箱梁55米跨現(xiàn)澆支架計(jì)算書(shū)

米跨現(xiàn)澆箱梁支架計(jì)算書(shū)TOC\o"1-4"\h\z\u1、工程概況： 12、計(jì)算依據(jù)： 23、計(jì)算荷載： 24、計(jì)算工況： 55、計(jì)算模型 66、計(jì)算結(jié)果 66.1、貝雷梁計(jì)算： 66.2、分配梁、下橫梁計(jì)算： 96.3、鋼管樁計(jì)算： 126.4、連接系計(jì)算： 147、支架穩(wěn)定性計(jì)算 15工程概況：本計(jì)算書(shū)計(jì)算范圍：55m箱梁左幅：3跨（21#-24#墩）、右幅：6跨（21#-27#墩）共計(jì)9跨，主橋箱梁（左幅：21#-24#墩、右幅：21#-27#墩），為55+55+55米。采用鋼管+貝雷支架的施工工藝進(jìn)行施工，為保證施工的安全性，現(xiàn)澆箱梁鋼管貝雷支架自下而上由鋼管立柱、主梁、貝雷梁、扣件式腳手架、底模、側(cè)模及支撐等組成。21#-27#采用在承臺(tái)上布置3根?630×10鋼管樁、承臺(tái)兩側(cè)分別打設(shè)1根?630×10鋼管樁、在跨中打設(shè)三組雙排?630×10鋼管樁，每排5根，間距3m作為支架的基礎(chǔ)，每排鋼管樁橫向每?jī)筛摴軜吨g采用槽12型鋼加工剪刀撐進(jìn)行連接，主梁采用雙拼40a工字鋼，上部布置貝雷梁，貝雷片箱梁腹板處按照45cm距離布置一組45cm的貝雷片，翼緣板處及底板空箱處按照90cm距離布置一組90cm的貝雷片，貝雷片上布置12工字鋼次梁，為確保支架整體穩(wěn)定性，貝雷片與橫梁之間采用U型卡進(jìn)行連接固定。55米跨現(xiàn)澆箱梁支架總布置圖（單位：㎝）55米跨現(xiàn)澆箱梁支架橫斷面布置圖（單位：㎝）計(jì)算依據(jù)：（1）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650—2020）（2）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50017-2017)（3）《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》(人民交通出版社)（4）《港口工程荷載規(guī)范》（GB50010-2010）（5）《裝配式公路鋼橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（人民交通出版社）3、計(jì)算荷載：根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》，設(shè)計(jì)模板、支架時(shí)，需考慮下列荷載：（1）混凝土澆筑荷載：現(xiàn)澆箱梁自重按照鋼筋混凝土自重取26kN.m-3，將箱梁截面按部位分為5個(gè)塊別：A1、A2、A3、A4、A5，計(jì)算施加于橫向分配梁的混凝土澆筑荷載，橫向分配梁間距0.6m，則分配梁荷載q=Ai×0.6×26/Bi（各塊別寬度）；添加荷載時(shí)需注意跨中部位與邊跨處塊別面積的改變。A-A斷面A1=2.16㎡，A2=4.73㎡，A3=4.29㎡，A4=4.73㎡，A5=2.29㎡，則A-A斷面各部位的混凝土荷載分別為：翼緣板位置處混凝土荷載：q1=2.16×0.6×26/3.75=8.99kN/m；腹板位置處混凝土荷載：q2=4.73×0.6×26/2.143=34.4kN/m；箱梁頂板、底板位置荷載：q3=4.29×0.6×26/3.464=19.3kN/m；腹板位置處混凝土荷載：q4=4.73×0.6×26/2.143=34.4kN/m；翼緣板位置處混凝土荷載：q5=2.29×0.6×26/4=8.93kN/m?；炷梁奢d分布示意圖（kN/m）B-B斷面A1=1.33㎡，A2=3.57㎡，A3=2.1㎡，A4=3.57㎡，A5=1.4㎡，則B-B斷面各部位的混凝土荷載分別為：翼緣板位置處混凝土荷載：q1=1.33×0.6×26/3.75=5.53kN/m；腹板位置處混凝土荷載：q2=3.57×0.6×26/1.979=28.14kN/m；箱梁頂板、底板位置荷載：q3=2.1×0.6×26/3.542=9.25kN/m；腹板位置處混凝土荷載：q4=3.57×0.6×26/1.979=28.14kN/m；翼緣板位置處混凝土荷載：q5=1.4×0.6×26/4=5.46kN/m?；炷梁奢d分布示意圖（kN/m）C-C斷面A1=1.33㎡，A2=2.94㎡，A3=2.3㎡，A4=3.57㎡，A5=1.4㎡，則C-C斷面各部位的混凝土荷載分別為：翼緣板位置處混凝土荷載：q1=1.33×0.6×26/3.75=5.53kN/m；腹板位置處混凝土荷載：q2=2.94×0.6×26/1.779=25.78kN/m；箱梁頂板、底板位置荷載：q3=2.3×0.6×26/3.942=9.1kN/m；腹板位置處混凝土荷載：q4=2.94×0.6×26/1.779=25.78kN/m；翼緣板位置處混凝土荷載：q5=1.4×0.6×26/4=5.46kN/m?；炷梁奢d分布示意圖（kN/m）（2）施工荷載：取2.5kPa施加于橫向分配梁的施工人員和施工材料、機(jī)具等行走運(yùn)輸或堆放均布荷載取1.5kN/m；施工荷載分布示意圖（kN/m）（3）模板荷載：取2.0kPa施加于橫向分配梁的模板、碗口支架自重（木方、扣件、頂、底托等）均布荷載取1.2kN/m；模板荷載分布示意圖（kN/m）（4）砼振搗荷載：混凝土澆筑沖擊及振搗荷載取2.0kPa，均布荷載取1.2kN/m；振搗荷載分布示意圖（kN/m）（5）風(fēng)荷載：圓形截面構(gòu)件風(fēng)荷載體型系數(shù)μs=0.6，風(fēng)荷載為Wkd=（0.6×1.63×0.3）×d=0.293dkN/m，則?630×10鋼管樁風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.293×0.63=0.18kN/m；（6）水流波浪荷載：支架施工狀態(tài)按照20年一遇水流力（流速2.18m/s）考慮。參考《港口工程荷載規(guī)范》（JTS144-1-2010）,水流力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：Fw=Cw(ρ/2)V換算成三角形荷載加載于鋼管上：q=CwρV2式中：Fw——水流力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）Cw——水流阻力系數(shù)，樁為圓形，取0.73；ρ——水的密度，取1t/m3；V——水流設(shè)計(jì)流速；A——構(gòu)件垂直水流方向投影面積（㎡）；D——鋼管樁直徑（m）。第一排鋼管樁水流力：q1=0.73×1×2.18×2.18×0.63=2.19kN/m；考慮遮流影響，遮流影響系數(shù)m=0.66；第二排及以后鋼管樁水流力q2=0.66×2.19=1.45kN/m。4、計(jì)算工況：按照《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》進(jìn)行荷載組合，本計(jì)算模型考慮兩種工況分別對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度進(jìn)行驗(yàn)算。工況一為支架搭設(shè)階段，尚未澆筑混凝土，空載，驗(yàn)算時(shí)對(duì)應(yīng)的風(fēng)荷載為最大風(fēng)荷載。工況二為澆筑混凝土階段，驗(yàn)算時(shí)對(duì)應(yīng)的風(fēng)荷載為工作風(fēng)荷載。基本組合主要用于驗(yàn)算強(qiáng)度及穩(wěn)定性，標(biāo)準(zhǔn)組合用于驗(yàn)算剛度。施工荷載、振搗荷載、風(fēng)荷載視、水流及波浪力荷載為活載；支架自重、混凝土澆筑荷載、模板荷載視為恒載，具體工況組合見(jiàn)-表1。表1：結(jié)構(gòu)驗(yàn)算荷載組合工況自重施工荷載模板荷載砼澆筑荷載風(fēng)荷載振搗荷載水流荷載備注一1.2——————1.4——1.4基本組合一1————1——1標(biāo)準(zhǔn)組合二1.21.41.21.21.41.41.4基本組合二1111111標(biāo)準(zhǔn)組合5、計(jì)算模型整體計(jì)算模型示意圖6、計(jì)算結(jié)果6.1、貝雷梁計(jì)算：（1）各工況作用下貝雷梁桿件計(jì)算結(jié)果如下：工況一弦桿軸力計(jì)算（單位：kN）工況二弦桿軸力計(jì)算（單位：kN）工況一腹桿軸力計(jì)算（單位：kN）工況二腹桿軸力計(jì)算（單位：kN）工況一貝雷梁剪力計(jì)算（單位：kN）工況二貝雷梁剪力計(jì)算（單位：kN）工況一貝雷梁彎矩計(jì)算（單位：kN.m）工況二貝雷梁彎矩計(jì)算（單位：kN.m）

表2：各工況下貝雷梁桿件統(tǒng)計(jì)表工況說(shuō)明弦桿軸力（kN）腹桿軸力（kN）貝雷梁彎矩（kN.m）貝雷梁剪力（kN）工況一基本組合18.491148.5工況二基本組合243206310196最大值243206310196容許值560210788245各構(gòu)件滿足受力要求。貝雷梁豎向變形（單位：mm）貝雷梁最大豎向變形為19.3mm，兩端豎向變形為2mm、2.2mm，實(shí)際最大變形為19.3-（2+2.2）×0.5=17.2mm<[δ]=11000÷400=27.5mm，滿足要求。6.2、分配梁、下橫梁計(jì)算：下部橫梁剪應(yīng)力（單位：Mpa）下部橫梁彎曲應(yīng)力（單位：Mpa）分配梁剪應(yīng)力（單位：Mpa）分配梁彎曲應(yīng)力（單位：Mpa）

表3：應(yīng)力計(jì)算結(jié)果類別彎曲應(yīng)力（Mpa）剪應(yīng)力（Mpa）組合應(yīng)力（Mpa）雙拼40a工字鋼1408514512槽鋼7941104容許應(yīng)力215125215分配梁、橫梁強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。下橫梁最大豎向變形為5.9mm<[δ]=3000÷400=7.5mm，滿足要求。分配梁最大豎向變形為15mm<[δ]=14400÷400=36mm，滿足要求。6.3、鋼管樁計(jì)算：鋼管樁軸力圖（kN）鋼管樁彎矩My圖（kN.m）鋼管樁彎矩Mz圖（kN.m）鋼管樁橫橋向變形示意圖（mm）鋼管樁計(jì)算軸向壓力N=1174kN，彎矩My=12kN.m，Mz=185kN.m，M=My2+Mz2=φ630×10mm鋼管樁截面參數(shù)表鋼管樁最大計(jì)算長(zhǎng)度L=15.5m，回轉(zhuǎn)半徑ix=219mm,長(zhǎng)細(xì)比λ=L/ix=70.8，查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2017）得穩(wěn)定系數(shù)φ＝0.929，NEx=π2EA/1.1λ2=π2×2.06×105N