鋼管立柱計(jì)算

30+50+30m連續(xù)梁支架(鋼管立柱部分)計(jì)算書一、跨西環(huán)鐵路鋼管立柱支架方案介紹在連續(xù)梁主跨跨越西環(huán)鐵路處設(shè)置鋼管承重立柱 +縱向貝雷桁架梁（兩跨24m）+橫向分配梁的結(jié)構(gòu)模式，支架搭設(shè)完成后門洞通行凈空為（既有線要求最小通行凈空），整體支架布置詳見附圖《全跨度碗扣支架及鋼管立柱貝雷支架布置立面圖》。立柱基礎(chǔ)中間一排設(shè)置長度 19m，寬度，高度 1m鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)位于西環(huán)鐵路路基中心；兩側(cè)設(shè)置Φ樁基礎(chǔ)，樁頂設(shè)置混凝土條形基礎(chǔ)（19m**1m）系梁，大里程側(cè)每條條形基礎(chǔ)下布置 4根樁，間距，單根樁長12m，采用旋挖鉆成孔，小里程側(cè)每條條形基礎(chǔ)下布置 5根樁，間距，單根樁長8m，因承臺基坑開挖后，旋挖鉆無法施工，此處樁基采用人工挖孔成孔。條形基礎(chǔ)采用 C35鋼筋混凝土，底層鋼筋采用Φ 16HRB400鋼筋，間距10cm，側(cè)面及頂面采用Φ12HRB400鋼筋網(wǎng)，間距 15cm，在鋼管立柱對應(yīng)位置處預(yù)埋

2cm厚

1m*1m鋼板。2.鋼管立柱鋼管立柱采用Φ630mm、10mm厚度螺旋鋼管，鋼管之間采用[10號槽鋼連接為整體，立柱底端與基礎(chǔ)連接處設(shè)置2cm厚1m*1m鋼板，立柱頂端設(shè)置三拼40a工字鋼橫梁。貝雷桁架梁單幅連續(xù)梁布置單層18排加強(qiáng)貝雷桁架梁并采用90cm花窗將兩排貝雷片連接為整體，在貝雷桁架梁上橫向鋪設(shè)20a工字鋼分配梁，間距60cm，工字鋼上縱向鋪設(shè)[10號槽鋼，間距60cm（詳見《中鋼管立柱處支架橫截面布置圖》）。貝雷桁架梁上碗扣支架在貝雷桁架梁上布置滿堂式碗扣支架，Φ 48×碗扣立桿、橫桿、斜撐桿、可調(diào)節(jié)頂托、10cm×15cm木方做縱向分配梁，直接鋪設(shè)在支架頂部的可調(diào)節(jié)頂托上，縱向分配梁上再鋪設(shè)橫向分配梁，連續(xù)箱梁底模板采用竹膠模板，后背 10cm×10cm木方，然后直接鋪裝在 10cm×15cm方木縱向分配梁上進(jìn)行連接固定。根據(jù)連續(xù)箱梁施工技術(shù)要求、荷載重量、荷載分布狀況、地基承載力情況等技術(shù)指標(biāo)，通過滿堂碗扣支架計(jì)算確定，貝雷桁架梁上碗扣鋼管布置:立桿橫縱間距60cm，橫桿間距60cm，支架在橋縱向每300cm間距設(shè)置剪刀撐，滿足承載力要求，此處不再驗(yàn)算，此處驗(yàn)算鋼管立柱支架穩(wěn)定性。二、荷載分析21.施工人員、機(jī)械、材料荷載： P1=m22.混凝土沖擊及振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載： P2=m3.梁體鋼筋混凝土截面自重荷載：跨西環(huán)鐵路最大截面高度為，截面積為㎡，24m范圍內(nèi)砼體積方，總重為：。其中：2a翼緣板處：P31=m2b腹板處：取最高截面（）處 P32=m2c底板處：P33=m注：混凝土截面自重以最厚處截面，視作等截面計(jì)算。24.模板、支架自重荷載、貝雷桁架梁上碗扣荷載： P1=m貝雷桁架梁自重：單片12mP=(4×275+4×25+4×80)×10=貝雷桁架梁受力驗(yàn)算a.底板及腹板下方：貝雷桁架梁 2跨24m，單跨12m，視作兩等跨連續(xù)梁。其上分布均布荷載，翼緣板處荷載由其下方 4片貝雷桁架梁承擔(dān)，腹板及底板處荷載由其下方 14片貝雷桁架梁承擔(dān)，經(jīng)換算作用在單片貝雷桁架梁上的砼荷載均布荷載為 m。P3=單片梁上均布力：Q布=（+）×14+（12）×+×14+=m根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊》中附表 2-8可知，中間鋼管立柱處彎矩最大,即：Mmax==××122=M允=滿足要求；中間鋼管立柱處剪力最大，即：Qmax==××12=234KN<Q允=滿足要求。b.翼緣板下方，計(jì)算過程同 a，經(jīng)計(jì)算得：P3=×/2=m單片梁上均布力：Q布=（+）×2+（12）×+×2+=m根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊》中附表 2-8可知，中間鋼管立柱處彎矩最大,即：Mmax==××122=M允=滿足要求；中間鋼管立柱處剪力最大，即：Qmax==××12=<Q允=.滿足要求。貝雷桁架梁下橫向分配梁驗(yàn)算根據(jù)貝雷桁架梁受力分析及計(jì)算，中間一排鋼管立柱上工字鋼受力最大，工字鋼有效長度為，作用在橫梁上的總荷載為：F總=（×2×2+234×2×14）=根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，作用力主要集中在 7個支點(diǎn)處，采用三拼 40a工字鋼為橫梁，按照均布荷載計(jì)算，換算均布力為： m。按照簡支梁考慮，跨度為。maxmax=××=則最大彎矩為：M=×××=最大剪力為：Q433查型鋼表得I40a截面特性：d=，I=21714cm，W=1085cm，s=631cm，E=×105MPa。（按三拼計(jì)算）抗彎強(qiáng)度：σ=M/W=3×1085×103=＜[σ]=145MPa，滿足要求?？辜魪?qiáng)度：τ =QS/2dI=616802×631×103/（3××21714×104）=＜[τ]=85MPa，滿足要求。鋼管立柱受力計(jì)算，鋼管立柱選用Φ630，壁厚10mm的A3鋼材,根據(jù)整體受力分析，中排鋼管立柱受力最大，長度按8m計(jì)算：A=*查Ψ=，由，F(xiàn)總=（×2×4+234×2×14）=抗壓強(qiáng)度驗(yàn)算：σ=F/A=7641280/19468=單排共7根鋼管立柱，每根承受 7=＜[σ]=140MPa，滿足要求。穩(wěn)定性驗(yàn)算： σ=F/ΨA=6783219/19468=單排共7根鋼管立柱，每根承受 7=＜[σ]=140MPa，滿足要求。地基承載力驗(yàn)算鋼管立柱下設(shè)置條形鋼筋混凝土基礎(chǔ)， 尺寸為19m××1m，與地基接觸面積為19×=㎡，承受壓應(yīng)力為：==中間一排鋼管立柱基礎(chǔ)在路基基床底層上， 地基系數(shù)要求大于 150MPa,根據(jù)文獻(xiàn)《路基系數(shù)與容許承載力的探討》中經(jīng)驗(yàn)公式換算 :σ地=+=×150000+=360kpa地基承載力為：360kpa，滿足要求。查《路橋施工計(jì)算手冊》“碎石土的容許承載力”表 11-18可得中密碎石土的承載力為 500-800kpa，滿足要求。考慮路基實(shí)際的安全性，需對該處路基進(jìn)行詳細(xì)檢測，合格后進(jìn)行條形基礎(chǔ)施工。兩側(cè)2排鋼管立柱基礎(chǔ)位于西環(huán)鐵路路基以外，基礎(chǔ)位置為粉質(zhì)粘土，查《路橋施工計(jì)算手冊》表 11-15可得粘性土的承載力為 140kpa，小于，所以地基需要處理。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，大里程側(cè)條形基礎(chǔ)下設(shè)置 4根Φ樁基礎(chǔ)，樁長12m，間距，小里程側(cè)條形基礎(chǔ)下設(shè)置 5根Φ樁基礎(chǔ)，樁長 8m，間距。根據(jù)橋梁計(jì)算手冊，單樁承載力Ra=Qsk+Qpk=up∑qsiali+qpaApQsk-單樁總側(cè)阻力特征值Qpk-單樁總端阻力特征值up-樁身周長qsia-樁側(cè)第i層土的側(cè)阻力特征值li-樁穿越第i層土的厚度根據(jù)基礎(chǔ)受力情況，其單樁總端阻力較小，因此只考慮單樁總側(cè)阻力特征值。地質(zhì)情況描述如下，（根據(jù)《龍沐灣大道上跨西環(huán)鐵路高架橋工程施工圖設(shè)計(jì)，第五冊》中對地質(zhì)描述及實(shí)驗(yàn)，管樁穿越地層液性指數(shù)小于，查詢《路橋施工計(jì)算手冊》表11-58“）地層0-9m，為粉質(zhì)粘土，qsia取60kpa，9-12m，為粉細(xì)砂，qsia取35kpa。大里程側(cè)：Ra=*（60*9+35*3）*4=