連續(xù)箱梁大橋現(xiàn)澆箱梁合龍支架計算書

1、.青義涪江大橋現(xiàn)澆箱梁合龍支架計算書第一章 工程概況一、工程概況青義涪江大橋設計為78+3×138+78米五跨一聯(lián)的預應力砼連續(xù)梁橋，主墩為空心薄壁墩，基礎為承臺、群樁基礎，橋梁上部結構采用分幅式，橋面凈寬2×16.5米，左、右幅分離5m，橋梁起止樁號為K34+412K34+982，橋梁全長570米，合同工期540天。連續(xù)梁采用單箱單室，三向預應力，箱寬9.1 m，翼板懸臂3.7 m，全寬16.5 m，頂板設置成1.5%單橫坡。箱梁根部高9 m，端部及跨中高3.1 m，箱梁高度采用1.8 次拋物線方式從箱梁根部高9 m變化至端部及跨中高3.1 m；箱梁底板厚度采用2 次拋物

2、線方式，從箱梁根部厚1.25 m變化至端部及跨中厚0.30 m。箱梁混凝土設計強度為C55。連續(xù)箱梁合龍施工包括邊跨現(xiàn)澆段施工、邊跨、次邊跨及中跨合龍段施工，全橋箱梁共有4個邊跨現(xiàn)澆段（21號節(jié)段）、4個邊跨合龍段（20號節(jié)段）及6個中跨合龍段（19號節(jié)段），邊跨現(xiàn)澆段長7.7m，設計混凝土方量為139.67m3，重量約為363.14t，邊跨、次邊跨及中跨合龍段長2.0 m，設計混凝土方量為24.66m3，重量約為64.12t。邊跨現(xiàn)澆段最高墩高為14.5m，采用搭設碗扣式支架進行施工。連續(xù)箱梁合龍，即體系轉換，是控制主梁受力狀態(tài)和線型的關鍵工序，因此合龍順序和工藝都必須嚴格控制。邊、次邊跨、

3、中跨合龍段均采用掛籃底籃系統(tǒng)改作吊架進行合龍施工，全橋分三個合龍階段， 第一階段采用吊架合龍兩岸0、5號墩邊跨，第二階段吊架合龍兩側次中跨（12號墩、34號墩），第三階段合龍中跨（23號墩）。二、設計計算依據(jù)綿陽二環(huán)路三期綿鹽、石馬、青義涪江大橋合同段施工圖公路橋涵設計通用規(guī)范JTGD60-2001公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范JTJ025-86公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ041-2000鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2002鋼結構工程施工及驗收規(guī)范GB50205-95混凝土工程施工及驗收規(guī)范GB50204-92 建筑鋼結構焊接技術規(guī)程JGJ81-200

4、2第二章 結構設計計算一、邊跨現(xiàn)澆段支架驗算1、基本資料邊跨現(xiàn)澆段（21號節(jié)段）位于0號、5號交界墩位置，邊跨現(xiàn)澆段長度7.7m，頂板寬16.5m，底板寬9.1m，梁高為3.15m，一個現(xiàn)澆段砼數(shù)量為139.67m3。其中0號交界墩左、右幅墩高為14.5m，現(xiàn)澆段懸澆長6.04m，5號交界墩左幅墩高8m、右幅墩高為10m，現(xiàn)澆段懸澆長5.77m。由于懸澆段較長，最高墩柱高度為14.5m，根據(jù)施工地形，邊跨現(xiàn)澆段采用搭設碗扣式滿堂支架現(xiàn)澆施工。邊跨段碗扣支架立桿縱、橫向步距為60cm，豎向步距為120cm，頂托上縱向按60cm間距布置10槽鋼或I10工字鋼作為分配梁。由于最高墩柱與最長懸臂位于0

5、號交界墩，支架搭設以0號交界墩邊跨現(xiàn)澆段為例進行方案設計，5號交界墩的支架搭設方案參照此方案進行施工。支架檢算以0號交界墩邊跨現(xiàn)澆段支架進行計算。圖1 邊跨現(xiàn)澆段支架搭設橫橋向布置圖2、荷載計算2.1材料參數(shù)鋼筋砼容重G砼=26kN/m3；彈性模量E鋼=2.05×105Mpa材料容許應力：Q235鋼=140 Mpa，=85 Mpa2.2 荷載組成荷載組合強度計算按照1.05恒載+1.2活載的安全系數(shù)加載，剛度計算按照1.05恒載的安全系數(shù)加載。21號現(xiàn)澆段砼數(shù)量為139.67m3，箱梁頂面寬16.5m，底面寬9.1m，箱梁高3.1m，現(xiàn)澆段長度7.7m，從墩柱外懸澆長6.04m。作用

6、于滿堂支架上的砼荷載主要集中于箱梁外懸端的6.2m段位置，該段砼方量為84.15 m3。邊跨現(xiàn)澆段支架驗算分為兩種工況進行驗算：工況一：邊跨現(xiàn)澆段施工過程中產(chǎn)生的荷載。作用于滿堂支架上的荷載主要有：砼自重荷載、模板荷載、人群、設備及振搗荷載，該工況滿堂支架縱橋向布置12排，橫橋向底板對應布置12排，橫橋向兩側腹板對應布置4排，橫橋向兩側翼緣板對應布置12排。工況二：邊跨現(xiàn)澆段砼澆筑完成后，滿堂支架未拆除，合龍段勁性骨架鎖定完成后，邊跨合龍段施工時產(chǎn)生的荷載。邊跨合龍勁性骨架鎖定完成后，實際上邊跨已經(jīng)合龍完成，梁體在溫度的影響下，通過合龍骨架鎖定連接沿支座自由伸縮，邊跨合龍段施工時產(chǎn)生的荷載能沿

7、合龍骨架及邊跨梁體將荷載傳遞至邊跨支座。由于合龍段吊架錨固于邊跨現(xiàn)澆段梁端0.5m處，工況二驗算時，考慮在最不利荷載組合情況下，邊跨合龍段的1/2砼荷載完全作用于滿堂支架上的最外側梁端0.5m處橫橋向的一排鋼管上，作用于滿堂支架上的荷載主要有：邊跨現(xiàn)澆段砼自重荷載、模板荷載、人群、設備及振搗荷載、合龍段1/2砼荷載，該工況滿堂支架縱橋向布置9排（吊帶錨固現(xiàn)澆段時需拆除3排鋼管支架），橫橋向底板對應布置12排，橫橋向兩側腹板對應布置4排，橫橋向兩側翼緣板對應布置12排。綜上所述，工況二情況下產(chǎn)生的荷載值最大，邊跨現(xiàn)澆段支架驗算按工況二進行驗算。（1）邊跨現(xiàn)澆段箱梁砼荷載(6.2m)表1 邊跨現(xiàn)澆

8、段各部位砼荷載重量一覽表梁段長（m）底 板、頂 板腹 板翼緣板合 計體積(m3)體積(m3)體積(m3)體積(m3)重量(kN)重量(kN)重量(kN)重量(kN)6.240.0423.95720.15384.151041.04622.882523.9782187.9受力構件數(shù)量(根)10836108單根荷載值(Kn)9.639 17.302 4.852 （2）模板荷載(模板平均重量1.5KN/m2)表2邊跨現(xiàn)澆段各部位模板荷載重量一覽表梁段長（m）底 板、頂 板腹 板翼緣板合 計面積(m2)面積(m2)面積(m2)面積(m2)荷載(kN)荷載(kN)荷載(kN)荷載(kN)6.286.862

9、49.6198.4130.29374.4297.6受力構件數(shù)量(根)10836108單根荷載值(Kn)1.206 2.583 0.689 （3）人群、設備及振搗荷載（人群、設備荷載2.0KN/m2，振搗荷載2.0KN/m2）表3 邊跨現(xiàn)澆段各部位人群、設備及振搗荷載荷載重量一覽表梁段長（m）底 板、頂 板腹 板翼緣板合 計面積(m2)面積(m2)面積(m2)面積(m2)荷載(kN)荷載(kN)荷載(kN)荷載(kN)6.244.6411.7845.88102.3178.5647.12183.52409.2受力構件數(shù)量(根)10836108單根荷載值(Kn)1.653 1.309 1.699 （

10、4）邊跨合龍段箱梁1/2砼荷載(2m)，作用最梁端最外側第一排鋼管。表4 邊跨合龍段各部位1/2砼荷載重量一覽表梁段長（m）底 板、頂 板腹 板翼緣板合 計體積(m3)體積(m3)體積(m3)體積(m3)1/2重量(kN)重量(kN)重量(kN)重量(kN)211.027.7725.86824.66143.26101.03676.284320.58受力構件數(shù)量(根)12412單根荷載值(Kn)11.938 25.259 6.357 單肢碗口鋼管支架最大總荷載位于箱梁腹板縱橋向梁端最外側的第一排鋼管處，單肢碗口鋼管支架作用的最大總荷載：F強度=1.05永久荷載+1.2可變荷載=(17.302+2

11、.583+25.259)×1.05+1.309×1.2=48.972 KNF剛度=1.05永久荷載=(17.302+2.583+25.259)×1.05=47.4 KN2.3 地基承載力驗算支架基礎由40cm厚砂礫石換填碾壓成型，面層澆筑20cm厚C20混凝土，支架縱橫間距均為60×60cm，每根鋼管底部地基受力面積為：A0.6×0.60.36m2。N/A=48.972/0.36=136KPa0250KPa，滿足要求。2.4 鋼管壓應力及穩(wěn)定性驗算2.4.1 壓應力驗算支架采用碗扣鋼管48×3.5mm, 鋼管橫截面積為A4.89cm2

12、壓應力N/A48.972×103/（4.89×102）100.147MPa0205MPa，強度滿足要求。2.4.2 穩(wěn)定性驗算：碗口鋼管截面特性值：軸慣性矩I=12.19cm4 ，回轉半徑i=1.58cm，按照兩端均鉸接的形式計算，=1，取L120cm，長細比。壓桿的柔度100，歐拉公式不適用，采用建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范中穩(wěn)定性公式驗算。查建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范附錄C，軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)，單肢立桿允許最大承受壓力：Nmax=×A×0.829×4.89×100×205÷100074.582KN&

13、gt;47.4KN（單肢驗算荷載）穩(wěn)定性滿足要求。3、結論通過以上驗算數(shù)據(jù)結果，均滿足公路橋涵施工技術規(guī)范、建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范等相關規(guī)范及設計要求，本方案現(xiàn)澆支架各結構的強度和剛度、穩(wěn)定性均滿足要求。二、合龍段吊架驗算1、基本資料青義涪江大橋箱梁共有4個邊跨合龍段（20號節(jié)段）及6個中跨合龍段（19號節(jié)段），邊跨、次邊跨及中跨合龍段長2.0 m，設計混凝土方量為24.66m3，重量約為64.12t。邊、次邊跨、中跨合龍段均采用掛籃底籃系統(tǒng)改作吊架進行合龍施工，全橋分三個合龍階段， 第一階段采用吊架合龍兩岸0、5號墩邊跨，第二階段吊架合龍兩側次邊跨（12號墩、34號墩），第三階段合

14、龍中跨（23號墩）。前下橫梁采用2片36b槽鋼焊接成箱型結構，后下橫梁采用2片I45b工字鋼焊接成箱型結構，在前、后下橫梁上布設12根HN396×199×7/11型H型鋼，作為底板、腹板混凝土的承重平臺。前、后下橫梁上各設置4個連接吊點，前、后下橫梁的錨固，是用4根吊帶（160×30mm）和4根32mm精扎螺紋鋼的下端與前、后下橫梁銷接，上端穿過主梁底板和頂板的混凝土預留孔，錨固于合龍段兩側18號節(jié)段的底板和頂板上。外滑梁采用2片36b槽鋼焊接成箱型結構，內(nèi)滑梁采用2片36b槽鋼焊接成箱型結構，作為翼緣板、頂板混凝土的承重平臺。內(nèi)、外滑橫梁上設置連接吊點，用8根3

15、2mm精扎螺紋鋼的下端與內(nèi)、外滑梁銷接，上端穿過主梁翼緣板、頂板的混凝土預留孔，錨固于合龍段兩側18號節(jié)段的翼緣板和頂板上。圖2 合龍段吊架立面圖2、荷載計算2.1材料參數(shù)鋼筋砼容重G砼=26kN/m3；×彈性模量E鋼=2.05×105Mpa材料容許應力：Q235鋼=145 Mpa，=85 Mpa；Q345鋼=200 Mpa，=120 Mpa；JL32精軋螺紋鋼=930Mpa。前下橫梁、后下橫梁、底縱梁、外滑梁、內(nèi)滑梁采用組Q235鋼材，吊帶采用Q345 鋼材，吊桿選用32 精軋螺紋鋼。2.2 荷載組成荷載組合強度計算按照1.05恒載+1.2活載的安全系數(shù)加載，剛度計算按照

16、1.05恒載的安全系數(shù)加載，吊架采用MIDAS軟件進行整體建模計算。圖3合龍段吊架建模3D圖（1）合龍段箱梁砼荷載(2m)表5 合龍段各部位砼荷載重量一覽表梁段長（m）底 板腹 板頂 板翼緣板合 計體積(m3)體積(m3)體積(m3)體積(m3)體積(m3)重量(kN)重量(kN)重量(kN)重量(kN)重量(kN)24.327.7726.75.86824.66112.32202.072174.2152.568641.16受力構件名稱HN39.6HN39.632b36b受力構件數(shù)量(根)4822受力長度(m)2222均布荷載值(Kn/m)14.0412.6343.5538.14（2）模板荷載(

17、模板平均重量1.5KN/m2)表6 合龍段各部位模板荷載重量一覽表梁段長（m）底 板腹 板頂 板翼緣板合 計面積(m2)面積(m2)面積(m2)面積(m2)面積(m2)荷載(kN)荷載(kN)荷載(kN)荷載(kN)荷載(kN)266.2454.7437.2634.5192.7499.3682.1155.8951.75289.11受力構件名稱HN39.6HN39.632b36b節(jié)段模板按4.6m加工制作受力構件數(shù)量(根)4822受力長度(m)4.64.64.64.6均布荷載值(Kn/m)5.42.2316.0755.625（3）人群、設備及振搗荷載（人群、設備荷載2.0KN/m2，振搗荷載2.0KN/m2）表7 合龍段各部位人群、設備及振搗荷載荷載重量一覽表梁段長（m）底 板腹 板頂 板翼緣板合 計面積(m2)面積(m2)面積(m2)面積(m2)面積(m2)荷載(kN)荷載(kN)荷載(kN)荷載(kN)荷載(kN)214.43.81614.84957.615.26