现浇段支架计算书.docx

1、现浇段支架计算书鸡鸦水道特大桥连续箱梁（106+155+106）边跨现浇段天津城建道桥工程有限公司省道S364十水线鸡鸦水道特大桥工程项目经理部二一三年三月目 录一、工程概况 1二、支架结构设计 1三、满膛支架结构检算 23.1横向分配方木和纵向承力方木检算 23.1.1墩身中线8m范围内 23.1.1.1支架荷载计算 23.1.1.2横向分配方木和纵向承力方木检算 23.1.2腹板厚0.5m处 43.1.2.1支架荷载计算 43.1.2.2横向分配方木和纵向承力方木检算 43.2满堂支架验算 53.2.1支架荷载计算 53.2.2立杆计算 63.3地基承载力 7四、跨线门式框架结构检算 84

2、.1行车道工字钢门式框架 84.1.156a工字钢纵梁计算 84.1.2 332a工字钢横梁计算 84.1.3 8008mm钢管计算 94.2入土钢管桩计算： 9一、工程概况鸡鸦水道特大桥（106+155+106）m连续梁边跨现浇段长27.34m，桥面宽为15.5m，箱底外宽7.7m，顶板厚由28cm变化至100cm，腹板厚由50cm变化至100cm，底板厚由30cm变化至90cm，梁段设2.0m厚横隔板。直线段混凝土体积282.4m3，梁段重量734.2t，施工时采用支架现浇法施工。二、支架结构设计支架设计采用满膛碗扣支架，支架主要包括立杆、横杆、可调底、顶托梁、剪力撑、横向分配方木、顺桥向

3、分配方木和底模板。基底为人工回填土（原地表为河堤边坡土，基础及下部构造施工时人工回填），将回填土整平压实,考虑到回填土的板结性能较差，引起支架整体的局部受力不均匀，产生沉降，先在其上铺设30cm宕碴压实，再浇注15cm厚C25混凝土的补强调平层，以确保现浇连续箱梁的整体浇注质量。考虑到高空作业危险性，支架在支设时两侧各留出50cm的工作平台，外侧采用防护网进行防护。支架采用碗扣支架，顺桥方向立杆间距为0.6m，横桥向距桥墩中心8米范围内底板处及翼板掖部立杆间距为0.6m，其余为0.9m（腹板下加密到0.3m）；步距为1.2m，支架平均高度13.5m；纵向承力垫木和横向分配垫木均采用1010cm

4、的方木。纵向承力垫木间距为0.9m、0.6m，在腹板处三条为双层布置间距0.3m。横向分配垫木在距桥墩中心8米范围内和腹板下方间距为0.2m，其余为0.4m。为不影响鸡鸦水道特大桥河堤车辆通行，确保施工临时支架安全及施工安全和行车安全，跨线部分施工时采用搭设8008mm钢管桩，钢管桩底部浇注20060及12060cm钢筋砼条形基础，每排钢管桩5根，顶部钢板垫平，铺设3I32a横梁，横梁上行车道通道位置纵向架设I56a工字钢，工字钢上设置483mm碗扣架底托、顶托，在顶托上纵向铺设1010方木，顶部横向放置1010方木。为了确保满堂支架的整体强度、刚度和稳定性，纵横向剪刀撑每5排立杆设一道，水平

5、剪刀撑每4排步距设一道。考虑受夏季洪水影响河堤内侧钢管支架的稳定性，17#墩左右幅支架基础采用5根6306mm螺旋钢管桩，钢管桩长14m入持力层10m，横向5根，钢管桩通过振动锤振动下沉至持力层，钢管桩顶设一332a横梁，上部支架与跨线部分相同。为确保大体积混凝土的表面平整度，考虑到施工安装、搬运、拆卸方便，箱梁模板采用大面积刚度较好的竹胶板。三、满膛支架结构检算3.1横向分配方木和纵向承力方木检算3.1.1墩身中线8m范围内3.1.1.1支架荷载计算钢筋砼梁体自重，取钢筋砼自重26KN/，按最不利情况计算。腹板部位（梁高为3.6m）：9.36t/空腹板部位：5.25t/模板方木自重0.1t/

6、施工人员及施工设备自重0.25t/，振捣砼时对水平模板冲击力0.2 t/,合计0.45 t/。3.1.1.2横向分配方木和纵向承力方木检算横向分配方木采用10cm10cm200cm方木，腹板处跨长30cm,间距20cm; 空腹板处跨长60cm,间距20cm。纵向承力方木采用10cm10cm200cm方木，腹板处跨长60cm,间距30cm; 空腹板处跨长60cm,间距60cm横向分配方木检算截面抵抗矩W=10.010.02/6=166.67cm3；截面惯性矩I=10.010.03/12=833.33cm4；横向分配方木按照两跨（腹板）及三跨（空腹板）连续梁计算。荷载的计算：钢筋混凝土板自重(kN

7、/m)：腹板部位：q1=18.7kN/m空腹板部位：q1=10.5kN/m模板(采用12mm竹胶板)的自重线荷载(kN/m)： q2=0.5kN/m活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：空腹板部位：q3=(2.5+2)0.2=0.9kN/m腹板部位：q3=(2.5+2)0.2=0.9kN/m由此楞木荷载计算值:q=1.2(q1+q2)+1.4q3=1.2(10.5+0.5)+1.40.9=14.5kN/m（空腹板部位）=1.2(18.7+0.5)+1.40.9=24.3kN/m（腹板部位）强度计算：最大弯矩: Mmax=0.418KN.m（空腹板部位）截面应力max=0.

8、418106/(166.67103)=2.5N/mm2横向分配方木的计算强度小于12.0N/mm2,满足要求!抗剪计算最大剪力: Q=5.22KN（空腹板部位）截面抗剪强度计算值T=35.22/(2100100)=0.78N/mm2截面抗剪强度设计值1.30N/mm2横向分配方木的抗剪强度计算满足要求!挠度计算计算公式如下: f=0.677ql4/100EI=0.67714.56004/(1009000.008333334.0)=0.17mm（空腹板部位）方木的最大挠度小于600/400=1.5mm满足要求!支座反力:R=9.1KN（腹板部位） R=9.6KN（空腹板部位） 2） 纵向承力方木

9、的计算截面抵抗矩W=10.010.02/6=166.67cm3；截面惯性矩I=10.010.03/12=833.33cm4；因现浇段分两次浇筑故只计算腹板处按照简支梁计算最大弯矩Mmax=2.0kN.m 截面应力=2.0106/(1666702)= 6.0N/mm2 12.0N/mm2,满足要求!最大剪力: Q=13.7KN截面抗剪强度计算值T=313.7/(22100100)= 1.0N/mm2 1.30N/mm2满足要求!f=ql4/8EI=0.98mm方木的最大挠度小于600/400=1.5mm满足要求!支座反力:R=27.4KN 3.1.2腹板厚0.5m处3.1.2.1支架荷载计算钢筋

10、砼梁体自重，取钢筋砼自重26KN/，因分二次浇注故只取底板重量，按最不利情况计算。空腹板部位：0.8t/模板方木自重0.1t/施工人员及施工设备自重0.25t/，振捣砼时对水平模板冲击力0.2 t/,合计0.45 t/。3.1.2.2横向分配方木和纵向承力方木检算横向分配方木采用10cm10cm220cm方木，空腹板部位：跨长90cm,间距40cm；纵向承力方木采用10cm10cm220cm方木，空腹板部位：跨长60cm,间距90cm； 1)横向分配方木检算横向分配方木按照两跨连续梁计算，截面力学参数为:截面抵抗矩W=10.010.02/6=166.67cm3；截面惯性矩I=10.010.03

11、/12=833.33cm4；荷载的计算：钢筋混凝土板自重(kN/m)：空腹板部位：q1=80.4=3.2kN/m模板(采用18mm竹胶板)的自重线荷载(kN/m)： q2=0.5kN/m活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：q3=(2.5+2)0.4=1.8kN/m由此楞木荷载计算值:q=1.2(q1+q2)+1.4q3=1.2(3.2+0.5)+1.41.8=6.96kN/m（空腹板部位）强度计算：最大弯矩: Mmax=0.71KN.m（空腹板部位）截面应力max=0.71106/(166.67103)=4.3N/mm2横向分配方木的计算强度小于12.0N/mm2,满足

12、要求!抗剪计算最大剪力: Q=3.9KN截面抗剪强度计算值T=33.9/(2100100)=0.6N/mm2截面抗剪强度设计值1.30N/mm2横向分配方木的抗剪强度计算满足要求!挠度计算计算公式如下: f=0.677ql4/100EI=0.67724.36004/(1009000.008333334.0)=0.08mm（腹板部位）方木的最大挠度小于900/400=2.25mm满足要求!支座反力: R=7.8KN 2) 纵向承力方木的计算截面抵抗矩W=10.010.02/6=166.67cm3；截面惯性矩I=10.010.03/12=833.33cm4；按照三垮连续梁计算q=Q5/3L=7.8

13、5/30.6=21.6kN/m最大弯矩Mmax=0.78kN.m截面应力=0.78106/(166670)= 4.6N/mm212.0N/mm2,满足要求!最大剪力: Q=7.8KN截面抗剪强度计算值T=37.8/(2100100)= 1.2N/mm2 1.40N/mm2满足要求!f=0.70mm方木的最大挠度小于600/400=1.5mm满足要求!支座最大反力:R=14.3KN 3.2满堂支架验算3.2.1支架荷载计算钢筋砼梁体自重，取钢筋砼自重26KN/，按最不利情况计算。腹板部位（梁高为3.6m）：9.36t/空腹板部位：5.25t/模板方木自重0.05t/支架自重计算满堂式碗扣支架按1

14、5米高计，其自重为：g=150.235=3.525Kn施工人员及施工设备自重0.25t/，振捣砼时对水平模板冲击力0.2 t/,合计0.45 t/。3.2.2立杆计算立杆平面布置空腹板部位：单杆承载面积0.60.6=0.36腹板部位: 单杆承载面积0.60.3=0.18立杆轴向荷载计算1）、不组合风荷载梁端8m处空腹板部位:N=1.2(5.25+0.05)0.36+0.3525+1.40.450.36=2.9T腹板部位: N=1.2(9.36+0.05)0.18+0.3525+1.40.450.18=2.6T翼板区因混凝土荷载小于底板区，故总荷载必小于底板区，无需验算支架稳定系数确定立杆计算长

15、度l0=h+2a=1200+2200=1600mmh支架立杆的步距a模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度。立杆厚度按3.0mm计算 回转半径：I=/4=15.95mm长细比:=l0/r=1600/15.95=100.3查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录C表C得=0.566钢管截面积:A=4.24102mm2立杆受力：f=N/(A)=29.0103/(0.5664.24102)=121.0N/mm2立杆稳定系数:K=f/f=205/121.0=1.69立杆稳定性满足要求。2）、组合风荷载立杆荷载：建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范，支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合

16、风荷载时立杆受压荷载总设计值计算。空腹板部位:N=1.2(5.25+0.05)0.36+0.3525+0.91.40.450.36=2.9T腹板部位: N=1.2(9.36+0.05)0.18+0.3525+0.91.40.450.18=2.55T风荷载：风荷载标准值按下式计算： k=0.7sz0=0.7*0.8*1.52*0.46=0.39 KN/m2 其中 w0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范的规定采用：0=0.46KN/m2； z - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范的规定采用：偏保守估计取值h=15m, 属A类。z =1.52； s - 风荷载体型系数：本工程

17、 取值为0.8；Mw=0.91.4Mwk=0.91.4Wklah2/10=0.91.40.390.61.22/10=0.042kNm立杆稳定性验算： f=1.05N/(A)+Mw/W=1.0529.0103/(0.5664.24102)+0.042106 /(4.49103)=140.7MPaf=205MPa；综上，支架立杆的稳定性满足要求。3.3地基承载力立杆下的可调底座尺寸为10cm10cm，地基处理形式从下到上为换填30cm宕渣并夯实，在宕渣上浇注15cm厚的C25素混凝土。计算考虑扩散角考虑45度，宕渣重度取8KN/m3。则混凝土面的应力为：maxN/A=29.0/0.12=2.9MP

18、a20Mpa宕渣上层面的作用面积为：A=(0.10+0.15*2)*(0.10+0.15*2)=0.16m2则应力为maxN/A=29.0/0.16+0.15*24=184.9KPa宕渣底的作用面积为A=(0.1+0.45*2)*(0.1+0.45*2)=1m2则应力为maxN/A=29.0/1+0.15*24+0.3*8=33.0KPa故宕渣夯实后的承载力不得小于184.9Kpa，基底地基的承载力不得小于33.0KPa。四、跨线门式框架结构检算4.1行车道工字钢门式框架4.1.156a工字钢纵梁计算56a工字钢纵梁跨度8m。56a自重q0=1.06 KN/m，截面特性如下:A=135cm2，

19、Wx=2342103mm3 工字钢承受的总荷载P=13*26.0=338KN，简化为均布荷载计算：q1=P/L=338/8=42.3KN/m，q= q1+ q0=43.4KN/m（1）强度检算:f=Mmax/W=347.2103/234210-6=148Mpaf=205Mpa，满足要求。（2）挠度检算:4.1.2 332a工字钢横梁计算332a工字钢横梁跨度3.65m。32a自重q0=52.7 KN/m，截面特性如下:A=67.0cm2 Ix=11080104mm3 Wx=692103mm3 56工字钢上钢管受力F=14.3KN+9m0.235KN/m=16.4KN56工字钢总荷载P=13*1

20、6.4=213.4KN332a工字钢Mmax=392.0KN.m Q=324.5KN强度检算:f=Mmax/W=392.0103/369210-6=189Mpaf=205Mpa，满足要求。（2）挠度检算:4.1.3 8008mm钢管计算钢筋砼梁体自重，187.6T模板方木自重3.08T(3)支架自重33.48T（4）工字钢自重20.4T（5）施工人员及施工设备自重0.25t/，振捣砼时对水平模板冲击力0.2 t/,合计0.45 t/。共27.7t因此每根钢管承受荷载为:332.3/5=66.5t=665KN稳定系数确定管桩计算长度l0=600mm立杆回转半径：i=/4=280.0mm长细比:=

21、l0/i=6000/280.0=21.4查计算手册得=0.965钢管截面积:A=3.14(160000-153664)=19895.0mm2管桩压应力：N/A=272103/(19895)=13.7MPa=0.965140=135.1MPaN/A=13.7MPa=135.1MPa，钢管桩稳定性满足要求。4.2入土钢管桩计算：依据鸡鸦水道特大桥设计图纸提供的地质资料，大堤内侧地质情况如下：地质情况深度填土+2.66m +0.96m 淤泥质土+0.96m -1.24m粉砂-1.24m-25.84m 每根6306mm管桩承受竖向荷载：332.5KN钢管桩容许承载力检算： P=1/2（Uilii+AR）式中：P端桩轴向受压容许承载力，kN；U钢管桩周长，取1.98m；i、桩周摩阻力和桩底承载力的影响系数，锤击沉桩其值均取1.0；li局部冲刷线以下各土层厚度，取10 m；i各土层与桩壁的极限摩阻力，取50kPa；桩端受力面积,按管壁计算，取0.012。R桩尖处土层（粉砂）的极限承载力，取3500kPa；因此P332.5kN P =516.0kN所以设计钢管桩长度为14m，进入粉砂层10m，承载力满足要求。二一三年三月