明阳互通箱梁现浇门洞支架计算书Word文档格式.docx

1、+（3x25.8+18）+2x33+4x25+5x25，右幅共9联：布置形式为4x25+4x25+4x25+3x25+（2x32+33.5+32）+（18+3x25.8+24）+2x33+4x23.5+5x25；上部结构采用预应力砼现浇箱梁，下部结构桥台采用肋板台，桥墩采用花瓶墩，墩台采用桩基础。本桥平面位于R=1000m的左偏圆曲线上，桥面横坡为单向-3%，纵断面位于R=20000m的竖曲线上；墩台径向布置。桥台及桥墩采用盆式橡胶支座；0、35号桥台采用GQF-E60伸缩缝，1、2、3（左幅）、4、5、8、6（右幅）号桥墩采用120伸缩缝，6（左幅）、7、3（右幅）号桥墩采用GQF-E80伸

2、缩缝。该桥在24-26号墩横跨光明大道。本计算书分两部分，第一部分为明阳互通箱梁碗扣式满堂支架设计；第二部分为24-26号墩跨光明大道的支架门洞设计。主桥箱梁截面形式如下图结构形式一、二结构形式三结构形式四结构形式五左幅0-12号墩为1.4米高箱梁，12-24号墩为1.6米高箱梁，24-26号墩为1.8米高箱梁，26-35号墩为1.4米高箱梁；右幅0-15号墩为1.4米高箱梁，15-19号墩为1.8米高箱梁，19-24号墩为1.6米高箱梁，24-26号墩为1.8米高箱梁，26-35号墩为1.4米高箱梁。第三章、方案设计第一部分：碗扣式支架管的设计3.1支架材料规格一、支架采用WDJ483.5

3、mm钢管碗扣式钢管架，立杆主要采用3.0m、2.4m、1.8m、1.2m、0.6m、0.3m几种，立杆接长错开布置，顶杆长度为1.5m、1.2 m、0.9m，横杆采用1.2m、0.9m、0.6m、0.3m三种组成，顶底托采用可调托撑。二、支架布置箱梁在桥墩两端各6米范围内布置为纵距为0.9m，横距0.6m和1.2m，其余箱梁段纵距为0.9m，横距为腹板0.6m,底板0.9m和翼沿板1.2m，步距统一为1.2m。即横桥向布置截面一、二（13米）（跨中段）：21.2+10.9+10.6+30.6+10.9+21.2（实体段）：0.9+12截面三（24.5米）（最大截面）：0.9+30（最小截面）：

4、0.9+24截面四（17米）：0.6+40.9+3截面五（29.2米）31.2+381.2+30支架在纵横桥向每隔4排设置剪刀撑；立杆顶部安装可调节顶托，立杆底部支立在可调底托上，顶托底托可调自由度按30cm设计。箱梁的顶托上面纵桥向分布10cm槽钢为分布梁，横桥向分布10cm10cm方木,每30cm一道，方木上铺设1.5cm厚竹胶板。三、荷载计算横向分布荷载计算1、钢筋砼容重取26kN/m32、模板支架自重为1kN/m2；3、由于支架较矮，取最底层立杆承受的自重为1kN/m2。4、施工人员及设备荷载2kN/m2；混凝土振捣产生的荷载2kN/m2；各构件计算3.2、底模计算底模采用1.5cm厚

5、的黑色胶合板，其底模下的1010cm方木的布置间距为0.3m，则：截面特性： 取最不利的位置腹板下进行计算：按三跨连续梁计算，查常用结构计算手册得：弯矩 （净距0.2米）剪力 挠度 满足要求3.3、方木的验算取最不利的1.8米高梁端实体段下方木计算（方木横桥向、槽钢纵桥向）每根方木承受0.6m跨度范围内的力，其纵向间距为0.3m，则混凝土荷载q1=261.80.3=14.04kN/m，施工人员及施工设备荷载取q2=20.3=0.6KN/m，振捣混凝土时产生的荷载取q3=2 0.3=0.6KN/m，总荷载q=q1+q2+q3=15.24KN/m，将方木按照三跨连续梁受均布荷载进行保守验算，则其跨

6、中弯矩为图1 方木计算简图，方木受压应力满足要求取方木的弹性模量E=1104MPa，则方木跨中挠度f=0.677ql4/（100EI）=0.67714.041030.64/（1001104106833.310-8）=0.148mml/400=1.5mm 满足要求方木的跨中挠度满足要求。 方木上的最大剪力为Q=0.6ql=5.5KN，则其剪应力=1.5Q/A=0.825MPa2MPa，方木抗剪强度满足要求。取底板下的方木计算，每根方木承受0.9m跨度范围内的力，其纵向间距为0.3m，则混凝土荷载q1=260.50.3=3.9kN/m，施工人员及施工设备荷载取q2=20.3=0.6KN/m，总荷载

7、q=q1+q2+q3=5.1KN/m3.90.94/（10010-8）=0.21mm900/400=2.3mm 满足要求Q=ql/2=2.3KN，则其剪应力=1.5Q/A=0.35MPa2MPa，故1.4米、1.6米箱梁跨径为60cm的腹板处方木均满足要求，1.4米、1.6米箱梁跨径为90cm的地板处方木均满足要求3.4、方木下槽钢分配梁验算取最不利1.8米高箱梁实体段的槽钢工况，槽钢纵桥向布置（跨径90cm）Q1=260.30.6=8.42KNQ2=（2+2）0.6=0.72KN （施工、砼振捣） Q=Q1+Q2=9.14KN 槽钢的应力为= 69MPa145MPa 满足要求 槽钢跨中挠度f

8、=0.57mm900/400=2.3mm 槽钢的变形满足要求。槽钢上剪力最大值为Q=9.19KN，剪应力=1.5Q/A=1.5（9.1912.74）=10.8MPa=85 MPa 满足要求式中，A=12.74cm2，I=198.3cm4，W=39.4cm3，槽钢抗剪强度满足要求。1.4米、1.6米高箱梁的其他工况都比上述工况受力小，故均满足要求3.5、支架管的计算荷载组合：1+2+3+4+5荷载验算：NN其中：N-杆件容许承载力 细长比为步距与回转半径之比，由于步距均为120+230=180cm，回转半径15.78mm，故=1800/15.78=114单支立杆轴向承载力应符合N=Af-轴心受压

9、杆件稳定系数，查附录E可得：0.489A-立杆截面面积，查表得：4.89cm2f-钢材抗压、拉、弯强度设计值，查表得：205N/mm2则N=0.4894.89102205=49.02kN横向风荷载：由于本支架高度超过10m，需考虑风荷载。-风压高度变化系数，查附录D得：1.25-风荷载体型系数，算得：3.75基本风压（kN/m2）查规范得：0.25则 0.71.253.750.25=0.82 kN/m2第一种工况取箱梁实体处（腹板处）计算（1.8米高箱梁）碗扣支架立杆横距为60cm，纵距为90cm，步距为120cm, 砼厚度180cm。N=1.2（Q1+Q2）+0.91.4（Q3+Q4）LxL

10、y+Q5 =1.2（260.90.61.8+1）+0.9（1+2+2）0.6+0.82=36kN故N=36N=49.02kN （可行）第二种工况取底板下的钢管（砼厚度0.5m）（截面一、二、四的底板）布置按横距0.9m，纵距0.9m，步距1.2m（Q1+Q2）+ 0.90.5+1）+0.90.9+0.82=20kN故N=20第三种工况翼沿板处的钢管（砼厚度0.5m）布置按横距1.2m，纵距0.9m，步距1.2m1.2=25.9N=49.02kN 满足要求立柱地基承载力验算地基硬化砼厚度按照20cm算，底托板为直径1212cm的方形钢板，则地基受力为25cm圆，单根钢管受力面积A=3.140.2

11、60.26=0.2122m2P=N/A=36/0.2122=169Kpa 回填片石系数取1则P1=P=169Kpa 综上所述，明阳互通箱梁范围内地基承载力要求达到200Kpa以上，砼硬化厚度20cm支架整体稳定性验算剪刀撑按照60度设计，取单根剪刀撑单向风力荷载计算，则受力图如下则受到风的侧向力面积，S1=5.20.048=0.2496m2 竖杆 S2=0.650.048=0.144m2 横杆 S=0.3936m2P=0.820.3936=0.32KNW=P/5=0.064KNWv=hw/L=1.20.064/0.7=0.11KNWs=（h2+l2）/lw=0.18KN则最下端斜杆最大内力Ws

12、大= Ws1+（n-1）Ws 取 Ws1= WsWs大=50.18=0.9KNQc=8KN 故支架整体稳定满足要求第二部分：上跨光明大道门洞钢管支架搭设将根据箱梁宽度进行，因此支架均采用钢管支架沿箱梁轴线方向展开搭设，宽度为桥面宽度的投影，钢管支架计划明阳互通右线桥采用30根采用5308的钢管，左幅采用18根5308的钢管，下横梁采用28a工字钢合拼，跨径3米；主梁采用贝雷片间距1.15米均布，与光明大道路线垂直，跨径为6米；贝雷梁顶采用12.6a工字钢60cm布设，上部碗扣式支架管，顶层为1010cm方木以及竹胶模板。2.1、12.6工字钢分配梁计算12.6a工字钢截面积为A=18.1cm2

13、，惯性矩I=488cm4，截面抵抗矩W=77cm3取7号墩附件实体段处的最不利荷载计算：12.6a工字钢纵桥向布置，间距与支架管布置一样形式，即实体段和腹板处为60cm，底板为90cm，翼沿板为120cm，则12.6a工字钢在两片贝雷片之间跨径为1.37米（斜交）范围内受两个钢管力的集中力，每根钢管受力36KN。受力图示如下M=P/L（2c+b）a=8.46KN.m工钢跨中应力为=M/W=（8.46103）/（7710-6）=109MPa140MPa 满足要求f=Pa/6EIl（2a+c）l2-4a2l+2a3-a2b-c3=1mm1370/400=3.4mm 满足要求剪力Q=P/l（2c+b

14、）=36（20.235+0.9）1.37=36KN =1.5Q/A=1.536/18.1=29.9MPa85MPa 满足要求以上受力形式l=1.37m,a=c=0.235m,b=0.9m 2.2、贝雷桁架纵梁的强度及挠度假设取砼实体段最不利计算（1）12.6工字钢分配横梁自重：按0.142KN/m（2）支架管和模板：按2KN/m2，施工器具以及砼振捣荷载取4KN/m2G2=1.15m6KN/=6.9KN/m； （3）砼G3=1.156266=53.82KN/m则Q=（1）+（2）+（3）=60.9KN/m Mmax=1/8qL2=274.1KN.m （这里L=6m）经查相关资料，可得贝雷桁架的

15、截面特性为 W=15398.3cm3，I=1154868.8cm4，E=2.1105MPa =Mmax/W=274.1103/（15398.310-6）=17.8MPa210MPa，故该贝雷片在跨中支点处强度满足要求。 f中=5ql4/（384EI）=0.4mm6000/400=15mm，满足要求。故整个贝雷桁架的强度和挠度均满足施工要求。剪力计算：按均布荷载计算QX=1/2*ql=182.7KN490.5KN 满足要求2.3、28a横向承重梁的强度及挠度横向承重梁共由2根28a工字钢组成，在主要承受来贝雷桁架传来的荷载，则贝雷片重:G1=23.0KN/片=12KN支架、槽钢、方木：G2=30

16、KN单元块砼重量：G3 =264.023=314KN 截面积为4.02cm2 q=（G1+G2+G3）/2L=59.3KN/m 单元块单端两根28工字钢线荷载 Mmax1=ql2/8=66.75KN.m, （这里L=3m） 经查相关资料，可得28a工字钢横梁的截面特性为 W=508.2cm3，I=7115cm4，E=2.1105MPa。所以得=Mmax/W=66.75103/（2508.210-6）=66MPa145MPa，（单根工字钢） 满足要求剪力计算Q=ql/2=89KN 两根工字钢剪应力：89/（255.37）=12Mp85Mp 单根工字钢 满足要求挠度计算f中=5ql4/（384E2

17、I）=2.1mm3000/400=7.5mm，满足要求。2.4、钢管桩受力验算1、钢管立柱及地基计算（取左幅门洞立柱计算）根据支架布置图及上面计算可知，取箱梁12米长为一个单元计算（两个门洞），箱梁截面积为8.2m2，因为门洞与主线交角为14度，则砼体积为128.2sin52=101.4m3,共由18根钢管立柱共同受力，每根立柱受力为 Q=（26101.4+（6162）+222）/18=213 KN式中162=1213.5m为门洞受力面积计算施工、砼荷载，贝雷片1343=156KN，28a工字钢36KN，支架管体系取30KN，222为总门洞体系的重量。本支架系统立柱为530mm、=8mm的钢管

18、，查表可知Wt=3373.24cm3，Ix=44695.46cm4，ix=18.457cm，A=131.193cm2。立柱长按l=500cm计，因此有=l/ix=500/18.457=27.1，可查得=0.927；=N/（A）=213103/（0.927131.19310-4）=17.5MPa=140 MPa因此，钢管脚架的整体稳定符合要求。本桥立柱采用5308mm无缝钢管组成，则钢管立柱底部的承载力为 立柱=N/A=213/（0.2652）=1MPa，立柱基础拟采用C30混凝土施工，立柱底部采用C30混凝土，尺寸为宽1.2m，高1m，面上预埋固定立柱的钢板；地基承载力为2131.44=0.15MPa,经动力触探检测地基承载力大于0.2MPa,可满足整个支架系统的施工要求。