現(xiàn)澆箱梁支架驗算

1、大連南部濱海大道工程第三標(biāo)段現(xiàn)澆箱梁支架計算書編制：審核：批準(zhǔn)：中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司南部濱海大道工程第三標(biāo)段項目部2014年1月現(xiàn)澆箱梁支架驗算1、基本資料見“南部濱海大道工程淺灘區(qū)和陸地區(qū)的現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)方案” 。2、主要計算依據(jù)1、南部濱海大道工程淺灘區(qū)和陸地區(qū)的現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)方案及施工圖。2、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB 50017-2003 。3、建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ 94-94 。4、海港水文規(guī)范 (JTJ 213-98 )。5、公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 (JTG D60-2004) 。6、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB 50009-2001 。3、支架結(jié)構(gòu)型式東連接線：AO#A9#B

2、0#B12#,共計21跨。東引橋SO#S7#X0#X8#A9#(B12#) A13#(B16#)，共計 23 跨。東引橋 SO#S7# X0#X7# A9#(B12#)A12#(B15#)、東連接線 A2#A9# B5#B12#采用鋼管樁立柱與貝雷梁組合的支架體系進(jìn)行現(xiàn)澆施工。東連接線A0#A2# B0#B3#采用滿堂支架形式現(xiàn)澆施工。4、支架受力檢算4.1 滿堂腳手架驗算東連接線A0#A2# B0#B5#采用滿堂支架形式現(xiàn)澆施工。針對上述 7孔現(xiàn)澆梁，以 最寬、最重梁A0#A2#斷面進(jìn)行檢算，以此作為施工指導(dǎo)。4.1.1 A0# A2#A0#A2#箱梁截面尺寸如下:T-TAO#A3#箱梁鋼筋

3、總重122.8t、C50混凝土 866m3 AO#A2#箱梁梁寬12.4m、高2.25m 為變截面，鋼筋重81.8t、砼量577.4m3。采用碗扣腳手滿堂支架現(xiàn)澆，竹膠合板作底模 和側(cè)模。4.1.1.1荷載計算1) 砼自重：A0#A2#箱f梁砼總重(砼自重取2.6t/m3 箱梁方量為642m3共計642X 2.6=1669.2t2) 施工荷載(模板、機(jī)具、作業(yè)人員)按0.3t/m2計，共計為：60X 12.4 X 0.3=223.2t 總荷載 1669.2+223.2=1892.4t。4.1.1.2支架設(shè)計計算1、支架設(shè)計根據(jù)設(shè)計圖紙和荷載情況，初步設(shè)計碗扣支架布置為：中橫梁和端橫梁支架縱、橫

4、方 向、腹板下方立桿的間距均為60X60cm，箱梁翼緣板部位立桿間距按照60cmX 90cm|梅花型 布置，平桿層間距120cm橫橋向布置3+ 9+ 3共15列(中橫梁和端橫梁布置3+ 13+ 3共19 列)，縱橋向兩墩28m之間布置(6+ 19+ 6) 31排、兩墩30m之間布置(6 + 27+ 6) 39 排, 立桿上下采用可調(diào)絲桿上托和下托，絲桿上頂托內(nèi)順橋向放置一根15X 15cm方木，縱向方木上橫向擺放10X 10cm方木，方木中心間距為28cm,在方木上釘15mr厚的竹膠板作為現(xiàn)澆 箱梁底模。HB碗扣為48X3.5mn鋼管。立桿、橫桿承載性能如下表:立桿橫桿步距(m)允許載荷(KN

5、)橫桿長度(m)允許集中何載(KN)允許均布何載(KN)0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.02、荷載分析計算1）衡載（砼）：縱橋向根據(jù)箱梁斷面變化，按分段均布荷載考慮，其布置情況如下:67i3 /n1lllll.llllllll Iq2=4S7. &TKLH n: q2=Bi.B 進(jìn)劄3 珈看單rnn縱橋向荷載分布圖 橫橋向各斷面荷載分布如下：aK/m疋A hKX iiq2=jK.76K/mI Illiq2=58u SKN/inq2=58. 5KN/niq2=58. 5KN/il2) 模板荷載：(1) 內(nèi)模(包括支撐

6、架)：按q=1.2KN/m2考慮。(2) 外模(包括側(cè)模支撐架)：按q=1.2KN/m2考慮。3) 施工荷載：因施工時面積分布廣，需要人員及機(jī)械設(shè)備不多，按q=1.0KN/m2考慮。4) 碗扣腳手架及分配梁荷載：按2#墩最高位置且分布間距為 60cmx 60cm考慮，q=3.77KN/m2。3、模板受力計算1) 荷載計算(1) 箱梁荷載：砼自重 G=577.4X 26=15013KN,偏安全考慮，取安全系數(shù) r=1.2,以全部重量作用于底板上計算單位面積壓力Fi = G x r * S=15013x 1.2* (8.4 x 60)=35.75KN/m2(2) 施工荷載：F2=3KN/m；(3)

7、 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載：Fa=2KN/nn;(4) 箱梁芯模：F4=1.5KN/m"(5) 竹膠板：F5=0.1KN/mi;(6) 方木：F6=7.5KN/m"2) 底模強(qiáng)度計算箱梁底模采用高強(qiáng)竹膠板，板厚t=15mm，竹膠板方木背楞間距為280mm，所以驗算 模板強(qiáng)度采用寬b=280mm平面竹膠板。(1)模板力學(xué)性能彈性模量 E=0.1x 105MPa；截面慣性矩：匸bh3/12=28X 1.53/12=7.875cm4;截面抵抗矩： W= bh2/6=25 x 1.52/6=10.6cm3;截面積：A=bh=28x 1.5=42cm20（2）模板受力計算F=F1+F2+

8、F3+F4=35.75+3+2+1.5=42.25KN/m2q=Fx b=42.25x 0.28=11.83KN/m（3）跨中最大彎矩：M=qL2/8=11.83x 0.282/8=0.116KN m（4）彎拉應(yīng)力：（T =M/W=0.116x 103/10.6x 10-6=10.95MPa<c =11MPa竹膠板板彎應(yīng)力滿足要求0（5）撓度：從竹膠板下方木背楞布置可知，竹膠板可看做多跨等跨連續(xù)梁，按三等跨 均布荷載作用連續(xù)梁進(jìn)行計算，計算公式為：f=0.677qL4/100EI=（0.677x 11.83x 0.284）/（100x 0.1x 105x 8.44x 10-8）=0.58

9、mm<L/400=0.7mm竹膠板撓度滿足要求0綜上，竹膠板受力滿足要求03）橫梁強(qiáng)度計算橫梁為10X 10cm方木，跨徑為0.6m，中對中間距為0.28m。截面抵抗矩：W=bh2/6=0.1x 0.12/6=1.67x 10-4m3截面慣性矩：I =bh3/12=0.1 X 0.13/12=8.33X 10-6m4作用在橫梁上的均布荷載為：q=(F1+F2+F3+F4+F5)X 0.28=(35.75+3+2+1.5+0.1X) 0.28=11.858KN/m跨中最大彎矩：M=qL2/8=11.858X 0.62/8=0.53KN m落葉松容許抗彎應(yīng)力：c =14.5MPa,彈性模量E

10、=11X 103MPa。橫梁彎拉應(yīng)力：c =M/W=0.53X103/1.67X10-4=3.4MPa<c=14.5MPa橫梁彎拉應(yīng)力滿足要求。橫梁撓度：f=5qL4/384EI=(5X11.858X0.64)/(384X11X 106X 8.33X10-6)=0.2mm<L/400=1.5mm橫梁撓度滿足要求。綜上,橫梁強(qiáng)度滿足要求。4) 縱梁強(qiáng)度計算縱梁為15X 15cm方木，跨徑為0.6m，間距為0.6m。截面抵抗矩：W=bh2/6=0.15X0.152/6=5.63X10-4m3截面慣性矩：I =bh3/12=0.15X 0.153/12=4.22X 10-5m40.6m

11、長縱梁上承擔(dān) 2 根橫梁的重量為：0.1 X 0.1 X 0.6X 7.5X 2=0.09KN橫梁施加在縱梁上的均布荷載為：0.09-0.6=0.15KN/m作用在縱梁上的均布荷載為q=(F1+F2+F3+F4+F5)X 0.6+0.15=(35.75+3+2+1.5+0.1X) 0.6+0.15=25.56KN/m跨中最大彎矩：M=qL2/8=25.56X 0.6 2/8=1.16KN m落葉松容許抗彎應(yīng)力：c =14.5MPa,彈性模量E=11X 103MPa。 縱梁彎拉應(yīng)力：c =M/W=1.16X 103/5.63X 10-4=2.07MPa<c =14.5MPa縱梁彎拉應(yīng)力滿足

12、要求?？v梁撓度：f=5qL4/384EI=(5X 25.56X 0.64)/(384 X 11X 106X 4.22X 10-5)=0.09mm<L/400=1.5mm 縱梁撓度滿足要求。綜上,縱梁強(qiáng)度滿足要求。4、碗扣立桿受力計算1) 在 A A 斷面底腹板位置，分布荷載 q=54.36+1.2+1.2+1.0+3.77=61.53KN/m碗扣立桿分布按60cmX60cm，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N= 0.6X 0.6X 61.53=22.2KN<N=30KN2) 在 B B 斷面腹板位置，分布荷載 q=58.76+1.2+1.2+1.0+3.77=65.93

13、KN/m碗扣立桿分布按60cmX60cm，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N= 0.6 X 0.6 X 65.93=23.84KN<N=30KN在B B斷面底板和頂板位置，分布荷載 q=13.27+1.2+1.2+1.0+3.77=20.44KN/m碗扣立桿分布按120cm X 120cm梅花錯格加密，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N= 0.84X 0.84X 20.44=14.5KN<N=30KN3）在 C C 斷面腹板位置，分布荷載 q=58.5+1.2+1.2+1.0+3.77=65.67KN/m碗扣立桿分布按60cmX60cm，橫桿層距按120cm

14、考慮，則單根立桿受力為：N= 0.6X 0.6X 65.67=23.65KN<N=30KN在C C斷面底板和頂板位置，分布荷載 q=26.39+1.2+1.2+1.0+3.77=33.56KN/rfi碗扣立桿分布按120cm X 120cm梅花錯格加密，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N= 0.84X 0.84X 33.56=23.68KN<N=30KN4）翼緣板位置立桿計算荷載分布：q=7.8+1.2+1.2+1.0+3.77=14.97KN/m2碗扣立桿分布為120cm X 120cm，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N= 1.2X 1.2X 14.97

15、=21.56KN<N=30 KN經(jīng)以上計算，立桿均滿足受力要求。5、地基受力計算由工程地質(zhì)勘察報告，地基容許承載力N=100KN1）墩頂橫隔板位置：因墩頂橫隔板位于蓋梁和墩兩側(cè)承臺處，鋼管支撐直接傳遞 與承臺承受，地基是可以滿足受力要求的。2）墩頂腹板加厚段：按B B斷面計算則:地基應(yīng)力6= 66.3Kpa<c =100 Kpa地基傳力方式如下：3 ）標(biāo)準(zhǔn)斷面段：按B B斷面計算由上計算可知，單根立桿承載力為N= 14.5KN,分布地基受力面積為0.8m X 0.8m,則:地基應(yīng)力6= 22.7Kpa<c =100 Kpa地基傳力方式如下:4）翼緣板位置：由上計算可知，單根立

16、桿承載力為N= 21.56KN,分布地基受力面積為0.8m X 0.8m,則:地基應(yīng)力6= 33.7Kpa<c =100 Kpa地基傳力方式如下：IIIIII6、腳手架部分支架預(yù)留沉落量計算塑性變形:腳手架塑性變形主要發(fā)生在結(jié)點處的縫隙壓縮值，本腳手架各接縫間接縫壓縮值: 木木結(jié)點：1.5mm 木木結(jié)點：1.5mm 木鋼結(jié)點：1mm 鋼鋼結(jié)點：1mm 鋼鋼結(jié)點：1mm 鋼木結(jié)點：1mm 木土結(jié)點：1mm結(jié)點壓縮總值工=1.5+1.5+1+1+1+1+1=8mm地基沉降量:地基沉降與地基土密實程度、及土基含水率、及土的天然空隙及土的性質(zhì)有關(guān)，因該 橋處地質(zhì)情況沒有詳細(xì)資料，故只能估算其值為

17、2mm,以連續(xù)3天無明顯沉降作為地基沉 降完成的標(biāo)志，完成后不反彈，屬塑性變形。壓桿彈性變形：壓桿按照最大受力計算，則 N=30KN取沖擊系數(shù) 1.05，E=2.1 X 105Mpa A= (0.048 2-0.041 2)n /4=4.9 X 10-4吊N?=L =EA 該項目可略去不計。30 X 103 X1.05=2.1 X105 X106 X4.9 X 10-4 X1.2 =°.37mm梁體撓度值： 設(shè)計未要求設(shè)置撓度值。支架抬高值應(yīng)由下式計算：工二腳手架塑性變形+地基沉降量+梁體撓度值4.2鋼管貝雷梁支架驗算東引橋 S0#S7#、X0#X7#、A9#(B12#)A12#(B

18、15#)、東連接線 A2#A9#、B5#B12#采用鋼管樁立柱與貝雷梁組合的支架體系進(jìn)行現(xiàn)澆施工。針對上述梁跨形式，分別對 S線、X線、A匝道、B匝道的現(xiàn)澆梁進(jìn)行受力分析，具體如下:421 S線單層現(xiàn)澆梁1、支架總體布置s線單層采用單箱三室結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆梁采用少支架法施工，貝雷梁柱式支架的總體布置 見下圖所示。箱梁竹膠板縱向方木 橫向工字鋼鋼管貝雷梁支架結(jié)構(gòu)主要由鋼管立柱、工字鋼橫梁、貝雷片縱梁、分配梁組成。支架 結(jié)構(gòu)傳力途徑為：模板-方木-橫梁分配梁-貝雷片縱梁-工字鋼橫梁-鋼管立柱-巖石地基。2、荷載計算箱梁標(biāo)準(zhǔn)截面梁高2.25m,底板寬11.25m,頂板寬15.25m?？紤]到支架最高達(dá)30m

19、為 簡化計算，確保安全，假定箱梁縱向為一均布荷載，跨中橫隔梁按集中荷載考慮。SO#S7#箱梁截面尺寸為：施工荷載主要由鋼筋混凝土自重q1，模板自重q2,貝雷片自重q3,施工荷載q4構(gòu)成。 鋼筋混凝土密度采用26kN/n!，沖擊系數(shù)取1.1，箱梁標(biāo)準(zhǔn)截面面積11.14m2。截面均布荷載 q仁 1.1 X 26X 11.14=318.604KN/m；跨中橫隔梁混凝土體積為10m，集中荷載P=1.1 X 26X 10=260KN模板自重包括竹膠板、方木（內(nèi)模及支架、外膜）合計取 q=2.4KN/m2，截面均布荷載q2=2.4X （15.25+2.4 X2）=47.52KN/m;貝雷片每片每延米取1K

20、N/m包括支撐架等附屬物）,貝雷片按18排布置,截面均布荷 載 q3=1X 18=18KN/m施工荷載取4KN/m,頂板寬度15.25m,則截面均布荷載q4=4X 15.25=61 KN/m。支架承受的截面總荷載q=q1+q2+q3+q4=445.124KN/m3、貝雷梁的布置與驗算貝雷片采用國產(chǎn)“ 321 ”公路鋼橋桁架,縱向根據(jù)箱梁跨度分5跨布置，44.5M跨度按 10.5m+4m+10.6m+4m+10.5r蓋梁寬3.4m）布置。橫向截面布置根據(jù)箱梁具體結(jié)構(gòu)布置，每 個腹板下采用間距為450m雙排單層貝雷片，每個底板下采用間距為 900m雙排單層貝雷片, 兩側(cè)翼板下采用間距為900m雙排

21、單層貝雷片，見下圖所示。貝雷片縱向每 3m上下都用10 號槽鋼作為橫向聯(lián)系，用U形卡扣扣住，把貝雷片聯(lián)成整體，使每排貝雷片受力較為均衡?？紤]到截面橫向的不均勻，每一排貝雷片受力情況也不一樣，兩側(cè)翼板下的貝雷片受 力相對較小。經(jīng)過分析，翼板下貝雷片受力大約為底板下貝雷片所受力的一半，考慮模板、方木以及橫向聯(lián)系能起到一部分分散荷載作用，所以只取16排貝雷片進(jìn)行驗算，并且要求 滿足安全系數(shù)在1.3以上，貝雷片整體能承受的最大彎矩M=788.2 xl6/1.3=9700.9kN m, 最大剪力Q=248.2 X 16/1.3=3054.8kN。取44.5m跨度進(jìn)行驗算,計算簡圖見下圖所示。用力矩分配法

22、可計算出最大彎矩 Mmax=4438.32KN m，位置在B C支座處；最大剪力 Qmax=2992.9KN位置在B支座左側(cè)和E支座右側(cè)，由于Mmax<M Qmax<QJ貝雷片強(qiáng)度 滿足要求。因貝雷片每節(jié)結(jié)構(gòu)形式相同，可看作勻質(zhì)梁，并以簡支梁模型驗算，最大撓度為：貝雷梁彈性撓度可近似按下式計算：f1 Mk L214452.410.520.0072m7.2mm10000 M y10000 9700.9 0.7上式中：0.7m為貝雷梁的半高度，即上下弦桿中心距離的一半f 7.2mm L / 400 26mm貝雷梁撓度滿足要求。4、鋼管柱及工字鋼橫梁布置與驗算鋼管柱采用直徑為630mm壁

23、厚為10mm的 Q235螺旋焊管，鋼管接長采用焊接，縱向 按以上貝雷片跨度布置，鋼管橫向布置在腹板下，組成排柱式墩，柱頂設(shè)置4排136b的工字鋼，柱底為強(qiáng)風(fēng)化巖石面。如下圖所示：218J 5lV 一斗申根據(jù)上述貝雷梁的受力計算可得，鋼管處的支座反力為4158.2KN。底板每排貝雷梁集中力為：P=4158.2/16=259.89KN翼緣板下每排貝雷梁集中力為：P=259.89/2=129.95KN計算簡圖如下圖所示：P1PPPPPPPPPP P一P1PPF31111JL1.125m a3.1875mb4.325mc3.1875md 1.125m截面為普工36b截面 lx = 1.66e+008

24、mm4截面 Wx = 922222 mm3面積矩 Sx = 537017 mm3腹板總厚12 mm塑性發(fā)展系數(shù) 丫 x = 1.05整體穩(wěn)定系數(shù) © b = 0.6由最大壁厚15.8 mm得：截面抗拉抗壓抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 f = 215 MPa截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計值fv = 125 MPa第1跨計算結(jié)果：跨度為1.125 M剪力范圍為-98.3559-3.78993e-006 KN彎矩范圍為 2.70117e-006-51.6701 KN.M最大撓度為 0.694391 mm （撓跨比為1/1620）由 Vmax x Sx / (lx x Tw)得計算得最大剪應(yīng)力為 26.5155 MPa

25、 滿足 !由 Mx / ( 丫 x x Wx)得計算得強(qiáng)度應(yīng)力為 53.3598 MPa 滿足 !由 Mx / ( © b x Wx)得計算得穩(wěn)定應(yīng)力為 93.3797 MPa 滿足 !第 2 跨計算結(jié)果：跨度為 3.1875 M剪力范圍為 -145.541-116.889 KN 彎矩范圍為 -20.8412-95.7102 KN.M 最大撓度為 0.177499 mm (撓跨比為 1/17957) 由 Vmax x Sx / (lx x Tw)得 計算得最大剪應(yīng)力為 39.236 MPa 滿足 !由 Mx / ( 丫 x x Wx)得計算得強(qiáng)度應(yīng)力為 98.8401 MPa 滿足

26、!由 Mx / (© b x Wx) 得計算得穩(wěn)定應(yīng)力為 172.97 MPa 滿足! 第 3 跨計算結(jié)果：跨度為 4.325 M剪力范圍為 -164.394-163.912 KN彎矩范圍為 -74.1517-95.7102 KN.M 最大撓度為 2.8063 mm (撓跨比為 1/1541) 由 Vmax x Sx / (lx x Tw)得 計算得最大剪應(yīng)力為 44.3185 MPa 滿足!由 Mx / ( 丫 x x Wx)得計算得強(qiáng)度應(yīng)力為 98.8401 MPa 滿足 !由 Mx / (© b x Wx) 得計算得穩(wěn)定應(yīng)力為 172.97 MPa 滿足! 第 4 跨計算結(jié)果：跨度為 3.1875 M剪力范圍為 -120.129-142.301 KN彎矩范圍為 -21.1021-95.1285 KN.M 最大撓度為 0.185513 mm (撓跨比為 1/17182) 由 Vmax x Sx / (lx x Tw)得 計算得最大剪應(yīng)力為 38.3624 MPa 滿足