跨312县道连续箱梁设计计算书1221.docx

1、跨312县道连续箱梁设计计算书1221新建大同至西安铁路客运专线站前-13标渭洛河特大桥DK761+607.79处连续梁现浇支架检算书 中交二公局大西铁路工程指挥部渭洛河特大桥项目部二一年十二月二十日 (31+48+31)m连续箱梁现浇支架检算书一、 计算依据1、渭洛河特大桥DK757+850.44DK804+549.62段连续梁部分大西运西施桥-092、（32+48+32）m连续箱梁参考图（满堂支架现浇法施工）大西运西施桥参153、路桥施工计算手册4、混凝土设计规范5、钢结构设计规范6、铁路桥涵地基和基础设计规范7、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范8、中华人民共和国建筑工业行业标准(竹胶合板

2、模板 JC/T 30 261995)9、钢管满堂支架预压技术规程（JGJT194-2009）二、 箱梁主要结构尺寸梁体采用单箱单室截面，箱梁截面中心梁高3.334m，顶宽12.0m，底宽5.4m，两侧悬臂长2.65m。箱梁顶板厚度0.30.45m，悬臂根部厚度为0.65m，底板厚0.30.65m，腹板厚0.51.1m。全联在各墩顶均设置横隔梁，其中边墩墩顶横隔梁厚1.3m；主墩顶横隔梁厚1.5m；边墩墩顶设横隔梁设(1.51.2)m过人洞，供检查人员通过。图1 箱梁边跨立面图图2箱梁边跨1/2平面图图3箱梁中支点截面图4箱梁跨中截面二、计算说明 箱梁施工分块段浇筑，计算时暂时按一次浇注计算。

3、模板采用木模，面板为1.5cm竹胶板，背肋采用1010cm方木。分配梁采用10槽钢，采用碗扣件支架支撑分配梁，在道路正上方碗扣件支架支于排架工字钢上面，再通过立柱将荷载传递与地基上；其余地方碗扣件支架直接支于处理后的地基上。三、使用材料及其参数3.1、普通材料单位重及其性能材料名称规格型号单位重（KN/m3）弹性模量（MPa）强度设计值（N/mm2）结构部位抗弯fm抗拉ft抗压fc抗剪fv竹胶板1.5cm106.510320模板方木10x10cm59103117.5101.4模板钢材Q23578.52.1 10514514514585模板、支架计算结构为临时钢结构，钢材的容许应力提高系数取1.

4、25，木材顺纹容许应力提高系数取1.15。 32、碗扣支架设计荷载3.2.1立杆设计荷载立杆设计荷载横杆步距（m)0.61.21.82.4设计荷载（KN/根）403025203.2.2各杆件自重名称型号规格（mm）理论重量(kg)立杆LG-120483.512007.41LG-240483.5240014.02LG-300483.5300017.31横杆HG-30483.53001.67HG-60483.56002.82HG-90483.59003.97HG-120483.512005.123.2.3扣件抗滑移承载力：Qc=8.0KN3.2.4碗扣支架物理特性钢材的强度和弹性模量（N/mm2）

5、P235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值205弹性模量2.051053.2.5碗扣支架钢管截面特性钢管截面特性外径F（mm）壁厚t（mm）截面积A（cm2）截面惯性矩I（cm4）截面模量W（cm3）回转半径i（cm）483.54.8912.195.081.583.3现场实测地基承载力为：140KPa。四、各类施工荷载本计算中门式支架按容许应力计算。4.1、钢筋混凝土容重：26KN/m3；4.2、施工人员、施工料具运输、堆放q1： 计算模板、分配梁时采用2.5KN/m2；计算主梁时采用1.5KN/m2； 计算立柱、柱顶横梁时采用1.0KN/m2；4.3、混凝土振捣产生荷载q2： 对水平模板取2.

6、0KN/m2； 对垂直模板取4.0KN/m2；4.4、倾倒混凝土时对模板的荷载q3：2.0KN/m2； 4.5、侧模施工荷载（腹板） 混凝土压力：砼浇筑速度取=2.0m/h（考虑斜向分段控制），外加剂影响修正系数=1.2，混凝土入模温度取15，根据路桥施工计算手册得： h=1.53+3.8/T=1.53+3.82.0/15=2.04m pm=h=1.2262.04=63.54KN/m2。考虑施工活载载影响后的单位面积上的侧模施工荷载：qc=pm+q2+q3=63.54+4.0+2.0=69.5KN/m2。（计算模板和拉杆时使用的荷载）4.6、承重模板荷载 qz=h+q1+q2=26h+2.5+

7、2.0+2.0=26h+6.5（计算模板时使用荷载） qz=h+q1（计算模板以外结构使用荷载）4.7、风荷载 查建筑结构荷载规范得渭南市重现期为50年的风压值W0为：0.35 KN/m2。则有：Wk = 0.7zsWo 式中：Wk风荷载标准值（kN/m2）；z风压高度变化系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001）规定采用，取1.0；s风荷载体型系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001）规定的竖直面取0.8；即碗扣支架风荷载为Wk = 0.7zsWo=0.71.00.80.35=0.196 KN/m2。4.8、荷载分项系数（碗扣支架）1）计算模板支撑

8、架构件强度时的荷载设计值，取其标准值乘以下列相应的分项系数：（1 ）永久荷载的分项系数，取1.2；计算结构倾覆稳定时，取0.9。（2 ）可变荷载的分项系数，取1.4。2）计算构件变形（挠度）时的荷载设计值，各类荷载分项系数，均取1.0。4.9、荷载组合效应 1）立杆稳定计算：永久荷载+0.9（可变荷载+风荷载） 2）斜杆强度和连接扣件（抗滑）强度计算：风荷载4.10、本支架验算采用手算和midas有限元分析软件电算相结合。五、模板检算5.1侧模5.1.1面板验算 侧模采用15mm竹胶板作为面板，木背肋间距为210mm，取1m单位宽度按3跨连续梁计算。fm=M/W=ql2/(10*b*h2/6)

9、=669.652102/(101000152)=8.19MPa fm=20MPa。w=ql4/(150*EI)=1269.652504/(15065001000153)=0.49mm210/400=0.525mm。面板强度和刚度满足要求。5.1.2木背肋验算 木背肋截面抗弯抵抗矩为：W木=1001002/6=166666.67mm3；截面惯性矩为：I木=1001003/12=8333333.33mm3。0.21m模板上承受的混凝土浇筑单位荷载为：q=69.650.21=14.63KN/m，模板钢背楞间距为900mm。按3跨连续梁计算有：fm=M/W=ql2/(10* W木)=14.639002

10、/(10166666.67)=7.09MPa1.15 fm=12.65MPa。w=ql4/(150*EI木)= 14.639004/(15090008333333.33)=0.85mm900/400=2.25mm。木背肋强度和刚度满足要求，安全系数为1.78。5.1.3钢背楞验算 钢背楞采用双10槽钢，截面抗弯抵抗矩为：W钢=79320mm3；截面惯性矩为：I钢= 3966000mm3。1.0m模板上承受的混凝土浇筑单位荷载为：q=69.650.9=62.69KN/m，拉杆间距为1100mm。按3跨连续梁计算有：fm=M/W=ql2/(10* W钢)= 62.6911002/(1079320)

11、=95.63MPa1.25 fm=181MPa。w=ql4/(150*EI钢)= 62.6911004/(1502.11053966000)=0.73mm1100/400=2.75mm。钢背楞刚度和强度满足要求，安全系数为1.89。5.1.4拉杆直径计算 由上面计算得q=62.69KN/m，按多跨连续梁计算得拉杆的最大支反力F=1.1ql=1.162.691.10=75.85KN。则拉杆直径为：(4F/ fm/)= (482.75103/215/)=20.9mm，取25钢筋作为拉杆。5.2底模5.2.1底模施工荷载腹板范围的竖向单位线荷载为：q腹=263.25+6.5=91KN/m空腹范围的竖

12、向线单位线荷载为：q端=261.1+6.5=35.1KN/m（梁端截面）q中=260.6+6.5=22.1KN/m（跨中截面）5.2.2面板验算 底模面板采用厚度为15mm厚的竹胶板作为面板，支点腹板范围背肋间距按190mm布置，底板范围背肋间距按260mm布置；跨中腹板范围背肋间距按190mm布置，底板范围背肋间距按310mm布置，取1m宽面板按3跨连续梁计算。按3跨连续梁计算有:腹板：fm=M/W= qfl2/(10*b*h2/6)=6911602/(101000152)=8.76MPa fm=20MPa。w= qfl4/(150*EI)=12911604/(15065001000153)

13、=0.43mm190/400=0.475mm。支点处底板：fm=M/W= qdl2/(10*b*h2/6)=635.12602/(101000152)=6.33MPa fm=20MPa。w= qdl4/(150*EI)=1235.12604/(15065001000153)=0.58mm260/400=0.65mm。跨中底板：fm=M/W= qdl2/(10*b*h2/6)=622.13102/(101000152)=5.66MPa fm=20MPa。w= qdl4/(150*EI)=1222.13104/(15065001000153)=0.74mm310/400=0.775mm。面板强度和

14、刚度满足要求。5.2.3木背肋验算木背肋截面抗弯抵抗矩为：W木=1001002/6=166666.67mm3；截面惯性矩为：I木=1001003/12=8333333.33mm3。底模分配梁间距均为0.9m。底模作用于方木背肋的最大单位荷载为：q=910.19=17.29KN/m。按3跨连续梁计算有：fm=M/W=ql2/(10* W木)= 17.299002/(10166666.67)=8.40MPa1.15 fm=12.65MPa。w=ql4/(150*EI木)= 17.299004/(15090008333333.33)=1.0mm900/400=2.25mm。木背肋强度和刚度满足要求，

15、安全系数为1.51。5.3顶板模5.3.1顶板施工荷载 顶板厚度为0.4m，根据公式得顶板面分布荷载为： q=260.3+6.5=14.3KN/m2；5.3.2面板检算 顶板模面板采用15mm竹胶板作为面板，木背肋间距为360cm，取1m单位宽度按3跨连续梁计算。fm=M/W=ql2/(10*b*h2/6)=614.33602/(101000152)=4.94MPa fm=20MPa。w=ql4/(150*EI)=1214.33604/(15065001000153)=0.88mm360/400=0.9mm。面板强度和刚度满足要求。5.3.3木背肋检算木背肋截面抗弯抵抗矩为：W木=100100

16、2/6=166666.67mm3；截面惯性矩为：I木=1001003/12=8333333.33mm3。木背肋上的线单位荷载为：q=14.30.36=5.15KN/m，内模分配梁间距为1200mm。按3跨连续梁计算有：fm=M/W=ql2/(10* W木)= 5.1512002/(10166666.67)=4.45MPa1.15 fm=12.65MPa。w=ql4/(150*EI木)= 5.1512004/(15090008333333.33)=0.95mm1200/400=3mm。木背肋强度和刚度满足要求，安全系数为2.84。5.4翼缘板模5.4.1翼缘板施工荷载 翼缘板最大厚度为根部厚度0

17、.65m，根据公式得顶板面分布荷载为： q=260.65+6.5=23.4KN/m2；5.4.2面板检算 翼缘板模面板采用15mm竹胶板作为面板，木背肋间距为300cm，取1m单位宽度按3跨连续梁计算。fm=M/W=ql2/(10*b*h2/6)=623.43002/(101000152)=5.62MPa fm=20MPa。w=ql4/(150*EI)=1223.43004/(15065001000153)=0.69mm300/400=0.75mm。面板强度和刚度满足要求。5.4.3木背肋检算木背肋截面抗弯抵抗矩为：W木=1001002/6=166666.67mm3；截面惯性矩为：I木=100

18、1003/12=8333333.33mm3。木背肋上的线单位荷载为：q=23.40.30=7.02KN/m，翼缘板模分配梁间距为1200mm。按3跨连续梁计算有：fm=M/W=ql2/(10* W木)= 7.0212002/(10166666.67)=6.07MPa1.15 fm=12.65MPa。w=ql4/(150*EI木)= 7.0212004/(15090008333333.33)=1.13mm1200/400=3mm。木背肋强度和刚度满足要求，安全系数为2.08。六、模板分配梁计算 作用于模板分配梁上的新浇筑混凝土自重标注值为：q=26h+2.5；木模系统水平自重标准值取0.3KN/

19、m2。6.1、梁底分配梁碗扣支架立杆在横桥向的布置为：20.3m+0.9m+21.2m+0.9m+20.3m；底模分配梁纵向间距均为0.9m。则有作用于底模分配梁上的施工荷载为：qf=（263.25+2.5+0.3）0.9=78.57KN/m；qd=（260.6+2.5+0.3+0.8）0.9=17.28KN/m； 分配梁采用8槽钢，截面抵抗矩Wy=25325mm3；截面惯性矩为：Iy= 1013000mm3，按3跨梁续梁计算得：腹板处：fm=M/W=ql2/(10* Wy)= 78.573002/(1025325)=27.92MPa1.25 fm=181 MPa。w=ql4/(150*EIy

20、)=78.573004/(1502100001013000)=0.02mm300/400=0.75mm。底板处：fm=M/W=ql2/(10* Wy)= 17.2812002/(1025325)=98.26MPa1.25 fm= 181MPa。w=ql4/(150*EIy)=17.2812004/(1502100001013000)= 1.12mm900/400=2.25mm。分配梁强度和刚度满足要求，安全系数为1.84。6.2、顶板分配梁顶板分配梁采用10cm10cm方木，截面抵抗矩Wx= 166667mm3；截面惯性矩为：Ix= 8333333 mm3；分配梁间距为0.9m，则分配梁上作用

21、的线分布荷载为q=（260.3+2.5+0.3）0.9=9.54KN/m，按3跨梁续梁计算得：fm=M/W=ql2/(10* Wx)= 9.5412002/(10166667)=8.24MPa1.15 fm=12.65MPa。w=ql4/(150*EIx)= 9.5412004/(15090008333333 )=1.76mm1200/400=3mm。分配梁强度和刚度满足要求，安全系数为1.54。6.3、翼缘板分配梁 翼缘板分配梁采用8槽钢，槽钢腹板竖直放置，截面抵抗矩Wx= 25325mm3；截面惯性矩为：Ix= 1013000mm3；分配梁间距为0.9m，则分配梁上作用的线分布荷载为q=（

22、260.65+2.5+0.3）0.9=17.73KN/m，按3跨梁续梁计算得：fm=M/W=ql2/(10* Wx)= 17.7312002/(1025325)= 100.8MPa1.25 fm= 181MPa。w=ql4/(150*EIx)= 17.7312004/(1502100001013000)= 1.15mm1200/400=3mm。分配梁强度和刚度满足要求，安全系数为1.8。七、碗扣支架检算 本方案碗扣支架在腹板范围立杆按0.3m0.9m布置，横杆步距为0.6m,；底板立杆按0.9m1.2m布置，横杆步距为1.2m；顶板立杆按0.9m1.2m布置，横杆步距为1.2m；翼缘板立杆按1

23、.2 m1.2m布置，横杆步距为1.2m。顺桥向每3m布设横桥向通长斜杆一道，斜杆采用普通钢管与旋转扣件组成，扣件抗滑移承载力Rc=8.0KN。7.1、碗扣支架计算荷载 根据路桥施工手册得作用于碗扣支架的永久荷载为： q=26h+0.3 其中：h混凝土高度，单位mh1碗扣支架高度，单位m0.3木模系统自重标准值，单位KN/m27.2、强度检算根据支架纵向搭设间距取0.9m长梁段进行支架立杆反力分析，则：腹板上最大单位荷载q1：N=1.2q+1.4(2.0+1.0)=1.2(263.25+0.3)+1.4(2.0+1.0)=105.96KN/ m20.9N=95.36 KN/ m（注：由于Mid

24、as软件斜截面的加载特殊性，施加于斜腹板上的竖向荷载乘系数0.65/2.68，0.65为斜腹板横桥向宽度，2.68为斜腹板斜长）底板上单位荷载q2：N=1.2q+1.4(2.0+1.0)=1.2(260.6+0.3)+1.4(2.0+1.0)=23.28 KN/ m20.9N=20.95KN/ m立杆轴向承载力满足要求。 翼缘板上单位荷载q3：根部：N=1.2q+1.4(2.0+1.0)=1.2(260.65+0.3)+1.4(2.0+1.0)=24.84 KN/ m20.9N=22.36KN/ m端部： N=1.2q+1.4(2.0+1.0) =1.2(260.284+0.3)+1.4(2.

25、0+1.0)= 13.42KN/ m20.9N=12.08KN/ m 对支架进行平面建模计算结果如下： 由上面计算结果得知腹板上立杆最大轴力为N=36.6KNN0.6=40KN，腹板立杆强度满足要求；底板、翼缘板范围立杆最大轴力为25.6KNN1.2=30KN，底板、翼缘板范围立杆强度满足要求。7.3、斜杆承载力及扣件抗滑移承载力检算由上面计算可知风荷载值为0.19KN/m2，只对横桥向风荷载进行检算，斜杆每3.6m设置1道，每道设3根:跨中截面支架高度H=7.5m，W1=WK（3.053.6+（0.66+3.6）0.048）=2.2KN，W2= WK（1.26+3.6）0.048=0.10K

26、N，支架斜杆计算简图如下：图6 跨中截面支架稳定性计算简图风荷载在斜杆中产生的最大内力为：Q=WS=(2.2+0.15)（4.82+4.22）/4.2=4.10KNQc=8KN；斜杆承载力及扣件抗滑移承载力满足要求。7.4、稳定性检算 从前面计算可知，立杆轴力最大的位置为箱梁处腹板范围。则有立杆长细比=l/i=1200/15.8=76，查P235A钢管轴心受压构件的稳定系数表得立杆轴心受压杆件稳定系数=0.744，则有：N=*A* f=0.744489205=74.58KN立杆的最大轴力为：1.2 (263.25+0.410.5+0.3)0.30.9+0.9(1.4(1.0+2.0) 0.30

27、.9+3.5)=33.01KNN =74.58KN 翼缘板根部立杆稳定性满足要求，安全系数2.26。7.5、碗扣支架地基承载力检算 地基处理为先铲除地面植被的松散土，换填3:7灰土0.5m深，灰土碾压压实度要求大于93%以上，灰土换填前，灰土底层原土必须振动碾压不少于6遍，现场实测地基承载力为140MPa，经振动压路机碾压6遍后的地基承载力为180 KPa，换填后的地基承载力达250KPa；然后在灰土顶层浇筑15cm厚C20混凝土，钢管立柱通过15cm15cm的调低座支于混凝土上。由上面计算得单肢立杆最大轴力为36.6KN，考虑混凝土扩散角得作用于灰土上的压力值为：P=36.6103/(150

28、+1502)2=0.181MPa=181KPa250KPa。考虑灰土的扩散角为28，得作用于地基上的压力值为：P=36.6103/(150+1502+50tan282)2=145KPa 180KPa。地基承载力按方案处理满足要求。八、门式支架检算 门式支架立柱采用6008焊管，柱顶横梁采用双32a工字钢，纵梁采用I40a。8.1、荷载计算 跨312县道支架顶部梁体高度为3.25m，支架顶部碗扣支架高度底板按1.5m、翼缘板按4.25m算，其横桥向布置形式同满堂碗扣支架，纵梁为两跨连续梁，单跨跨度为6.61m，则：腹板上单位荷载：q1= 263.25+0.41.5+0.3+1.5=86.9KN/

29、m2底板上单位荷载：q2= 26(0.3+0.3)+0.11.5+0.3+1.5=17.55KN/m2翼缘板上单位荷载为：q3= 260.65+0.14.25+0.3+1.5=19.125KN/m2（根部）q3= 260.284+0.14.25+0.3+1.5=9.609KN/m2（端部）8.2、纵梁检算 纵梁采用I40a，除了腹板范围采用双工字钢布置外，其余范围均采用单根布置，40a工字钢截面抵抗矩为Wx= 1085000mm3，截面惯性矩为Ix= 217000000mm4，d=10.5mm，SX=631200 mm3；取最大线单位荷载计算，计算简图如下：图9 纵梁计算简图 选0.9m长梁段对梁底分配梁钢管支架反力进行分析（腹板上竖向荷载乘系数0.65/2.68），得各钢管立柱轴力如下图所示：由上图知，最不利情况出在底板中间一根纵梁，其每米最大荷载为18.8/0.9=20.9KN/m；取此值对纵梁进行检算。弯矩应力检算：fmmax=0.125ql2/Wx=0.12520.96.612106/1085000=1