匝道现浇箱梁计算书分解.docx

1、匝道现浇箱梁计算书分解汕湛高速揭博项目T11标项目部质量/环境/职业健康安全管理体系作业文件文件名称： 九和互通D匝道桥现浇箱梁支架计算书 文件编号：SLQL-QEO-C-SZ- 复 核 人： 版 号： A/O 审 核 人： 受控状态： 批 准 人： 编 制 人： 生效日期： 九和互通D匝道现浇箱梁支架计算书一、箱梁概况及支架设计概况1、箱梁概况端头断面图标准断面图图 箱梁横断设计概况图2、支架设计概况1) 满堂式碗口支架满堂式碗扣式支架适用于第一联的NO.13孔，和第四联的NO.10孔现浇箱。采用规格为48*3.5mm标准杆件进行搭设。支架间距设置为：1沿横桥向箱梁腹板范围内立杆按间距0.6

2、m布置，底板范围内立杆间距按0.9m布置，翼板下立杆间距按0.9m+1.2m设置；2沿纵桥向立杆间距除中横隔板位置均按0.9m布置，中横隔板下两排按纵距60cm布置；3横杆步距按1.2m设置。采用落地满堂碗口支架的立杆下部设置螺旋调整底座，底座与地基间摆放一层起分布荷载作用的垫木，垫木厚5cm，按横桥向放置；采用混合支架的立杆直接置于22b#工字钢上。支架顶部设螺旋调整顶托，顶托上按顺桥向设置纵梁，纵梁采用10#槽钢，连接处设在顶托上，“”向放置，重叠长度20cm。纵梁上均布10cm*10cm方木，间距30cm。2) 钢管碗扣式混合支架钢管支墩采用630mm钢管，壁厚为6mm，高度为 9.0m

3、，顶部焊接10mm厚钢板，钢板尺寸为80cm*80cm，并用1cm厚的三角钢板进行加固。两端排设置三根钢管及其钢管桩基础跨径为4.0m+4.0m布置，中间排采用6根钢管柱和基础，跨径为2.2mn+3.6m+2.2m布局，钢管支墩与基础之间通过钢板焊接连接，焊接时必须保证支墩的垂直度。横向钢管两侧之间采 用 10 x 字连接，以保证整体的稳定性，具体见附图图号SZJB-11-D7。钢管支墩顶部横桥向设双拼I25工字钢作为主承重梁，长度980cm，纵向采用单层双排贝雷梁直接架立在工字钢上，定位后贝雷梁两侧设置钢板挡块进行限位固定。贝雷架上部顺桥向按间距90cm或60cm放置I22b工字钢作为次承重

4、梁，长度600cm。（详见施工图）二、支架计算内容1、在上构施工荷载工况作用下，施工支架的内力和应力情况；2、在上构施工荷载工况作用下，支架地基验算；底模主横梁的挠度和应力情况；3、在上构施工荷载工况作用下，底模体系（包括主横梁、主纵梁、面板）挠度和应力情况；三、支架计算1. 受力验算原则：该桥现浇箱梁梁高均为 1.5m，为保证支架设计的总体安全，并根据支架高度不同设计两种不同类型支架，验算必须清晰，本次支架验算按以下原则进行：1) 现浇箱梁施工时，箱梁梁端伸缩缝处90%以上荷载由盖梁墩柱承担，横隔梁位于墩顶处时，90%以上荷载由墩柱直接受力，故此两处受力在验算时不再考虑。2) 第二、三联每跨

5、跨中均设置了横隔梁，受力验算时选择以下断面进行：1第一种：跨径线0.6m，为标准断面，下为碗扣式支架；2第二种：跨径线0.6或1.0m，为标准断面，下为钢管墩+贝雷梁+碗扣式组合支架。2. 第一种支架受力验算1) 荷载计算1梁体钢筋砼自重根据杆件受力计算及分布图（图号SZJB-11-D8附后），(含筋率为2.14%2%，取容重为 26KN/m3)A）当横向杆件间距为0.6m时，腹板下杆件3-4 区间的砼自重最大，即 G=19.26KN/m，则GA=19.26/0.6=32.1 KN/m2B）当横向杆件间距为0.9m时，底板下2-3 杆区间的砼自重最大，即 G=14.94KN/m，则GB=12.

6、23/0.9=16.6KN/m2另外注意：考虑中隔梁位置实心段，高1.5m，砼自重最大：G=1.5*0.9*26=35.1KN/m则GB=35.1/0.9=39.0KN/m2C ）当横向杆件间距为1. 2m 时，翼板下5-6区域的砼自重最大，即G=5.47KN/m，则GC=5.47/1. 2=4.56KN/m22施工人员及机具：q1=1. 0 KN/m23倾倒砼：q2=2. 0 KN/m24振捣混凝土：q3=2. 0 KN/m25木模板自重：q4=1. 0 KN/m2根据荷载的分项系数，、项动载取安全系数1.4，、项静载取安全系数1.2，则总荷载为：QA = (+)*1.4+ (+) *1.2

7、=（1+2+2）*1.4+（32.1+1）*1.2=46.72KN/m2 用于立杆横向距离0.6m验算（腹板）QB = (+)*1.4+ (+) *1.2=（1+2+2）*1.4+（16.60+1）*1.2=28.12KN/m2 QB = (+)*1.4+ (+) *1.2=（1+2+2）*1.4+（39+1）*1.2=55.0KN/m2 用于立杆横向距离0.9m验算（底、翼板及中隔梁底板）QC = (+)*1.4+ (+) *1.2=（1+2+2）*1.4+（4.56+1）*1.2=13.67KN/m2 用于立杆横向距离1.2m验算（翼板）2) 木模板受力计算3) 箱梁砼直接支承于木模板上，

8、木模板下为10cml0cm 方木横向分配梁，沿顺桥向布设间隔0.3m，根据杆件受力计算及分布图，则方木净间距为0.2m，单块模板尺寸为1. 22m2. 44m，单块模板可覆盖8条方木，按5等跨连续梁受力考虑，取2.44m长度，0.3m跨度进行复核，受力见下图：所有底模中，中隔梁处荷载最大QB=55KN/m2，模板上每米宽度上承受的线性荷载：q=55.0KN/m2*1.0m=55.0KN/m考虑方木宽度的影响，按5等跨连续梁进行受力验算，取净间距L=0.3m，跨中弯矩：Mmax=0. 078* ql2=0. 078 * (55.0*0.32) =0.3861KN.m查路桥施工计算手册表8-6得木

9、材允许拉应力=12MPa，模板截面模量W=Mmax/=0.3861/（12*103）=3.22*10-5m3根据w、b得厚度hhmin=故模板最小厚度应大于9mm，选用模板厚度为15mm的木模板。取长度为2.44m，厚度15mm的模板挠度复核：模板弹性模量：E=9106KPa惯性矩：模板挠度： 结论：采用15mm厚模板作为底模，其抗弯刚度与挠度均满足要求。4) 横桥向10cm*10cm分配梁计算横向分配梁采用10cm*10cm方木，根据支架横向间距布置情况，间距有 0.6m、0.9m、1.2m三种，从受力情况分析，可知腹板位置受力最大。以支点断面为计算模型，在此分别验算。a. 在腹板位置横向方

10、木跨径0.6m，取横向方木跨径0.6m复核。因横向方木直接与模板接触，荷载视为均布荷载，按最不利的简支结构计算：(查表得木材允许承压应力和弯应力=12MPa)采用的是10cm*10cm方木，得：则方木：据上，方木抗弯刚度符合要求。挠度复核：木材的弹性模量：E=9.0*103MPa=9*106KPa惯性矩：方木挠度：结论：10cm*10cm方木挠度符合要求。b. 在底板、翼板位置，及跨中隔梁处横向方木跨径 0.9m，取横向方木跨径0.9m复核。最大荷载为跨中隔梁，故取隔梁处复核。采用的是10cm*10cm方木，得：则方木： 据上，方木抗弯刚度符合要求。挠度复核：木材的弹性模量：E=9.0*103

11、MPa=9*106KPa惯性矩：方木挠度：结论：10cm*10cm方木挠度符合要求。c. 在翼板位置横向方木跨径 1.2m，取横向方木跨径1.2m 复核：采用的是10cm*10cm方木，得：则方木： 据上，方木抗弯刚度符合要求。挠度复核：木材的弹性模量：E=9.0*103MPa=9*106KPa惯性矩：方木挠度：据上，10cm*10cm方木挠度符合要求。结论：横桥向横向分配梁10cm*10cm方木抗弯刚度、挠度均符合要求。d. 墩顶位置受力横向方木跨径60cm，取横向60cm跨径复核： 墩顶实心段受力计算：梁高1.5m，墩顶宽度2.0m横向宽度4.5m，该处G=1.5*4.5*26=175.5

12、KN/mG=175.5/4.5=39KN/ 看出墩顶处受力情况与跨中隔梁实心段一致，本项b）条中，方木跨径为0.9m计算抗弯刚度、挠度均符合要求，其跨径调整到60cm，故横向方木无需再次计算复核与计算。墩顶处由于只有30cm高度，纵向分配槽钢按照其他梁体一致布设，槽钢下面采用C30砼块卸落，拆除底模时，凿除砼块即可。5) 纵桥向纵向10#槽钢受力计算纵向分配梁采用10#槽钢，间距为0.9m（或0.6m，腹板处），横向分配梁的间距为0. 3m，横向分配梁直接放置于纵向分配梁上面。因每根槽钢长度为6.0m，按集中力计算，取最不利布置腹板位置计算纵向槽钢的抗弯刚度与弯矩，按五等跨连续梁、支点间分布二

13、个集中荷载计算。10#槽钢截面特性如下：截面抵抗矩： Wx=39. 4103 mm3惯性矩：Ix=198. 3cm4 =1.983106 mm4弹性模量：E=2.1l05MPa =2.1105N/mm2 单个集中力为： 抗弯刚度验算： 查路桥施工计算手册附表2-11表，在集中荷载作用下，最大弯矩发生在边跨，则弯矩：应力：查路桥施工计算手册8-7 表弯应力查应力=145MPa挠度计算：在集中荷载下，最大挠度在边跨，则：结论：纵向10#槽钢分配梁经受力计算，受力符合要求。6) 碗扣架受力计算立杆采用外直径48mm，壁厚3.5mm，截面积A=4.89cm2，惯性矩I=12.15cm4，回转半径r=1

14、.59cm的钢管。a. 取箱梁中横隔梁位置复核：按纵、横杆间距为0.6m0.9m 验算，并取纵横分配梁的自重为2KN/mm2，砼截面高度为1.5m，静载安全系数取1.2，动载安全系数取1.4。单根立杆承受力：按照强度计算钢管受压应力：按照稳定性验算立杆受压应力：根据碗扣架的搭设，其步距为1.2m，碗扣架的长细比查建筑施工扣件式脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）表A.0.5得稳定系数=0.75结论：根据上述验算，当支架横向间距为 0.6m，纵向间距为 0.9m，步距为1.2m 时，碗扣支架在腹板、中横隔板位置均符合要求。b. 当支架横向间距为0.9m，纵向间距为 0.9m，步距为1.2

15、m 时，验算如下：单根立杆承受力：按照强度计算钢管受压应力：按照稳定性验算立杆受压应力：根据碗扣架的搭设，其步距为1.2m，碗扣架的长细比查建筑施工扣件式脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）表A.0.5得稳定系数=0.75结论：根据上述验算，当支架横向间距为 0.9m，纵向间距为 0.9m，步距为1.2m时，碗扣支架在腹板、中横隔板位置均符合要求。c. 支架横向间距为1.2m，设置在翼板处，受力更小，故不再验算。7) 地基验算考虑地基表面的排水沟按横向布置，碗扣支架置放底托，为了达到更有效的力分散效果，在底托下铺设木板，木板按横断面方向铺设，木板尺寸2m 0.2m0.05m。每块木板上

16、承受3个立杆，选取横隔梁位置的立杆进行验算，则总重量：考虑搭设满堂支架位置均为挖方段，土质和承载力较好，挖平碾压后采用10cm石渣+10cm厚C20砼作为整体基础，选取扩散角为30。地基承载力：N-脚手架立杆传至基础顶面轴心力设计值；Ad-为立杆底座面积，面积Ad=15cm*15cm=225cm2；K-调整系数，砼基础系数K=1.0。考虑搭设落地满堂支架段落全部为开挖段，地质条件较好，在地基整平后用20t压路机碾压密实，再铺设10cm硬质石渣，碾压密实，后浇10cmC20砼，试验室进行静力触探，必须承载力大于150KPa。3. 第二种支架受力验算1) 上部碗扣支架验算同第一种支架，不再重复验算

17、；2) 荷载计算1梁体钢筋砼自重根据杆件受力计算及分布图(图号SZJB-11-D8附后)，每根22b#90cm工字钢需承担箱梁断面一半的重量，箱梁现浇部分的断面面积为4.54m2，总宽度为8.5m，则箱梁混凝土自重为(含筋率为2.14%2%，取容重为26KN/m：2施工人员及机具：q1=1.0KN/m2；3倾倒砼：q2=2.0KN/m2；4振捣砼：q3=2.0KN/m2；5木模板自重：q4=1.0KN/m2；6分配梁自重：q5=1.0KN/m2；7碗扣架自重：q6=2.0KN/m2；根据荷载的分项系数，、项动载取安全系数1.4，、 项静载取安全系数1.2，则总荷载为：Q=（+）1.4+（+）1

18、.2=（1+2+2）1.4+（13.88+1+1+2）1.2=28.46KN/m23) 22#工字钢验算22#工字钢置放在贝雷梁上，跨径为4.0m，上承6根杆件，间距如下图所示根据杆件受力计算及分布图（图号SZJB-11-D8附后），每根杆件的受力均不一样，为了简化计算，以均布荷载进行计算。22b#工字钢自重为36.5Kg/m，即0.365KN/m，截面特性如下:截面抵抗矩: Wx=3.26105 mm3惯性矩: Ix=3.58107mm4弹性模量:E=2.1105MPa=2.1105N/mm2每排工字钢的间距为0.9m，根据荷载计算，22b#工字钢的线性荷载为：抗弯刚度验算：按照简支梁计算，

19、据上图可知： 弯矩：应力：。挠度验算：符合要求结论：22b#工字钢按间距0.9m，跨径4.0m，净跨径3.55m 进行布置，结构受力符合要求。4) 贝雷梁桁架受力验算贝雷梁桁架采用单层双排贝雷片组装进行支承，每跨纵向三片，间距4.0m，由于该现浇箱梁半径过小（R=90m），贝雷梁的长度均不相同，取贝雷梁长度18m，最大跨径为9.0m+9.0m。按两等跨均布荷载进行计算。上部荷载由3排纵向贝雷梁承载：左双拼贝雷梁+中间排双拼贝雷梁+右双拼贝雷梁型式，贝雷梁上22b#工字钢共n=21排，根据工字钢的支点反力，则中间排双拼贝雷梁的承受重量最大，故选它为验算对象。其承受的重量为：G=2Rb*n=（49

20、.332）21=2071.86KN贝雷梁桁架标准节段长3m，高1.5m，重约270kg/节，则贝雷片总重量：G=2701012=32.4KN则贝雷梁自重线性荷载：查装配式公路钢桥使用手册桁架容许应力表，单排单层允许弯矩M=788.2KN.m，剪力Q=245.2KN。抗弯刚度验算：弯矩：考虑贝雷梁位置调整，经反算，最大允许跨径L=10.15m。中间排贝雷梁剪力也是最大，其剪力：由于本桥处于R=90圆曲线和与之相切的缓和曲线上，内弧、外弧不可避免的有支点位置未处于有竖杆节点位置，本方案考虑在支点处采用双背靠背槽钢“”包夹腹杆支承在上下弦杆上，上下采用短钢管焊接牢固，形成“H”形状，槽钢截面计算如下

21、：剪力差值：F=657.6-490.4=167.2KN钢材容许应力=145Mpa截面积=167.2/145=1153.1mm2查型钢手册，选取12.6#热轧普通槽钢2片，截面积为1569*2=3138mm2,即可满足要求，槽钢加强如下图。挠度复核：贝雷梁弹性模量：2.1105MPa，惯性矩I=1154868.8cm4挠度最大位置发生在跨中贝雷梁由6节组成，则贝雷梁非弹性挠度（销孔间隙产生）合f=fmax+f0=1.7+1.6=3.3mmL/400=9000/400=22.5mm，挠度满足要求。 结论:贝雷梁按双片单层共三排、跨径9m进行搭设，受力符合要求。中间排钢管墩支点反力: RA=0.37

22、5ql=0.375116.99=394.5KNRB=1.25ql=1.25116.99=1320.4KN同理进行边侧双拼贝雷梁支点反力计算边侧贝雷梁均布荷载：边侧贝雷梁其承受的重量为：G=Ra*n=77.9721=1637.37KN贝雷梁桁架标准节段长3m，高1.5m，重约270kg/节，则贝雷片总重量：G=2701012=32.4KN可以看出侧排贝雷梁受力比中间排受力小，故抗弯强度和剪力、挠度不再验算，现计算支座反力如下：RA=0.375ql=0.37592.89=313.2KNRB=1.25ql=1.25092.89=1044.0KN综合上述计算，绘制受力平面图如下：5) 承重主梁双拼工字

23、钢计算双拼25#工字钢沿现浇箱梁横断面方向两端放置在3根钢管墩上，中间排63a#工字钢放在6根钢管墩上，钢管墩顶焊接800mm*800mm*10mm厚钢板，两侧用三角铁焊接定位，现对双拼工字钢验算如下：1从支座受力分布图可以看出，对于两端头25a#工字钢，由于贝雷梁放在管墩顶部，工字钢只起力的传递作用，受力不再验算。2对于中间一排63a#工字钢，6个支点，验算如下：采用迈达斯软件建模计算支座反力、弯矩如下：支点反力Ra=225.8*2=451.6KN，Rb=289.6*2=579.2KN，Rc=336.7*2=673.4KNMmax=246.4*2=492.8KN.m双拼63a#工字钢自重为2

24、*121.353Kg/m，即2.43KN/m，截面特性如下:截面抵抗矩: Wx=5.97106 mm3惯性矩: Ix=1.88109mm4弹性模量:E=2.1105MPa=2.1105N/mm2 符合要求挠度验算按照最不利的简支梁集中荷载计算符合要求6) 钢管墩受力验算钢管支墩采用直径630mm，壁厚t=6mm钢管。则复核中间最大反力墩的受力（最重部分）即可。钢管相关参数：A=3.14（3152-3092）=11762mm2回转半径为：a. 按强度计算钢管墩的受压中间排钢管墩顶放置了双拼63a#工字钢，每条工字钢长9.8m，由一个断面横桥向的4个钢管墩承受则：工字钢重量：G=121.3539.

25、8210=23785.2N每一个墩承受工字钢自重：N=G/6=23785.2*1.2/4=4.76KN中间排四根直径630mm，壁厚t=6mm钢管，侧墩钢管受力最大，从支座反力a、b、c看出，Rc力最大=673.4KN，故选取该钢管墩受力计算如下：墩N合=673.4+4.76=678.2KNb. 按稳定性计算受压应力长细比： 查表A.0.6得=0.937结论:钢管墩受力安全，符合要求。7) 钢管桩基础 经过受力计算，一孔梁分布12条钢管墩，按3根/排*2排+6根/排*1排，中间排钢管墩C墩受力最大为678.2KN，从拟建项目D匝桥地质图来看，土层分布如下，详见D匝道桥地质纵断面图（附后）。第一

26、层 粉质粘土1-2 厚度0.5m，qik=50KPa；第二层 粉砂3-2 厚度2.0m，qik=30KPa；第三层 全风化粉砂岩1-1 厚度2.9m，qik=80KPa；第四层 强风化砂质泥岩1-3 厚度24.0m，fa0=1200KPa；提供的摩擦力计算如下（5.4m计算）：承载力计算N=iuhi N=500.630.5+300.632+800.632.9=627.1kNNmax合=678.2KN。钢管桩有土塞效应，实际提供的摩擦力大于该计算值，安全起见，拟采用DZ-60振动锤，将钢管桩穿透软卧层进到持力层，桩端提供少掉的部分反力即符合要求。4、计算结论： 综上所述，本支架设计经计算，满足要求。