18471850现浇梁支架验算.docx

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18471850现浇梁支架验算

1847-1850现浇梁支架验算

1、依据

1.1、《无砟轨道现浇预应力混凝土连续梁（双线）》施工图（京沪高徐施图（桥参）-21）

1.2、工作联系单《关于33+48+33连续梁设计图的通知》（四设京沪蚌分指【2008】212号）

1.3、建筑结构荷载规范GB50009-2001，中华人民共和国建设部

1.4、钢结构设计规范GB50017-2003，中华人民共和国建设部

1.5、装配式公路钢桥使用手册

1.6、铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范，TB10002.3-2005，J462-2005，中华人民共和国铁道部

1.7、铁路桥涵地基和基础设计规范，TB10002.5-2005，J464-2005，中华人民共和国铁道部

1.8、公路桥涵地基与基础设计规范，JTJ024-85，中华人民共和国交通部

2、支架设计情况

2.1、地基处理

本连续梁北边河中33m跨采用搭设贝雷片梁，为保证支架的稳定，采用钻孔桩基础，在河中设置一排钻孔桩，每排设置4根直径1m、深30.5m的钻孔桩。

位于河滩上的48+33m跨，采用满堂支架，支架基础在清表压实后填筑50cm厚5％灰土与20cm厚C20砼面层进行硬化处理。

施工时，沿桥梁纵向至桥墩后1m，横桥向为13.4m宽，控制K30下沉系数不小于120，平整度不大于10mm，并设置1％范围内单向横坡。

对承台基坑回填范围内要用压路机以及打夯机多次处理，达到120的下沉系数要求，避免不均匀沉降。

为了防止流水软化支架的地基，浇筑20cm厚C20砼作封闭层，设置1％单向横坡，在两墩中心设纵向涨缩缝，砼施工完毕后封闭硬化场地，禁止车辆通行。

地基处理完后，在支架搭设范围地基基础四周80～160cm范围内设顺桥向排水沟（水沟横断面为：

60×80cm），排水沟根据现场情况设置好排水坡纵，确保地基基础不受雨水浸泡。

2.2、满堂支架

在混凝土硬化好的基础顶面安设立杆可调底座，在已放置好的底座上搭设WDJ碗扣式多功能钢支架，支架布置主要分三个区域进行设计：

①一般结构区底板立杆按0.6×0.9m进行布置，即立杆纵向间距0.6m，横向间距0.9m，步距1.2m；腹板处立杆按0.6×0.3m进行布置，即立杆纵向间距0.6m，横向间距0.3m，步距0.6m；

②梁端及支点区长度为1.2m，渐变段长2.3m，延桥梁方向梁端3.5m范围内立杆按0.6×0.9m进行布置，即与腹板设置相同；

③翼板宽2.65m，翼板立杆按0.6×0.9m进行布置，即立杆纵向间距0.6m，横向间距0.9m，步距1.2m。

为增大体系稳定，支架外围四周设剪刀撑，内部沿桥梁纵向每4排立杆搭设一排横向剪刀撑，横向剪刀撑间距不大于5m，支架高度通过可调托座和可调底座调节。

2.3、贝雷片支架

在桩顶设置高1.5m、宽1.2m、长12.6m的系梁，系梁顶搭设8根φ630mm螺旋钢管，墩顶横向设置I28a工字钢，在工字钢上横向布置14组双排单层贝雷片。

具体布置见支架平面图及立面图。

3、荷载

3.1、荷载

32.65+48+32.65m箱梁混凝土1438.6m3，26×1438.6/113.7＝328.97kN/m

腹板最大厚度3.25m：

26×3.25＝84.5kN/m2

平均腹板宽度1.2m，面积2.51m2，26×2.51/1.2＝54.38kN/m2

箱内混凝土：

顶底板最大厚度0.54+0.36m，26×0.9＝23.4kN/m2

单翼缘板混凝土：

1.24m3/m，26×1.24/2.7＝11.9kN/m2

3.2、施工荷载

1kN/m2，计12.0kN/m

3.3、模板及支撑

内外模采用竹胶板、钢管支撑，内外模板设拉杆。

标准值：

模板30kN/m，托梁5.0kN/m，内支撑10kN/m，合计45kN/m

3.4、单层贝雷桁架自重

标准值按4.5kN/m2，

3.5、合计

3.5.1、现浇混凝土工况：

⑴标准值：

腹板范围最大84.5+1+45/12+4.5＝93.8kN/m2；

平均腹板54.38+1+45/12+4.5＝63.6kN/m2；

箱内23.4+1+45/12+4.5＝32.7kN/m2；

翼缘板范围平均11.9+1+45/12+4.5＝21.2kN/m2；

⑵设计值：

腹板范围最大1.4×93.8＝131.3kN/m2；

平均腹板1.4×63.6＝89.0kN/m2；

箱内1.4×32.7＝45.8kN/m2；

翼缘板范围平均1.4×21.2＝29.7kN/m2；

3.5.2、拆除外侧模工况

荷载作用于底板范围内。

⑴标准值：

329.23/5.4+1+45/12+4.5＝70.2kN/m2

⑵设计值：

1.4×70.2＝98.3kN/m2。

4、装配式钢梁支架

各杆件极限承载力

弦杆2[10，Nj＝600kN

斜腹杆I8，Nj＝160kN

竖腹杆I8，Nj＝218kN

边跨27m桁架梁12m+15m组合跨度，布置单层桁架，二排一组，

4.1、底腹板范围内支架

最不利工况：

拆除侧模

平均每排q0=26.7kN/m，

杆件轴力（单位：

kN）

支点反力（单位：

kN）

挠度（单位：

mm）最大挠度16mm

弦杆最大594kN＜Nj＝600kN

斜腹杆最大133kN＜Nj＝160kN

竖腹杆最大192kN＜Nj＝218kN

跨中最大挠度16mm，挠跨比＝1/930＜1/400

4.2、翼缘板范围膺架

最不利工况：

现浇混凝土工况，不均匀系数1.1，

平均每排q0=1.1×80.19/4＝22.05kN/m，＜26.7kN/m

翼缘板范围18m桁架梁，布置单层桁架，极限承载力22.4kN/m

最不利工况：

现浇混凝土工况，不均匀系数1.1，

平均每排q0=1.1×80.19/4＝22.05kN/m，

杆件轴力（单位：

kN）

支点反力（单位：

kN）

挠度（单位：

mm）最大挠度22mm

弦杆最大599kN＜Nj＝600kN

斜腹杆最大138kN＜Nj＝160kN

竖腹杆最大209kN＜Nj＝218kN

跨中最大挠度22mm，挠跨比＝1/810＜1/400

5、钢管立柱顶横梁

单根I32b，W=726.7cm3，

5.1、15m跨单排桁架梁

支点反力200kN，间距67.5cm/2排

5.1.1、桁架梁端横梁选用2I32b

换算均布荷载2×200/0.675＝592.6kN/m

横梁跨度按L=1.5cm计

跨中弯矩M=592.6×1.52/8＝166.7kN·m

横梁弯曲应力

σ＝166.7×106/（2×726.7×103）＝115MPa＜215MPa

满足要求！

横梁支点剪力R＝592.6×1.5/2＝444.5kN

I32b腹板高25cm，腹板厚1.15cm

两根横梁腹板面积2×25×1.15＝57.5cm2

横梁腹板最大剪应力444.5×103/（57.5×10-4）＝77.3MPa＜125MPa

满足要求！

5.1.2、桁架梁中部横梁选用3I32b

换算均布荷载4×200/0.675＝1185.2kN/m

横梁跨度按L=1.5cm计

跨中弯矩M=1185.2×1.52/8＝333.3kN·m

横梁弯曲应力

σ＝333.3×106/（3×726.7×103）＝153MPa＜215MPa

满足要求！

横梁支点剪力R＝1185.2×1.5/2＝888.9kN

I32b腹板高25cm，腹板厚1.15cm

三根横梁腹板面积3×25×1.15＝86.3cm2

横梁腹板最大剪应力888.9×103/（86.3×10-4）＝103.1MPa＜125MPa

满足要求！

5.2、27m跨连续桁架梁

5.2.1、桁架梁端横梁选用2I32b

单排桁架支点反力141.3kN，间距67.5cm/2排

换算均布荷载2×141.3/0.675＝418.7kN/m

横梁跨度按L=1.5m计

跨中弯矩M=418.7×1.52/8＝117.8kN·m

横梁弯曲应力

σ＝117.8×106/（2×726.7×103）＝81.1MPa＜215MPa

满足要求！

横梁支点剪力R＝418.7×1.5/2＝314kN

I32b腹板高25cm，腹板厚1.15cm

两根横梁腹板面积2×25×1.15＝57.5cm2

横梁腹板最大剪应力314×103/（57.5×10-4）＝54.6MPa＜125MPa

满足要求！

5.2.2、桁架梁中部横梁选用2I32b

单排桁架支点反力219.2kN，间距67.5cm/2排

换算均布荷载2×219.2/0.675＝649.5kN/m

横梁跨度按L=1.5m计

跨中弯矩M=649.5×1.52/8＝182.7kN·m

横梁弯曲应力

σ＝182.7×106/（2×726.7×103）＝125.7MPa＜215MPa

满足要求！

横梁支点剪力R＝649.5×1.5/2＝487.1kN

I32b腹板高25cm，腹板厚1.15cm

两根横梁腹板面积2×25×1.15＝57.5cm2

横梁腹板最大剪应力487.1×103/（57.5×10-4）＝84.7MPa＜125MPa

满足要求！

6、钢管立柱

6.1、单管荷载：

15+12m跨：

边墩单管2×314＝628kN

中墩单管2×487.1×2＝2×974.2＝1948.4kN

6.2、螺旋管

Φ600，t=8mm，H=600cm

A＝148.79cm2，i=20.93cmλ＝58，ψ＝0.86

N＝0.81×14879×215/1000＝2591kN＞1948.4kN

1847#～1848#墩间钢管立柱均选用Φ600，t=8mm

7、临时墩桩基础

27m跨临时墩单桩荷载

钢管立柱荷载标准值2×1948.4/1.3＝2998kN

承台混凝土26×（1.5×1.2×3.0）＝141kN

合计2998+141＝3139kN

1847#～1848#墩间27m连续梁跨中临时墩4根桩，单桩荷载3139kN桩顶标高21.61m，桩长30.5m。

地层编号

地层名称

层底标高m

分层厚度

（m）

层底深度（m）

侧阻力

（kPa）

侧阻力综合修正系数

（kN）

（1）

粉土

11.61

10

10

37.3

1.37

802.3

（2）

粘土

3.36

8.25

18.25

66.22

1.00

857.7

（4）

粘土

-8.89

12.25

30.5

138.66

0.666

1776.1

合计

3436.1

8、满堂支架地基承载力验算

梁体全部荷载G1=1435*2.6/113.7×80.65t=3731t；

梁体钢筋重量：

G2=340t

箱梁模板重量：

G3=120t

脚手架重量：

G4=600t

地基硬化砼：

G5=752t

合计重量：

G=G1+G2+G3+G4+G5=5543t

按1.2的安全系数考虑G=6651.6t.

地基承受力σ=G/（13.2*114）

=6651.6/（13.2*114）

=44.2KPa<[σ]=180KPa

9、满堂支架验算

9.1、腹板处支架验算

腹板处混凝土每平方米砼自重量：

g1=高3.278m*宽0.67m*26KN/m3÷0.67m

=3.278*26

=85.23KN/m2

倾倒砼产生的荷载：

g2=6KN/m2

振捣砼产生的荷载：

g3=2KN/m2

施工机具及人员荷载：

g4=2.5KN/m2

模板荷载：

g5=2.7KN/m2

则每平米荷载：

G1=1.2g1+g2+1.4（g3+g4）+2.7

=1.2*85.23+6+1.4*4.5+2.7

=117.3KN/m2

9.1.1、纵梁强度计算

纵梁采用8#槽钢，跨径为0.6m，间距为0.3m。

截面抵抗矩：

W=25.3cm3

截面惯性矩：

I=101cm4

作用在纵梁上的均布荷载为：

q=G1*0.3=117.3*0.3=35.19KN/m

跨中最大弯矩：

M=ql2/8=35.19*0.62/8=1.584KN.m

A3钢抗弯设计值为215N/mm2，弹性模量E=2.06*105N/mm2

⑴纵梁弯拉应力

σ=M/W=1.584/25.3*1000=62.6N/mm2<215N/mm2，纵梁弯拉应力满足要求。

⑵纵梁挠度

f=5ql4/384EI=0.29mm＜L/400=1.5mm，纵梁挠度满足要求。

9.1.2、支架受力计算

⑴立杆承重计算

采用横杆步距为60cm，支架立杆设计承重为30KN/根。

每根立杆承受钢筋砼和模板重量：

N1=0.3*0.6*G1=0.3*0.6*117.3=21.114KN

横梁施加在每根立杆上的重量：

N2=0.3*2*0.1*0.1*7.5=0.045KN

纵梁施加在每根立杆上的重量：

N3=0.6*0.1*0.15*7.5=0.068KN

支架自重（按7m高算）：

立杆单位重0.04KN/m，横杆单位重：

0.04KN/m

每根立杆上的支架自重：

N4=7*0.04+11*0.04*0.3=0.412KN

每根立杆总承重：

N=N1+N2+N3+N4

N=21.114+0.045+0.068+0.412=21.64KN<30KN，立杆承重满足要求。

⑵支架稳定性验算

立杆长细比λ=L/i=600/[0.35*（48+41）/2]=38.5

由长细比可查得轴心受压构件的稳定系数ψ=0.945

立杆截面积Am=π*（242-20.52）=489mm2

由钢材容许应力表查得弯向容许应力[σ]=145MPa

立杆轴向荷载[N]=Am*ψ*[σ]=489/1000*0.945*145=67.0KN>N=21.64

支架稳定性满足要求。

9.2、底板处支架验算

底板处混凝土每平方米砼自重量：

g1=高（0.475m+0.3）*宽5.4m*26KN/m3÷5.4m

=20.15KN/m2

倾倒砼产生的荷载：

g2=6KN/m2

振捣砼产生的荷载：

g3=2KN/m2

施工机具及人员荷载：

g4=2.5KN/m2

模板荷载：

g5=2.7KN/m2

则每平米荷载：

G1=1.2g1+g2+1.4（g3+g4）+2.7

=1.2*20.15+6+1.4*4.5+2.7

=39.18KN/m2

9.2.1、纵梁强度计算

纵梁采用8#槽钢，跨径为0.6m，间距为0.9m。

截面抵抗矩：

W=25.3cm3

截面惯性矩：

I=101cm4

作用在纵梁上的均布荷载为：

q=G1*0.9=39.18*0.9=35.26KN/m

跨中最大弯矩：

M=ql2/8=35.26*0.62/8=1.587KN.m

A3钢抗弯设计值为215N/mm2，弹性模量E=2.06*105N/mm2

⑴纵梁弯拉应力

σ=M/W=1.587*1000/25.3=62.7N/mm2<215N/mm2，横梁弯拉应力满足要求。

⑵纵梁挠度

f=5ql4/384EI=0.29＜L/400=1.5mm，横梁挠度满足要求。

9.2.2、支架受力计算

⑴立杆承重计算

横杆步距为120cm，支架立杆设计承重为30KN/根。

每根立杆承受钢筋砼和模板重量：

N1=0.6*0.9*G1=0.6*0.9*39.18=21.16KN

横梁施加在每根立杆上的重量：

N2=0.9*3*0.1*0.1*7.5=0.202KN

纵梁施加在每根立杆上的重量：

N3=0.6*0.1*0.15*7.5=0.068KN

支架自重（按7m高算）：

立杆单位重0.04KN/m，横杆单位重：

0.04KN/m

每根立杆上的支架自重：

N4=7*0.04+8*0.04*0.9=0.57KN

每根立杆总承重：

N=N1+N2+N3+N4=21.16+0.202+0.068+0.57=22KN<30KN

立杆承重满足要求。

⑵支架稳定性验算

立杆长细比λ=L/i=1200/[0.35*（48+41）/2]=77.04

由长细比可查得轴心受压构件的稳定系数ψ=0.8

立杆截面积Am=π*（242-20.52）=489mm2

由钢材容许应力表查得弯向容许应力[σ]=145MPa

立杆轴向荷载[N]=Am*ψ*[σ]=489/1000*0.8*145=56.72KN>N=22KN

支架稳定性满足要求。

9.3、立杆的地基承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p≤fg

地基承载力设计值:

fg=fgk×Kc=500.000kN/m2；

其中，地基承载力标准值：

fgk=500.000kN/m2；

因有20cm厚C20砼垫层脚手架地基承载力调整系数：

kc=1；

立杆基础底面的平均压力，p=N/A=244.44kN/m2；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=22kN；基础底面面积（m2）：

A=0.090m2。

p=244.44≤fg=500.000kN/m2。

地基承载力的计算满足要求。