三環(huán)路快速化改造工程主線高架橋支架首件工程計算書

1、常熟市三環(huán)路快速化改造工程s9合同段高架主線橋現(xiàn)澆箱梁支架首件工程計算書中交二公局第三工程有限公司常熟市三環(huán)路快速化改造工程s9標(biāo)項目部二一一年九月設(shè)計計算：黃 建 明項目負責(zé)：張 曉 東審核負責(zé)：李 強 戰(zhàn)設(shè)計單位：中交二公局第三工程有限公司常熟市三環(huán)路s9標(biāo)項目部目 錄1.工程概況12.計算復(fù)核依據(jù)23.支架設(shè)計總體方案34.計算荷載及工況組合34.1基本計算參數(shù)34.2計算荷載44.3荷載組合55.箱梁支架、模板計算65.1 標(biāo)準(zhǔn)段箱梁支架、模板計算65.1.1 箱梁面板計算65.1.2 方木計算75.1.3分配梁計算105.1.4碗扣支架立桿計算175.1.5地基承載能力計算176.計

2、算結(jié)論181.工程概況s9標(biāo)段內(nèi)高架主線橋起點樁號k14+004.5，終點樁號k15+909.5，中心樁號k14+957.0，全長1905m，共20聯(lián)，各聯(lián)布置如下表所示。 高架主線橋橋跨布置一覽表聯(lián)號跨徑組合（m）橋?qū)挘╩）結(jié)構(gòu)形式備注1427.542.69040.00預(yù)應(yīng)力砼箱梁233040.0025.50預(yù)應(yīng)力砼箱梁333025.5預(yù)應(yīng)力砼箱梁433025.5預(yù)應(yīng)力砼箱梁532925.5預(yù)應(yīng)力砼箱梁630+45+3025.5預(yù)應(yīng)力砼箱梁跨越富春江路729+30+3025.5預(yù)應(yīng)力砼箱梁833025.5預(yù)應(yīng)力砼箱梁933025.532.75預(yù)應(yīng)力砼箱梁1033032.7540.00預(yù)應(yīng)力砼

3、箱梁11427.540.0048.65預(yù)應(yīng)力砼箱梁1229+41+3025.5預(yù)應(yīng)力砼箱梁跨越富興路1332825.5預(yù)應(yīng)力砼箱梁1432825.5預(yù)應(yīng)力砼箱梁1533225.5預(yù)應(yīng)力砼箱梁1633025.5預(yù)應(yīng)力砼箱梁17427.545.39540.00預(yù)應(yīng)力砼箱梁1833040.0029.25預(yù)應(yīng)力砼箱梁1933029.25預(yù)應(yīng)力砼箱梁2043029.25預(yù)應(yīng)力砼箱梁標(biāo)準(zhǔn)段橋梁橫斷面布置：0.5m（護欄）+12.0m（行車道）+0.5m（中央分隔帶）+12.0m（行車道）+0.5m（護欄）=25.5m高架主線橋上部構(gòu)造采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，箱梁斷面采用單箱四室斜腹板形式，橋梁橫坡采用頂?shù)装迤?/p>

4、行的方式實現(xiàn)。高架主線橋第35聯(lián)、第78聯(lián)、第1316聯(lián)均屬于標(biāo)準(zhǔn)段預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁（l=2733m、b=25.5m）,箱梁高度為2.0m。高架主線橋第12聯(lián)、第911聯(lián)、第1720聯(lián)均屬于加寬段，箱梁高度均采用為2.0m.第1聯(lián)寬度為42.6940.00m,第2聯(lián)寬度為40.0025.50m、第9聯(lián)寬度為25.5032.75m、第10聯(lián)寬度為32.7540.00m、第11聯(lián)寬度為40.0048.65m、第17聯(lián)寬度為45.39640.00m、第18聯(lián)寬度為40.0032.75m、第19聯(lián)寬度為32.7529.25m、第20聯(lián)寬度為29.25m。高架主線橋第6聯(lián)跨越富春江路平交口，其跨徑組合為（

5、30+45+30）m;第12聯(lián)跨越富興路平交口，其跨徑組合為（29+41+30）m。此2聯(lián)上部均采用變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，為增加高架系統(tǒng)的景觀效果，箱梁斷面仍采用單箱四室斜腹板形式，底板寬度隨梁高加高而逐漸變小。橋梁橫坡采用頂板平行的方式實現(xiàn)。箱梁采用c50混凝土，箱梁采用雙向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。腹板預(yù)應(yīng)力束采用雙排束，根據(jù)跨徑的不同，分別采用了m15-13、m15-12群錨體系，在靠近梁端處的頂板上開槽錨固，均采用雙端張拉；頂?shù)装迨捎眯吞杕15-7、m15-9m15-12的群錨體系，在箱室內(nèi)設(shè)鋸齒塊錨固，雙端或單端張拉。箱梁橫梁預(yù)應(yīng)力束采用型號m15-19、m15-18、m15-15群錨體系。橋面

6、板橫向鋼束采用型號m15-3的扁錨體系，交替單端張拉于箱梁兩側(cè)懸臂端部。預(yù)應(yīng)力鋼束錨下張拉控制應(yīng)力con=0.75fpk=1395 mpa。2.計算復(fù)核依據(jù)1、常熟市三環(huán)路快速化改造工程s9標(biāo)施工圖；2、常熟市三環(huán)路s9標(biāo)高架主線橋現(xiàn)澆箱梁支架設(shè)計圖；3、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范jtj/tf50-2011；4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gbj50017-2003；5、路橋施工計算手冊；6、建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范jtg 166-2008；7、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范gb 50007-2002；8、公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范jtg d63-2007；9、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gb50010-2002；10、

7、裝配式公路鋼橋多用途使用手冊。3.支架設(shè)計總體方案根據(jù)梁體設(shè)計圖紙及我單位現(xiàn)有材料情況，擬選用wdj型碗扣式多功能腳手架，搭設(shè)滿堂式支架做現(xiàn)澆連續(xù)梁施工的現(xiàn)澆支架，支架布置形式根據(jù)高架主線橋現(xiàn)澆箱梁支架計算書而確定，具體布置如下：現(xiàn)澆箱梁普通腹板位置的立桿柱網(wǎng)900900mm（橫向縱向），腹板位置的立桿柱網(wǎng)600900mm（橫向縱向），翼緣板位置的立桿柱網(wǎng)1200900mm（橫向縱向），橫桿步距600 mm；現(xiàn)澆箱梁腹板加厚段和漸變段普通底板位置設(shè)置900600 mm（橫向縱向），腹板位置的立桿柱網(wǎng)600600mm（橫向縱向），翼緣板位置的立桿柱網(wǎng)1200600mm（橫向縱向），橫桿步距600

8、 mm。支架的四周及中間縱、橫向由底至頂連續(xù)設(shè)置豎向剪刀撐，其間距應(yīng)小于或等于4.5m，現(xiàn)場可根據(jù)實際情況調(diào)整剪刀撐的布置，但必須確保剪刀撐與地面的夾角在450600的范圍內(nèi)，斜桿應(yīng)每步與立桿扣接。碗扣式支架頂托上設(shè)置橫向i10工字鋼或10 cm15 cm方木，縱向設(shè)置10 cm10 cm方木，間距為30 cm，方木上鋪設(shè)竹膠板底模。標(biāo)準(zhǔn)段箱梁碗扣式支架布置圖具體見附圖一。4.計算荷載及工況組合4.1基本計算參數(shù)（1）梁體為單箱四室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)，箱梁自重根據(jù)設(shè)計混凝土方量計算。混凝土自重：；彈性模量：。（2）材料強度設(shè)計值：根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gb 50017-2003 第3.4.1條規(guī)

9、定及路橋施工計算手冊，各材料的強度設(shè)計值如下所示：q235材料軸向應(yīng)力（）：205彎曲應(yīng)力（）：205剪切應(yīng)力（）：120木結(jié)構(gòu)材料（方木）彎曲應(yīng)力（）：13剪切應(yīng)力（）：1.5木結(jié)構(gòu)材料（竹膠板）彎曲應(yīng)力（）：60剪切應(yīng)力（）：2.0由于所用碗扣支架、鋼管、型鋼、方木均為舊材料，故對材料的設(shè)計強度值進行10%的折減。4.2計算荷載支架計算采用計算機電算和手算相結(jié)合的方式，電算程序采用midas civil2006專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件。根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范，計算中考慮的各種荷載如下：支架、模板自重；箱梁自重；施工人員及機具荷載；振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的豎向荷載；風(fēng)荷載，各荷載的取值如下所示。(1)箱

10、梁恒載預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土自重按26kn/m3計算，按每個截面的實際尺寸計算。(2)支架及模板系統(tǒng)自重模板自重按1kn/m2計（木模板），支架自重按材料重度計。(3)施工人員及機具荷載按2.5kn/m2控制計算。(4)振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載取2.0kpa控制計算。(5)風(fēng)荷載根據(jù)公路橋涵設(shè)計規(guī)范jtg d60-2004公式4.3.7.1規(guī)定有，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：其中：設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)壓（）；高度z處的設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速（）；橋梁所在蘇州地區(qū)的設(shè)計基本風(fēng)速，取十年一遇風(fēng)速；空氣重力密度（）；重力加速度（）；距地面的高度（），取10m；橫向迎風(fēng)面積；設(shè)計風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)，對于單孔跨徑指標(biāo)為特

11、大橋和大橋的橋梁，；風(fēng)載阻力系數(shù)，取為1.8；風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取為1.0；地形、地理條件系數(shù)，取1.0；陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)，取為1.38；故： 4.3荷載組合（1）箱梁、模板系統(tǒng)、支架等自重，分項系數(shù)1.2；（2）箱梁混凝土膨脹超載，分項系數(shù)1.05；（3）施工人員及機具與振搗混凝土等施工荷載，分項系數(shù)1.4；（4）風(fēng)荷載，分項系數(shù)1.1；因此荷載組合：強度驗算：1.051.2混凝土自重1.2支架與模板系統(tǒng)自重1.4（施工人員及機具+振搗混凝土等施工荷載）+1.1風(fēng)荷載剛度驗算：1.051.2混凝土自重1.2支架與模板系統(tǒng)自重1.1風(fēng)荷載5.箱梁支架、模板計算5.1 標(biāo)準(zhǔn)段箱梁支架、模板計算5.1

12、.1 箱梁面板計算底板模板采用1.5cm厚竹膠板，采用10cm10cm方木作為背方，背方間距30cm。箱梁腹板加厚段（80cm）處受力最為不利，對此部位進行驗算。對模板取1cm寬板條，按5跨等跨連續(xù)梁計算。計算跨徑為：30cm彈性模量：截面慣性矩：i=1.51.51.51/12=0.28 cm4抗彎模量：w=1.51.51/6=0.375cm3混凝土自重作用于板條上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)段箱梁邊跨腹板加厚段底板投影面積：18.068 m2，投影如下圖：圖5.1.1-1 標(biāo)準(zhǔn)段箱梁邊跨腹板加厚段底板投影圖則 計算簡圖如下：530圖5.1.1-2 面板計算簡圖（1）面板強度復(fù)核荷載組合為：1.21.0

13、5混凝土荷載+1.4（施工荷載+振搗混凝土產(chǎn)生的荷載）混凝土荷載產(chǎn)生的最大彎矩值：施工荷載+振搗混凝土產(chǎn)生的最大彎矩值：組合最大彎矩值： 故 彎應(yīng)力：滿足要求?；炷梁奢d產(chǎn)生的剪力值：施工荷載+振搗混凝土產(chǎn)生的剪力值：組合剪力值：故 剪應(yīng)力滿足要求。（2）面板剛度復(fù)核荷載為：1.21.05混凝土荷載滿足要求。5.1.2 方木計算方木采用10cm10cm，其橫向間距為30cm，下面支撐在分配橫梁上。腹板下方木受力最為不利，對方木按5跨連續(xù)梁計算。方木彈性模量：橫截面積：截面慣性矩：i=10101010/12=833.33cm4截面抗彎模量：1）箱梁普通腹板下方木計算標(biāo)準(zhǔn)段箱梁普通腹板厚50cm，

14、箱梁高度2m，腹板荷載由3根方木承受?；炷磷灾刈饔糜趩胃侥旧系木€荷載標(biāo)準(zhǔn)值：計算跨徑為：90cm計算簡圖如下：590圖5.1.2-1 方木計算簡圖（1）方木強度復(fù)核荷載組合為：1.21.05混凝土荷載+1.4（施工荷載+振搗混凝土產(chǎn)生的荷載）混凝土荷載產(chǎn)生的最大彎矩值：施工荷載+振搗混凝土產(chǎn)生的最大彎矩值：組合最大彎矩值： 故 彎應(yīng)力：滿足要求?；炷梁奢d產(chǎn)生的剪力值：施工荷載+振搗混凝土產(chǎn)生的剪力值：組合剪力值：故 剪應(yīng)力滿足要求。（2）方木剛度復(fù)核荷載為：1.21.05混凝土荷載滿足要求。2）箱梁加厚腹板下方木計算標(biāo)準(zhǔn)段箱梁普通腹板厚80cm，箱梁高度2m，腹板荷載由4根方木承受。混凝

15、土自重作用于單根方木上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：計算跨徑為：60cm計算簡圖如下：560圖5.1.2-2 方木計算簡圖（1）方木強度復(fù)核荷載組合為：1.21.05混凝土荷載+1.4（施工荷載+振搗混凝土產(chǎn)生的荷載）混凝土荷載產(chǎn)生的最大彎矩值：施工荷載+振搗混凝土產(chǎn)生的最大彎矩值：組合最大彎矩值： 故 彎應(yīng)力：滿足要求?；炷梁奢d產(chǎn)生的剪力值：施工荷載+振搗混凝土產(chǎn)生的剪力值：組合剪力值：故 剪應(yīng)力 滿足要求。（2）方木剛度復(fù)核荷載為：1.21.05混凝土荷載滿足要求。5.1.3分配梁計算分配梁采用i10工字鋼或10cm15cm方木，普通腹板段分配梁間距為90cm，腹板加厚、漸變段分配梁間距為60cm，分

16、配梁下面支撐在碗扣支架頂托上。i10工字鋼截面特性：橫截面積：截面慣性矩：i=245 cm4截面抗彎模量：半截面面積距：s=28.2 cm310cm15cm方木截面特性：方木彈性模量：橫截面積：截面慣性矩：i=10153/12=2812.5cm4截面抗彎模量：半截面面積距：s=281.25 cm3圖5.1.3-1 分配梁計算簡圖（1）標(biāo)準(zhǔn)段箱梁腹板加厚段標(biāo)準(zhǔn)段箱梁邊跨腹板加厚段底板投影面積：18.068 m2，立桿縱向間距為60cm，則混凝土自重作用于分配梁上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：模板自重作用于分配梁上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：施工人員及機具+振搗混凝土等施工荷載作用于分配梁上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：強度驗算：1.0

17、51.2混凝土自重1.2支架與模板系統(tǒng)自重1.4（施工人員及機具+振搗混凝土等施工荷載）剛度驗算：1.051.2混凝土自重1.2支架與模板系統(tǒng)自重采用midas2006建立模型計算結(jié)果如下圖：圖5.1.3-2 分配梁強度計算彎矩圖（mmax=1.94knm）圖5.1.3-3 分配梁強度計算剪力圖（qmax=12.87kn）圖5.1.3-4 分配梁強度計算支點反力圖（rmax=25.22kn）圖5.1.3-5分配梁剛度計算位移圖（i10工字鋼）（max=1.6310-4m）圖5.1.3-6分配梁剛度計算位移圖（10cm15cm方木）（max=4.9110-4m）經(jīng)計算，分配梁最大彎矩值為1.94

18、knm，最大剪力值為12.87kn。i10工字鋼：彎應(yīng)力：滿足要求。剪應(yīng)力：滿足要求。最大位移值：滿足要求。10cm15cm方木：彎應(yīng)力：滿足要求。剪應(yīng)力：滿足要求。最大位移值：滿足要求。（2）標(biāo)準(zhǔn)段箱梁普通腹板段標(biāo)準(zhǔn)段箱梁邊跨普通腹板段底板投影面積：10.71 m2，立桿縱向間距為90cm，則混凝土自重作用于分配梁上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：模板自重作用于分配梁上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：施工人員及機具+振搗混凝土等施工荷載作用于分配梁上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：強度驗算：1.051.2混凝土自重1.2支架與模板系統(tǒng)自重1.4（施工人員及機具+振搗混凝土等施工荷載）剛度驗算：1.051.2混凝土自重1.2支架與模板系統(tǒng)自重采用midas2006建立模型計算結(jié)果如下圖：圖5.1.3-7 分配梁強度計算彎矩圖（mmax=1.92