满堂支架变截面连续箱梁计算书.docx

1、满堂支架变截面连续箱梁计算书龙长高速公路A1合同段(K3+908.3)龙门互通1#桥32+40+32M 满堂支架变截面连续箱梁模板及支撑检算书计 算 人： 日期： 复 核 人： 日期： 审 核 人： 日期： 贵州省公路桥梁工程总公司2005年7月满堂支架变截面连续箱梁模板支架检算书一、工程概况龙门互通1#桥中心桩号为K3+908.3,全长为112米,斜交角为138.50,上跨319国道,上部结构采用32+40+32M变截面连续箱梁,梁高1.52.4米，左幅为16 M宽单箱三室，右幅为12M宽单箱双室；左幅横向采用双点支承，右幅横向采用三点支承。顶面宽度为22.0m，箱宽为10.0m。箱梁根部梁

2、高为2.4m;中跨梁高为1.5m，顶板厚0.250.45m, 底板厚0.251.35m;箱梁横隔板厚0.50.8m;1#墩采用盆式橡胶支座GPZ()9GD, 2#墩采用盆式橡胶支座GPZ()9XD,桥台采用盆式橡胶支座GPZ()3.5SX和侧向限位支座GJZ100030047,本桥均采用M15-12张锚固体系,采用j15.24钢铰线115.59T,级钢筋53.66T,级钢筋368.09T,OVM15-12锚具172套,现浇箱梁C50砼2483m3,桥面铺装C40砼161m3和沥青砼268.5m3,伸缩缝 C50钢纤砼9.75m3, 防撞栏C30砼141m3;梁底下缘按二次抛物线设置,设计荷载为

3、汽车-20级，挂车-120。二、施工方案现浇箱梁总体方案支架采门式满堂支架，跨319国道行车道采用21根I32a (双根)合成工字钢立柱，上部采用组合I32a工字钢、I20a工字钢和1010CM方木铺设，箱梁模板为全新组合竹胶板。方木间距25CM，I20a工字钢间距0.5米;其它处直接在门式架顶托上铺双层1010CM方木，顶托方木间距为120CM,上铺分配方木间距25CM，底模采用18mm优质竹胶板，模板间接缝采用止水条塞缝，安装模板时板缝下必须设置通长方木，确保底模平整度；砼由集中电子拌合站集中供料，砼运输采用6m3砼灌车运输，浇筑采用砼输送泵或砼输送车进行砼浇筑。过程中不受雨水的浸泡，在处

4、理的地基四周做好临时排水沟，防止基础积水软化地基，降低地基承载力，地基允许承载力不小于0.3MPa。1、基底处理根据设计及规范要求采用满堂支架两次现浇，为了防止地基软弱沉降，需对箱梁投影范围内的地基进行处理，先进行场地平整碾压夯实，根据采用的支架形式回填粘土至设计高程（参设计图和满堂支架布置图），上铺30CM碎石砂垫层，每15CM一层碾压密实，再浇筑厚10CM的C20砼基础并找平；为保证地基在施工过程中不受雨水的浸泡，在处理的地基四周做好临时排水沟，防止基础积水软化地基，降低地基承载力，地基允许承载力不小于0.3MPa。2、支架搭设满堂支架在C20砼基础上搭设，门式支架底部可调顶托下方垫20*

5、5CM通长方木。支架采用可调重型门式支架为主，碗扣式支架钢管为辅相结合组拼。可调重型门式支架作为满堂支架主体，碗扣式钢管支架作为箱梁实体、腹板、边跨梁端横隔板、中横隔板部位支架加密补强以及作为满堂支架大、小横杆和剪刀撑。门式支架顶端采用可调式顶托，顶托上铺横向及纵向双层1010CM方木，顶托方木间距为120CM,上铺分配方木间距25CM；在箱梁实体部位处（纵向长度302CM）和边跨梁端处门架间距为0.8m , 箱梁变截面段（纵向长度1200 CM）处门架间距为1.2m， 箱梁直线段（边跨纵向长度1215 CM，中跨纵向长度1298 CM）处门架间距为1.2m；梁体两侧设护栏、安全网。3、支架预

6、压现浇砼结构施工前必须进行支架预压，以检验支架设计的合理性和支架结构的可靠性，消除支架非弹性变形和地基沉降量，并可校验支架变形情况。a、加载的方法支架的预压方式可用沙袋预压，预压的重量和时间应能满足设计和规范要求，预压前应对临时荷载的重量进行检验，预压重量为箱梁重量的100%。b.布点及观测从开始加载就应布设好观测点，观测点的布设要上下对称，目的既要观测地基的沉降量（垫木上）又要观测支架、方木的变形量（底模上）。预压应分段加载每级加载为箱梁重量的30%，共分四段加载，每级加载预压48h，预压时每跨5个断面，每个断面6个点（左幅）和5个点（右幅），每6小时观测1次，观测方法采用水准仪测量，加载前

7、高程为D1，加载后高程为D2，卸载后高程为D3,应按时、准确、认真地测量数据,并根据测量结果绘出沉降曲线图。最后综合分析这些数据，删除不合理的值，为施工预拱度提供准确可靠的数据。c.支架的预压应加强稳定性观测，确保安全，一旦发现变形量收敛则立即采取卸载或紧急撤离等措施。加载和卸载程序都必须根据结构特点和监理工程师的批准进行。4、预拱度的设置a.预拱度设置应一般按设计要求考虑,设计无特别说明,可按相关规定进行计算: 砼浇筑施工前的支架预拱度 f拱=1+2+3+41卸载后上部结构自重及50%活载所生的竖向挠度;2支架在荷载作用下的弹性压缩;3支架在荷载作用下的非弹性压缩;4支架在荷载作用下的非弹性

8、沉陷;3、4在经过预压之后可以消除；1按砼浇筑完毕结构力学的方法计算；hi为观测高程差，分析其值删除不符合逻辑的测量值。2弹性变形故为2=H卸载后-H卸载前，通式为（2=）b.根据计算的跨中预拱度，其它各点的预拱度以止点按直线或二次抛物线进行分配。二、荷载情况：1、边跨跨中A-A载面荷载说明：桥面宽按16米计算；底模按11米计算；上层横向0.1*0.1米方木间距0.25米，下层纵向0.1*0.2米方木间距1.2米；模板采用竹胶板厚0.018米。P:活载与恒载之和(KN);A:单位面积(m2);:钢筋砼容重26 KN/m3; 1: 竹胶板、方木容重6KN/m3;查相关规范得:施工荷载p1=2.5

9、KN;荷载分布系数1=2=1.4;冲击荷载p2=4.0KN;-断面砼重量:翼缘板：0.7526=19.5 KN/m，边腹板：0.926=23.4 KN/m，中腹板：1.0626=27.5 KN/m，顶板：0.626=15.6 KN/m,底板：0.6526=16.9 KN/m。P1=A*L*/B=(18-2.83-0.75*2)1.026/11=19.14 KN竹胶板自重: P2=1*A*h =61.00.018=0.108 KN/m第一层方木自重:P3=1Al =4160.10.16/16=0.24KNP3=1Al =62=0.24KN第二层方木自重: P4=1*A*l =160.10.11/

10、1.256/16=0.048 KN人群荷载: P5=1*p*l =1.42.51.0=3.5 KN冲击荷载: P6=2*p*l =1.44.01.0=5.6 KN支架自重: 查相关规范得: 2=7.8*103kg/m3;g=10N/g; 每平方米门架拆合长度：S=3*4.7*0.83=11.7m;A=(R2-r2)=3.1415926*(0.0242-0.0212)=0.00181m2 P7=2*g*A*S =7.8*103*10*0.00181*11.7=1.65KN底板P:P= P1+ P2+ P3+P4 +P5 +P6 =19.14+0.108+0.24+0.048+3.5+5.6=28

11、.636 KN2、底模剪力应力计算：查相关规范得: =1.3 MPa剪力：Q=ql/2 =28636*0.25/2 =3.58KN剪力应力：max=Q/A =3.58*103/(0.25*0.018)=0.796MPamax ,满足规范要求.3、底模弯曲应力计算：查相关规范得: =15 MPaMMAX= ql2/8 =28636*0.252/8=223.7N*MW=bh2/6=1.0*0.0182/6=0.000054= MMAX /W=223.7/0.000054=4.143MPa ,满足规范要求.4、底模挠度计算：查相关规范得: f=L/400I=bh3/12=1.0*0.0183/12=

12、0.000000486fMAX= 5ql4/384EI =5*28.636*1.254/(384*9*106*4*0.486*10-6) =0.027mmf=L/400=1.25/400=0.0031m=3.1mmfmaxf ,满足规范要求.5、立杆受压强度计算：门式架细长比：=1.980/0.048=41.25,查表弯曲系数:=0.9,N=P=28.636KN,A3钢极限强度 =215MPaA=(R2-r2)=3.1415926*(0.0242-0.0212)=0.00424m2N=1.25*28.636/2=17.9KNA=0.9*424*215=82.04KN,满足规范要求.6、纵横向水

13、平杆受弯计算：a. 横向弯曲强度计算：W1：杆件截面抵抗矩，查表得W1=4.493*103mm3,W2：方木截面抵抗矩，查表得W2=a3/6=1003/6=0.167*106mm3,q:小横杆均布荷载，q=P=28.636KN;间距l1=1250mm=28.636*12502/(10*(4.493*103+4*0.167*106)=6.65MPa =215MPa满足规范要求.b. 抗弯刚度计算：E1：门式架钢管弹性模量，查表得E1=2.1*105MPa,I1：门式架钢管惯性矩，查表得I1=1.078*105mm4,E2：方木弹性模量，查表得E2=10*103MPa,I2：方木惯性矩，得I2=1

14、004/12=8.333*106mm4,q:小横杆均布荷载，q=P=28.636KN;间距l1=1250mmf:容许挠度值,取3mm=28.636*12504/(150*(2.1*105+4*10*103)*(1.078*105+4*8.333*106)=0.056mmf, 满足规范要求.c. 纵向水平杆弯曲强度: f:容许挠度值,取3mm; 1方木顺纹弯曲应力,查表得13.0 MPa;2门式架钢管弯曲应力,查表得215 MPa;=215+13.0=228MPaq:小纵杆均布荷载，q=F=28.636KN;间距l2=1250mm按两跨连续计算:MMAX=0.333FL2 =0.333*28.6

15、36*1.25=11.92KN*ME1：门式架钢管弹性模量，查表得E1=2.1*105MPa,I1：门式架钢管惯性矩，查表得I1=1.078*105mm4,E2：方木弹性模量，查表得E2=10*103MPa,I2：方木惯性矩，得I2=1004/12=8.333*106mm4,f=1.466* FL22/(100EI)=1.466*28636*12502/(100*(2.1*105+4*10*103)*(1.078*105+4*8.333*106)=0.002mmf=3mm, 满足规范要求.W：门式架钢管抵抗弯矩，查表得W=4.493*103mm3, 方木抵抵抗弯矩，得W=1003/6=0.16

16、67*106mm3,=11.92*106/(4.493*103+4*0.1667*106)=17.75MPa=4*13=52MPa满足规范要求.7、地基承载力计算：门式架自重: P7 =1.65KNN=P=28.636+1.65=30.29KN;A=150*1000=1.5*105mm2=30290/(1.5*105)=0.2MPa=0.3MPa满足规范要求.二 、跨中桁架计算：桥面宽按16米计算；底模按11米计算；均布0.1*0.1米方木其间距0.25米；模板采用竹胶板厚0.018米。P:活载与恒载之和(KN);A:单位面积(m2);:钢筋砼容重26 KN/m3; 1: 竹胶板、方木容重6K

17、N/m3;2: I20工字钢容重0.2791KN/m;查相关规范得:施工荷载p1=2.5KN;荷载分布系数1=2=1.4;冲击荷载p2=4.0KN;砼自重:P1=A*L*/B=(18-2.83)1.026/16=15.6 KN竹胶板自重: P2=1*A*h =61.00.018=0.0108 KN方木自重: P3=3*A*l =60.10.1164/16=0.24 KNI20工字钢自重: P4=2*B*L*g=27.91*16/0.5*1.0*10/16=0.558KN人群荷载: P5=1*p*l =1.42.51.0=3.5 KN冲击荷载: P6=2*p*l =1.44.01.0=5.6 K

18、N支架自重: 查相关规范得: 2=7.8*103kg/m3;g=10N/g; 每平方米门架拆合长度：S=3*4.7*0.83=11.7m;A=(R2-r2)=3.1415926*(0.0242-0.0212)=0.00181m2 P7=2*g*A*S =7.8*103*10*0.00181*11.7=1.65KN底板P:P= P1+ P2+ P3+P4 +P5 +P6 =15.6+0.0108+0.24+0.558+3.5+5.6=25.51 KN1、强度计算: =25.51*103*60002/8000=1.148*108N*mmI20查相关规范得:W=236.9cm3=MMAX/W=1.1

19、48*108/(1/0.5*236.9*103)=242.3MPa1.2=1.2*215=258 MPa满足规范要求.2、挠度计算: I20查相关规范得:I=2369cm4=5*25510*64/(384*2.1*105*2369*1/0.5)=0.00043m=0.43mmf=6/400=15mm满足规范要求.3、立柱强度及稳定性计算:a.刚度检算:砼自重:P1=(18-3*2.806)*26*6.49=1616.9KN;竹胶板自重: P2=1*A*h*g =60.018166.49=11.2 KN方木自重: P3=3*A*l =60.10.1166.49/0.25=24.9 KNI20工字

20、钢自重: P4=2*B/S*g*L=27.91*16/0.5*10*6=53.59KNI32工字钢自重: P5=2*B*L/S*g=27.91*16*4*10=17.86KN人群荷载: P6=1*p*l*B =1.42.56.49*16=363.4KN冲击荷载: P7=2*p*l =1.44.06.49*16=581.5 KN每根立柱受力:G=(1616.9+11.2+24.9+53.59+17.86+363.4+581.5)/6=445KN查表得I32a工字钢惯性矩为:I=11080cm4;回转半径r=4.14cm双根则为I=2*11080=22160cm4; r=2*4.14=8.28cm

21、长细比为:=l/r=550/8.28=66;根据公路桥涵设计规范6.19条规定:受压杆件长细比不得超过100; ,符合要求.b.稳定性检算:I32a工字钢长细比为:=l/r=550/8.28=66;查表得:纵向弯曲系数=0.737;A=67.12cm2N= A=0.737*2*67.12*102*215=2127.1KNG=445KNN, 符合要求.c.墩柱基础承载力检算: fk:地基承载力标准值查建筑地基基础设计规范附录5得：C20砼为fK=0.75fb：地基承载力调整系数，砼为fb=1.0P=fk*fb=0.75MPa立柱基础拟设1*1*0.5m的C20砼基础.P=G/A=445/1=44

22、5KPa=0.445MPa;PP, 符合要求.三、预拱度计算与设置1 拱圈自重产生的拱顶弹性下沉1l-拱的计算跨径，l=36.98mf-拱的计算矢高，f=0.9m-恒载作用下拱的平均应力，=Hg/(A*COSm);Hg-拱单位宽度的恒载推力，Hg=（18-3*2.806+27.9-3*1.56）/2*26=426.43KNA- 单位宽度拱截面面积,A=（18-3*2.806+27.9-3*1.56）/2=16.4m2E- C40砼土弹性模量,查表得:E=3.3*104MPam-四分之一截面处拱轴线水平角,COSm=1/()1/2=1/(1+tg2(0.3877/3)1/2=0.9999=Hg/

23、(A*COSm)=426.43/(16.4*0.999)=26.0KPa;=(18.492+0.92)/0.9*26.0/(3.3*104*103) =0.0002999m=0.3mm2 拱圈温度变化产生的弹性下沉2-砼膨胀系数, =0.00001;t1-年平均温度,假定t1=240Ct2-拱圈合拢温度,假定t2=310C=(18.492+0.92)/0.9*1*10-5*(31-24)=0.026m=26mm3 拱架的弹性变形3 拱架弹性变形量:=445*0.2/(2.0*105)=0.00045m=0.45mm立住弹性变形量同上,为0.45mm:3=0.9mm4 拱架的非弹性变形4 拱架从

24、上到下有5个接触面:模板与方木、方木与工字钢、I20工字钢与I32工字钢、I32工字钢与I32工字钢立柱、立柱与地基面。所以4=5*3=15mm5 支架基础受载后非弹性下下沉量5本桥基底为硬化砼，不考虑支架基础的非弹性下沉，砂筒预压按经验5=4mm6.总预拱度=1+2+3+4+5=46.2mm7.二次抛物线法预留拱度：x-距拱顶距离为x处的预加高度值；从跨中到两侧,计算每增加3米的预拱度值：=46.2*(1-4*32/36.982)=45mm=46.2*(1-4*62/36.982)=41.3mm=46.2*(1-4*92/36.982)=35.3mm=46.2*(1-4*122/36.982)=26.7mm=46.2*(1-4*152/36.982)=15.8mm=46.2*(1-4*182/36.982)=2.4mm贵州路桥龙长高速公路A1合同段工程质检部2005年6月30日