現(xiàn)澆箱梁支架驗(yàn)算

1、大連南部濱海大道工程第三標(biāo)段現(xiàn) 澆 箱 梁 支 架 計(jì) 算 書編制： 審核： 批準(zhǔn)： 中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司南部濱海大道工程第三標(biāo)段項(xiàng)目部2014年1月現(xiàn)澆箱梁支架驗(yàn)算1、基本資料見“南部濱海大道工程淺灘區(qū)和陸地區(qū)的現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)方案”。2、主要計(jì)算依據(jù)1、南部濱海大道工程淺灘區(qū)和陸地區(qū)的現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)方案及施工圖。2、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50017-2003。3、建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ 94-94。4、海港水文規(guī)范 （JTJ 213-98）。5、公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)。6、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB 50009-2001。3、支架結(jié)構(gòu)型式東連接線：A0#

2、A9#、B0#B12#，共計(jì)21跨。東引橋S0#S7#、X0#X8#、A9#(B12#)A13#(B16#)，共計(jì)23跨。東引橋S0#S7#、X0#X7#、A9#(B12#)A12#(B15#)、東連接線A2#A9#、B5#B12#采用鋼管樁立柱與貝雷梁組合的支架體系進(jìn)行現(xiàn)澆施工。東連接線A0#A2#、B0#B3#采用滿堂支架形式現(xiàn)澆施工。4、支架受力檢算4.1滿堂腳手架驗(yàn)算東連接線A0#A2#、B0#B5#采用滿堂支架形式現(xiàn)澆施工。針對(duì)上述7孔現(xiàn)澆梁，以最寬、最重梁A0#A2#斷面進(jìn)行檢算，以此作為施工指導(dǎo)。4.1.1 A0#A2#A0#A2#箱梁截面尺寸如下： A0#A3#箱梁鋼筋總重12

3、2.8t、C50混凝土866m3。A0#A2#箱梁梁寬12.4m、高2.25m為變截面，鋼筋重81.8t、砼量577.4m3。采用碗扣腳手滿堂支架現(xiàn)澆，竹膠合板作底模和側(cè)模。4.1.1.1荷載計(jì)算1）砼自重：A0#A2#箱梁砼總重(砼自重取2.6t/m3 箱梁方量為642m3)共計(jì)642×2.6=1669.2t2）施工荷載（模板、機(jī)具、作業(yè)人員）按0.3t/m2計(jì)，共計(jì)為：60×12.4×0.3=223.2t總荷載1669.2+223.2=1892.4t。4.1.1.2支架設(shè)計(jì)計(jì)算1、支架設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和荷載情況，初步設(shè)計(jì)碗扣支架布置為：中橫梁和端橫梁支架縱、橫

4、方向、腹板下方立桿的間距均為60×60，箱梁翼緣板部位立桿間距按照60cm×90cm梅花型布置，平桿層間距120cm，橫橋向布置393共15列（中橫梁和端橫梁布置3133共19列），縱橋向兩墩28m之間布置（6196）31 排、兩墩30m之間布置（6276）39 排，立桿上下采用可調(diào)絲桿上托和下托，絲桿上頂托內(nèi)順橋向放置一根15×15cm方木，縱向方木上橫向擺放10×10cm方木，方木中心間距為28cm，在方木上釘15mm厚的竹膠板作為現(xiàn)澆箱梁底模。HB碗扣為48×3.5mm鋼管。立桿、橫桿承載性能如下表：立桿橫桿步距（m）允許載荷（KN）橫桿

5、長(zhǎng)度（m）允許集中荷載（KN）允許均布荷載（KN）0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.02、荷載分析計(jì)算1）衡載（砼）：縱橋向根據(jù)箱梁斷面變化，按分段均布荷載考慮，其布置情況如下：縱橋向荷載分布圖橫橋向各斷面荷載分布如下：2）模板荷載：（1）內(nèi)模（包括支撐架）：按q=1.2KN/m2考慮。（2）外模（包括側(cè)模支撐架）：按q=1.2KN/m2考慮。3）施工荷載：因施工時(shí)面積分布廣，需要人員及機(jī)械設(shè)備不多，按q=1.0KN/m2考慮。4）碗扣腳手架及分配梁荷載：按2#墩最高位置且分布間距為60cm×60cm考慮，q=3.

6、77KN/m2。3、模板受力計(jì)算1）荷載計(jì)算（1）箱梁荷載：砼自重G=577.4×26=15013KN，偏安全考慮，取安全系數(shù)r=1.2，以全部重量作用于底板上計(jì)算單位面積壓力F1=G×r÷S=15013×1.2÷(8.4×60) =35.75KN/m2（2）施工荷載：F2=3KN/m2；（3）振搗混凝土產(chǎn)生的荷載：F3=2KN/m2；（4）箱梁芯模：F4=1.5KN/m2；（5）竹膠板：F5=0.1KN/m2；（6）方木：F6=7.5KN/m2；2）底模強(qiáng)度計(jì)算箱梁底模采用高強(qiáng)竹膠板，板厚t=15mm，竹膠板方木背楞間距為280mm

7、，所以驗(yàn)算模板強(qiáng)度采用寬b=280mm平面竹膠板。（1）模板力學(xué)性能彈性模量E=0.1×105MPa；截面慣性矩：I=bh3/12=28×1.53/12=7.875cm4；截面抵抗矩：W= bh2/6=25×1.52/6=10.6cm3；截面積：A=bh=28×1.5=42cm2。（2）模板受力計(jì)算F=F1+F2+F3+F4 =35.75+3+2+1.5 =42.25KN/m2q=F×b=42.25×0.28=11.83KN/m（3）跨中最大彎矩：M=qL2/8 =11.83×0.282/8 =0.116KN·m（

8、4）彎拉應(yīng)力：=M/W =0.116×103/10.6×10-6 =10.95MPa<=11MPa竹膠板板彎應(yīng)力滿足要求。（5）撓度：從竹膠板下方木背楞布置可知，竹膠板可看做多跨等跨連續(xù)梁，按三等跨均布荷載作用連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為：f=0.677qL4/100EI =(0.677×11.83×0.284)/(100×0.1×105×8.44×10-8) =0.58mm<L/400=0.7mm竹膠板撓度滿足要求。綜上，竹膠板受力滿足要求。3）橫梁強(qiáng)度計(jì)算橫梁為10×10cm方木，跨徑為0.

9、6m，中對(duì)中間距為0.28m。截面抵抗矩：W=bh2/6 =0.1×0.12/6 =1.67×10-4m3截面慣性矩：=bh3/12 =0.1×0.13/12 =8.33×10-6m4作用在橫梁上的均布荷載為：q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.28 =(35.75+3+2+1.5+0.1)×0.28 =11.858KN/m跨中最大彎矩：M=qL2/8=11.858×0.62/8 =0.53KN·m落葉松容許抗彎應(yīng)力：=14.5MPa，彈性模量E=11×103MPa。橫梁彎拉應(yīng)力：=M/W =0.5

10、3×103/1.67×10-4 =3.4MPa<=14.5MPa橫梁彎拉應(yīng)力滿足要求。橫梁撓度：f=5qL4/384EI =(5×11.858×0.64)/(384×11×106×8.33×10-6) =0.2mm<L/400=1.5mm橫梁撓度滿足要求。綜上，橫梁強(qiáng)度滿足要求。4）縱梁強(qiáng)度計(jì)算 縱梁為15×15cm方木，跨徑為0.6m，間距為0.6m。截面抵抗矩：W=bh2/6 =0.15×0.152/6 =5.63×10-4m3截面慣性矩：=bh3/12 =0.15&#

11、215;0.153/12 =4.22×10-5m40.6m長(zhǎng)縱梁上承擔(dān)2根橫梁的重量為：0.1×0.1×0.6×7.5×2=0.09KN橫梁施加在縱梁上的均布荷載為：0.09÷0.6=0.15KN/m作用在縱梁上的均布荷載為q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.6+0.15 =(35.75+3+2+1.5+0.1)×0.6+0.15 =25.56KN/m跨中最大彎矩：M=qL2/8=25.56×0.6 2/8 =1.16KN·m落葉松容許抗彎應(yīng)力：=14.5MPa，彈性模量E=11×

12、;103MPa。縱梁彎拉應(yīng)力：=M/W =1.16×103/5.63×10-4 =2.07MPa<=14.5MPa縱梁彎拉應(yīng)力滿足要求?？v梁撓度：f=5qL4/384EI =(5×25.56×0.64)/(384×11×106×4.22×10-5) =0.09mm<L/400=1.5mm縱梁撓度滿足要求。綜上，縱梁強(qiáng)度滿足要求。4、碗扣立桿受力計(jì)算1）在AA斷面底腹板位置，分布荷載q=54.36+1.2+1.2+1.0+3.77=61.53KN/m2碗扣立桿分布按60cm×60cm，橫桿層距按

13、120cm考慮，則單根立桿受力為：N0.6×0.6×61.53=22.2KN<N=30KN2）在BB斷面腹板位置，分布荷載q=58.76+1.2+1.2+1.0+3.77=65.93KN/m2碗扣立桿分布按60cm×60cm，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N0.6×0.6×65.93=23.84KN<N=30KN在BB斷面底板和頂板位置，分布荷載q=13.27+1.2+1.2+1.0+3.77=20.44KN/m2碗扣立桿分布按120cm×120cm梅花錯(cuò)格加密，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N

14、0.84×0.84×20.44=14.5KN<N=30KN3）在CC斷面腹板位置，分布荷載q=58.5+1.2+1.2+1.0+3.77=65.67KN/m2碗扣立桿分布按60cm×60cm，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N0.6×0.6×65.67=23.65KN<N=30KN在CC斷面底板和頂板位置，分布荷載q=26.39+1.2+1.2+1.0+3.77=33.56KN/m2碗扣立桿分布按120cm×120cm梅花錯(cuò)格加密，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N0.84×0.84

15、15;33.56=23.68KN<N=30KN4）翼緣板位置立桿計(jì)算荷載分布：q=7.8+1.2+1.2+1.0+3.77=14.97KN/m2碗扣立桿分布為120cm×120cm，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N1.2×1.2×14.97=21.56KN<N=30 KN經(jīng)以上計(jì)算，立桿均滿足受力要求。5、地基受力計(jì)算由工程地質(zhì)勘察報(bào)告，地基容許承載力N=100KN1）墩頂橫隔板位置：因墩頂橫隔板位于蓋梁和墩兩側(cè)承臺(tái)處，鋼管支撐直接傳遞與承臺(tái)承受，地基是可以滿足受力要求的。2）墩頂腹板加厚段：按BB斷面計(jì)算由上計(jì)算可知，單根立桿承載力為N

16、23.84KN，分布地基受力面積為0.6m×0.6m，則：地基應(yīng)力66.3Kpa<=100 Kpa地基傳力方式如下：3）標(biāo)準(zhǔn)斷面段：按BB斷面計(jì)算由上計(jì)算可知，單根立桿承載力為N14.5KN，分布地基受力面積為0.8m×0.8m，則：地基應(yīng)力22.7Kpa<=100 Kpa地基傳力方式如下：4）翼緣板位置： 由上計(jì)算可知，單根立桿承載力為N21.56KN，分布地基受力面積為0.8m×0.8m，則：地基應(yīng)力33.7Kpa<=100 Kpa地基傳力方式如下：6、腳手架部分支架預(yù)留沉落量計(jì)算塑性變形：腳手架塑性變形主要發(fā)生在結(jié)點(diǎn)處的縫隙壓縮值，本腳手架

17、各接縫間接縫壓縮值： 木木結(jié)點(diǎn)：1.5mm 木木結(jié)點(diǎn)：1.5mm 木鋼結(jié)點(diǎn)：1mm 鋼鋼結(jié)點(diǎn)：1mm 鋼鋼結(jié)點(diǎn)：1mm 鋼木結(jié)點(diǎn)：1mm 木土結(jié)點(diǎn)：1mm結(jié)點(diǎn)壓縮總值=1.5+1.5+1+1+1+1+1=8mm地基沉降量：地基沉降與地基土密實(shí)程度、及土基含水率、及土的天然空隙及土的性質(zhì)有關(guān)，因該橋處地質(zhì)情況沒(méi)有詳細(xì)資料，故只能估算其值為2mm，以連續(xù)3天無(wú)明顯沉降作為地基沉降完成的標(biāo)志，完成后不反彈，屬塑性變形。壓桿彈性變形：壓桿按照最大受力計(jì)算，則N=30KN取沖擊系數(shù)1.05，E=2.1×105MpaA=（0.0482-0.0412）/4=4.9×10-4m2=NEAL

18、=30×103×1.052.1×105×106×4.9×10-4×1.2=0.37mm該項(xiàng)目可略去不計(jì)。梁體撓度值：設(shè)計(jì)未要求設(shè)置撓度值。支架抬高值應(yīng)由下式計(jì)算：腳手架塑性變形地基沉降量梁體撓度值4.2鋼管貝雷梁支架驗(yàn)算東引橋S0#S7#、X0#X7#、A9#(B12#)A12#(B15#)、東連接線A2#A9#、B5#B12#采用鋼管樁立柱與貝雷梁組合的支架體系進(jìn)行現(xiàn)澆施工。針對(duì)上述梁跨形式，分別對(duì)S線、X線、A匝道、B匝道的現(xiàn)澆梁進(jìn)行受力分析，具體如下：4.2.1 S線單層現(xiàn)澆梁1、支架總體布置S線單層采用單箱三室結(jié)構(gòu)，

19、現(xiàn)澆梁采用少支架法施工，貝雷梁柱式支架的總體布置見下圖所示。 鋼管貝雷梁支架結(jié)構(gòu)主要由鋼管立柱、工字鋼橫梁、貝雷片縱梁、分配梁組成。支架結(jié)構(gòu)傳力途徑為:模板-方木-橫梁分配梁-貝雷片縱梁-工字鋼橫梁-鋼管立柱-巖石地基。2、荷載計(jì)算箱梁標(biāo)準(zhǔn)截面梁高2.25m，底板寬11.25m，頂板寬15.25m?？紤]到支架最高達(dá)30m，為簡(jiǎn)化計(jì)算，確保安全，假定箱梁縱向?yàn)橐痪己奢d，跨中橫隔梁按集中荷載考慮。S0#S7#箱梁截面尺寸為：施工荷載主要由鋼筋混凝土自重q1，模板自重q2，貝雷片自重q3，施工荷載q4構(gòu)成。鋼筋混凝土密度采用26kN/m3，沖擊系數(shù)取1.1，箱梁標(biāo)準(zhǔn)截面面積11.14m2。截面均布

20、荷載q1=1.1×26×11.14=318.604KN/m；跨中橫隔梁混凝土體積為10m3，集中荷載P=1.1×26×10=260KN；模板自重包括竹膠板、方木（內(nèi)模及支架、外膜）合計(jì)取q=2.4KN/m2，截面均布荷載q2=2.4×(15.25+2.4×2)=47.52KN/m；貝雷片每片每延米取1KN/m(包括支撐架等附屬物),貝雷片按18排布置, 截面均布荷載q3=1×18=18KN/m。施工荷載取4KN/m2，頂板寬度15.25m，則截面均布荷載q4=4×15.25=61 KN/m。支架承受的截面總荷載q=

21、q1+q2+q3+q4=445.124KN/m。3、貝雷梁的布置與驗(yàn)算貝雷片采用國(guó)產(chǎn)“321”公路鋼橋桁架,縱向根據(jù)箱梁跨度分5跨布置，44.5m跨度按10.5m+4m+10.6m+4m+10.5m(蓋梁寬3.4m)布置。橫向截面布置根據(jù)箱梁具體結(jié)構(gòu)布置，每個(gè)腹板下采用間距為450mm雙排單層貝雷片，每個(gè)底板下采用間距為900mm雙排單層貝雷片,兩側(cè)翼板下采用間距為900mm雙排單層貝雷片，見下圖所示。貝雷片縱向每3m上下都用10號(hào)槽鋼作為橫向聯(lián)系，用U形卡扣扣住,把貝雷片聯(lián)成整體，使每排貝雷片受力較為均衡?？紤]到截面橫向的不均勻,每一排貝雷片受力情況也不一樣, 兩側(cè)翼板下的貝雷片受力相對(duì)較小

22、。經(jīng)過(guò)分析,翼板下貝雷片受力大約為底板下貝雷片所受力的一半,考慮模板、方木以及橫向聯(lián)系能起到一部分分散荷載作用,所以只取16排貝雷片進(jìn)行驗(yàn)算, 并且要求滿足安全系數(shù)在1.3以上,貝雷片整體能承受的最大彎矩M=788.2×16/1.3=9700.9kN·m，最大剪力Q=248.2×16/1.3=3054.8kN。取44.5m跨度進(jìn)行驗(yàn)算,計(jì)算簡(jiǎn)圖見下圖所示。用力矩分配法可計(jì)算出最大彎矩Mmax=4438.32KN·m，位置在B、C支座處；最大剪力Qmax=2992.9KN，位置在B支座左側(cè)和E支座右側(cè)，由于Mmax<M，Qmax<Q，貝雷片強(qiáng)度

23、滿足要求。因貝雷片每節(jié)結(jié)構(gòu)形式相同，可看作勻質(zhì)梁，并以簡(jiǎn)支梁模型驗(yàn)算，最大撓度為：貝雷梁彈性撓度可近似按下式計(jì)算：上式中： 0.7m為貝雷梁的半高度，即上下弦桿中心距離的一半。貝雷梁撓度滿足要求。4、鋼管柱及工字鋼橫梁布置與驗(yàn)算鋼管柱采用直徑為630mm、壁厚為10mm的Q235螺旋焊管，鋼管接長(zhǎng)采用焊接，縱向按以上貝雷片跨度布置，鋼管橫向布置在腹板下，組成排柱式墩，柱頂設(shè)置4排I36b的工字鋼，柱底為強(qiáng)風(fēng)化巖石面。如下圖所示： 根據(jù)上述貝雷梁的受力計(jì)算可得，鋼管處的支座反力為4158.2KN。底板每排貝雷梁集中力為：P=4158.2/16=259.89KN翼緣板下每排貝雷梁集中力為：P=25

24、9.89/2=129.95KN計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示： 截面為 普工36b 截面Ix = 1.66e+008 mm4 截面Wx = 922222 mm3 面積矩Sx = 537017 mm3 腹板總厚 12 mm 塑性發(fā)展系數(shù) x = 1.05 整體穩(wěn)定系數(shù) b = 0.6 由最大壁厚 15.8 mm 得： 截面抗拉抗壓抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 215 MPa 截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fv = 125 MPa第 1 跨計(jì)算結(jié)果： 跨度為 1.125 M 剪力范圍為 -98.3559-3.78993e-006 KN 彎矩范圍為 2.70117e-006-51.6701 KN.M 最大撓度為 0.69439

25、1 mm (撓跨比為 1/1620) 由 Vmax x Sx / (Ix x Tw) 得 計(jì)算得最大剪應(yīng)力為 26.5155 MPa 滿足! 由 Mx / (x x Wx) 得 計(jì)算得強(qiáng)度應(yīng)力為 53.3598 MPa 滿足! 由 Mx / (b x Wx) 得 計(jì)算得穩(wěn)定應(yīng)力為 93.3797 MPa 滿足!第 2 跨計(jì)算結(jié)果： 跨度為 3.1875 M 剪力范圍為 -145.541-116.889 KN 彎矩范圍為 -20.8412-95.7102 KN.M 最大撓度為 0.177499 mm (撓跨比為 1/17957) 由 Vmax x Sx / (Ix x Tw) 得 計(jì)算得最大剪應(yīng)

26、力為 39.236 MPa 滿足! 由 Mx / (x x Wx) 得 計(jì)算得強(qiáng)度應(yīng)力為 98.8401 MPa 滿足! 由 Mx / (b x Wx) 得 計(jì)算得穩(wěn)定應(yīng)力為 172.97 MPa 滿足!第 3 跨計(jì)算結(jié)果： 跨度為 4.325 M 剪力范圍為 -164.394-163.912 KN 彎矩范圍為 -74.1517-95.7102 KN.M 最大撓度為 2.8063 mm (撓跨比為 1/1541) 由 Vmax x Sx / (Ix x Tw) 得 計(jì)算得最大剪應(yīng)力為 44.3185 MPa 滿足! 由 Mx / (x x Wx) 得 計(jì)算得強(qiáng)度應(yīng)力為 98.8401 MPa 滿足! 由 Mx / (b x Wx) 得 計(jì)算得穩(wěn)定應(yīng)力為 172.97 MPa 滿足!第 4 跨計(jì)算結(jié)果： 跨度為 3.1875 M 剪力范圍為 -120.129-142.301 KN 彎矩范圍為 -21.1021-95.1285 KN.M 最大撓度為 0.185513 mm (撓跨比為 1/17182) 由 Vmax x Sx / (I