連續(xù)梁懸臂法施工0號段托架設(shè)計驗算書

1、鶴壁至輝縣高速公路工程鶴壁至輝縣高速公路工程南水北調(diào)大橋南水北調(diào)大橋(70(7012012070)m70)m 連續(xù)梁懸臂澆筑連續(xù)梁懸臂澆筑0 0 號、號、1 1 號段現(xiàn)澆托架驗算書號段現(xiàn)澆托架驗算書施工單位施工單位: :中城交建鶴輝高速公路項目部中城交建鶴輝高速公路項目部計算:江光軍20152015 年年“五、一五、一”整理上傳整理上傳目錄目錄1.計算依據(jù)計算依據(jù) .12.主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù) .13.托架設(shè)計托架設(shè)計 .24.托架建模托架建模 .54.1 荷載計算.54.2 托架建模.85.托架強度驗算托架強度驗算 .95.1 查看施工階段 1 結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力.95.2 查看施工階段 2

2、結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力.105.3 腹板拉桿鋼筋錨固長度計算.136.托架變形（撓度）驗算托架變形（撓度）驗算 .141鶴輝高速公路南水北調(diào)大橋鶴輝高速公路南水北調(diào)大橋0 0 號、號、1 1 號段現(xiàn)澆托架驗算號段現(xiàn)澆托架驗算1.計算依據(jù)計算依據(jù)(1) 鶴壁至輝縣高速公路工程兩階段施工圖設(shè)計；（2）對應(yīng)的托架設(shè)計圖紙；（3） 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG_TF50-2011；（4） 公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （JTJ025-86）;（5） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002) ；（6） 建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范JGJ162-2008；（7）電算軟件： Midas Civil（邁達斯） 。2.

3、主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)由根據(jù)相應(yīng)的的設(shè)計、施工等技術(shù)規(guī)范，各類計算參數(shù)選定如下：（1）人群及機具荷載取 2.5 KN/m2。（2）鋼筋砼比重取值為 26KN/m3；（3）考慮預(yù)壓新澆混凝土荷載系數(shù)取 1.2；（4）彈性模量鋼材：E2.1105MPa；（5）容許應(yīng)力彎應(yīng)力=1451.3 =188Mpa (Q235) 拉應(yīng)力=2001.3 =260Mpa (HRB335)剪應(yīng)力=851.3=110Mpa(Q235) 注:1.3 為臨時性結(jié)構(gòu)提高系數(shù), 見公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （JTJ025-86）表 1.2.10（6）托架最大變形值，參考掛籃允許最大變形：20mm；（7）構(gòu)件容許撓度值

4、： 1/400；（8）模板容許撓度值：1.5mm；（10）計算復(fù)核的荷載組合混凝土重荷載系數(shù)+掛籃自重+施工荷載2（11）電算單位：統(tǒng)一為 KN、m。3.托架設(shè)計托架設(shè)計本橋連續(xù)梁 0 號段施工特點:橋墩低、承臺短、地處河道邊坡，且 0 號段設(shè)計無縱向張拉束，故 1 號段必須在支架上澆筑。因此，0 號段混凝土現(xiàn)澆支架無法在承臺縱向單側(cè)設(shè)立雙排立柱，也不適合搭設(shè)滿堂支架，為節(jié)約成本,故采用斜撐托架方案。托架設(shè)計充分利用材料，力求用料最省：托架立柱利用連續(xù)梁懸澆墩梁固結(jié)臨時支撐；斜撐和翼板立柱都是利用施工單位原有的舊鋼管；托架采用挑梁直接調(diào)坡，取消了梁底調(diào)坡支架，使底模平臺能直接利用掛籃的底模平臺

5、材料。托架由支撐系統(tǒng)和底模平臺兩大部分組成。支撐系統(tǒng)由立柱、挑梁、斜撐、拉桿組成受力三角形。每個承臺單邊布置 6 根立柱，腹板下 4 根，翼板下兩側(cè)各 1 根。腹板下的立柱利用連續(xù)梁墩梁固結(jié)鋼管混凝土立柱，翼板立柱采用4266mm 鋼管。腹板立柱鋼管上部縱向挑梁采用45b 單工字鋼，在澆筑臨時固結(jié)鋼管混凝土前，按設(shè)計位置在鋼管柱上預(yù)留“窗口” ，待混凝土澆筑完成后插入挑梁。翼板立柱挑梁采用25a 單工字鋼，在立柱頂部開槽，挑梁嵌入槽口內(nèi)。腹板下斜撐采用 426 螺旋鋼管，翼板下采用14a 雙槽鋼。挑梁靠橋墩端采用鋼筋拉桿固定，拉桿預(yù)埋在橋墩相應(yīng)位置，3 號墩每根挑梁用 8 根 28 螺紋鋼筋，

6、2 號墩 6 根，預(yù)埋長度100cm。橋墩兩側(cè)的翼板挑梁采用 4 根 25 鋼筋對拉。底模平臺由橫托梁、縱向分配梁、橫向分配梁及模板組成。橫托梁置于支架挑梁上，采用雙40a 工字鋼。底?？v向分配梁采用單32a 工字鋼，橫向分配梁采用單10 號槽鋼，底模板采用厚 5mm 鋼板。均利用掛籃底模平臺材料。由于底模平臺較長,且橋墩低，使得托架斜撐傾角大，這就要求斜撐頂端與挑梁連接必須焊接牢固形成剛節(jié)點。挑梁后端與橋墩內(nèi)預(yù)埋拉桿采用剛性連接，即拉桿直接焊接在工字鋼腹板上。挑梁底部與立柱接觸面空隙挑梁底部與立柱接觸面空隙( (靠橋墩側(cè)靠橋墩側(cè)) )一定要用鋼板支墊密實，一定要用鋼板支墊密實，形成支點避免拉

7、桿承受過大剪力。形成支點避免拉桿承受過大剪力。底模標高控制分兩步完成:第一步,根據(jù)結(jié)構(gòu)高度,精確計算出挑梁頂面控制點標高,在立柱上插入安裝挑梁時用水準儀精確定位；第二步,底模鋪裝完成預(yù)壓后,根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整標高,采用起重設(shè)備提起托梁,在挑梁上托梁下用鋼板支墊。托架主體設(shè)計見圖 1圖 3。32%圖1:托架正面630螺旋管腹板立柱426螺旋管翼板立柱腹板挑梁橫托梁45b工字鋼縱向挑梁4266mm螺旋管斜撐630螺旋管墩梁固結(jié)立柱圖2:托架腹板處縱截面425a工字鋼縱向挑梁單14a槽鋼斜撐426螺旋鋼管立柱圖3:托架翼板處側(cè)面3 號墩托架竣工圖片54.托架建模托架建模托架采用 Midas Civil

8、 空間建模進行驗算。托架縱向分配梁與腹板臨時固結(jié)立柱發(fā)生干擾時，此處分配梁施工時作斷開處理，斷開處支墊在縱向挑梁上。4.1 荷載計算荷載計算Midas 空間建模荷載由自重、翼板荷載、底模系荷載組成?？紤]一次性澆筑，底模系荷載包含頂板荷載和腹板荷載。結(jié)構(gòu)自重凡構(gòu)成建模單元的由軟件自動加載，故不用計算該部分重量。底模系采用橫向加載方式，橫向分配梁間距按 0.3m 布置。0 號段總長度 10m，墩頂寬 3.5m，墩頂梁段荷載由墩頂承擔(dān)，則兩端各懸出 3.25m，這部分荷載由托架承擔(dān)。建模按 0.3 的整倍數(shù)加載 3.3m。1 號段長 3m，為 0.3m 的整倍數(shù)。翼板荷載由支架立桿通過縱向工字鋼作用

9、在托架的橫向托梁上，簡化成均布荷載采用沿縱向加載方式作用在工字鋼上。墩間翼板荷載通過縱向工字鋼以集中力作用在后橫向托梁上。4.1.14.1.1 翼板荷載計算翼板荷載計算翼板等寬等截面，荷載通過側(cè)模桁架傳遞到托架的 2 根縱向分配梁上，設(shè)兩個支點受力相等，混凝土重考慮 1.2 荷載系數(shù)，荷載計算見下表。單側(cè)翼板荷載表荷載名稱重量計算（KN）重量(KN/m)合計(KN/m)側(cè)模系70051101000/16/5*1.2(支架)10.5混凝土(.2+.35+.35+.7)/21.51261.237.4施工荷載32.57.555.4則：單根縱向工字鋼梁分配荷載=55.4/2=27.7KN/m墩間 3.

10、5m 荷載：55.43.5=194KN，分配在墩兩側(cè)橫梁上，單側(cè)橫梁荷載為194KN/2=97KN。每側(cè)有 2 個支點，其中內(nèi)側(cè)支點在墩頂上，只有外側(cè)支點在橫梁上，其荷載大小為：97/2=48.5KN64.1.24.1.2 底板、腹板、頂板荷載底板、腹板、頂板荷載箱體混凝土一次性澆筑，頂板混凝土通過內(nèi)模支架傳遞到底模系。底板、腹板、頂板荷載共同作用在底模托架及橫向分配梁上，橫向分配梁采用10#槽鋼，在 X 軸上的間距 0.3m，支承在縱向分配梁上。為避免人為分配荷載，采用通過橫向分配梁進行橫向加載方式，以每根橫向分配梁上的荷載平均值進行加載?；炷量紤] 1.2 荷載系數(shù)。內(nèi)模板及支架按 5KN

11、/。由于梁截面是變化的，實際上每根橫梁上的荷載都不一樣，但逐根計算加載過于繁瑣，且實際意義不大，故采用平均截面加載。為減少誤差，0 號段分墩頂加強載面和標準截面加載，墩頂隔墻外0.9m 按加強截面加載，前端 2.4m 按標準載面加載。0 號加強截面荷載計算表（腹板厚 1.25m、高 7.5m,底板加頂板厚 1.7m）荷載名稱重量（KN）均布荷載（KN/m）合計(KN/m)混凝土1.710.3261.215.91內(nèi)模及支架50.31.5底板、頂板施工荷載0.32.50.7518混凝土7.510.3261.273.71腹板施工荷載0.32.50.757174191.251.254.2574190

12、號加強截面荷載示意圖0 號標準截面荷載計算表（腹板厚 1.1m、高 7.27m, 底板加頂板厚 1.28m）7荷載名稱重量（KN）均布荷載（KN/m）合計(KN/m)混凝土1.2810.3261.212內(nèi)模及支架1.5底板、頂板施工荷載0.32.50.7513.5混凝土7.2710.3261.268腹板施工荷載0.32.50.7568.8混凝土1.980.3261.218.53肋角 1施工荷載0.32.50.7519.3混凝土1.60.3261.214.97肋角 2施工荷載0.32.50.7515.70 號標準截面荷載示意圖1 號段截面荷載計算表（腹板厚 1.1m、高 6.95m, 底板加頂板

13、厚 1.21m）荷載名稱重量（KN）均布荷載（KN/m）合計(KN/m)混凝土1.2110.3261.211.32內(nèi)模及支架1.5底板、頂板施工荷載0.32.50.7512.88混凝土6.9510.3261.265.04腹板施工荷載0.32.50.7565.8混凝土1.910.3261.217.88肋角 1施工荷載0.32.50.7518.6混凝土1.530.3261.214.32肋角 2施工荷載0.32.50.7515.1荷載圖示同 0 號標準截面，僅數(shù)據(jù)不同。4.2 托架建模托架建模由于 1 號梁段需要在托架上澆筑，所以建模驗算分兩個施工階段。施工階段 1對 0 號段進行加載；施工階段 2

14、 對 1 號段進行加載，此階段 0 號段荷載依然作用在托架上，但腹板立柱已與梁體固結(jié)，不再產(chǎn)生橫向及縱向位移，建?？紤]立柱頂部的豎向固結(jié)支承作用。根據(jù)托架設(shè)計圖尺寸和使用材料截面，加入以上計算荷載，托架最終的 Midas civil 空間建模及反力圖如下圖所示（驗算以（驗算以 3 3 號墩，受力最為不利）號墩，受力最為不利） 。施工階段施工階段 1 1 MidasMidas 建模建模9施工階段施工階段 2 2 MidasMidas 建模建模5.托架強度驗算托架強度驗算驗算分兩步進行。第 1 步對 0 號段進行加載，查看托架強度與位移是否滿足要求；第 2 步對 1 號段進行加載，因設(shè)計 0 號段

15、無張拉束,底模不能拆除,此階段 0 號段荷載依然作用在托架上，但腹板立柱已與梁體固結(jié)，建模考慮立柱頂部的錨固作用。5.1 查看施工階段查看施工階段 1 結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力0 號段梁單元最大應(yīng)力圖10梁單元最大應(yīng)力發(fā)生在翼板挑梁上，為 118Mpa=188Mpa，所以整個結(jié)構(gòu)的每個構(gòu)件均滿足強度要求，無需一一驗算（顯示） 。剪應(yīng)力不受控制，不做驗算（顯示） 。5.2 查看施工階段查看施工階段 2 結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力1 號段梁單元最大應(yīng)力圖1 號段最大應(yīng)力發(fā)生在腹板挑梁拉桿上，為 192Mpa=260Mpa（HRB335 鋼筋） ，滿足要求。1 號段各部位最大應(yīng)力見下列各圖：11縱向分

16、配梁最大應(yīng)力圖橫托梁（大梁）最大應(yīng)力圖12腹板挑梁最大應(yīng)力圖翼板挑梁最大應(yīng)力圖13各部位斜撐應(yīng)力圖梁單元最大組合應(yīng)力（軸力加彎矩）表梁單元最大組合應(yīng)力（軸力加彎矩）表梁單元名稱縱梁橫托梁腹板挑梁翼板挑梁斜撐組合應(yīng)力（MPa）1349012895-127不含拉桿,最大組合應(yīng)力（軸力加彎矩）發(fā)生在縱梁上: max=134Mpa=188Mpa，滿足要求。剪應(yīng)力不受控制，不作驗算。以上電算結(jié)果表明，按容許應(yīng)力法，并根據(jù)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（JTJ025-86）表 1.2.10 的規(guī)定，臨時性結(jié)構(gòu)應(yīng)力系數(shù)提高到 1.3 后,所有構(gòu)件強度符合規(guī)范要求，與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范比較，提高后的容許應(yīng)力仍小于

17、鋼材的強度設(shè)計值。145.3 腹板拉桿鋼筋錨固長度計算腹板拉桿鋼筋錨固長度計算鋼筋的錨固長度按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定計算，普通鋼筋：La=a(fy/ft)d式中 fy普通鋼筋的抗拉強度設(shè)計值，HRB 鋼筋為 300 Mpa；ft混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值，當混凝土強度等級高于 C40 時，按 C40 取值，為 1.71Mpa；d鋼筋直徑；a鋼筋的外形系數(shù)（光面鋼筋 a=0.16，帶肋鋼筋 a=0.14） 。La=a(fy/ft)d =0.14(300/1.71)28La =688mm所以 HRB28 螺紋鋼筋錨固長度為 0.69m，施工預(yù)埋取 1m。6.托架變形（撓度）驗算托架變形（撓度）驗算托架的最終位移變形體現(xiàn)