右绕0-1简支梁支架计算书(未修改完)

'郑徐客运9标右绕0#-1#墩31.4m跨简支梁施工现浇支架设计计算书成都铁建院工程技术有限公司2014年9月16 郑徐客运9标右绕0#-1#墩31.4m跨简支梁施工现浇支架设计计算书计算：复核：成都铁建院工程技术有限公司2013年9月16 16 目录1设计依据42工程概况42.1立面结构布置42.2平面结构布置42.3桥址地质情况53现浇支架结构形式54荷载确定74.1浇筑和振捣时产生的荷载74.2超灌系数及倾倒荷载74.3模板及支撑75支架构件力学参数75.1方木及竹胶板75.2普通型钢75.3贝雷梁86竹胶板受力计算87方木的受力计算88贝雷梁上横向分配梁（14#工字钢）计算99贝雷梁计算109.1底板下贝雷梁计算109.2腹板下贝雷梁计算1110横向垫梁计算1211落架沙箱计算1412钢管立柱计算1513钢管立柱基础计算1616 1设计依据①.《郑徐客运9标右绕大桥0#-1#墩31.4m跨简支梁施工设计图》；②.《公路桥梁钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86；；③.《建筑施工手册》；④.《贝雷梁手册》；⑤.其他相关设计资料。2工程概况2.1立面结构布置郑徐客运9标右绕0#-1#墩31.4m跨简支梁施工采用落地支架现浇完成。该简支梁分为单跨，箱梁截面为等宽结构，总立面布置图如下所示：2.2平面结构布置该箱梁的平面布置如下图所示：16 2.3桥址地质情况从现场实测图可以看出，桥址的地质基本为：表层是粘土，厚度2-3m左右，下层则是粉质粘土，承载力较好。因此支架基础拟采用扩大基础，坐落在粘土层上，需要对地基进行稍微的换填处理。3现浇支架结构形式支架整体形式采用钢管立柱及贝雷梁膺架形式。即在地面做混凝土条形扩大基础，在扩大基础上支立钢管立柱，钢管立柱上放置卸载沙箱和横向工字钢垫梁，垫梁上放置纵向贝雷梁，贝雷梁上放置横向工字钢分配梁，工字钢横向分配梁上放置纵向方木，方木上放置竹胶板作为箱梁浇筑的底模。其横向断面布置图如下：16 单跨内支架按4排钢管立柱布置，即将跨内箱梁支撑变为3跨支架支撑形式，中间两排钢管纵横向通过32#槽钢、工字钢连接起来，这样中间两排钢管则形成一个稳定的整体结构，两边靠近墩身的钢管，其横向用32a工字钢连接起来，纵向则和墩身连接起来，这样墩旁钢管就与墩身形成了稳定的联系，钢管在节间内的长度不大于10m，以利于其稳定受压，整体布置形式如下图所示：16 4荷载确定箱梁混凝土根据确定的方量进行计算，钢筋混凝土的容重按2.65t/m³取值。混凝土的荷载系数按1.2确定。施工人员及设备荷载标准值1kN/m²。4.1浇筑和振捣时产生的荷载浇筑和振捣混凝土时产生的荷载标准值2kN/m²。4.2超灌系数及倾倒荷载超灌系数按1.05取值。荷载标准值4kN/m²。4.3模板及支撑底模均采用1.2cm厚的竹胶板及方木（背带），内模板及支撑的荷载系数按混凝土重量的0.1倍取值。侧模板按照200kg/m²计算，那么每1m长的侧模重量则是1.2t。5支架构件力学参数5.1方木及竹胶板方木：采用普通红松，弹性模量E=9000N/mm2，抗弯强度[σw]=12N/mm2。纵向方木采用横截面100×100mm。其抗弯模量I=100³×100/12＝8333333mm4，W=100²×100/6=166667mm³。竹胶板：竹胶板厚度12mm，E=6000N/mm2，抗弯容许应力是50MPa。5.2普通型钢支架采用的钢管型号有φ529-10mm（立柱）规格，材质均为Q235B，抗弯拉压、抗压容许应力是150MPa。16 其它型钢如：热轧普通工字钢、热轧普通H型钢以及槽钢等均采用Q235B材质，容许应力同上。5.3贝雷梁贝雷梁采用普通321型贝雷梁，其单层单片的容许抗弯能力按[M]＝78.82tm的检算，抗剪能力为24.52t，抗弯截面模量是I＝250497.2cm4。6竹胶板受力计算竹胶板作为底模板，放置在纵向方木上。纵向方木的间距在箱梁的腹板下是200mm，那么方木的净间距仅有10cm，不用检算竹胶板的承载能力。在其余地方纵向方木的间距是25cm，那么方木的净间距则是15cm，由于整个箱梁的顶底板最大高度仅132cm，足够满足受力要求，因此也不必检算竹胶板的承载能力。7方木的受力计算纵向方木放置在横向分配梁上，而横向分配梁的纵向间距放置是50cm，那么纵向工字钢的计算跨度就是50cm。为安全起见，进行保守计算，纵向方木按简支梁进行检算。箱梁计算高度按3.05m确定，腹板下方木的放置间距是20cm，那么单根方木在50cm长度范围内承受的混凝土荷载是：N腹＝0.2m×0.50m×3.05m×2.65t/m³×1.2×1.1×1.05＋0.7t/m²×0.2m×0.50m≈1.2t箱梁底板下方方木的放置间距是25cm，而顶底板厚度合计是1.32m（按单侧最高处计算），那么单根方木在50cm长度范围内承受的混凝土荷载是：16 N底＝0.25m×0.50m×1.32m×2.65t/m³×1.2×1.1×1.05＋0.7t/m²×0.25m×0.50m≈0.7t因此根据上面的计算采用腹板下方木承受的荷载进行。方木的均布荷载：1.2t÷0.5m＝24kN/m。方木型号：断面10*10cm。弯矩：M＝24kN/m×（0.50m）²÷8＝0.75kNm弯曲应力：σ＝0.75kN×1000mm÷166667mm³＝4.5MPa＜[σ]＝12MPa，满足受力要求。8贝雷梁上横向分配梁（14#工字钢）计算横向分配梁放置在贝雷梁上，横向分配梁为14#热轧普通工字钢，纵向间距是60cm。为安全起见，横向分配梁计算时按承受60cm纵距长度的荷载进行计算。由于每道箱梁腹板下均有几组贝雷梁支撑，在腹板下的横向工字钢的跨度不会大于45cm，而在箱梁的顶底板下的贝雷梁最大中心间距是1.05m，顶底板厚度总和最大是1.32m。纵向60m长范围内混凝土箱梁的荷载大小是：N＝0.60m×1.05m×1.32m×2.65t/m³×1.2×1.1×1.05＋0.7t/m²×0.60m×1.1m≈3.64t那么横向工字钢承受的均布荷载是：q＝3.64t÷1.05m≈3.5t/m那么弯矩是：16 M＝3.5t/m×（1.05m）²/8≈0.48tm横向14#工字钢的抗弯刚度是：Wx=101.65×10³(mm³)因此其弯曲应力是：σ＝47MPa＜[σ]＝150MPa，满足要求。最大变形：最大变形时0.4mm＜L/400＝2.75mm，满足要求。9贝雷梁计算贝雷梁承受横向分配梁传递的荷载，也就是单跨内混凝土箱梁的总荷载。贝雷梁的跨度配置按连续梁9.8m＋6.5m+9.8m确定。按9.8m的简支梁进行检算。9.1底板下贝雷梁计算1、荷载分析施工时，箱梁翼缘板的荷载通过侧模板传递给翼缘板下的贝雷梁，而底板下的贝雷梁则承受顶底板部分的荷载，首先计算混凝土箱梁底板下贝雷梁的承载。顶底板部分的混凝土箱梁断面面积分别是：2.2m²、2.0m2那么混凝土箱梁在施工时均布荷载大小是（不含侧模板重量）：q1＝4.2m²×2.65t/m³×1.2×1.1×1.05＋0.7t/m²×6.7m≈20.2t/m2、计算模型16 贝雷梁的计算跨度按简支梁9.8m。3、计算结果简支梁弯矩与剪力分别为242.5tm与98.9t。单片单层贝雷梁能够承受的弯矩大小是：78.82tm，那么根据弯矩计算出需要的贝雷梁片数：n＝242.5tm÷78.82tm≈3.1（片）单片单层贝雷梁能够承受的剪力大小是：24.52tm，那么根据剪力计算出需要的贝雷梁片数：n＝98.9tm÷24.52tm＝4.03（片）考虑到受力不均匀等因素，采用5片进行实际布置。4、挠度简支梁的挠度最大，5片贝雷梁均分后的荷载是：q＝20.2t/m÷5＝4.04t/m则单片贝雷梁挠度为：f＝5ql4/384EI＝18mm＜9800/400＝24.5mm。满足要求。9.2腹板下贝雷梁计算1、荷载分析施工时，箱梁腹板的荷载通过腹板下的模板传递给贝雷梁。腹板部分的混凝土箱梁断面面积是：2.4m2那么混凝土箱梁在施工时均布荷载大小是（不含侧模板重量）：q1＝2.4m²×2.65t/m³×1.2×1.1×1.05＋0.7t/m²×1.2m≈9.7t/m16 2、计算模型贝雷梁的计算跨度按简支梁9.8m。3、计算结果简支梁弯矩与剪力分别为116.4tm与47.5t。单片单层贝雷梁能够承受的弯矩大小是：78.82tm，那么根据弯矩计算出需要的贝雷梁片数：n＝116.4tm÷78.82tm≈1.5（片）单片单层贝雷梁能够承受的剪力大小是：24.52tm，那么根据剪力计算出需要的贝雷梁片数：n＝47.5tm÷24.52tm＝1.94（片）考虑到受力不均匀等因素，采用4片进行实际布置。4、挠度简支梁的挠度最大，4片贝雷梁均分后的荷载是：q＝9.7t/m÷4＝2.425t/m则单片贝雷梁挠度为：f＝5ql4/384EI＝7mm＜9800/400＝24.5mm。满足要求。10横向垫梁计算1、荷载分析对于钢管立柱设置，采用横向3根一排，钢管规格为φ529-10mm。钢管上下之间采用法兰连接，钢管柱底采用弯钩钢筋与基础连接。横向垫梁采用I40b工字钢，两根一组。16 单排钢管立柱承受的最大荷载按9.8m跨度内全部由一排钢管立柱承受，那么单排钢管立柱的最大受力是：12m²×2.65×9.8m×1.2×1.1×1.05＝432t2、计算模型纵向每m混凝土箱梁的横向总荷载为44.8t，横向垫梁上的总荷载应为432t。计算时采用单根40b工字钢进行，得到的计算变形和应力均需要除以2才是实际变形和应力。横向垫梁上总加载如下图所示。3、计算结果弯曲应力204/2＝102Mpa＜150Mpa挠度5/2＝2.5mm，小于2500/400＝6.25mm。受力满足要求。4、反力结果16 最大反力105.8t，计算时取106t。该反力结果用于计算沙箱及钢管立柱。11落架沙箱计算在钢管支墩顶部需要放置沙箱来进行贝雷梁的卸载落架，设定沙箱的落架高度为5cm，沙箱咬合长度不小于13cm，可调总高度为15cm，沙箱示意图如下：沙箱承受的荷载大小是120t。下面计算沙箱的钢管壁厚：根据砂箱的计算公式：t＝pr/[f]其中：p＝N0[tg2(450－φ/2)]/A，筒壁所承受的压力(N/mm2)；t＝砂箱筒壁的厚度(mm)；待求。16 N0＝砂箱所承受的正压力(kN)；取1200kN。A＝砂箱活塞面积(mm2)；3.14×400×400/4=125600mm2。φ＝砂的内摩擦角(0)；石英砂取300。r＝砂箱的内半径(mm)；取203mm。[f]＝筒壁钢板的容许应力(N/mm2)。取140N/mm2。首先求出：p＝1060×[tg2(450－30/2)]/125600＝0.0026kN/mm2然后可以求出：t＝0.0026kN/mm2×203/140＝3.9mm考虑到加工损耗，取t＝10mm12钢管立柱计算从上面的垫梁计算可知，钢管承受的最大荷载是106t，钢管采用φ529-10mm规格，该钢管能够承受的荷载是（其容许应力按150MPa计算）：该钢管的截面参数是：外径D=529(mm)，壁厚t=10(mm)，截面积A=16304.9(mm²)，回转半径ix=183.5283(mm)。N＝150N/mm²×16304.9mm²≈2446kN钢管的节间高度根据现场可确定最高为10m，那么其柔度是：λ＝10m÷183.5283mm＝54.5查表得其轴心抗压稳定折减系数是φ＝0.835。那么钢管经折减后的承载能力是：16 2446kN×0.835≈2042kN＞1060kN，能够满足受力要求。13钢管立柱基础计算钢管立柱在墩旁的坐落在墩下的承台上，且受力较小，不必检算。对于支架中间两排钢管立柱，其中受力最大达到432t，单根立柱最大受力为1060kN，基础宽1.5m，高0.8m。条形基础的基底应力是：f＝4320kN÷（1.5m×12m）＝240kPa，因此需要保证地基承载力不小于250kPa，即可满足受力要求。16'