安徽大橋工程臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

Y墩及0號(hào)塊施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)1、編制依據(jù)1．1、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000；1．2、《xxxxxx施工圖設(shè)計(jì)文件》；1．3、《xxxxxx工程地質(zhì)勘察報(bào)告》；1．4、xxxxxx施工組織設(shè)計(jì)；1．5、Midas設(shè)計(jì)手冊(cè)。2、工程概況xxxxxx橋梁全長(zhǎng)578m，橋面全寬20m。主橋?yàn)?40+72+40)mY型墩變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)采用掛藍(lán)懸臂澆筑施工。主跨跨中箱梁高度為1.8m，至距Y型墩中心13m處按二次拋物線變化至2.8m(Y型墩墩頂0#塊端部高度)。主橋箱梁在Y型墩墩頂0#塊處設(shè)置兩道厚度為1.8m的橫隔板，橫隔板上設(shè)人孔，邊跨端部設(shè)置厚度為1.5m的端橫梁，其余部位均不設(shè)橫隔板。箱梁頂板設(shè)2.0％的雙向橫坡，底板保持水平，采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系。主橋箱梁采用直腹板單箱雙室大懸臂結(jié)構(gòu)斷面形式，橋面板懸臂板長(zhǎng)4.0m，懸臂端部厚20cm，跟部厚60cm，伸縮縫處(端橫梁位胃)懸臂板均加厚50cm。頂板厚度為25cm，底板厚度由跨中的30cm按二次拋物線變化至Y型墩墩頂0#塊箱梁處60cm，全橋腹板等厚度，均為60cm。下部結(jié)構(gòu)采用Y型預(yù)應(yīng)力砼實(shí)體墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。Y型墩Y型腿橫橋向?qū)?1m，縱橋向厚1.2m，斜角45°豎直高度9.5m；Y型墩墩底豎腿為雙室空心墩壁厚0.6m，橫橋向?qū)?1.0m，縱橋向厚2.5m，高度11.5m，并在主墩迎水面?zhèn)仍O(shè)置弧形分水塊；單片Y型腿內(nèi)設(shè)JL32mm預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼筋。xxx0#塊長(zhǎng)26m，底板寬11m，頂板寬19m，0#塊采用水中鋼管樁平臺(tái)支架系統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土，V墩外則澆注長(zhǎng)度均為3.974m，而0#段豎向分兩層澆注：第一層為底板面，主要為底板、腹板和及橫隔板下部，第一次混泥土數(shù)量為278.5m3。重約:724.1t；27.85t/m。第二層，主要為頂板、翼板及橫隔板上部。第二次混泥土數(shù)量為189.8m3。重約:493.5t計(jì)算參數(shù)取值說(shuō)明鋼筋砼容重：26KN/m3砼超灌系數(shù)：1.05動(dòng)載系數(shù)：1.2模板及支架自重：取0.2倍砼重施工人員和施工機(jī)具荷載：2.5KN/m2撓度容許值：l/400Q235鋼：E=2.1×105MPa[σ]=140MPa[σw]=145MPa[ι]=85MPa第一次現(xiàn)澆混凝土計(jì)算第一次澆注高度為-0.84～-2.6m，對(duì)于V腿頂部正上方的混凝土（2×41.03m3）重量直接作用于V腿墩身上，設(shè)計(jì)托架時(shí)不予考慮，因此只計(jì)算V腿頂部正上方以外的部分。地質(zhì)情況序號(hào) 地層名稱 層厚（m） 重度γ（KN/m3）內(nèi)摩擦角φ（°）粘聚力c（KPa） =1\*alphabetica 亞粘土 3 18.8 18.2 20 =2\*alphabeticb 亞砂土 5.5 19.3 31.7 45 =3\*alphabeticc 亞粘土 7 19.5 18.2 52 3、施工方案主橋墩位于河道中，墩中心距河岸30m，墩位處水深6m左右（枯水期），必須在冬季枯水期完成2個(gè)水中墩及0#塊的施工。綜合考慮各種因素，計(jì)劃采用水中施工平臺(tái)接高成為Y墩及0#塊施工支架，支架上立模澆注砼的施工方法。施工平臺(tái)采用φ300mm及φ600mm鋼管樁打入河床，平臺(tái)標(biāo)高到30.5m，焊接平、斜撐形成穩(wěn)定排架，順橋6排，橫橋向7根，每排樁頂安裝2根I40a工字鋼樁頂梁，工字鋼在樁頂處焊接斜撐固定。I40a工字鋼梁上布置I25工字鋼分布梁間距0.6m，施工平臺(tái)鋼管接長(zhǎng)可形成0#段支架支墩。體內(nèi)勁性骨架斜腿施工時(shí)，需加體內(nèi)勁性骨定位墩身鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋。勁性骨架由L125×80×8和L63×4角鋼組成，各構(gòu)件之間均采用滿焊連接，為減少骨架用料提高骨架強(qiáng)度，增加了二層?30I級(jí)鋼拉桿。每支斜腿內(nèi)5片骨架間距2.6m，精確測(cè)量后按照鋼筋位置在骨架間水平焊接L75×5等邊角鋼間距1.4m，用于固定鋼筋。0#塊總長(zhǎng)26.0m，底板寬度11m，頂板寬度19m，Y型墩墩頂設(shè)置橫隔板板厚1.8m；0#塊C50砼468.287m3合1229.2t。0#段豎向分兩層澆注：第一層為底板面，主要為底板、腹板和及橫隔板下部。第二層，主要為頂板、翼板及橫隔板上部。第一次澆注高度為-0.84～-2.6m，對(duì)于V腿頂部正上方的混凝土（2×41.03m3）重量直接作用于V腿墩身上，設(shè)計(jì)托架時(shí)不予考慮，因此只計(jì)算V腿頂部正上方以外的部分。Y墩臨時(shí)拉桿張拉待Y墩斜腿混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100％后，拆除斜腿內(nèi)模，在Y墩兩斜腿間臨時(shí)預(yù)應(yīng)力筋對(duì)應(yīng)位置處安裝直徑300mm鋼管內(nèi)撐，在鋼管內(nèi)穿預(yù)應(yīng)力筋，張拉臨時(shí)拉桿。臨時(shí)拉桿預(yù)應(yīng)力筋為精軋螺紋粗鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為930MPa，直徑32mm，錨具為YGM-32型，每根粗鋼筋錨下控制應(yīng)力均采用σcon=0.9fρk,預(yù)應(yīng)力荷載作用在直墻墩頂以上7.2m處,總荷載3200KN,采用外拉內(nèi)撐的辦法使Y墩形成一個(gè)穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)。0#段支架、0#段支架由外支架鋼管內(nèi)支架鋼管兩部分構(gòu)成，外支架鋼管采用?299╳10及?600╳6兩種規(guī)格,平斜聯(lián)采用I10工字鋼,鋼管橫向共設(shè)7聯(lián),間距為4m+2.75m+2.75m+2.75m+2.75m+4m,每聯(lián)外支架鋼管共2根,平撐間距2m,主要承受自重,縱梁傳下的最大支點(diǎn)反力及風(fēng)荷載.、0#段內(nèi)鋼管支架采用2根鋼管為1組，鋼管縱向間距1.2m,采用?600╳6,平斜聯(lián)采用I10工字鋼,鋼管橫向共設(shè)7聯(lián),每聯(lián)內(nèi)支架鋼管共2根,平撐間距1.7m,支架高5.1m,主要承受自重,縱梁穿下的最大支點(diǎn)反力及風(fēng)荷載.，鋼管頂橫向設(shè)I30C工字鋼，工字鋼頂設(shè)7組縱向工字鋼,外側(cè)每組1根I63C,內(nèi)側(cè)每組2根I63C,縱向工字鋼上布設(shè)I25a工字鋼,間距0.6m.4、臨時(shí)結(jié)構(gòu)分析計(jì)算對(duì)以下三個(gè)部分分別建立相應(yīng)的模型分析。計(jì)算采用MIDAS/Civil空間有限元分析程序。4．1、0#段支架計(jì)算4．1．1、0#段支架橫梁計(jì)算0#段支架橫梁采用Ｉ25a,間距60cm.4．1．1．１、荷載計(jì)算=1\*GB2⑴、箱梁空腔處荷載計(jì)算=1\*GB3①、砼荷載：qe=0.85×26×1.05=23.2KN/m2=2\*GB3②、模型荷載：模板及支架自重：取0.2倍砼重模型按4.6KN/m2計(jì)。=3\*GB3③、施工荷載：按2.5KN/m2計(jì)=4\*GB3④、振搗附加荷載：按2.5KN/m2計(jì)∑qi=32.8KN/m2考慮１.２安全系數(shù)：q=1.2×32.8=39.6KN/m2q線=0.6×39.36=23.6KN/m2=2\*GB2⑵、箱梁腹板處荷載計(jì)算=1\*GB3①、砼荷載：qe=2.6×26×1.05=70.98KN/m2=2\*GB3②、模型荷載：模板及支架自重：取0.2倍砼重模型按14.2KN/m2計(jì)。=3\*GB3③、施工荷載：按2.5KN/m2計(jì)=4\*GB3④、振搗附加荷載：按2.5KN/m2計(jì)∑qi=90.18KN/m2考慮１.２安全系數(shù)：q=1.2×90.18=108.2KN/m2q線=0.6×108.2=64.9KN/m2=3\*GB2⑶、箱梁翼板處荷載計(jì)算=1\*GB3①、砼荷載：qe=0.425×26×1.05=11.6KN/m2=2\*GB3②、模型荷載：模板及支架自重：取0.2倍砼重模型按2.32KN/m2計(jì)。=3\*GB3③、施工荷載：按2.5KN/m2計(jì)=4\*GB3④、振搗附加荷載：按2.5KN/m2計(jì)∑qi=18.92KN/m2考慮１.２安全系數(shù)：q=1.2×90.18=22.7KN/m2q線=0.6×22.7=13.6KN/m24．1．1．2、計(jì)算模型4．1．1．2、計(jì)算結(jié)果=1\*GB2⑴、支座反力計(jì)算底腹板下最大支反力為91.1KN,翼緣板下最大支反力為21.1KN.=2\*GB2⑵、橫梁強(qiáng)度計(jì)算σmax=60.6MPa＜145MPa可τmax=33MPa＜85MPa可=3\*GB2⑶、橫梁剛度計(jì)算fmax=2.2mm＜4000/400=10mm可4．1．2、0#段支架底板下縱梁計(jì)算縱梁共設(shè)計(jì)7道，其中5片在底板下，2片在翼緣板下，4．1．2．１、荷載計(jì)算由橫梁支座反力力計(jì)算知，間間距0.6m橫梁最大大集中力為為91.11KN,其線荷載q=991.1÷÷0.6++2.822=1544.62KKN4．1．2．2、計(jì)算模型4．1．2．3、計(jì)算結(jié)果=1\*GB2⑴、支座反反力計(jì)算此為單根工字鋼鋼底腹板下支反力，每個(gè)支點(diǎn)下R11=R6==113╳╳2=2226KN,,RR2=R55=4111.2╳2=8222.4KKN,R3=R4=3357.22╳2=7144.4KNN,=2\*GB2⑵、底板下縱梁梁強(qiáng)度計(jì)算算σmax=1122.9MPa＜145MPa可τmax=34..5MPaa＜85MPa可=3\*GB2⑶、底板下縱梁梁剛度計(jì)算算fmax=6.99mm＜8400//400==21mm可4．1．3、0#段支架翼板下縱縱梁計(jì)算在翼緣板下共有有二組I63cc，每組一片.4．1．3．１、荷載計(jì)算由橫梁支座反力力計(jì)算知，間間距0.6m橫梁最大大集中力為為21.1KKN,其線荷載q=221.1÷0.6++1.41=366.6KNN/m4．1．3．2、計(jì)算模型4．1．3．3、計(jì)算結(jié)果=1\*GB2⑴、支座反反力計(jì)算此為單根工字鋼鋼底腹板下支支反力，每個(gè)支點(diǎn)下R11=R6==53.55╳1=533.5KNN,RR2=R55=1944.7╳2=1994.7KKN,R3=R4=1169.11╳2=1669.1KKN,=2\*GB2⑵、翼板下縱梁強(qiáng)度計(jì)計(jì)算σmax=53..5MPaa＜145MPa可τmax=16..4MPaa＜85MPa可=3\*GB2⑶、底板下縱梁梁剛度計(jì)算算fmax=3.33mm＜84000/4000=21mm可4．1．4、0#段外支架鋼管計(jì)算鋼管采用?2999╳10及?600╳6兩種規(guī)格格,平斜聯(lián)采采用I10工字鋼,鋼管橫向向共設(shè)7聯(lián),每聯(lián)外支架鋼管共2根,平撐間距2m,主要要承受自重重,縱梁穿下下的最大支支點(diǎn)反力及及風(fēng)荷載.4．1．3．１、荷載計(jì)算由底板下縱梁支支座反力計(jì)計(jì)算知，外外支架鋼管所所承受的最最大集中力力分別為226KNN及822..4KN..基本風(fēng)壓取0..7kPaa,最大風(fēng)荷荷載q=(44+2.775)/22╳70%╳0.7==1.666kN/mm4．1．3．2、計(jì)算模型4．1．3．3、計(jì)算結(jié)果=1\*GB2⑴、支座反反力計(jì)算每個(gè)支點(diǎn)下R11=1997.6KKN,RR2=8444.4KN,,=2\*GB2⑵、外支架鋼管強(qiáng)度計(jì)計(jì)算σmax=1200.2MPPa＜145MPa可4．1．5、0#段外支架鋼管如土深深度計(jì)算4．1．5.1、0#段段外支架?600╳6鋼管入土深度計(jì)算算單根鋼管樁河床床土面處所所承受的最最大豎向荷荷載大小為為884.44KN。查《公路橋涵地地基與基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范范》（JTJ0024-885）得鋼鋼管樁的容容許承載力力：式中：[P]——單樁樁軸向受壓壓容許承載載力（kN），當(dāng)荷荷載組合Ⅱ或組合Ⅲ或組合Ⅳ或組合Ⅳ作用時(shí)，可可提高25％,（荷載組組合Ⅰ中如含有有收縮，徐徐變或水浮浮力的荷載載效應(yīng)，也也應(yīng)同樣提提高）；（臨臨時(shí)結(jié)構(gòu)安安全系數(shù)取2/3）；U——樁的周長(zhǎng)（m）；；——地面以下各土層層厚度（m）；——與對(duì)應(yīng)的各土層與與樁壁的極極限摩阻力力（kPa）；——樁尖處土的極限限承載力（kPa）；、——分別為震動(dòng)沉樁樁對(duì)各土層層樁周摩擦擦力和樁底底承壓力的的影響系數(shù)數(shù)。有效樁長(zhǎng)從河床床地面向下下計(jì)算。承承載力計(jì)算算時(shí)不計(jì)鋼鋼管樁端承承力，則沉沉樁容許承承載力為：：，、按亞粘土取取值0.77，經(jīng)查<路橋施工計(jì)算手手冊(cè)>得,粘性土樁樁周的極限限摩阻力為為方便用==75kPPa,鋼管樁入土深度度為：，取13.6m，樁底底標(biāo)高取8m。4．1．5.2、0#段段外支架?299╳10鋼管如土土深度計(jì)算算單根鋼管樁河床床土面處所所承受的最最大豎向荷荷載大小為為197..6KN。查《公路橋涵地地基與基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范范》（JTJ0024-885）得鋼鋼管樁的容容許承載力力：式中：[P]——單樁樁軸向受壓壓容許承載載力（kN），當(dāng)荷荷載組合Ⅱ或組合Ⅲ或組合Ⅳ或組合Ⅳ作用時(shí)，可可提高25％,（荷載組組合Ⅰ中如含有有收縮，徐徐變或水浮浮力的荷載載效應(yīng)，也也應(yīng)同樣提提高）；（臨臨時(shí)結(jié)構(gòu)安安全系數(shù)取2/3）；U——樁的周長(zhǎng)（m）；；——地面以下各土層層厚度（m）；——與對(duì)應(yīng)的各土層與與樁壁的極極限摩阻力力（kPa）；——樁尖處土的極限限承載力（kPa）；、——分別為震動(dòng)沉樁樁對(duì)各土層層樁周摩擦擦力和樁底底承壓力的的影響系數(shù)數(shù)。有效樁長(zhǎng)從河床床地面向下下計(jì)算。承承載力計(jì)算算時(shí)不計(jì)鋼鋼管樁端承承力，則沉沉樁容許承承載力為：：，、按亞粘土取取值0.7，經(jīng)查<路橋施工計(jì)算手手冊(cè)>得,粘性土樁樁周的極限限摩阻力為為方便用==75kPPa,鋼管樁入土深度度為：，取6.6m，樁底標(biāo)標(biāo)高取15m。4．1．6、0#段內(nèi)支架鋼管計(jì)算內(nèi)鋼管支架采用22根鋼管為1組，鋼管管縱向間距距1.2mm,采用?600╳6,平斜聯(lián)采采用I10工字鋼,鋼管橫向向共設(shè)7聯(lián),每聯(lián)外支架鋼管共2根,平撐間距距1.7m,,支架高5.1mm,主要承承受自重,縱梁穿下下的最大支支點(diǎn)反力及及風(fēng)荷載.4．1．3．１、荷載計(jì)算由底板下縱梁支支座反力計(jì)計(jì)算知，內(nèi)內(nèi)支架鋼管所所承受的最最大集中力力均為714KNN,基本風(fēng)壓取0..7kPaa,最大風(fēng)荷荷載q=(44+2.775)/22╳70%╳0.7==1.666kN/mm4．1．3．2、計(jì)算模型4．1．3．3、計(jì)算結(jié)果=1\*GB2⑴、支座反反力計(jì)算每個(gè)支點(diǎn)下R11=7117KN,,RR2=7221.1KKN,=2\*GB2⑵、外支架鋼管強(qiáng)度計(jì)計(jì)算σmax=69..8MPaa＜145MPa可4．1．7、0#段外支架鋼管穩(wěn)定分分析計(jì)算外鋼管支架采用用2根鋼管為1組，鋼管管縱向間距距3.6mm,采用?600╳6及?299╳10鋼管構(gòu)成成鋼管支架架高18m,平斜聯(lián)采采用I10工字鋼,鋼管橫向向共設(shè)7聯(lián),比內(nèi)鋼管管支架高,受力大,穩(wěn)定性差,本次主要要分析外支支架鋼管最最大支點(diǎn)反反力下的穩(wěn)穩(wěn)定性.4．1．3．１、荷載計(jì)算由底板下縱梁支支座反力計(jì)計(jì)算知，外外支架鋼管所所承受的最最大集中力力分別為226KKN及822..4KN,,4．1．3．2、計(jì)算模型4．1．3．3、計(jì)算結(jié)果模態(tài)1F1=19.99>4可模態(tài)2F2=52.9>>4可模態(tài)3F1=69.22>4可模態(tài)4F1=78>44可模態(tài)5σmax=1000.6>4可4．2、V墩體內(nèi)勁性骨架架計(jì)算斜腿施工時(shí)，需需加體內(nèi)勁勁性骨架定位墩身身鋼筋。勁勁性骨架由由L1255×80×8和L63××4角鋼組組成，各構(gòu)構(gòu)件之間均均采用滿焊焊連接，為為減少骨架架用料提高高骨架強(qiáng)度度，增加了了二層?30I級(jí)鋼拉桿桿。每支斜腿內(nèi)5片片骨架間距距2.5m，精確測(cè)測(cè)量后按照照鋼筋位置置在骨架間間水平焊接接L75×5等邊角鋼鋼間距1..4m，用用于固定鋼鋼筋。V墩體內(nèi)勁性骨架架主要承受受骨架自重重、墩身鋼鋼筋及底模模重量。4．2．1、荷載計(jì)算勁性骨架為對(duì)稱稱結(jié)構(gòu)，取取一片進(jìn)行行分析，計(jì)計(jì)算荷載主主要有：墩墩身鋼筋重重、底模重重量、結(jié)構(gòu)構(gòu)自重，均均為靜力荷荷載。V墩勁性骨骨架取11.22m高.=1\*GGB3①、鋼筋荷載載：q1==240//(4×11.22)=5.366KN/m=2\*GGB3②、模型荷荷載：經(jīng)測(cè)算算,模板自重：：1.5KN/m2q2=1.5×22.5=3.755KN/m2q=∑qi=99.11KN/m=3\*GGB3③、鋼筋拉拉桿荷載：：(30-3)2//4*3..14*1145=883KN考慮1.5倍安全系系數(shù),鋼筋拉桿荷載FF=83//1.5==55KN4．1．1．2、計(jì)算模型4．1．1．2、計(jì)算結(jié)果=1\*GB2⑴、勁性骨架架強(qiáng)度計(jì)算算σmax=1000.8MPPa＜145MPa可=2\*GB2⑵、勁性骨架架剛度計(jì)算最大位移7mm4.3V型墩墩的受力設(shè)設(shè)計(jì)確定“V”形墩身水平預(yù)應(yīng)應(yīng)力大小的的原則：墩墩頂承受梁梁部荷載前前后墩身根根部均不出出現(xiàn)裂紋，C50混凝土拉拉應(yīng)力均滿滿足要求，箱箱梁支承縱縱梁與墩身身不連接，箱箱梁傳遞到到“V”形墩壁頂?shù)牡暮奢d僅為為墩壁頂面面寬度范圍圍內(nèi)箱梁砼砼自重，在在橫橋?yàn)?0677t，經(jīng)對(duì)“V”形墩身在在水平預(yù)應(yīng)應(yīng)力的作用用下，分別別就僅由墩墩身自重荷荷載作用和和墩身、墩墩臂頂箱梁梁自重共同同作用兩種種狀態(tài)反復(fù)復(fù)計(jì)算比較較，以兩種種工況下墩墩身根部?jī)蓛蓚?cè)砼不出出現(xiàn)裂紋，且且拉應(yīng)力大大致相等為為原則確定定水平預(yù)應(yīng)