青礁樞紐互通O匝道橋現(xiàn)澆箱梁貝雷支架計算書

1、青礁樞紐互通O匝道橋現(xiàn)澆箱梁貝雷支架計算書青礁樞紐互通O匝道橋起點樁號為0K0+206.123，終點樁號為0K1+151.223，橋長945.1m，橋型布置為29.92+3*30+29.92m+29.92+3*30+29.92m+29.92+3*30+29.92m+36.92+2*34+29.62m+29.92+2*30+29.92m+29.92+3*30+29.92m+29.92+30+29.92m預應力混凝土現(xiàn)澆箱梁。標準橋面寬度為10.5米，其橫向布置為0.5米(防撞欄桿)+9.5米(行車道)+ 0.5米(防撞欄桿)。本計算書以O匝道橋第6聯(lián)第一跨為例進行編制，其余跨徑小于30m的孔跨類

2、型的支架和模板施工參照該跨徑的方案，其余橋?qū)捒蓞⒄赵摽邕M行相應調(diào)整。O匝道橋第6聯(lián)第一跨上部構(gòu)造為單箱單室結(jié)構(gòu)預應力砼連續(xù)現(xiàn)澆箱梁體系。跨徑為30m，箱梁高1.80m，等寬段箱梁頂寬10.5m，底板寬3.5m，頂板厚25cm，底板厚25cm，跨中截面腹板厚度50cm，中橫梁兩側(cè)各2.5m范圍內(nèi)腹板加厚至70cm，端橫梁附近2.5m范圍內(nèi)腹板加厚至70cm，其中中橫梁厚1.0m，端橫梁厚2.0m，橫梁處橫橋向支座中心距2.0m。橋面橫坡為單向坡3.00%。一、計算依據(jù)、路橋施工計算手冊；、廈漳高速公路A3合同段兩階段施工圖設計文件、技術交底、設計變更、補充、修改圖紙及文件資料；、裝配式公路鋼橋多

3、用途使用手冊；、公路橋涵施工技術規(guī)范；、公路橋涵設計規(guī)范；、貝雷梁使用手冊；、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范。二、支架設計要點、鋼管樁基礎支架基礎采用鋼管樁做為基礎?，F(xiàn)澆箱梁支架基礎平面布置圖和現(xiàn)澆箱梁貝雷支架橫斷面圖如上。O匝道橋第30聯(lián)第一跨徑L30m橋?qū)抦等截面標準現(xiàn)澆箱梁?？缰性O兩個中支墩，中支墩鋼樁中心距中心的距離按2.0m設置。邊支墩距兩邊橋墩邊緣1.75m各設置一排鋼管樁做為邊支墩。邊支墩和各中支墩之間的鋼樁中心距中心的距離為12.25m。每個中支墩：鋼管樁42.5*0.6cm、7根，鋼管樁間距按1.29m布置。鋼管樁上布置2I36b、L>1150cm工字鋼作橫梁，橫梁上布置支架貝雷片縱

4、梁，支架高度8.38m。、支架縱梁用國產(chǎn)貝雷片支架拼裝成支架縱梁，兩排一組。支架結(jié)構(gòu)均采用簡支布置。23#墩24#墩：跨中設兩個中支墩。23#墩第一個中支墩、第二個中支墩24#墩貝雷縱梁計算跨度均為12.25m由11排單層貝雷縱梁組成；貝雷縱梁組與組間距為2m，每組排距除第5、6、7片為0.45m外，其余均按0.9m等間距布置。、模板及支撐現(xiàn)澆箱梁支架擬采用梁柱式支架。箱梁模板采用厚度為1.2cm 的竹膠合板；竹膠合板下順橋向放置10cmx10cm方木，間距由計算推算；10x10cm的方木設18槽鋼做分配梁，間距為100cm；18槽鋼下方安放貝雷片，貝雷片一個斷面設計11片，間距如附圖所示；貝

5、雷片下方設計2I36工字鋼和鋼管樁。其中翼板下支撐采用木模和鋼托架，鋼托架采用8槽鋼加工，以榀為單位，順橋向0.8m設計一榀。三、受力分析本次計算僅對12.45m的邊跨進行計算及受力分析，如果能達到各設計規(guī)范要求，則其余跨徑小于30m的孔跨一定能滿足受力要求。1、本跨箱梁為等截面箱梁，跨徑為30m，箱梁高1.80m，等寬段箱梁頂寬10.5m，底板寬3.5m，頂板厚25cm，底板厚25cm，跨中截面腹板厚度50cm，中橫梁兩側(cè)各1.0m范圍內(nèi)腹板加厚至70cm，端橫梁附近2.5m范圍內(nèi)腹板加厚至70cm，其中中橫梁厚1.0m，端橫梁厚1.5m，具體情況如下圖所示?，F(xiàn)澆梁標準斷面圖 (圖一)2、對

6、箱梁截面混凝土的混凝土方量的計算，利用電腦軟件精確計算出每個計算節(jié)點斷面面積。3、施工時按兩步澆筑進行，第一次澆筑底板和腹板混凝土，第二步澆筑頂板及翼板混凝土。為簡化計算，確保安全，計算時假定兩步混凝土同時施工。箱梁節(jié)點與節(jié)點部分按均布荷載考慮，并取最不利的一片縱梁進行驗算。四、 施工荷載計算取值、恒載1、梁體混凝土自重：箱梁混凝土標號為50，配筋率為2.5%，所以梁體混凝土自重取26KN/m3，沖擊系數(shù)取1.1； 2、木模板自重取0.75KN/m2； 3、鋼構(gòu)自重取78KN/m3 ；4、方木自重取7.5KN/m3 ；5、18槽鋼自重：0.23KN/m；6、貝雷自重取1KN/m（包括連接器等附

7、屬物）； 、活載1、施工人員、機具、材料及其它臨時荷載，在計算模板及下面小方木時按均布荷載為2.5KN/m2 計算，并以集中荷載2.5KN 進行比較，取二者產(chǎn)生的彎矩最大者。2、振搗荷載：水平方向取2.0KN/m2，豎向取4.0KN/m2 、荷載組合根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，均布荷載設計值=結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)×（恒載分項系數(shù)×恒載標準值活載分項系數(shù)×活載標準值）。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取三級建筑：0.9，恒載分項系數(shù)為1.2，活載分項系數(shù)為.4。五、各構(gòu)件驗算、底模板計算1、強度驗算條件：m=M/W=(ql2/8)/(bh2/6) m其中：l底模板下方木間距(m)； b為模板寬，

8、取b=1m； h為模板厚，12mm厚膠合板，取h=0.012m； m木材抗彎強度，取m=13Mpa； q作用在模板上的線荷載；受力簡圖 （圖二）其中：H為混凝土厚度，將上式代入強度條件有：l3.00/(30.89H+8.30)1/2計算結(jié)果如下：當H=0.25+0.25=0.5時，l0.36m當H=1.8時，l0.22m2、撓度驗算條件：fmaxf fmax=5ql4/384EI1/400 即：ql4384EI/5x400其中：E=1x107KN/m2 I=bh3/12=1x0.0123/12則：l4.42/(30.89H+3.26)1/4其中q不計振動荷載當H=0.25+0.25=0.5時：

9、l0.70m當H=1.8時：l0.52m因此在腹板的位置采用方木間距為20cm，空箱位置采用35cm倒角介于兩者之間間距為30cm。按以上計算布置可以滿足模板強度及剛度的要求。如下圖：受力簡圖 （圖三）、側(cè)模計算1、強度驗算新澆注混凝土對模板側(cè)壓力計算公式：P=0.22rt0121/2 或 P=rH其中：P新澆筑混凝土對側(cè)面模板的最大壓力（N/mm2）； r鋼筋混凝土的容重，取26KN/m3； t0新澆筑砼初凝時間（h）根據(jù)施工情況，本計算取4h； 1外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取1.0，摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2，本計算取1.2； 2混凝土坍落度影響系數(shù)，本計算取1.15； 混凝土

10、澆筑速度，本計算取6m3/h H混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆筑混凝土頂面的總高度，本計算取最大值為1.8m；P=0.22rt0121/21/2 =77.34KN/m2或 P=rH=26x1.8=46.8 KN/m2根據(jù)取兩式結(jié)果的較小值及混凝土側(cè)壓力不宜超過90KN/m2的規(guī)定，所以P取46.8KN/m2。受力簡圖 （圖四）Q235鋼材的抗拉強度設計值為215MPa，鋼托架的允許撓度：面板為1.5mm，I=26.97cm4，W=32.7cm3，E=2.1x105MPa抗彎強度驗算：M= ql22/8=0.149KN·mW=bh2/6=1 x 0.0142/6=32.7x10-6 m3

11、=M/W=0.149/32.7x10-6=4.56Mpa=215 Mpa2、撓度驗算撓度條件：fmaxf fmax=5ql4/384EIf=1/400 =0.75mm其中：E=1x107KN/m2 I=bh3/12=1x0.0143/12 即：fmax= 5ql44 x 12/384x1x107x1x0.0143 =0.61 mm0.75mm故抗彎強度以及撓度滿足要求。、10x10cm方木計算取1米板寬計，按最不利荷載進行計算。1、強度驗算條件：m=M/W=(ql2/8)/(bh2/6) m組合荷載：受力簡圖 （圖五）其中：H為混凝土厚度，將上式代入強度條件有：l17.3/(30.89H+8.

12、3)1/2計算結(jié)果如下：當H=0.25+0.25=0.5時，l0.85m當H=1.8時，l0.52m2、撓度驗算： 條件：fmaxf fmax=5ql4/384EI1/400 即：ql4384EI/5x400其中：E=1x107KN/m2 I=bh33/12則：l16/(30.89H+3.26)1/4其中q不計振動荷載當H=0.25+0.25=0.5時：l0.96m當H=1.8時：l0.72m經(jīng)以上計算分折，方木間距控制50cm為宜，這樣布置可以滿足方木強度及剛度的要求。如下圖：受力簡圖 （圖六）鋼托架以榀為單位，沿橋縱向每0.8m間距設一道鋼托架。鋼托架采用8的槽鋼加工而成，強度要達設計要求

13、。、18槽鋼分配梁驗算取最高梁處腹板進行計算，間距按1m設計。1、強度驗算組合荷載：受力簡圖 （圖七）M=ql22/8=8.01KN·mW=1.414x10-4m3=M/W=8.01x103/1.414x10-4=56.65Mpam=145Mpa2、撓度驗算撓度條件：fmaxf fmax=5ql4/384EIf=1/400 =0.75mm其中：E=2.1x105 Mpa I=1272.7cm4 即：fmax= 5ql4/384EI=5x64.06x14 /384x2.1x105x1.2727 x 10-80.310.75mm、貝雷支架縱梁在均布荷載下的計算本計算按最不利因素考慮，取第

14、六跨CD段進行驗算。受力簡圖 （圖八）1、荷載組合、底板計算有效寬度按9米計，在AutoCAD中進行計算得出，混凝土自重為：q1= (374.4×1+263.02×0.75)/1.75=326.7KN/mq2= (215.44×1.75+182.13×10.5)/12.25=186.93KN/mq3= (182.13×0.55+240.5×0.3374.4×0.15)/1=228.51KN/m如下圖：受力簡圖 （圖九）、模板自重1、底模和側(cè)模取7.5KN/m3，弧形架采用外徑48mm、壁厚3.0mm 普通鋼管和8號槽鋼， 8

15、號槽鋼8.04kg/m，鋼管每米自重3.33 kg/m。×8.045.26×3.33）×10×2/1000=2.31KN/m2、內(nèi)模取7.5KN/m3，7.5×（1×16.13×0.01220×0.1×0.12×16.13×0.1×0.1）5.37KN/m模板總線荷載2.315.377.68 KN/m、10x10cm方木自重×16=1.2KN/m、18槽鋼自重18槽鋼重量10.1Kg/m，按1m范圍以2根進行計算（11.5×10.1×10）

16、15;2=2.32KN/m、貝雷縱梁貝雷自重取1KN/m，1×1111 KN/m各構(gòu)件均布荷載為：7.681.22.3211=22.2KN/m則組合荷載為：q1= (326.7+22.2)x1.2+(36+22.2)x1.4=418.68+81.48=500.16KN/mq2= (186.93+22.2)x1.2+(36+22.2)x1.4=250.96+81.48=332.44KN/mq3= (228.51+22.2)x1.2+(36+22.2)x1.4=300.85+81.48=382.33KN/m2、驗算強度貝雷片力學性能為：I= 250500cm4W= 3578.5 cm3M

17、= 78.82t·mQ= 24.52t受力簡圖 （圖十）、AB、縱梁最大彎距Mmax=q2l22/8=623.6t·m單片貝雷片承受彎矩：M=623.6/11=56.69t·mM=78.82t·m滿足要求。、縱梁最大剪力A支點：QmaxB支點：Qmax單片貝雷片容許剪力：A支點：Q=247.38/11=22.49tQ= 24.52tB支點：Q=222.74/11=20.25tQ= 24.52t滿足要求。3、撓度驗算、AB跨12.25m貝雷縱梁最大撓度fmax=5q2l4/(384EI)4/(384x2.1x106x250500x11)=1.68cmf=L

18、/400=1225/400=3.06cmfmaxf滿足規(guī)范要求。、單片貝雷片最不利荷載計算根據(jù)橋的橫斷面圖，在CD跨當中從兩邊向中間數(shù)第二片貝雷片承受正上方的混凝土面積最大，荷載最大，處在最不利荷載位置。如下圖所示：貝雷梁橫斷面圖 （圖十一）其中兩片貝雷各承重:q=（37.86×134.00×2.530.14×11.0533.79×0.337.86×0.15）/15x2.6=(5.411+3.4785+3.865)x2.6=31.45 KN/m10x10cm18槽鋼自重：（1×10.1×10）×2=0.20KN/m

19、貝雷自重：1×11 KN/m各構(gòu)件均布荷載為：0.40+0.75+0.20+1 =2.35 KN/m最大剪力：Qmax= ql/2(31.45+2.35)×12.25/2=207.0Q= 245.2 KN/m滿足要求。最大彎矩：Mmax=ql2/8=(31.45+2.35)x12.252/8= 634.01M=788.2 KN/m滿足要求。最大撓度：fmax=5ql4/(384EI)=5x(31.45+2.35)x12.254/(384x2.1x106x250500)=1.88cmf=L/400=1225/400=3.06cmfmaxf滿足規(guī)范要求。、2I36工字鋼計算當貝

20、雷縱梁產(chǎn)生最大剪力時，對鋼管樁2根I36工字鋼橫梁進行強度驗算。通過對貝雷支架剪力驗算，鋼管樁上的2I36工字鋼完全也可以滿足結(jié)構(gòu)受力要求。工字鋼支在鋼管樁上，跨度很小，產(chǎn)生的彎矩很小，故彎應力不進行驗算。、單樁承載力計算1、立柱鋼管驗算立柱鋼管臨時墩均采用600×8mm鋼管，考慮鋼管為舊料，計算厚度取 6mm。鋼管立柱上下端均與70cm×70cm×0.8cm鋼板連接，連接系最大間距L4m。600×6mm截面特性表規(guī)格每米重量截面積慣性矩回轉(zhuǎn)半徑截面矩彈性模量（mm)(kg/m)A(cm2)I(cm4)i(cm)W(cm3)E(MPa)600×

21、687.9 111.97 49387.2 21.0 1646.2 210000長細比=uL/r=1×400/21=19.0=100，剛度滿足規(guī)范要求。 式中：u桿件長度系數(shù) 取u=1.0 L桿件幾何長度 取L=400cm 壓桿件允許長細比。查表穩(wěn)定系數(shù)=0.97=N/（A）=247.38/5×104/（0.97×111.97×10-4）=42.61MPa<140MPa2、鋼筋混凝土擴大基礎支在鋼筋混凝土擴大基礎上,擴大基礎長×寬×高=1050×200×60cm,底層配12鋼筋,鋼筋間距20cm鋼管最大受力P=

22、247.38/5=494.76KN鋼筋混凝土擴大基礎下為原地面，結(jié)構(gòu)層按60cm計算，按45度擴散角S=10.5×3.2=33.6m2²地基應力: 現(xiàn)狀地基承載力: 100Kpa滿足規(guī)范要求、支架穩(wěn)定性計算由于貝雷支架縱向沒有受到較大動載作用，只有振搗混凝土時才產(chǎn)生較少的側(cè)向力，所以貝雷支架縱向穩(wěn)定性就不必要計算，只需對雷支架橫向穩(wěn)定性進行計算即可。貝雷支架橫向水平推力主要是受到風荷載的作用而產(chǎn)生的，所以要進行水平方向推力的驗算。根據(jù)公路橋涵設計通用規(guī)范JTG D60-2004（P28頁款、P28頁附表A），支架為臨時結(jié)構(gòu)，按1/10頻率計算：基本風速V10=25.7m/s

23、基本風壓W10=0.4KN/ m2r=0.012017e-0.0001z=0.012017e-0.0001×10=0.012Vd=k2k5V10=1.28×1.38×25.7=45.396m/sWd=(rVd2)/(2×g)=(0.012×45.3962) ÷(2×9.81)=1.260KN/m2支架+梁高按2.5米實體計算，則Fwh=K0K1K3WdAwh=0.75×1.7×1.0×1.260×15×2.5=60.2KN滿足要求。二、支架預壓方案1、預壓的目的為檢查地基承載

24、力及支架承受梁體荷載的能力，減少和消除支架產(chǎn)生的非彈性變形、方木間的間隙、地基瞬時沉降等并獲取支架預壓沉降觀測值用來做設置預拱值的參考數(shù)據(jù)。2、加載方法支架搭設完畢、底板模板鋪設完畢之后進行加載預壓。擬采用人工裝滿砂袋，用16t汽車吊吊裝，按要求的位置和高度人工配合堆碼，預壓重量為設計重量的1.2倍。堆碼混凝土預制塊或砂袋的加載方法對現(xiàn)澆箱梁支架進行預壓。預壓分兩級進行，第一級荷載控制在總荷載的2/3左右。第一次加載后，荷載維持一天進行觀測，第二天，進行最后一級荷載加載。最后一級維持時間根據(jù)預壓沉降觀測值確定，每隔12個小時測一次，直至24小時內(nèi)排架變形量不超過設計要求的變形量即可卸載。預壓過

25、程中應對支架沉降進行連續(xù)觀測。3、觀測點設置及觀測頻率3.1根據(jù)受力分析可知在跨中的彎矩最大，因此布點選擇在跨中，每跨布置三點（三點分布在箱梁的中間以及兩側(cè)1/4跨徑處）。3.2沉降觀測頻率每級荷載添加前觀測一次；每級荷載添加完畢觀測一次；荷載的全部已加上后第一天4小時觀測一次，其余每天至少觀測一次；卸載前觀測一次；卸載后觀測一次。3.3觀測注意事項 a.觀測頻率和時間按上述規(guī)定外，可根據(jù)實際情況適當增加。b.箱梁澆注前在底板位置與預壓對應位置設置觀測點，觀測混凝土施工過程中的支架沉降。c.每次觀測得到的數(shù)據(jù)認真記錄在沉降量觀測專用表格內(nèi)。4、數(shù)據(jù)整理分析及預拱度的設置4.1觀測結(jié)束對測量數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)總沉降值和卸載后觀測值計算彈性變形量。根據(jù)試驗所測得的數(shù)據(jù)進行分析，對本工程所設計的預應力現(xiàn)澆箱梁模板支架進砼澆筑時產(chǎn)生的變形進行有效的控制?？梢罁?jù)變形量調(diào)整箱梁的底標高，實現(xiàn)砼澆筑完成后能達到設計所要求的梁底標高。如發(fā)現(xiàn)立柱下沉比較明顯，需對地基處理進行加強。4.2預拱度的設置確定預拱度時考慮下列因素：支架在荷載作用下的總變形量，支架在荷載作用下的彈性壓縮，支架在荷載作用下的非彈性壓縮；箱梁設計反拱度，根據(jù)設計院提供。根據(jù)梁的拱度值線形變化，其它各點的預拱度值，應以中間點為最高值，以梁的