海兰河特大桥边墩现浇支架计算书.docx

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海兰河特大桥边墩现浇支架计算书

附件1：

边墩现浇段支架计算书

一、设计资料

1.支架结构类型及主要参数

边墩现浇段结构形式：

箱型结构，高2.8m，顶板宽12.24m，底板宽6.5m，长度8.84米。

由于梁体伸出边墩长度为7.7米，因此本支架验算荷载只考虑伸出盖梁外7.7米混凝土。

支架结构形式：

本支架结构采用Ф529钢管立柱配型钢支架，钢管立柱采用钢板固定在承台底硬化层上（硬化厚度根据现场地基承载力另外计算），立柱顶面采用2根12米双拼40工字钢作为桩顶横梁。

横梁上部铺设7.8米长32工字钢做为纵向梁（间距布置：

0.15+2×0.5+5×0.84+2×0.5+0.15米），最后在工字钢上部铺设6*6cm方木，间距0.2米，底模采用15mm优质竹胶板。

2.设计技术标准

1、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004

2、《路桥施工计算手册》

3、《公路桥涵施工技术规范》JTJF50-2011

4、《竹编胶合板》GB13123-2003

5、相关设计文件及行业标准

二、空间模型建立

结构分析计算采用MIDASCivil2015大型桥梁空间分析软件。

1.节点与单元

粱单元由两个节点组成一个单元，板单元由四个节点组成一个单元。

结构力学模型完全模拟边墩现浇段实际浇注工作状况。

全桥共建立1016个节点，956个梁单元，418个板单元。

材料选择：

型钢Q235

方木杉木

面板优质胶合板

2.约束

1）钢管桩底部于硬化层固结，因此采用一般链接。

2）其余构件采用弹性链接，链接方式为仅受压。

3.截面特征值均由软件自动生成。

所有双拼工字钢均采用2根工字钢组成箱型截面，采用截面特征值系数调整。

三、荷载

1.支架结构自重考虑各连接材料等因素，自重分项系数取1.2，并由软件自动计算。

木结构5KN/m3

钢结构78.5KN/m3

竹模板10KN/m3

2.新浇混凝土重量

现浇段7.7米范围内混凝土约为100方左右，按均布荷载加载在面板上，荷载值为50KN/m²考虑。

3.模板及支架自重

底模采用竹模板，其他采用钢模板1.1KN/m2

支架自重由软件自动计算

4.施工人员及施工材料、机具等荷载《公路桥涵施工规范》JTJ041-2000附录D2.5KN/m2

5.振捣产生的荷载2KN/m2

四、内力组合

1、支架内力组合

内力组合按照《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000，分项系数按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004：

荷载组合

自重

混凝土湿重

模板自重

施工荷载

振捣荷载

11

计算强度

1.2

1.2

1.2

1.4

1.4

22

计算刚度

1

1

1

靠近墩身侧采用一般支撑进行约束

2、控制内力：

材料

型号

抗压极限应力f（Mpa）

抗弯δw（Mpa）

一般型钢构件

Q235

215

/

方木

杉木

/

11

竹胶板

/

80.6

/

3、约束说明

靠近墩身侧采用一般支撑进行约束，模拟支架放在墩顶效果，钢管桩及面板采用一般支撑约束，其余构件连接采用弹性连接的仅受压形式。

4、支架整体效果图

图1：

整体效果图

五、计算结果

1、面板计算结果

图2为底模强度计算结果，由图可看出面板最大应力为：

⎛=24.08MPa

图2

故底模模板刚度设计满足要求

图3为底模挠度计算结果，由图可看出面板最大变形为：

f=3.34mm<[v]=l/400=5mm

故底模模板挠度设计满足要求

图3

2、纵向32调梁工字钢计算结果

图4为32工字钢强度计算结果，由图可看出面板最大应力为：

⎛=142.7MPa

图4

故纵向32调节梁刚度设计满足要求

图5为纵向工字钢挠度计算结果，由图可看出最大变形为：

f=3.36mm<[v]=l/400=19.5mm

图5

故底模模板挠度设计满足要求

3、横向40双拼工字钢计算结果

图6为32工字钢强度计算结果，由图可看出面板最大应力为：

⎛=188.9MPa

图6

故横向40双拼工字钢刚度设计满足要求

图7为40工字钢挠度计算结果，由图可看出最大变形为：

f=4.514mm<[v]=l/400=30mm

图7

4、方木计算结果

图8为底模强度计算结果，由图可看出最大应力为：

⎛=17.3MPa

故底模模板刚度设计满足要求

图8

图9为底模挠度计算结果，由图可看出面板最大变形为：

f=3.34mm<[v]=l/400=5mm

图9

故底模模板挠度设计满足要求

5、钢管桩计算结果

（1）钢管桩支反力

图9为钢管桩支反力计算结果。

由图可以看出中墩钢管桩最大支反力为：

F中=984kN；

图9

（2）钢管桩强度计算

图10为钢管桩强度计算结果。

由图可以看出钢管桩最大应力为：

⎛=47.9MPa

故钢管桩强度设计满足安全要求；钢管桩最大应力位于与第二排钢管，为局部承压应力。

图10

（3）钢管桩稳定性计算

钢管桩总高度为16m，横纵向采用[10或[14槽钢连接，自由高度取16m。

计算时钢管桩按一端自由，一端固定考虑。

最大钢管桩反力为：

F中=877.1kN

计算长度：

l0=2h=2×8=16（m）

截面面积：

A=162.97cm2

回转半径：

i=18.35cm

长细比：

⎣=l0/i=1600/18.35=87.2

查《钢结构设计规范》，可知轴心压杆容许长细比为：

[⎣]=150；故有：

⎣=87.2<[⎣]=150

综上，钢管桩稳定性设计满足安全要求。

6、结论

通过结构分析与计算，该支架是安全可靠的，支架承载能力及变形均在规范控制范围内，强度计算值均满足规范要求。