莞惠城际gzh-1标跨厚街水道边跨现浇段支架计算书

'莞惠城际轨道GZH-1标东莞水道特大桥跨厚街水道边跨现浇段支架计算书中铁十四局集团有限公司莞惠城际GZH-1标项目经理部2011年11月15日 莞惠城际轨道工程GZH-1标东莞水道特大桥跨厚街水道92#、95#墩(40+60+40)m连续梁边跨现浇段支架计算书编制：_______________审核：_______________审批：_______________中铁十四局集团有限公司莞惠城际轨道GZH-1标项目经理部2011年11月15日 中铁十四局莞惠城际GZH-1标项目部跨律涌水道边跨现浇段支架计算书目录一、工程概况：11、连续梁下部结构概况12、连续梁上部结构概况1二、边跨现浇段支架结构设计21、钢管支架结构22、支架结构23、边跨现浇段预压3三、边跨现浇段结构计算21、计算建模依据42、工况荷载定义4（1）、工字钢I32a（悬臂腹板部分）4（2）、贝雷梁（悬臂部分）5（3）、双拼I45a工字钢（悬臂部分）6（4）、钢管桩承载力计算（悬臂部分）6（5）、地基承载力计算（伸入地面部分）7四、计算结论8 中铁十四局莞惠城际GZH-1标项目部跨律涌水道边跨现浇段支架计算书东莞水道特大桥跨厚街水道(40+60+40)m连续梁桥92#、95#墩边跨现浇段支架计算书一、工程概况：1、连续梁下部结构概况东莞水道特大桥跨厚街水道连续梁92#～95#墩为（40+60+40）m连续梁桥。其中主墩93#、94#墩桩基为φ1.5m钻孔灌注桩，承台尺寸为14.3×10.4m，墩身为7.7×2.8m圆端形实体墩；边墩92#、95#墩桩基为φ1.2钻孔灌注桩，其中92#墩为8.9×8.9m正方形承台，95#承台为12.5×8.9m六边形承台，墩身为8.2×2.8m矩形实体墩。2、连续梁上部结构概况厚街水道连续梁梁体为单箱单室、变高度、变截面结构，箱梁顶面宽12.160～12.604m，箱底宽5.458～5.502m；箱梁顶板厚60～35cm，按折线变化。底板厚50～80cm，按抛物线变化。腹板厚50～80cm，按折线变化。全联在端支点、中支点及跨中处共设置4道横隔板，并设置孔洞，供检查人员通过。全桥梁长为139.84m，中支点截面中心线处梁高为4.4m，跨中2m直线段及边跨10.92m直线段截面中心线处梁高为2.8m，梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端0.75m。中铁十四局集团有限公司8 中铁十四局莞惠城际GZH-1标项目部跨律涌水道边跨现浇段支架计算书二、边跨现浇段支架结构设计1、钢管支架结构在边墩墩身连续梁侧设置9根个直径0.63m的钢管支架，钢管厚度不小于1cm；钢管两端设置厚2cm、尺寸为1.0×1.0m钢板作为盖板与底座，并在钢管四周增设加劲肋板。底座支撑于已浇筑的承台上，对于承台区域以外的钢管桩位置下打设直径为63cm×8mm的钢管桩（伸入地面以下至强风化泥质粉砂岩）。钢管之间采用双拼[20工字钢横向、纵向连接、竖向约3.75m一道。具体如下图所示：图2-1边跨现浇段正、立面图2、支架结构跨厚街水道连续梁拱桥边跨现浇段底模采用0.6cm钢板、[10槽钢背带组合模板，模板下部底板处布置I32a工字钢分配梁，分配梁布置于贝类梁之上，腹板处各布置2条工字钢，底板处按0.6m间距、翼板处按定型模板背架间距布置。I32a工字钢纵梁架立于3组单层双排贝雷梁顶部，底部为双拼I45a工字钢垫梁，双拼工字钢下方布置钢凳和中铁十四局集团有限公司8 中铁十四局莞惠城际GZH-1标项目部跨律涌水道边跨现浇段支架计算书双拼I45a工字钢。且布置于钢管盖板之上。边跨现浇段外模采用定型钢模板。（具体设计尺寸见边跨现浇段施工图）。图2-2边跨现浇段支架布置图3、边跨现浇段预压钢管支架搭设好后通过采用吊装沙袋进行预压，以检验支架承重能力并消除支架的非弹性变形。预压荷载等于边跨现浇段墩身以外部分钢筋混凝土重量及其他施工荷载的1.2倍。中铁十四局集团有限公司8 中铁十四局莞惠城际GZH-1标项目部跨律涌水道边跨现浇段支架计算书三、边跨现浇段结构计算1、力学参数本计算中所选用钢号为A3（Q235A）钢材，力学性能按以下规定计算：（1）弹性模量E=210GPa（2）抗弯容许应力1.3[σw]=1.3x145=188.5MPa（3）抗剪容许应力1.3[τ]=1.3x85=110.5MPa（4）轴向容许应力1.3[σ]=1.3x140=182MPa本计算中所选用钢号为16Mn的钢材，力学性能按以下规定计算：（1）弹性模量E=210GPa（2）抗弯容许应力1.3[σw]=1.3x210=273MPa（3）抗剪容许应力1.3[τ]=1.3x85=156MPa（4）轴向容许应力1.3[σ]=1.3x140=260MPa2、工况荷载定义跨厚街水道连续梁上部结构为单箱单室，边跨现浇段长8.9m，悬臂部分长7.42m，浇筑方量为100.5m3，所以边跨现浇段悬臂部分总荷载为1950KN，其中腹部部分荷载为863KN，底板部分荷载为701KN，翼板部分荷载为386KN。（1）、工字钢I32a（悬臂腹板部分）1>、工字钢I32aI=1.108×104cm4W=6.925×102cm3Mmax=W·1.3[σw]=6.925×10-4m3×188.5×103kn/m2=130.5KN·Mf0=L/400=2.84/400=7.1mmτmax=QSm/(Imδ)≤1.3[τ]=110.5MPa2>、计算腹部位置设置工字钢I32a间隔为0.4m。腹板宽0.8m。q=863/7.42=116KN/M横断面每边布置2根工字钢承受腹板荷载，每根工字钢所受q=29KN/M中铁十四局集团有限公司8 中铁十四局莞惠城际GZH-1标项目部跨律涌水道边跨现浇段支架计算书Mx=ql2/8=29×2.482/8=22.3KN·M＜Mmax=130.5KN·Mf=5ql4/(384EI)=5×29×2.484/(384×2.1×108×1.108×10-4)=6.1×10-4m=0.61mm＜f0=7.1mmQmax=ql/2=29×2.48/2=36KN查表得：Ix/Sx=27.7cm,δ=9.5mmτ=QmaxSx/(Ixδ)=36×103/(27.7×10-2×9.5×10-3)=13.6×106N/m2=13.6MPa＜τmax=110.5MPa所以工字钢I32a满足承载力要求，稳定性要求。（2）、贝雷梁（悬臂部分）1>、单层双排贝雷梁(不加强型)：I=2.3×105cm4，[M]=1576.4KN·m，[Q]=490.5KN，E=2.1×105MPa则[f]=L/400=3/400=7.5×10-3m=7.5mm2>、贝雷梁所受荷载按均布荷载计算，将混凝土的重量考虑1.1倍的增大系数，模板重量，人、机、料及其他施工附加荷载按箱梁底宽5.18m考虑，则每延米的荷载集度为：(1950×1.1+30×10)/5.18+5.5×7.42≈513kN/m为安全计，假定悬出部分盖梁自重及施工机具、模板重量均由腹板正下方的6片贝雷梁承受。共6片，分3组，每组承受513/3=171kN/m，支架上，工字钢I32a、贝雷梁每延米自重（单层双排）3kN/m，贝雷梁的计算跨度为3m，则跨中的最大弯矩为：M=ql2/8=(171+3)×32/8≈195.75kN·m剪力为：Q=ql/2=(171+3)×3/2≈261kN最大弹性挠度：f1=5ql4/(384EI)=5×171×34/(384×2.1×108×2.3×10-3)=4×10-4m=0.4mm3>、检验贝雷梁：Qmax=261KN＜[Q]=490.5KN中铁十四局集团有限公司8 中铁十四局莞惠城际GZH-1标项目部跨律涌水道边跨现浇段支架计算书Mmax=195.75KN·m＜[M]=1576.4KN·mf0=0.4mm＜[f]=7.5mm所以，单层双片贝雷梁满足承载力，稳定性要求。（3）、双拼I45a工字钢（悬臂部分）1>、工字钢I45aI=3.224×104cm4W=1.432×103cm3Mmax=W·1.3[σw]=1.432×10-3m3×188.5×103kn/m2=270KN·Mf0=L/400=2.84/400=7.1mmτmax=QSm/(Imδ)≤1.3[τ]=110.5MPa2>、计算腹部位置设置工字钢2I45a间隔为3m。q=(1950×1.1+30×10)/5.18+5.5×7.42=513KN/M横断面布置3排双拼I45a工字钢承受腹板荷载，每根工字钢所受q=85.5KN/MMx=ql2/8=85.5×32/8=96KN·M＜Mmax=130.5KN·Mf=5ql4/(384EI)=5×85.5×34/(384×2.1×108×1.108×10-4)=38×10-4m=3.8mm＜f0=7.1mmQmax=ql/2=85.5×3/2=128KN查表得：Ix/Sx=27.7cm,δ=9.5mmτ=QmaxSx/(Ixδ)=106×103/(27.7×10-2×9.5×10-3)=48.7×106N/m2=48.7MPa＜τmax=110.5MPa所以工字钢2I45a满足承载力要求，稳定性要求。（4）、钢管桩承载力计算（悬臂部分）钢管桩轴心受压：N/Am≤φ1[σ]所以N≤φ1[σ]Am查表得：A3钢材轴向应力[σ]为140MPa长细比：λ=L0/r中铁十四局集团有限公司8 中铁十四局莞惠城际GZH-1标项目部跨律涌水道边跨现浇段支架计算书L0:自由长度，取15m；r:回转半径：r=/4=/4=0.219m因此长细比λ=15/0.219=68.49查表：φ1轴心受压构件的纵向弯曲系数为0.78Am计算得0.0098m2Nmax≤φ1[σ]Am=0.78×140×103×0.0098=1070KN参与计算的作用于支架上的荷载实际为：513kN/m×7.62m=3909kN悬出部分盖梁由9根钢管桩支撑，所以N单=3909/9=434KN＜Nmax=1070KN所以钢管桩承载能力满足要求。（5）、地基承载力计算（伸入地面部分）摩擦桩单桩轴受压容许承载力计算：[p]=(Ulτp+AσR)伸出承台部分采用φ63cm钢管桩，U：周长为1.98m，l：地面以下7.5m，τp=（20×1+40×4+100×2.5）/7.5=57kPa,A：截面受力面积为0.0098m2,σR：桩尖处土的极限承载力350kPa[p]=(Ulτp+AσR)=（1.98×7.5×57+0.0098×350）=849.88KNN单=3909/9=434KN＜[p]=849.88KN所以地基承载能力满足要求。中铁十四局集团有限公司8 中铁十四局莞惠城际GZH-1标项目部跨律涌水道边跨现浇段支架计算书四、计算结论通过以上对东莞水道特大桥跨厚街水道边跨现浇段（92#，95#墩）支架的受力计算可知，该钢管支架各结构稳定，各构件受力均衡，能承受厚街水道连续梁拱桥边跨现浇段施工各类荷载，且有较大的安全系数。中铁十四局集团有限公司莞惠城际轨道GZH-1标项目部2011年11月15日中铁十四局集团有限公司8'