边跨直线段计算书 2.docx
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边跨直线段计算书2
连续梁边跨直线段设计计算书
一、概述：
1.1桥梁概述
中铁十八局向莆铁路FJ-1A标四公司管段共有四座连续梁桥，分别为黄坊溪1#大桥、黄坊溪2#大桥、黄坊溪3#大桥、楚溪大桥，其跨度布置有40m+56m+40m和32m+48m+32m两种，其中黄坊溪2#大桥为32m+48m+32m连续梁，边跨直线段长度7.55m，线间距5m，楚溪大桥为40m+56m+40m连续梁，边跨直线段长度5.6m（变更后），线间距4.6米，其余两座大桥为40m+56m+40m连续梁，边跨直线段长度11.6m，线间距5m。
1.2总体方案
边跨直线段采用墩顶原位支架现浇施工。
底模依次为12mm竹胶板、100*100纵向分配方木（腹板处间距200mm，其余300mm）、150*120横向分配方木（600mm间距布置）。
底模支撑在工25b纵向分配梁上，其一端支撑在墩帽上，另一端支撑墩旁托架或钢管临时墩上，并在墩帽和墩旁托架或钢管临时墩上的横梁设置落架楔块。
工25b纵向分配梁根据箱梁横截面不同部位而设置不同间距，腹板下按270mm布置，底板下按540mm布置，悬臂板部位按1080mm布置。
外模采用在150*120横向分配方木上按600mm*600mm搭设碗扣式脚手架，其上安装纵、横向方木以及12mm竹胶板。
内模也搭设碗扣式脚手架，其上安装纵、横向方木以及12mm竹胶板。
内、外模采用对拉杆对拉。
工25b纵向分配梁支撑墩旁托架或钢管临时墩上，根据各桥特点布置也不相同。
1、楚溪大桥边跨直线段较短（5.6m），直接采用墩身预埋牛腿，安装托架施工，托架采用四片（相互之间通过横联联结成整体），托架前端安装2工25b横梁来作为工25b纵向分配梁前支点；
2、黄坊溪2#大桥边跨直线段长度7.55m，采用2*4钢管柱临时墩，其中纵桥向两排钢管（靠近桥墩为1#，其次为2#），间距4.9m，纵桥向四排钢管，间距2.7m，钢管采用Φ500*8mm，钢管之间通过联结系联结整体（平撑为Φ200*5mm，斜撑为[16），钢管下端通过锚栓或预埋螺杆锚固在混凝土内。
桥边跨直线段位于1#、4#桥墩，1#钢管柱直接支撑在墩身承台上，而2#因覆盖层较厚并且边坡较陡，采用Φ1.25m挖孔桩作为基础。
3、黄坊溪1#大桥边跨直线段长度11.6m，采用3*4钢管柱临时墩，其中纵桥向三排钢管（靠近桥墩为1#，其次为2#、3#），间距3.625m，纵桥向四排钢管，间距2.7m，钢管采用Φ500*8mm，钢管之间通过联结系联结整体（平撑为Φ200*5mm，斜撑为[16），钢管下端通过锚栓或预埋螺杆锚固在混凝土内。
桥边跨直线段位于2#桥墩、莆田台，1#钢管柱直接支撑在墩身承台上。
2#桥墩因覆盖层较薄，下卧基础为泥质粉砂岩，σ0=300kpa，采用混凝土扩大基础，其中2#钢管柱因承台开挖后回填土并且边坡较陡采用两级台阶，而3#钢管柱与公路斜交，基础有2/3座落在公路，另外1/3座落在变坡上，因此将一半基础座落在公路路面，另一半将公路凿除一部分后两级台阶基础。
莆田台因覆盖层较薄，下卧基础为泥质粉砂岩，σ0=300kpa，采用混凝土扩大基础，但因岩面走向倾斜，3#钢管柱比2#钢管柱低1m。
4、黄坊溪3#大桥边跨直线段长度11.6m，采用3*4钢管柱临时墩，其中纵桥向三排钢管（靠近桥墩为1#，其次为2#、3#），间距3.625m，纵桥向四排钢管，间距2.7m，钢管采用Φ500*8mm，钢管之间通过联结系联结整体（平撑为Φ200*5mm，斜撑为[16），钢管下端通过锚栓或预埋螺杆锚固在混凝土内。
桥边跨直线段位于4#、7#桥墩，1#钢管柱直接支撑在墩身承台上。
2#桥墩因覆盖层较薄，下卧基础为3
（1）长石砂岩，σ0=250kpa，采用混凝土扩大基础，但因岩面走向倾斜，3#钢管柱比2#钢管柱低2m。
7#桥墩因覆盖层较薄，下卧基础为3（3）长石砂岩，σ0=800kpa，采用混凝土扩大基础，但因岩面横桥向走向倾斜，3#钢管柱采用分离式基础。
向莆铁路FJ-1A标共有四座连续梁桥，分别为黄坊溪1#大桥、黄坊溪2#大桥、黄坊溪3#大桥、楚溪大桥，其跨度布置有40m+56m+40m和32m+48m+32m两种，其中黄坊溪1#大桥为32m+48m+32m连续梁，边跨直线段长度7.55m，楚溪大桥为40m+56m+40m连续梁，边跨直线段长度5.6m，其余两座大桥为40m+56m+40m连续梁，边跨直线段长度11.6m。
二、设计依据及规范
1《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1-99
2《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3-98
3《公路桥涵地基及基础设计规范》JTGD63-2007
4《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86
5《钢结构设计规范》GB50017-2003
6《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
7向莆铁路FJ-1A标梁部及大桥施工设计图
三、计算荷载（根据《桥梁施工工程师手册》计算）
3.1模板体系荷载
3.1.1模板体系自重
模板及托架按实际重量计入。
其中木材容重按γ=5KN/m3。
3.1.2混凝土荷载
由于梁端横隔板可直接支撑在墩顶，考虑取离梁端1.4m处断面作为计算荷载。
考虑超载系数后混凝土容重按γ=26.5KN/m3。
3.1.3施工荷载
施工荷载按q3=2.5KN/m2：
3.1.4、振捣混凝土产生的荷载
施工荷载按q4=2.0KN/m2：
3.1.5其它可能产生的荷载
按q7=0KN/m2，不考虑。
3.1.6荷载合计
强度计算时：
q=q1+q2+q3+q4+q7。
刚度计算时：
q=q1+q2+q7。
为了计算简单，刚度计算时也按强度计算取值。
3.2其它荷载
3.2.1合拢段混凝土梁重
按托架或钢管柱前端横梁与悬臂梁各承受一半计入。
3.2.2合拢段模板重量
合拢段模板及挂篮按40t计，按托架或钢管柱前端横梁与悬臂梁各承受一半计入。
四、材料特性：
4.1竹胶模板：
1、竹胶面板的静曲强度：
[σ]纵向≥70Mpa，[σ]横向≥50Mpa
2、竹胶面板的弹性模量：
[E]纵向≥6×103Mpa，[E]横向≥4×103Mpa
4.2木材
材料为A－3~A－1类。
1、强度：
其容许应力按A－3类计，即：
[σw]＝12Mpa，[τ]=1.7Mpa。
2、弹性模量：
其弹性模量按A－3类计，E＝9000Mpa。
4.3钢材Q235b
1、强度：
其容许应力采用：
[σw]＝170Mpa，[τ]=100Mpa。
2、弹性模量：
E＝210Gpa。
五、计算：
计算采用容许应力法，采用手算与程序计算相结合，程序采用MIDAS2006大型结构计算程序。
5.1模板体系计算
5.1.1竹胶模板受力计算
5.1.1.1规格
面板采用2440mm×1220mm×12mm
5.1.1.2截面特性
计算时取每米带宽。
W=bh2/6=1000×122/6=24000mm3
I=bh3/12=1000×123/12=144000mm4
5.1.1.3强度验算
1、腹板处
q=（70.57+2.5+2）*1（取1m带宽）=75.07kN/m
L=200mm
Mmax=1/8qL2=0.37535kN.m
σ=M/W=15.6Mpa＜[σ]横向=50Mpa，满足要求。
2、底板处
q=（32.75+2.5+2）*1（取1m带宽）=37.25kN/m
L=300mm
Mmax=1/8qL2=0.419kN.m
σ=M/W=17.5Mpa＜[σ]横向=50Mpa，满足要求。
5.1.1.5刚度验算
1、腹板处
考虑竹胶面板的背带为10cm×10cm木方，面板的实际净跨径为100mm，故:
ω=5qL4/384EI=0.16mm＜[ω]=1.5mm，满足要求。
2、底板处
考虑竹胶面板的背带为10cm×10cm木方，面板的实际净跨径为200mm，故:
ω=5qL4/384EI=0.89mm＜[ω]=1.5mm，满足要求。
5.1.2纵向分配方木受力计算
5.1.2.1规格
采用100mm×100mm。
5.1.2.2截面特性
A＝10×10＝100cm2
W＝10×102/6＝167cm3
I=10×103/12=833.34cm4
5.1.2.3强度验算
1、腹板处
方木间距：
b=200mm
q=15.014kN/m
跨度按横向分配方木最大纵向距离计：
L=600mm
Mmax=1/8qL2=0.6756kN.m
σ=M/W=4.05Mpa＜[σw]＝12Mpa，满足要求。
τ=qL/A=0.9Mpa＜[τ]=1.7Mpa满足受力要求（按照连续梁计算，反力取qL）。
2、底板处
方木间距：
b=300mm
q=11.175kN/m
跨度按横向分配方木最大纵向距离计：
L=600mm
Mmax=1/8qL2=0.5028kN.m
σ=M/W=3.0Mpa＜[σw]＝12Mpa，满足要求。
τ=qL/A=0.67Mpa＜[τ]=1.7Mpa满足受力要求（按照连续梁计算，反力取qL）。
5.1.2.4刚度验算
1、腹板处
ω=5qL4/384EI=0.33mm＜[f]=L/500=1.2mm，满足要求。
2、底板处
ω=5qL4/384EI=0.25mm＜[f]=L/500=1.2mm，满足要求。
5.1.3横向分配方木计算
5.1.3.1规格
采用150mm×120mm。
5.1.3.2截面特性
A＝15×12＝180cm2
W＝15×122/6＝360cm3
I=15×123/12=2160cm4
5.1.3.3强度验算
1、腹板处
方木间距：
b=600mm
q=45.042kN/m
跨度按工25b纵向分配梁最大纵向距离计：
L=270mm
Mmax=1/8qL2=0.41kN.m
σ=M/W=1.13Mpa＜[σw]＝12Mpa，满足要求。
τ=qL/A=0.61Mpa＜[τ]=1.7Mpa满足受力要求（按照连续梁计算，反力取qL）。
2、底板处
方木间距：
b=600mm
q=22.35kN/m
跨度按工25b纵向分配梁最大纵向距离计：
L=540mm
Mmax=1/8qL2=0.81kN.m
σ=M/W=2.2Mpa＜[σw]＝12Mpa，满足要求。
τ=qL/A=0.67Mpa＜[τ]=1.7Mpa满足受力要求（按照连续梁计算，反力取qL）。
5.1.3.4刚度验算
1、腹板处
ω=5qL4/384EI=0.0016mm＜[f]=L/500=0.54mm，满足要求。
2、底板处
ω=5qL4/384EI=0.127mm<[f]=L/500=1.08mm，满足要求。
5.2工25b纵向分配梁计算
5.2.1规格
采用工25b，Q235b，根据混凝土梁截面位置不同，横向间距不等。
5.2.2截面特性
A＝53.5cm2
W＝422.4cm3
I=5280cm4
5.2.3荷载统计
1、腹板处
横向间距：
b=270mm
q=20.27kN/m
2、底板处
横向间距：
b=540mm
q=20.115kN/m
3、悬臂板处（计算底板外侧1.2m）
横向间距：
b=540mm
q=18.43kN/m
5.2.4计算结果
根据四座桥纵向分配工字钢跨度以及荷载不同位置分别计算。
1、反力
反力可作为横梁计算荷载。
2、应力
最大应力σ=132Mpa<＜[σ]=170Mpa，满足要求。
5.32工25b横梁计算
5.3.1规格
采用2工25b，Q235b。
5.3.2截面特性
A＝107cm2
W＝844.8cm3
I=10560cm4
5.3.3荷载统计
荷载根据上一节结果进行计算，但前横梁考虑合拢段混凝土及模板重量的一半，这样前横梁控制。
5.3.4计算结果
1、反力
反力可作为支架及基础计算荷载。
2、应力
最大应力σ=103Mpa<＜[σ]=170Mpa，满足要求。
5.4托架计算
根据上一节的前横梁反力作为托架上的荷载。
1、反力
2、应力
最大应力σ=107Mpa＜[σ]=170Mpa，满足要求。
3、刚度
5.5钢管柱计算
根据上一节的前横梁反力以及自重作为钢管柱上的荷载。
采用Φ500*8，Q235b。
A＝123.65cm2
I=37424cm4
i=sqrt（I/A）=17.39
L=492.8
λ=L/i=28.34
Φ=0.943
N=462.7+792.22/12=528.7kN
σ=N/ΦA=44Mpa<[σ]=170Mpa，满足要求。
5.6基础计算
根据上一节的前横梁反力、钢管柱以及基础自重作为荷载。
5.6.1黄仿溪1#大桥
1、2#墩
采用两层台阶混凝土扩大基础
σ=N/A=528.7/（2.4*2.7）+25*1.2=112Mpa<[σ]=180kpa，满足要求。
公路路面上
σ=N/A=528.7/（1.3*1.55）+25*0.6=277Mpa<[σ]=350kpa，满足要求。
2、莆田台
σ=N/A=528.7/（1.3*1.55）+25*0.6=277Mpa<[σ]=300kpa，满足要求。
5.6.2黄仿溪2#大桥
采用C25混凝土桩基础
[N]=1/2*（UτL+σa）=1/2*（3.14*1.25*40*8+250*3.14/4*1.252）=781Kn>N=538.7kN，满足要求。
5.6.3黄仿溪3#大桥
1、7#墩
σ=N/A=528.7/（1.3*1.55）+25*0.6=277Mpa<[σ]=800kpa，满足要求。
2、4#
σ=N/A=528.7/（1.5*1.95）+25*0.8=200Mpa<[σ]=250kpa，满足要求。
六、结论
通过以上边跨直线段模板、主要构件及基础的受力验算，其受力状况和变形及其挠度完全满足规范要求，安全性和稳定性符合施工要求。
附件：
1、黄坊溪1#大桥边跨现浇段支架设计施工图（4张）
2、黄坊溪2#大桥边跨现浇段支架设计施工图（4张）
3、黄坊溪3#大桥边跨现浇段支架设计施工图（4张）
4、楚溪大桥边跨现浇段支架设计施工图（4张）
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