1104德大跨248省道32-48-32m大橋支架檢算報告

1驗算依據(jù)《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結(jié)構設計規(guī)范》（《鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范》（《建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范》（《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》（JGJ130-2001）《混凝土結(jié)構設計規(guī)范》（GB50010-2002）《建筑結(jié)構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)《鋼結(jié)構設計規(guī)范》(GB50017-2003)《32+48+32m預應力混凝土連續(xù)梁施工圖》《32+48+32m預應力混凝土連續(xù)梁支架現(xiàn)澆施工方案》2檢算荷載2.1分項荷載根據(jù)《建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范》相關規(guī)定取值。（1）箱梁自重箱梁混凝土容重26kN/m3。（2）腳手架附屬設備等自重6.18計算，橫桿按照5.57計算，橫桿按照13層計算。（3）施工活荷載1）施工人員、施工料具、運輸荷載，按2.0kN/m2計；2水平模板的砼振搗荷載，按2.0kN/m2計；3傾倒混凝土沖擊荷載，按2.0kN/m2計；（4）水平風荷載式中：0.4kN/m2由于風荷載較小，在檢算時僅組合活載和結(jié)構自重荷載。2.2荷載組合腹板下支架：：=1.2×永久荷載+1.4×活荷載=1.2×7.50+1.4×6.0=17.40腹板下支架：：=1.2×永久荷載+1.4×活荷載=1.2×4.90+1.4×6.0=14.28底板下支架：：=1.2×永久荷載+1.4×活荷載=1.2×3.90+1.4×6.0=13.08翼緣板下支架：：=1.2×永久荷載+1.4×活荷載=1.2×2.51+1.4×6.0=11.413立桿豎向承載力驗算3.1梁端部支架立桿荷載分析3.1.1底板下立桿荷載分析（1）橫桿步距0.6m處立桿檢算底板下碗扣立桿分布60cm（橫向）×90cm（縱向），頂板厚度34cm，底板厚度50cm，橫桿層距60底板下支架單根立桿承受的混凝土荷載為：=0.6×0.9×（0.34+0.50）×26.5=12.02kN；計入活載、模板、碗扣支架自重及分項系數(shù)后立桿軸力：=1.2×12.02+13.08×0.60×0.90=21.48kN；根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》（2001）表5.3.3，橫桿步距1.2m，長細比的計算公式為：式中：—計算長度附加系數(shù)，取1.155；根據(jù)經(jīng)驗，取1.50。滿足《建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范》5.1.8條規(guī)定,≤250。立桿軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)：=0.793；立桿應力為：=21.48/489/10-3=43.9MPa<=0.793×140=111.02MPa，底板下立桿強度及穩(wěn)定滿足要求。（2）橫桿步距1.2m處立桿檢算底板下碗扣立桿分布60cm（橫向）×90cm（縱向），頂板厚度34cm，底板厚度30cm，橫桿層距12底板下支架單根立桿承受的混凝土荷載為：=0.6×0.9×（0.34+0.30）×26.5=9.16kN；計入活載、模板、碗扣支架自重及分項系數(shù)后立桿軸力：=1.2×9.16+13.08×0.60×0.90=18.06kN；根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》（2001）表5.3.3，橫桿步距1.2m，長細比的計算公式為：式中：—計算長度附加系數(shù)，取1.155；根據(jù)經(jīng)驗，取1.50。滿足《建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范》5.1.8條規(guī)定,≤250。立桿軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)：=0.386；立桿應力為：=18.06/489/10-3=36.9MPa<=0.386×140=54.04MPa，底板下立桿強度及穩(wěn)定滿足要求。3.1.2腹板下立桿檢算（1）橫桿步距0.6m處立桿檢算碗扣立桿分布60cm（橫向）×90cm（縱向），橫桿層距(即立桿步距)60cm。距中墩中心線1.5m處梁高3.60m，腹板厚度0.60m。忽略模板對澆筑混凝土荷載時的分散作用，計算按照腹板的所有荷載由腹板下0.60m寬度范圍內(nèi)的支架承擔。在腹板下0.60m范圍內(nèi)布置兩排支架，計算按照此兩排支架均勻承擔腹板的重量。腹板下單根立桿承受的混凝土荷載為：0.3×0.9×3.60×26.5+12.02/2=31.77kN；計入活載、模板、碗扣支架自重及分項系數(shù)后立桿軸力：=1.2×31.77+14.28×0.60×0.90=47.64kN；立桿應力為：=47.64/489/10-6=97.42×103kPa=97.42MPa<=0.793×140=111.02MPa，腹板下立桿強度及穩(wěn)定滿足要求。但安全儲備較低，需將腹板下立桿間距改為0.3×0.90m，修改后滿足強度要求。修改為0.30×0.90m后，立桿軸力為：1.2×（0.2×0.9×3.60×26.5+12.02/2）+17.40×0.30×0.90=32.52；立桿應力為：=32.52/489/10-6=66.50×103kPa=66.50MPa<=0.793×140=111.02MPa。強度及穩(wěn)定性滿足要求。（2）橫桿步距1.2m處立桿檢算碗扣立桿分布60cm（橫向）×90cm（縱向），橫桿層距(即立桿步距)120cm。橫桿步距1.20m處梁高按照2.60m計算，腹板厚度0.40m。忽略模板對澆筑混凝土荷載時的分散作用，計算按照腹板的所有荷載由腹板下0.40m寬度范圍內(nèi)的支架承擔。在腹板下0.40m范圍內(nèi)布置兩排支架，計算按照單排支架承擔0.30m范圍內(nèi)腹板的重量。腹板下單根立桿承受的混凝土荷載為：0.3×0.9×2.60×26.5+9.16/2=23.18kN；計入活載、模板、碗扣支架自重及分項系數(shù)后立桿軸力：=1.2×23.18+14.28×0.60×0.90=35.52kN；立桿應力為：=35.52/489/10-6=72.64×103kPa=72.64MPa>=0.386×140=54.04MPa，腹板下立桿強度及穩(wěn)定性不滿足要求。需將腹板下立桿間距改為0.3×0.90m，修改后滿足強度要求，且有一定的安全儲備。修改為0.30×0.90m后，立桿軸力為：1.2×（0.2×0.9×2.60×26.5+9.16/2）+17.40×0.30×0.90=25.07；立桿應力為：=25.07/489/10-6=51.26×103kPa=51.26MPa<=0.793×140=111.02MPa。強度及穩(wěn)定性滿足要求。3.2梁中部支架立桿荷載分析（1）梁中部腹板下立桿荷載分析碗扣立桿分布30cm（橫向）×60cm（縱向），橫桿層距(即立桿步距)120cm梁中部斜腹板0.67m厚，梁高3.25m腹板處混凝土荷載，1m長度范圍內(nèi)腹板下1.2m范圍內(nèi)0.9m×0.3m支架承擔的混凝土重量：（0.67×3.25×1.0+0.53×0.838×1.0）×26=腹板下支架1.2m范圍內(nèi)由混凝土自重產(chǎn)生的支架上的均布荷載為：68.16/1.2/1.0=56.80kN/m2。則作用在腹板下1.2m寬度范圍內(nèi)的支架均布荷載為1.2×56.80+16.48=84.64kN/m2；則腹板下單根立桿承受的荷載為：83.02×0.3×0.6=15.23kN；立桿應力為：=15.23/489/10-3=31.2MPa<=0.744×140=104.16MPa，腹板下立桿強度及穩(wěn)定滿足要求。（2）梁中部底板下立桿荷載分析碗扣立桿分布60cm（橫向）×90cm（縱向），橫桿層距(即立桿步距)120cm作用在梁底模上的荷載包括梁體自身荷載（混凝土、鋼筋、鋼絞線）、施工荷載，底模采用高強竹膠板，各附屬部分重量已考慮。作用在每孔梁底模上的荷載：由混凝土、鋼筋重量產(chǎn)生的底模均布荷載集度為：10×[（1411m3×2.6+59.98+16.6+278.9）-1.193×2×113.3×2.6]/113.3/5.4=54.28kN/m底板范圍內(nèi)的支架均布荷載為：1.2×54.28+12.64=77.78kN/m2底板下支架單根立桿承受的荷載為：77.78×0.6×0.6=28.0kN立桿應力為：=28.0/489/10-3=57.3MPa<=0.744×140=104.16MPa，底板下立桿強度及穩(wěn)定滿足要求。（3）翼緣板下立桿荷載分析碗扣立桿分布90cm（橫向）×60cm（縱向），橫桿層距(即立桿步距)翼緣板下I部分面積為1.193m2，由結(jié)構自重產(chǎn)生的底模均布荷載集度為：1.193×1.0×26/2.65/1=11.70kN/m翼緣板范圍內(nèi)的支架均布荷載為：1.2×11.70+10.99=25.03kN/m2翼緣板下支架每根豎桿承受的荷載為：25.03×0.9×0.6=13.52kN立桿應力為：=13.52/489/10-3=27.6MPa<=0.744×140=104.16MPa，翼緣板下立桿強度及穩(wěn)定滿足要求。4梁底模板及枋木檢算4.1梁底模板1.5cm厚竹膠板，規(guī)格：彈性模量：縱向、橫向彎曲強度：縱向、橫向竹膠板釘在橫向枋木上，橫向枋木高10cm，寬5cm，縱向凈間距腹板下7.5cm（枋木中心距0.125m），底板下20cm（枋木中心距0.25m）。（1）腹板下模板腹板作用在竹膠板上的均布荷載：1.2×3.60×26.5+1.4×6.0=122.88kN/m2。竹膠板釘在枋木上，可近視認為竹膠板與枋木剛結(jié)，凈跨徑5cm，取長度方向1m條帶進行計算，由于竹膠板較薄，近似簡化為簡支梁來計算：最大彎矩：=（122.88×0.0752/8）=0.1152kN·m最大剪力：=（122.88×0.075）/2=4.608kN最大彎曲應力：=0.1152/（3.75×10-5）=3072kPa=3.072MPa<=55MPa最大剪應力：=4.608/1.0/0.015=307.2kPa=0.3072MPa<=2.0MPa竹膠板最大變形：=5×122.88×0.0754/384/6.5/106/2.8125/10-7=2.77×10-5m=0.0277mm<===0.25mm腹板下竹膠板的彎曲應力、剪應力及變形均滿足要求。（2）底板下竹膠板底板下竹膠板上的均布荷載：1.2×（0.34+0.50）×26.5+1.4×6.0=35.11kN/m2。最大彎矩：=（35.11×0.202/8）=0.1756kN·m最大剪力：=（122.88×0.20）/2=12.29kN最大彎曲應力：=0.1756/（3.75×10-5）=4682kPa=4.682MPa<=80MPa最大剪應力：=12.29/1.0/0.015=819kPa=0.819MPa<=2.0MPa竹膠板最大變形：=5×35.11×0.204/384/6.5/106/2.8125/10-7=4.00×10-4m=0.400mm<===0.50mm底板下竹膠板的彎曲應力、剪應力及變形均滿足要求。4.2橫向枋木橫向枋木跨度腹板下為0.30m，底板下跨度為0.60m。（1）腹板下橫向枋木（枋木間距0.125m）作用在腹板下橫向枋木上的均布荷載：=（1.2×3.60×26.5+1.4×6.0）×0.125=15.36kN/m2；橫向枋木（寬5cm×高10cm）的截面特性：彈性模量：，容許彎曲應力，容許剪應力：將橫向枋木簡化為3跨連續(xù)梁（跨度0.3+0.3+0.6m）模型進行計算，計算利用有限元程序ANSYS進行。橫向枋木計算結(jié)果如圖2所示。(a)彎矩圖(b)剪力圖(c)豎向位移圖(d)上緣應力圖(e)下緣應力圖圖2橫向枋木計算結(jié)果最大彎曲應力：=3963kPa=3.96MPa<=13MPa最大剪應力：=1.5×3.447/0.05/0.10=1034kPa=1.034MPa<=2MPa橫向枋木最大變形：0.205mm<===0.75mm橫向枋木的彎曲應力、剪應力及變形均滿足要求。（2）底板下橫向枋木（枋木間距0.25m）作用在腹板下橫向枋木上的均布荷載：=（1.2×0.84×26.5+1.4×6.0）×0.250+1.2×2.0×0.25=9.38kN/m2；將橫向枋木簡化為3跨連續(xù)梁（跨度0.6+0.6+0.6m）模型進行計算，計算利用有限元程序ANSYS進行。橫向枋木計算結(jié)果如圖3所示。(a)彎矩圖(b)剪力圖(c)豎向位移圖(d)上緣應力圖(e)下緣應力圖圖3橫向枋木計算結(jié)果最大彎曲應力：=4059kPa=4.059MPa<=13MPa最大剪應力：=1.5×3.377/0.05/0.10=1013kPa=1.013MPa<=2MPa底板下橫向枋木最大變形：0.201mm<===1.50mm底板下橫向枋木的彎曲應力、剪應力及變形均滿足要求。4.3縱向枋木腹板下橫向枋木傳遞到縱向枋木的最大荷載為6.81kN，底板下橫向枋木傳遞到縱向枋木的最大荷載為6.19kN，選擇腹板下縱向枋木（寬10cm×高15cm）進行檢算，縱向枋木承受由橫向枋木傳遞過來的荷載，橫向枋木對縱向枋木的荷載為集中壓力?？v向枋木（寬10cm×高15cm簡化為3跨連續(xù)梁來計算。縱向枋木計算結(jié)果如圖4所示。(a)彎矩圖(b)剪力圖(c)豎向位移圖(d)上緣應力圖(e)下緣應力圖圖4縱向枋木計算結(jié)果最大彎曲應力：=7712kPa=7.71MPa<=13MPa最大剪應力：=1.5×20.867/0.10/0.15=2086kPa=2.09MPa>=2MPa，但不超過5%，滿足工程需要?？v梁枋木最大變形：0.577mm<===1.5mm縱向枋木的彎曲應力、剪應力及變形均滿足要求。5基礎檢算支架基礎范圍內(nèi)在填筑前首先挖除地表回填土及地表100cm厚腐植土，基底采用自重18噸壓路機靜壓一遍，弱震一遍強震四遍再靜壓一遍，經(jīng)試驗室檢測合格后（采用K30檢測，地基系數(shù)不小于135MPa），先進行60cm厚煤矸石換填再進行40cm應力擴散到地基后，由于立桿較多，按照一定擴散角傳到地基表面后應力有重合部分，如圖5所示，可看做地基表面應力是均勻的。圖5應力擴散示意圖5.1素混凝土墊層強度驗算腳手架下端設枋木作為地梁，枋木尺寸（按照寬15cm高10cm計算）。C20混凝土容許應力=5.4MPa。1）腹板下素混凝土表面受力面積0.15*0.3m2，碗扣支架最大軸向力為：23.82kN（腹板下，0.3×0.9m）；=23.82/0.15/0.3=529kPa=0.529MPa<，混凝土墊層強度滿足要求；5.2地基受力驗算由于結(jié)構自重由素混凝土和換填層傳遞到地基后，可認為地基表面的應力分布是均勻的。換填層寬度為9.0m，=9.0=7.5+2×1.2*0.364=8.37m，符合要求。式中--墊層底面寬度，--擴散角，以三七灰土、煤矸石等為換填材料的擴散角取20°。由于支架豎桿所承受的力并不均勻，按照最不利狀態(tài)計算，梁腹板下0.3m×0.9m支架單根豎桿承受荷載為23.82kN，由于各立桿傳遞到基底后均有重復部分，立桿基底受力面積實際僅為0.3m×0.9m。=23.82/0.3/0.9+0.2×25+1.0×20=113kPa為安全起見，經(jīng)過處理后的基底地基承載力需大于120kPa。6門洞檢算6.1縱向承載I40工字鋼計算縱向I40a工字鋼承受梁重，計算按照每側(cè)腹板下2道（共計4道），底板下4道（共計4道），翼緣板下2道（共計4道）來承載。（1）荷載分析①腹板下工字鋼腹板厚度按照40cm計算，梁高2.60m。則腹板下工字鋼承擔0.20m范圍內(nèi)的均布荷載：=1.2×0.20×2.60×26.5+1.4×6.0×0.20+1.2×2.0×0.20=18.70kN/m；②底板下工字鋼底板厚度按照30cm計算，頂板厚度34cm，梁高2.60m。則工字鋼承擔1.00m范圍內(nèi)的均布荷載：=1.2×1.00×(0.30+0.34)×26.5+1.4×6.0×1.0+1.2×2.0×1.0=21.61kN/m；③翼緣板下工字鋼翼緣板厚度取平均值按照30cm計算。則每道工字鋼承擔0.925m范圍內(nèi)的均布荷載：=1.2×0.925×0.30×26.5+1.4×6.0×0.925+1.2×2.0×0.925=18.81kN/m。取荷載較大的底板下工字鋼計算。（2）順橋向工字鋼檢算順橋向工字鋼跨度取5.80m，簡化為簡支梁計算，計算結(jié)果如圖6所示。(a)彎矩圖(b)剪力圖(c)豎向位移圖(d)上緣應力圖(e)下緣應力圖圖6順橋向工字鋼計算結(jié)果最大彎曲應力：=83674kPa=83.67MPa<=145MPa；最大剪應力：=62.669/0.0105/0.341=17503kPa=17.50MPa<=80MPa；工字鋼最大變形：6.98mm<===14.5mm縱向工字鋼的彎曲應力、剪應力及變形均滿足要求。6.2橫向工字鋼檢算橫向工字鋼承受順橋向工字鋼傳遞的豎向荷載，橫向工字鋼計算結(jié)果如圖7所示。(a)彎矩圖(b)剪力圖(c)豎向位移圖(d)上緣應力圖(e)下緣應力圖圖7順橋向工字鋼計算結(jié)果最大彎曲應力：=104610kPa=104.61MPa<=145MPa；最大剪應力：=249.629/0.0095/0.2746=95690kPa=95.69MPa<=120MPa；工字鋼最大變形：1.123mm<===14.5mm縱向工字鋼的彎曲應力、剪應力及變形均滿足要求。6.3鋼管立柱檢算鋼管立柱采用橫向5排鋼管立柱，鋼管立柱按照5.00m計算，在橫向鋼管立柱間需設橫向聯(lián)系。最大自由長度按照5.00m計算。單根鋼管立柱最大受力為488.77kN。φ350×8mm鋼管立柱截面特性：=85.95cm2，=12574cm4；===12.09cm。其柔度：=2×5.0/0.1209=82穩(wěn)定系數(shù)：=0.710鋼管立柱應力：=488.77/（85.95×10-4)=56866kPa=56.86MPa<=0.710×145=102.95MPa，鋼管立柱的強度和穩(wěn)定性滿足要求。6.4砂箱檢算砂箱受軸向荷載為488.77kN，砂箱內(nèi)徑=300mm，砂箱高度=mm。砂箱壁受到的擠壓力為：式中：：砂箱壁受到的擠壓力,kPa；：砂箱承受的施工荷載kN；:砂箱內(nèi)截面積m2；：砂箱壁受砂子的摩擦力kN，；：砂箱的直徑；：砂箱的高度。則==2963.4kPa；箱壁環(huán)向受拉力：=2963.4×0.30/2×0.250=111.13kN；箱壁厚為0.6cm，則箱壁受力為：=111.13/0.006/0.25=74086kPa=74.09MPa<140MPa；砂箱承載力滿足要求。6.5門洞基礎檢算門洞基礎設置在已有的瀝青路面上，條形基礎按照1.75×0.6m計算，條形基礎上需埋設直徑大于30cm的鋼板，鋼板下設一定的預埋鋼筋。（1）條形基礎局部承壓計算條形基礎混凝土應力為：條形基礎C20混凝土滿足局部承壓要求。（2）地基檢算=488.77/1.75/1.0=279.29kPa；基底應力需大于300kPa，即0.3MPa。此路面容許承載力為0.6～1.0MPa，故基底滿足要求。7檢算結(jié)論對德龍煙鐵路德大段綜合I標段跨省道248大橋工程（32+48+32）m連續(xù)梁支架進行了檢算，主要檢算結(jié)論如下：（1）立桿（腹板下需加密為0.3m×0.9m、底板下0.6m×0.9m、翼緣板下0.6m×0.9m）強度和穩(wěn)定性滿足要求，橋墩兩側(cè)23.4m范圍內(nèi)橫桿步距為0.60m，其余位置橫桿步距為1.20m；（2）橫向枋木（高10cm寬5cm，腹板下間距0.125m，底板下間距0.25m）強度和剛度滿足要求；（3）縱向枋木（高15cm寬10cm）強度和剛度滿足要求；（4）經(jīng)過處理后的基底地基承載力需大于120kPa；（5）門洞順橋向工字鋼（I32）滿足強度及剛度要求；（6）門洞橫橋向工字鋼（I32）滿足強度及剛度要求；（7）門洞鋼管立柱（每排橫向5根φ300×6mm鋼管）強度和穩(wěn)定性滿足要求，若鋼管立柱高度大于5m，需要增大鋼管立柱的截面；為防止鋼管立柱局部屈曲，可在鋼管立柱內(nèi)部灌密實砂；（8）砂箱強度及承載力滿足要求。（9）條形基礎局部承壓強度滿足要求；（10）鋼管立柱基底承載力滿足要求。8墩梁臨時固結(jié)檢算臨時固結(jié)采用在墩頂大小里程側(cè)設臨時支墩，C40混凝土澆筑。每個臨時支墩內(nèi)布置64根φ32螺紋鋼，間距20cm，雙排布置，埋入墩內(nèi)大于45cm，埋入梁體45cm。支墩尺寸320cm×35cm。臨時支座頂?shù)酌娓髟O一薄層塑料隔離層，以便在合攏后清除臨時支座。臨時固結(jié)施工圖見附圖7所示。8.1荷載計算（一）梁體混凝土自重⑴0#塊總重：Q0=75.85*26=1972.1kN⑵0#塊懸出墩身部分：Q01=（67.1+2*0.56）*2.6*26=529.3kN⑶1#塊Q1=22.06*26=573.6kN⑷2#塊Q2=27.2*26=707.2kN⑸3#塊Q3=23.9*26=621.4kN⑹4#塊Q4=21.7*26=564.2kN⑺5#塊Q5=21.76*26=565.8kN（二）材料重量Q=200kN（三）施工荷載q=2.5kN/m2（四）模板自重（僅計算5#塊）Q=14.42*0.75*4.0=43.3kN取50KN。8.2臨時固結(jié)計算（一）內(nèi)力計算項目塊號箱梁塊體重量（kN）塊體不平衡重量（KN）距固結(jié)中心距離（m）不平衡力矩（Kn-m）0#總重/2986.1墩外0#重529.352.931.5582.01#573.657.364.3752512#707.270.727.875556.93#621.4