邊跨拱肋支架設(shè)計計算書

附件：邊跨拱肋支架設(shè)計計算書邊跨拱肋支架設(shè)計計算書【1】工程概況奉化江大橋邊跨拱肋在設(shè)計上為系桿提供錨固端平衡主拱推力而設(shè)置，邊跨為跨徑55m拱形結(jié)構(gòu)，拱軸線由直線段和兩段圓弧組成，由拱肋端部起13.076m為直線，由直線端部起水平長度7.024m為第一段圓弧，圓弧的半徑為48.111m，由第一段圓弧結(jié)束到拱腳為第二段圓弧線，圓弧半徑為83.7m。邊跨拱肋采用矩形截面，寬度為2.2m，高度由端部4.1m漸變到拱腳處5m。半跨計算跨徑為55m，矢高14.108m，矢跨比為1/7.797。拱肋內(nèi)布置預應力鋼束，鋼束上下兩層，上層鋼束在拱肋端部系桿下方張拉錨固，由中跨位置起開始上彎，于拱腳位置距頂面50cm伸入主墩并錨固，下層鋼束在拱肋端部為錨固端，鋼束沿拱肋下沿布置并穿過主墩和主拱拱腳結(jié)合段張拉錨固于結(jié)合段承壓板。邊跨拱肋布置有牛腿用以放置邊跨橫梁，牛腿全高1.6m，橫橋向1m，順橋向0.8m，間距6m。兩片拱肋間設(shè)置一混凝土小橫梁，橫梁高1.6m，寬0.8m。邊跨拱肋混凝土標號為C60，一片邊拱肋設(shè)計混凝土數(shù)量525m3，全橋8片邊跨拱肋混凝土數(shù)量共4200.2m3。端橫梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主體截面為矩形截面，截面尺寸為3m(寬)×3.39~3.65m(高)，端橫梁設(shè)單向2.0%的橫坡。端橫梁采用C60混凝土，一道端橫梁混凝土用量137.3m3，全橋四道共549.2m3。邊跨拱肋采用鋼管支架現(xiàn)澆施工方法。奉化江大橋拱肋采用鋼管支架法進行混凝土現(xiàn)澆施工，支架自上而下分別為：竹膠板底模、10×10cm方木、I25工字鋼、4HN400×150型鋼、橫梁（2[40）及Φ600×8mm鋼管樁，鋼管樁采用振動錘施工工藝?！?】設(shè)計計算〖2.1〗設(shè)計荷載分析根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/TF50-2011）》5.2.6條，計算模板、支架時，應考慮下列荷載，并按5.2.6表進行組合。(1)模板、支架和拱架自重：a、外模（包括側(cè)模支撐架）：按q1a=1.5KN/m考慮支架自重靠近輔墩位置，按鋼管樁最高考慮，a、分配橫梁（I25）：q1b=0.38KN/mb、縱梁（321型貝雷梁）：q1c=0.9KN/mc、下橫梁（2[40）：q1d=0.59KN/md、鋼管樁（φ600×8）：q1e=1.17KN/m(2)新澆筑混凝土、鋼筋混凝土或其他圬工結(jié)構(gòu)物的重力：q2=60.6KN/m(3)施工人員和施工材料、機具等行走運輸或堆放的荷載：根據(jù)《路橋施工計算手冊》P172，按q3=2.5kN/m2考慮（施工中要嚴格控制其荷載量）(4)振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載：振搗混凝土垂直面荷載：q4=2.0kN/m2(5)其他可能產(chǎn)生的荷載，如雪荷載、冬季保溫設(shè)施荷載等,q7=0.3kN/m2?！?.2〗底模板驗算（1）荷載組合（面荷載全部換算成線荷載）底模板自重：q1=0.3kN/m砼自重：q2=112.8kN/m2施工人員及堆放荷載標準值：q3=2.5kN/m振搗混凝土產(chǎn)生荷載：q4=2.0kN/mq=1.2×（0.3+112.8）+1.4×（2.5+2.0）=142.02kN/m2（2）計算參數(shù)：模板厚15mm，計算寬度取1m；E=9000N/mm2;I板=1000×153/12=2812500mm4;W板=1000×152/6=37500mm3；[σ竹膠板]=11MPa；[τ木]=1.4MPa，木楞間距100mm。（3）計算圖示（按四等跨計算）：（5）抗彎強度驗算：M板=0.125ql2=0.125×142.02×0.12=0.1775kN.mσ板=M板/W板=0.1775×106/37500=4.73MPa<[σ木]=11MPa,滿足要求。（6）抗剪強度驗算：Q板=0.5ql=0.5×142.02×0.1=7.101kNτ板=Q板/A板=7.101×103/(1000×15)=0.474MPa<[τ木]=1.4MPa,滿足要求。（7）剛度驗算：q=1.2×（0.3+112.8）×1.0=135.72kN/mω板=0.632ql4/100EI=0.632×135.72×1004/（100×9000×2812500）=0.004mm<100/400=0.25mm,滿足要求。〖2.3〗梁底模板小楞驗算（1）荷載組合（面荷載全部換算成線荷載）模板自重：q1=1.2kN/m砼自重：q2=112.8kN/m施工人員及堆放荷載標準值：q3=2.5kN/m振搗混凝土產(chǎn)生荷載：q4=2.0kN/mq=（1.2×（1.2+112.8）+1.4×（2.5+2.0））×0.1=14.31kN/m（2）計算參數(shù)：小楞截面尺寸：100mm×100mm；E=9000N/mm2;I小楞=100×1003/12=8.33×106mm4;W小楞=100×1002/6=1.67×105mm3；[σ木]=11MPa；[τ木]=1.4MPa。分配梁（I25）間距300mm。（3）計算圖示（按四等跨計算）：（5）抗彎強度驗算：M小楞=0.125ql2=0.125×14.31×0.32=0.161kN.mσ小楞=M小楞/W小楞=0.161×106/(1.67×105)=0.964MPa<[σ木]=11MPa,滿足要求。（6）抗剪強度驗算：Q小楞=0.5ql=0.5×14.31×0.3=2.147kNτ小楞=Q小楞/A小楞=2.147×103/(100×100)=0.2147MPa<[τ木]=1.4MPa,滿足要求。（7）剛度驗算：q=1.2×（1.2+112.8）×0.3=41.04kN/mω小楞=0.632ql4/100EI=0.632×41.04×3004/（100×9000×8.33×106）=0.03mm<300/400=0.75mm,滿足要求?！?.4〗分配梁（I25）受力驗算（1）計算參數(shù)：分配梁（大楞）截面尺寸：E=2.1×105N/mm2;I大楞=5.02×107mm4;Sx=2.307×105mm3;W大楞=4.02×105mm3;δ=8mm;[σ鋼]=140MPa；[τ鋼]=85MPa。（2）計算模式：因分配梁為橫橋向布置，跨徑為120cm（小橫梁處）和175cm（拱肋處）的簡支梁，荷載：按跨中最大線荷載及最大跨度進行計算；跨徑為175cm：q大楞max=（1.2×（1.2+112.8）+1.4×（2.5+2.0））×0.3×1.6=75.13kN/m（3）強度驗算：Q大楞＝0.5qL=0.5×75.13×1.75=65.74kNτ大楞==QSx/Ixδ=0.6574×105×2.307×105/5.02×107×8=37.76MPa<[σ鋼]=85MPa，滿足受力要求。M大楞＝0.125ql2=0.125×75.13×1.752=28.76kN.mσ大楞=M/W=2.876×107/4.02×105=71.54MPa<[σ木]=140MPa，滿足要求。（4）剛度驗算：跨徑為175cm：F大楞max=1.2×（1.2+112.8）×1.75×0.3=71.82kNω大楞=8Fl3/384EI=8×71.82×103×17503/（384×2.1×105×5.02×107）=0.76mm<1600/400=4mm；滿足要求〖2.5〗縱梁（貝雷梁及H型鋼）驗算拱肋支架縱梁在直線段為貝雷梁，圓曲線段采用HN400型鋼；貝雷梁為2×2排設(shè)計，即貝雷梁為單層2片一排，共二排，跨徑為9m；HN400型鋼為2×2排設(shè)計，即型鋼為單層2片一排，共二排，跨徑為6m。（1）計算參數(shù)：貝雷梁型號為321型：[M]=788.2KN.m;[Q]=245.2KN;HN400×150型鋼：E=2.1×105N/mm2;Ix=1.8095×108mm4；Sx=5.172×105mm3;Wx=9.0477×105mm3;δ=8mm;[σ鋼]=140MPa；[τ鋼]=85MPa。（2）計算模式：縱梁為順橋向布置，貝雷梁跨徑為900cm，型鋼為600cm；荷載：按跨中最大線荷載及最大跨度進行計算；qmax=（1.2×（1.2+112.8）+1.4×（2.5+2.0））÷4=35.775kN/m（3）強度驗算：1）貝雷梁強度驗算Mmax＝0.125ql2=0.125×35.775×92=362.220kN.m<[M]=788.200KN.mQmax=0.5ql=0.5×35.775×9=160.987KN<[Q]=245.200KN貝雷梁受力滿足要求。2）HN400型鋼強度驗算Mmax＝0.125ql2=0.125×35.775×62=160.988kN.mσ=M/W=160.988×106/9.0477×105=17.793MPa<[σ鋼]=140MPaQmax=0.5ql=0.5×35.775×6=107.325KNτmax=QSx/Ixδ=1.07325×105×5.172×105/1.8095×108×8=38.345MPa<[σ鋼]=85MPa型鋼受力滿足要求（4）剛度驗算Fmax=0.5×1.2×（1.2+112.8）×6÷4=102.600kNω大楞=8Fl3/384EI=8×1.026×105×60003/（384×2.1×105×1.8095×108）=12.15mm<6000/400=15mm綜上所訴，經(jīng)計算模板及支架上部結(jié)構(gòu)強度及剛度均滿足受力要求?！?.6〗鋼管樁入土深度計算1、單根鋼管樁受力計算每跨共有4根鋼管樁，所有荷載由線(面)荷載轉(zhuǎn)換成集中荷載分別由4根鋼管樁支撐，則每根鋼管樁承受跨度9m及6m內(nèi)所有荷載的四分之一,則單根鋼管受力為:荷載取值如下：砼自重：G1=(5×2.2×26)×（9+6)/4=1072.50KN；模板自重（包括底側(cè)模）：G2=[0.8×5×2×（9+6）+0.3×(9+6)]/4=31.13KN分配橫梁自重：G3=[(31+21)×3.4×38.1]/4=1684.02kg=16.84kN縱梁自重（按最段計算）：G4=(270×12+54.1×6×4)/4=1134.6kg=11.35KN施工人員及堆放荷載標準值：G5=[2.5×2.2×(9+6)]/4=20.63kN振搗混凝土產(chǎn)生荷載：G6=[2.0×2.2×(9+6)]/4=16.50kN則每根鋼管樁承受軸力荷載為：2、鋼管樁沉樁深度計算：由公式臨時支架鋼管樁：φ600×8mm，具有承載力的入土深度均考慮為L：由于很小可忽略。根據(jù)《天津市市政工程設(shè)計研究院鉆孔柱狀圖》——孔號：FHQ3、FHQ7、FHQ11及FHQ15地質(zhì)情況可知，除開淤泥層外，樁側(cè)阻極限標準值最小的土質(zhì)為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，為安全考慮，采用樁側(cè)阻極限標準值最小且土層厚度最大的點來計算鋼管樁入土深度有助于保證鋼管樁的承載能力；從FHQ3、FHQ7、FHQ11及FHQ15四個柱狀圖中得知FHQ7