H+8.3

受力简图（图二）

其中：

H—为混凝土厚度，将上式代入强度条件有：

l＜[3.00/（30.89H+8.30）]1/2

计算结果如下：

当H=0.25+0.25=0.5时，l＜0.36m

当H=1.8时，l＜0.22m

2、挠度验算

条件：

fmax＜[f]

fmax=5ql4/384EI＜1/400

即：

ql4＜384EI/5x400

其中：

E=1x107KN/m2

I=bh3/12=1x0.0123/12

则：

l＜[4.42/（30.89H+3.26）]1/4

其中q不计振动荷载

当H=0.25+0.25=0.5时：

l＜0.70m

当H=1.8时：

l＜0.52m

因此在腹板的位置采用方木间距为20cm，空箱位置采用35cm倒角介于两者之间间距为30cm。

按以上计算布置可以满足模板强度及刚度的要求。

如下图：

受力简图（图三）

㈡、侧模计算

1、强度验算

新浇注混凝土对模板侧压力计算公式：

P=0.22rt0β1β2υ1/2

或P=rH

其中：

P—新浇筑混凝土对侧面模板的最大压力（N/mm2）；

r—钢筋混凝土的容重，取26KN/m3；

t0—新浇筑砼初凝时间（h）根据施工情况，本计算取4h；

β1—外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2，本计算取1.2；

β2—混凝土坍落度影响系数，本计算取1.15；

υ—混凝土浇筑速度，本计算取6m3/h

H—混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度，本计算取最大值为1.8m；

P=0.22rt0β1β2υ1/2

=0.22x26x4x1.2x1.15x61/2

=77.34KN/m2

或P=rH=26x1.8=46.8KN/m2

根据取两式结果的较小值及混凝土侧压力不宜超过90KN/m2的规定，所以P取46.8KN/m2。

组合荷载为：

q=0.9x（1.2x46.8x0.25+2x1.4x0.25）=13.266KN/m

受力简图（图四）

Q235钢材的抗拉强度设计值为215MPa，钢托架的允许挠度：

面板为1.5mm，I=26.97cm4，W=32.7cm3，E=2.1x105MPa

抗弯强度验算：

M=ql2/8=13.266x0.32/8=0.149KN·m

W=bh2/6=1x0.0142/6=32.7x10-6m3

δ=M/W=0.149/32.7x10-6=4.56Mpa＜[δ]=215Mpa

2、挠度验算

挠度条件：

fmax＜[f]

fmax=5ql4/384EI＜[f]=1/400=0.75mm

其中：

E=1x107KN/m2

I=bh3/12=1x0.0143/12

即：

fmax=5ql4/384EI=5x13.266x0.34x12/384x1x107x1x0.0143

=0.61mm＜0.75mm

故抗弯强度以及挠度满足要求。

㈢、10x10cm方木计算

取1米板宽计，按最不利荷载进行计算。

1、强度验算

条件：

δ＜[δm]

δ=M/W=（ql2/8）/（bh2/6）＜[δm]

组合荷载：

q=0.9x[（1.1x26x1xH+7.5x1x0.012）x1.2+（4+2.5）x1.4]=30.89H+8.3KN/m

受力简图（图五）

其中：

H—为混凝土厚度，将上式代入强度条件有：

l＜[17.3/（30.89H+8.3）]1/2

计算结果如下：

当H=0.25+0.25=0.5时，l＜0.85m

当H=1.8时，l＜0.52m

2、挠度验算：

条件：

fmax＜[f]

fmax=5ql4/384EI＜1/400

即：

ql4＜384EI/5x400

其中：

E=1x107KN/m2

I=bh3/12=0.1x0.13/12

则：

l＜[16/（30.89H+3.26）]1/4

其中q不计振动荷载

当H=0.25+0.25=0.5时：

l＜0.96m

当H=1.8时：

l＜0.72m

经以上计算分折，方木间距控制50cm为宜，这样布置可以满足方木强度及刚度的要求。

如下图：

受力简图（图六）

钢托架以榀为单位，沿桥纵向每0.8m间距设一道钢托架。

钢托架采用[8的槽钢加工而成，强度要达设计要求。

㈣、[18槽钢分配梁验算

取最高梁处腹板进行计算，间距按1m设计。

1、强度验算

组合荷载：

q=0.9x[（1.1x26x1.8x1+7.5x0.012x1+7.5x0.1x0.1x2）x1.2+（4+2.5）x1.4]=64.06KN/m

受力简图（图七）

M=ql2/8=64.06x1.02/8=8.01KN·m

W=1.414x10-4m3

δ=M/W=8.01x103/1.414x10-4=56.65Mpa＜[δm]=145Mpa

2、挠度验算

挠度条件：

fmax＜[f]

fmax=5ql4/384EI＜[f]=1/400=0.75mm

其中：

E=2.1x105Mpa

I=1272.7cm4

即：

fmax=5ql4/384EI=5x64.06x14/384x2.1x105x1.2727x10-8

＝0.31＜0.75mm

㈤、贝雷支架纵梁在均布荷载下的计算

本计算按最不利因素考虑，取第六跨CD段进行验算。

受力简图（图八）

1、荷载组合

⑴、底板计算有效宽度按9米计，在AutoCAD中进行计算得出，混凝土自重为：

q1=（374.4×1+263.02×0.75）/1.75=326.7KN/m

q2=（215.44×1.75+182.13×10.5）/12.25=186.93KN/m

q3=（182.13×0.55+240.5×0.3＋374.4×0.15）/1=228.51KN/m

如下图：

受力简图（图九）

⑵、模板自重

1、底模和侧模取7.5KN/m3，弧形架采用外径48mm、壁厚3.0mm普通钢管和8号槽钢，8号槽钢8.04kg/m，钢管每米自重3.33kg/m。

7.5x10.8x0.012＋