邊跨現(xiàn)澆直線段支架設(shè)計(jì)鋼管計(jì)算書

鋼管樁計(jì)算書邊跨現(xiàn)澆直線段支架設(shè)計(jì)計(jì)算一、計(jì)算何載（單幅）1、直線段梁重：15#、16#、17#混凝土方量分別為22.26、25.18、48m3。端部1.0范圍內(nèi)的重量，直接作用在墩帽上，混凝土方量為：V=1×[×2.5+2×3×0.15+2×2×0.25／2+2××1－×]=m3作用在支架的荷載：G1=（22.26+25.18+48－16.125）×22800×KN2、底模及側(cè)模重（含翼緣板腳手架）：估算G2=130KN3、內(nèi)模重：估算G3=58KN4、施工活載：估算G4=80KN5、合計(jì)重量：G5=1957.78+130+58+80=2226KN二、支架形式支架采用Φ800mm（壁厚為10mm）作為豎向支承桿件?？v橋向布置2排，橫橋向每排2根，其中靠近10#（13#）墩側(cè)的鋼管樁支承在承臺(tái)上，與墩身中心相距235cm，第二排鋼管樁與第一排中心距為550cm，每排2根排的中心距離為585cm。鋼管樁頂設(shè)置砂筒，砂筒上設(shè)縱橫向工字鋼作為分配梁，再在縱梁上敷設(shè)底模方木及模板。鋼管樁之間及鋼管樁與墩身之間設(shè)置較強(qiáng)的鋼桁架梁聯(lián)系，在平面上形成框架結(jié)構(gòu)，以滿足鋼管樁受載后的穩(wěn)定性要求，具體詳見“直線段支架結(jié)構(gòu)圖”。根據(jù)支架的具體結(jié)構(gòu)，現(xiàn)將其簡化成力學(xué)計(jì)算模型，如下圖所示：三、支架內(nèi)力及變形驗(yàn)算1、橫梁應(yīng)力驗(yàn)算：橫梁有長度為，采用2I56a工字鋼，其上承托12根I45a工字鋼。為簡化計(jì)算橫梁荷載采用均布荷載。（1）縱梁上面荷載所生的均布荷載：Q1=2226÷2÷m（2）縱梁的自重所生的均布荷載：Q28×(1.15+5.5/2)×11÷12.25=N/m（3）橫梁自身的重量所生的均布荷載：Q3=2×=N/m（4）橫梁上的總均布荷載：N/mλfC=fD=（-1+6λ2+3λ3）=(-1+6×2+3×3)×=fE=(5-24λ2)=(5-24×2)×(-2.18)=(向上)通過以上計(jì)算可知，橫梁在均布荷載作用下，跨中將出現(xiàn)向上的拱度。雖然實(shí)際上是中部受力大，懸臂端受力小，使理論計(jì)算值出現(xiàn)了假象，但仍有必要將跨距作適當(dāng)調(diào)整，以期受力更加合理。fE=(5-24λ2)=(5-24×2)×(-1.301)=通過強(qiáng)度及剛度計(jì)算,可見I56a較富余,為更趨合理,將橫梁由2I56a為2I50afC=fD×65576／46472=cmfE×65576／46472=-cm(1)縱梁上面荷載所生的均布荷載:q1=2226÷÷×≈28kN/mq1=28×kN/m(2)縱梁的自重q2kN/m(3)縱梁上的總均布荷q=q1+q2kN/(5)應(yīng)力驗(yàn)算σmax==pa<τmax==2pa<(6)剛度驗(yàn)算λfC=fD=(-1+6×2+3×3)×(-0.7102)=(向上)fmax=(5－24×2)×3.9507=<通過計(jì)算證明選用型鋼的安全儲(chǔ)備過大,擬將I45a改為I40a進(jìn)行第二次試算,為簡化計(jì)算,Qmax、Mmax及q均沿用改變前的數(shù)值。σmax=Mpa<τmax=pa<fC=fD×32241／21714=－（向上）fmax×32241／21714=cm<四、鋼管樁設(shè)計(jì)與驗(yàn)算鋼管樁選用Ф800，δ=10mm的鋼管，材質(zhì)為A3×108Kpa,I=(4－4×10-3M4。依據(jù)10#或13#墩身高度和周邊地形，鋼管樁最大樁長按30m考慮。1、樁的穩(wěn)定性驗(yàn)算樁的失穩(wěn)臨界力Pcr計(jì)算Pcr==kN2、樁的強(qiáng)度計(jì)算樁身面積A=（D2－a2）=（802－782）=2鋼樁自身重量P×30×102×=5844kgkNб×102／248.18=259.98kg／cm2Mpa3、樁的入土深度設(shè)計(jì)通過上述計(jì)算可知，每根鋼管樁的支承力近660kN，按規(guī)范取用安全系數(shù)k=2.0，設(shè)計(jì)鋼管樁入土深度，則每根鋼管樁的承載力為660×2=1320kN，管樁周長U=π×0.8=2.5133m。依地質(zhì)勘察報(bào)告，河床自上而下各層土的樁側(cè)極限摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值為：第一層砂礫土厚度為3.4m，標(biāo)貫N=8.1～12.3；估推τ=30～40Kpa第二層砂粘土厚度為6～23m，黃褐色、濕、硬塑，標(biāo)貫N=23；τ=75Kpa第三層強(qiáng)風(fēng)化石英片巖厚度為4～6m，黃褐色，標(biāo)貫N25～43；τ=75KpaN=∑τiuhiN=30××3.4+75××6+80××h3=1320kN=256.36+1086.0+201h3=1320kN`解得h3證明鋼管樁不需要進(jìn)入第三層土，即滿足設(shè)計(jì)承載力，此時(shí)樁尖標(biāo)高為：64.12－3.4－6.0=m鋼管樁實(shí)際入土深度：∑m4、打樁機(jī)選型擬選用DZ150，查表得知激振動(dòng)900kN，空載振幅≮0.8mm，樁錘全m，電機(jī)功率150kw。5、振動(dòng)沉樁承載力計(jì)算按前蘇聯(lián)b.π塔爾尼科夫，根據(jù)所耗機(jī)械能量計(jì)算樁的容許承載力={+Q}m—m1—振動(dòng)體系的質(zhì)量m1=Q/gQ1—振動(dòng)體系重力Ng—重力加速度=981cm/s2AX—振動(dòng)沉樁機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)振幅AX=M/Q=2800×102／90000=cmM—振動(dòng)沉樁機(jī)偏心錘的靜力矩N.cmμ—振動(dòng)沉樁機(jī)振幅增大系數(shù)μ=An/AxAn－振動(dòng)體系開始下沉?xí)r振幅取cmf—振動(dòng)頻率f=n/60=800/60=13.33轉(zhuǎn)/Sa—振動(dòng)沉樁機(jī)最后一擊的實(shí)際振幅取1.0cmν—沉樁最后速度取5cm/minα1—土性質(zhì)系數(shù)，查表得α1=20β1—影響樁入土速度系數(shù)，查表得β1=[p]={+9×104}={+9×104}=××106=749077N=749K通過上述計(jì)算及所選各項(xiàng)參數(shù)說明：1）DZ150型振動(dòng)打樁機(jī)，是完全能夠滿足本設(shè)計(jì)單樁承載力的。2）DZ120型振動(dòng)打樁機(jī)，也是可以滿負(fù)荷工作，達(dá)到本設(shè)計(jì)要求的。6、鋼管樁加工質(zhì)量控制雖是臨時(shí)結(jié)構(gòu)，但鋼管樁是邊跨直線段現(xiàn)澆支架的重要受力構(gòu)件，它的加工制作及安裝質(zhì)量好壞，直接關(guān)系到能否順利沉樁及支架的使用安全，故有必要按有關(guān)國家規(guī)范和文獻(xiàn)資料提及的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，作如下要求：（1）鋼管的材質(zhì)為Q235，可以是直縫焊接管也可以是螺旋焊縫管，但所用材質(zhì)的力學(xué)性能都應(yīng)符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。（2）直焊縫管采用平板卷制加工。加工時(shí)兩側(cè)邊緣須予彎頭，以消除平板在卷板機(jī)上卷制時(shí)，兩側(cè)邊緣的直線段。（3）鋼管樁的軸線方向應(yīng)和鋼板軋制的方向一致。（4）鋼管接長時(shí)，兩側(cè)縱向焊縫應(yīng)有較大的距離，切忌十字焊縫。（5）需采取有效措施保證并檢查焊縫質(zhì)量。鋼管制作允許偏差7、沉樁施工中須注意的問題：容許承載[R]=0.12Mpa=12T/m2基礎(chǔ)面積A==22基礎(chǔ)邊長b==2.45m按擴(kuò)散角45°計(jì)算基礎(chǔ)厚度h=(2.6-0.8)/2=采用h=可以預(yù)估，在底模放樣時(shí)拋高，所以該支架毋庸預(yù)壓，所需要預(yù)壓的是10#墩的直線段支架。1、預(yù)壓荷載：按實(shí)際荷載的倍超載預(yù)壓?！艷=2226×1.3=2893KN2、預(yù)壓方式：加載預(yù)壓時(shí)，工字鋼上鋪設(shè)10×10cm木方，似用砂袋作為壓重，砂袋用汽車倒運(yùn)并過磅稱量，按施工時(shí)荷載實(shí)際分布情況擺放,在有條件的情況下也可考慮用浮箱注水預(yù)壓3、預(yù)壓控制：采用時(shí)間和沉降量雙控的方式進(jìn)行預(yù)壓控制。（1）時(shí)間控制：靜壓5天以上，穩(wěn)定狀態(tài)2天。（2）沉降控制：在支架的工字鋼上分別布設(shè)10個(gè)測點(diǎn)，用于沉降觀測。在加載前、加載完每12小時(shí)觀測一次，直到24小時(shí)的累計(jì)沉降量≯2mm卸載，卸載后，按測得的彈性和非彈性沉降量及設(shè)計(jì)標(biāo)高，確定立模標(biāo)高，作為底模放樣依據(jù)，報(bào)驗(yàn)上級(jí)及監(jiān)理批準(zhǔn)。七、邊跨合擾段對支架的影響：合擾段的實(shí)際施工荷載是平均分擔(dān)在支架及懸臂端上的，分配在支架上的重量約為230KN。該荷載按支架計(jì)算簡圖，將完全由靠河心的兩根鋼管樁