鋼管立柱計(jì)算

1、30+50+30m連續(xù)梁支架（鋼管立柱部分）計(jì)算書一、跨西環(huán)鐵路鋼管立柱支架方案介紹在連續(xù)梁主跨跨越西環(huán)鐵路處設(shè)置鋼管承重立柱+縱向貝雷桁架梁（兩跨24m+橫向分配梁的結(jié)構(gòu)模式，支架搭設(shè)完成后門洞通行凈空為5.6m（既有線要求最小通行凈空5.6m）,整體支架布置詳見附圖全跨度碗扣支架及鋼管立柱貝雷支架布置立面圖。1.立柱基礎(chǔ)中間一排設(shè)置長度19m寬度1.2m,高度1m鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)位于西環(huán)鐵路路基中心；兩側(cè)設(shè)置1.20m樁基礎(chǔ)，樁頂設(shè)置混凝土條形基礎(chǔ)（19m*1.2*1m）系梁，大里程側(cè)每條條形基礎(chǔ)下布置4根樁，間距3.7m,單根樁長12m采用旋挖鉆成孔，小里程側(cè)每條條形基礎(chǔ)下布置5

2、根樁，間距2.85m,單根樁長8m,因承臺基坑開挖后，旋挖鉆無法施工，此處樁基采用人工挖孔成孔。條形基礎(chǔ)采用C35鋼筋混凝土，底層鋼筋采用16HRB400I岡筋,間距10cm，側(cè)面及頂面采用12HRB400鋼筋網(wǎng)，間距15cmi在鋼管立柱對應(yīng)位置處預(yù)埋2cm厚1m*1mt岡板。2 .鋼管立柱鋼管立柱采用630mm10mnff度螺旋鋼管，鋼管之間采用10號梢鋼連接為整體，立柱底端與基礎(chǔ)連接處設(shè)置2cm厚1m*1Hi板，立柱頂端設(shè)置三拼40a工字鋼橫梁。3 .貝雷桁架梁單幅連續(xù)梁布置單層18排加強(qiáng)貝雷桁架梁并采用90cm花窗將兩排貝雷片連接為整體，在貝雷桁架梁上橫向鋪設(shè)20a工字鋼分配梁，間距60

3、cmi工字鋼上縱向鋪設(shè)10號梢鋼，間距60cm（詳見中鋼管立柱處支架橫截面布置圖）。4 .貝雷桁架梁上碗扣支架在貝雷桁架梁上布置滿堂式碗扣支架，48X3.5mm碗扣立桿、橫桿、斜撐桿、可調(diào)節(jié)頂托、10cmx15cm木方做縱向分配梁，直接鋪設(shè)在支架頂部的可調(diào)節(jié)頂托上，縱向分配梁上再鋪設(shè)橫向分配梁，連續(xù)箱梁底模板采用竹膠模板，后背10cmx10cm木方，然后直接鋪裝在10cmx15cm方木縱向分配梁上進(jìn)行連接固定。根據(jù)連續(xù)箱梁施工技術(shù)要求、荷載重量、荷載分布狀況、地基承載力情況等技術(shù)指標(biāo)，通過滿堂碗扣支架計(jì)算確定，貝雷桁架梁上碗扣鋼管布置：立桿橫縱間距60cm,橫桿間距60cm,支架在橋縱向每30

4、0cm間距設(shè)置剪刀撐，滿足承載力要求，此處不再驗(yàn)算，此處驗(yàn)算鋼管立柱支架穩(wěn)定性。二、荷載分析1 .施工人員、機(jī)械、材料荷載：P1=2.5KN/mi2 .混凝土沖擊及振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載：P2=2.5KN/m23 .梁體鋼筋混凝土截面自重荷載：跨西環(huán)鐵路最大截面高度為2.35m,截面積為12.5224m范圍內(nèi)硅體積300.48方，總重為：7812.48KN。其中：2a翼緣板處：R1=10.26KN/m2b腹板處：取最局截面(2.35m)處P32=61.1KN/mc底板處：P33=16.64KN/M注：混凝土截面自重以最厚處截面，視作等截面計(jì)算。4 .模板、支架自重荷載、貝雷桁架梁上碗扣荷載：P

5、1=2.15KN/m25 .貝雷桁架梁自重：單片12mP=(4X275+4X25+4X80)X10=15.2KN6.貝雷桁架梁受力驗(yàn)算a.底板及腹板下方：貝雷桁架梁2跨24m單跨12m視作兩等跨連續(xù)梁。其上分布均布荷載，翼緣板處荷載由其下方4片貝雷桁架梁承擔(dān)，腹板及底板處荷載由其下方14片貝雷桁架梁承擔(dān)，經(jīng)換算作用在單片貝雷桁架梁上的硅荷載均布荷載為19.39KN/m。P3=(7812.48-10.26X2.63X2X24)/(24X14)=19.39KN/m單片梁上均布力：Q布=1.4(2.5+2.5)X9.36/14+(15.2/12)X1.2+1.2(2.15X9.36/14+19.39

6、)=31.2KN/m根據(jù)路橋施工計(jì)算手冊中附表2-8可知，中間鋼管立柱處彎矩最大，即：MU=0.125QL2=0.125X31.2X122允=1687.5KN.m滿足要求；中間鋼管立柱處剪力最大，即：CU=0.625QL=0.625X31.2乂12=234KN<Q=245.2KN滿足要求。b.翼緣板下方，計(jì)算過程同a,經(jīng)計(jì)算得：P3=(10.26X2.63)/2=13.5KN/m單片梁上均布力：Q布=1.4(2.5+2.5)X2.63/2+(15.2/12)X1.2+1.2(2.15X2.63/2+13.5)=30.31KN/m根據(jù)路橋施工計(jì)算手冊中附表2-8可知，中間鋼管立柱處彎矩最大

7、，即：Mk=0.125QL2=0.125X30.31乂122允=1687.5KN.m滿足要求；中間鋼管立柱處剪力最大，即：Qna>=0.625QL=0.625X30.31乂12=227.32KN<Q允=245.2KN.滿足要求。7 .貝雷桁架梁下橫向分配梁驗(yàn)算根據(jù)貝雷桁架梁受力分析及計(jì)算，中間一排鋼管立柱上工字鋼受力最大，工字鋼有效長度為16.6m,作用在橫梁上的總荷載為：1總=(227.32X2X2+234X2X14)=7641.28KN根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，作用力主要集中在7個支點(diǎn)處，采用三拼40a工字鋼為橫梁，按照均布荷載計(jì)算，換算均布力為：460.3KN/m。按照簡支梁考慮，跨度為

8、2.68m。則最大彎矩為：Max=0.125X460.3X2.68X2.68=413.25KN.m最大剪力為：Qax=0.5X460.3X2.68=616.802KN查型鋼表得140a截面特性:d=10.5mmI=21714cm4,W=1085cms=631cm3,E=2.1X105MPa(按三拼計(jì)算)抗彎強(qiáng)度：o=M/W=413.25/3X1085X103=126.9MPa<(r=145MPa滿足要求?？辜魪?qiáng)度：r=QS/2dI=616802X631x103/(3X10.5X21714x104)=56.9MPa<p=85MPq滿足要求。8 .鋼管立柱受力計(jì)算，鋼管立柱選用630,

9、壁厚10mmi勺A3鋼材，根據(jù)整體受力分析，中排鋼管立柱受力最大，長度按8m計(jì)算：A=3.14*(0.3152-0.3052)=19468mm2i=1/2*(6302+6102)1/2=439入=l/i=8000/439=18.22查¥=0.952,由，F(xiàn)=(227.32X2X4+234X2X14)=7641.28KN抗壓強(qiáng)度9算：g=F/A=7641280/19468=392.5MPa單排共7根鋼管立柱，每根承受392.5/7=56.07Mpa<=140MPq滿足要求。穩(wěn)定性驗(yàn)算：(T=F/WA=6783219/0.952/19468=412.29MPa單排共7根鋼管立柱，每

10、根承受412.29/7=58.89Mpa<(r=140MPa滿足要求。9 .地基承載力驗(yàn)算鋼管立柱下設(shè)置條形鋼筋混凝土基礎(chǔ)，尺寸為19$1.2mx1m與地基接觸面積為19X1,2=22.8itf,承受壓應(yīng)力為：g=7641.28/22.8=335.14kpa中間一排鋼管立柱基礎(chǔ)在路基基床底層上，地基系數(shù)要求大于150MPa根據(jù)文獻(xiàn)路基系數(shù)與容許承載力的探討中經(jīng)驗(yàn)公式換算：G地=0.0024K30+0.015=0.0024x150000+0.015=360kpa地基承載力為：360kpa,滿足要求。查路橋施工計(jì)算手冊“碎石土的容許承載力”表11-18可得中密碎石土的承載力為500-800k

11、pa,滿足要求?？紤]路基實(shí)際的安全性，需對該處路基進(jìn)行詳細(xì)檢測，合格后進(jìn)行條形基礎(chǔ)施工。兩側(cè)2排鋼管立柱基礎(chǔ)位于西環(huán)鐵路路基以外，基礎(chǔ)位置為粉質(zhì)粘土，查路橋施工計(jì)算手冊表11-15可得粘性土的承載力為140kpa,小于335.14kpa,所以地基需要處理。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，大里程側(cè)條形基礎(chǔ)下設(shè)置4根1.20m樁基礎(chǔ)，樁長12m間距3.7m,小里程側(cè)條形基礎(chǔ)下設(shè)置5根1.20m樁基礎(chǔ)，樁長8m間距2.85m。根據(jù)橋梁計(jì)算手冊，單樁承載力Ra=Q+Qk=ib12qsiali+qpaApQk-單樁總側(cè)阻力特征值Qk-單樁總端阻力特征值Up-樁身周長qsia-樁側(cè)第i層土的側(cè)阻力特征值li-樁穿越第i層土的厚度根據(jù)基礎(chǔ)受力情況，其單樁總端阻力較小，因此只考慮單樁總側(cè)阻力特征值。地質(zhì)情況描述如下，（根據(jù)龍沐灣大道上跨西環(huán)鐵路高架橋工程施工圖設(shè)計(jì)，第五冊中對地質(zhì)描述及實(shí)驗(yàn)，管樁穿越地層液性指數(shù)小于0.5,查詢路橋施工計(jì)算手冊表11-58"）地層0-9m,為粉質(zhì)粘土，qsia取60kpa,9-12m,為粉細(xì)砂，qsia取35kpa大里程側(cè)：Ra=1