京沪高铁蕴藻浜特大桥跨盐铁河支架计算书

'蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书跨盐铁河现浇梁施工支架计算书第一节中跨支架布置及计算一、钢筋混凝土荷载分布跨中部位：腹板宽度为0.4m，单位荷载为1.217/0.4*26KN/m3=79.105KN/m；边腹板宽度为1.3m，单位荷载为1.825/1.3*26KN/m3=36.5KN/m；底板部位宽度2.78m，1.788/2.78*26KN/m3=16.722KN/m；底板含倒角部位宽度0.9m，0.799/0.9*26KN/m3=23.08KN/m；翼缘板部位宽度为2.95m，1.189/2.95*26KN/m3=10.48KN/m。钢管顶部位：腹板宽度为0.6m，单位荷载为1.826/0.6*26KN/m3=79.127KN/m；边腹板宽度为1.5m，单位荷载为2.434/1.5*26KN/m3=42.2KN/m；底板部位宽度2.58m，1.659/2.58*26KN/m3=16.72KN/m；底板含倒角部位宽度0.9m，0.789/0.9*26KN/m3=22.79KN/m；翼缘板部位宽度为2.95m，1.189/2.95*26KN/m3=10.48KN/m。20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书梁端部位：腹板宽度为1.0m，单位荷载为3.043/1*26KN/m3=79.118KN/m；边腹板宽度为1.45m，单位荷载为3.287/1.45*26KN/m3=58.94KN/m；底板部位宽度3.98m，4.947/3.98*26KN/m3=32.32KN/m；翼缘板部位宽度为2.95m，1.189/2.95*26KN/m3=10.48KN/m（边腹板参照中腹板，计算略）。该跨现浇梁长度为32.6米，混凝土方量为718.384立方，梁体重量为1867.8吨。二、设计荷载及组合荷载分析：1、混凝土偏载：0.05*1867.8/32.6/20.84=0.137t/m2=1.3KN/m2；2、施工机具及人群荷载：3.0KN/m2；3、倾倒混凝土时产生的冲击力和振捣混凝土时产生的荷载按均布荷载考虑，P4=2.0KN/m24、模板荷载为：2.5KN/m2；荷载组合：恒载分项系数K1=1.2；活载分项系数K2=1.4，计算出梁端与跨中荷载分布如下：荷载组合：梁体混凝土荷载*1.2+混凝土超载*1.2+模板荷载*1.2+混凝土冲击力荷载*1.4+人群和机具荷载*1.4；混凝土超载每米为：0.05*1867.8*10KN/32.6=28.64KN单片贝雷片采用“321”型贝雷片，长度为3.0米，高度为1.5米。取300Kg/1.5m，即200Kg/m=2KN/m。梁端荷载（不含贝雷片自重）钢管顶荷载（不含贝雷片自重）跨中荷载（不含贝雷片自重）20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书单位腹板（KN/m）单位底板（KN/m）单位倒角底板（KN/m）单位翼缘板（KN/m）单位腹板（KN/m）单位底板（KN/m）单位倒角底板（KN/m）单位翼缘板（KN/m）单位腹板（KN/m）单位底板（KN/m）单位倒角底板（KN/m）单位翼缘板（KN/m）79.1232.32010.4879.1316.7222.7910.4879.1116.7223.0810.48通过对现浇梁各截面不同部位的梁体荷载分析，为简化计算，单位腹板梁体荷载取79.13*1.2=94.956KN/m2，单位倒角底板梁体荷载取23.08*1.2=27.696KN/m2，单位边腹板梁体荷载取42.2*1.2=50.64KN/m2，单位底板梁体荷载取16.72*1.2=20.064KN/m2，单位翼缘板板梁体荷载取10.48*1.2=12.576KN/m2（1.2为恒载分项系数）。三、纵桥向方木及横桥向工字钢的强度验算贝雷片顶分配梁采用I12.6的工字钢，间距为0.75米，然后垂直与工字钢方向布置间距为0.25m、截面为10*10cm的方木。需要型钢总重量为14.2*21*32.6/0.6=16202.2Kg，I12.6的工钢单位面积的荷载为2.4KN/m2。1、方木在腹板部位（0.4-0.6m）单位荷载(间距0.25米布置)：=（94.956+1.3*1.2+2.5*1.2+2*1.4+3*1.4）*0.25=26.62KN/m方木在腹板部位荷载分布图方木在腹板部位弯矩图20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书方木在腹板部位剪力图腹板部位方木上的支点反力作用在方木上的计算模型及计算结果汇总方木分配梁最大弯矩（KN.m）最大剪力（KN）最大支点反力（KN）最大挠度（mm）计算结果汇总1.7612.3524.710材料、截面特性：材料为10x12cm的方木，经计算得截面特性如下：计算简图：经计算10*12的方木在腹板部位间距为0.25米布置是能够满足要求。2、方木在底板部位单位荷载(间距0.5米布置)：=（20.064+1.3*1.2+2.5*1.2+2*1.4+3*1.4）*0.5=15.8KN/m方木在底板部位荷载分布图20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书方木在底板部位弯矩图方木在底板部位剪力图底板部位方木上的支点反力作用在方木上的计算模型及计算结果汇总方木分配梁最大弯矩（KN.m）最大剪力（KN）最大支点反力（KN）最大挠度（mm）计算结果汇总1.047.3514.710材料、截面特性：材料为10x12cm的方木，经计算得截面特性如下：计算简图：经计算10*12的方木在底板部位间距为0.5米布置是能够满足要求。3、距梁端3.5米长度范围内因梁底厚度渐变，方木间距采用0.3米的间距布置，计算略。20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书4、I12.6的工字钢垂直贝雷片方向，间距按照0.75米布置，以腹板部位的最大单位荷载计算型钢：腹板单位荷载=（94.956+1.3*1.2+2.5*1.2+2*1.4+3*1.4）*0.75=79.857KN/m工字钢在腹板部位荷载分布图工字钢在腹板部位弯矩图工字钢在腹板部位剪力图工字钢在腹板部位支点反力工字钢分配梁最大弯矩（KN.m）最大剪力（KN）最大支点反力（KN）最大挠度（mm）计算结果汇总1.6721.7143.420材料选用I12.6，经查表得截面特性如下：经计算，间距为0.75米的I12.6的工字钢能够满足要求。20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书四、支架计算1、贝雷片在中腹板部位（含倒角）的计算通过查阅相关资料，贝雷片双排双层不加强的结构特征为：双排双层截面惯性矩为2148588.8cm4，钢材弹性模量为2.1*105MPa腹板部位（0.4-0.6m）单位荷载=（94.956+1.3*1.2+2.5*1.2+2*1.4+3*1.4+2.4*1.2）=109.356KN/m2带倒角部位（1.8m）单位荷载=（27.696+1.3*1.2+2.5*1.2+2*1.4+3*1.4+2.4*1.2）=42.136KN/m2腹板单位荷载为：109.356*（0.6+0.4）/2+42.136*1.8=130.523KN/m在腹板2.4米宽的腹板部位布置3道双层双排支架，选用双排双层贝雷片自重荷载为2KN/m*4*1.2=9.6KN/m，即每道双层双排贝雷片的单位荷载为9.6+130.523/3=53.11KN/m。双层双排贝雷片在腹板部位产生的荷载布置双层双排贝雷片在腹板部位产生的弯矩图双层双排贝雷片在腹板部位产生的剪力图即最大剪力为478.47KN，最大弯矩为1237.71KN.m在腹板部位布置双排双层不加强形式的贝雷片非弹性挠度为：双层贝雷片（1/320 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书荷载需要24片贝雷片）产生的非弹性挠度值弹性挠度为双排双层贝雷片在腹板部位产生的挠度总和为：即双排双层贝雷片布置在腹板（2.4米范围）其挠度能满足要求。双排双层非加强贝雷片弯矩（KN.m）剪力（KN）挠度（m）允许内力3265.4490.50.045产生的内力1237.71478.470.0252、贝雷片在底板部位（不含倒角）贝雷片布置通过查阅相关资料，贝雷片双排双层不加强的结构特征为：双排双层截面惯性矩为2148588.8cm4，钢材弹性模量为2.1*105MPa底板部位（2.58m）单位荷载=（20.064+1.3*1.2+2.5*1.2+2*1.4+3*1.4+2.4*1.2）=34.504KN/m2底板部位单位荷载为：34.504*2.58=89.02KN/m在底板2.58米宽的底板部位布置2道双层双排支架，选用双20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书排双层贝雷片自重荷载为2KN/m*4*1.2=9.6KN/m，即每道双层双排贝雷片的单位荷载为9.6+89.02/2=54.11KN/m。双层双排贝雷片在底板部位产生的荷载布置双层双排贝雷片在底板部位产生的弯矩图双层双排贝雷片在底板部位产生的剪力图即最大剪力为487.47KN，最大弯矩为1260.99KN.m在底板部位布置双排双层不加强形式的贝雷片非弹性挠度为：双层贝雷片（1/2荷载需要24片贝雷片）产生的非弹性挠度值弹性挠度为双排双层贝雷片在底板部位产生的挠度总和为：即双排双层贝雷片布置在底板（2.58米范围）其挠度能满足要求。双排双层非加强贝雷片弯矩（KN.m）剪力（KN）挠度（m）允许内力3265.4490.50.045产生的内力1260.99487.470.0253、贝雷片在翼缘板部位贝雷片布置20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书通过查阅相关资料，贝雷片双排双层不加强的结构特征为：双排双层截面惯性矩为2148588.8cm4，钢材弹性模量为2.1*105MPa翼缘板部位（2.95m）单位荷载=（12.576+1.3*1.2+2.5*1.2+2*1.4+3*1.4+2.4*1.2）=27.02KN/m2翼缘板板部位单位荷载为：27.02*2.95=79.709KN/m在2.95米宽的翼缘板部位布置2道双层双排支架，选用双排双层贝雷片自重荷载为2KN/m*4*1.2=9.6KN/m，即每道双层双排贝雷片的单位荷载为9.6+79.709/2=49.46KN/m。双层双排贝雷片在翼缘板部位产生的荷载布置双层双排贝雷片在翼缘板部位产生的弯矩图双层双排贝雷片在翼缘板部位产生的剪力图即最大剪力为445.62KN，最大弯矩为1152.73KN.m在翼缘板部位布置双排双层不加强形式的贝雷片非弹性挠度为：双层贝雷片（1/2荷载需要24片贝雷片）产生的非弹性挠度值弹性挠度为双排双层贝雷片在翼缘板部位产生的挠度总和为：20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书即双排双层贝雷片布置在翼缘板（2.95米范围）其挠度能满足要求。双排双层非加强贝雷片弯矩（KN.m）剪力（KN）挠度（m）允许内力3265.4490.50.045产生的内力1152.73445.620.0224、贝雷片内力的计算各个部位的不同荷载如下：翼缘板下贝雷梁荷载(双排双层)为49.46kN/m；腹板下贝雷梁荷载(双排双层)为53.11kN/m；底板下贝雷梁荷载(双排双层)为54.11kN/m。荷载按最不利情况考虑，即单排双层0.75米点荷载为0.75*54.11/2=20.3kN。贝雷片材料及截面参数：弦杆由两根10槽钢背靠背组成，斜杆、竖杆均为I8工字钢。断面组成A2(cm2)IX(cm4)WX(cm3)iX(cm)IY(cm4)WY(cm3)iY(cm)弦杆2[1025.48396.679.43.95827945.7腹杆I89．539924．83．2112．84．91．18材料容许应力：材料σS[σ][τ]构件16Mn350273208销30CrMnTi13001105585贝雷片各杆件的承载能力：计算简图：20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书轴力图：计算结果汇总表项目杆件名称最大轴力（kN）最上弦杆2[10203.3中间弦杆4[1068.6最下弦杆2[10214.87斜杆I8131.567靠中支点竖杆（下）2I8434.2注：弦杆、竖杆、斜杆均以轴力控制，材料数量为实际所需的数量。内力计算结果项目杆件名称最大正应力（MPa）容许正应力（MPa）最大轴力（kN）容许轴力（kN）20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书最下弦杆2[1084.3210214.87560斜杆I8138210131.567171.5下层竖杆（支点）2I8+2[10227.8210+140434.2420+355.6从内力计算结果看，贝雷片除支点竖杆（下层竖杆）需要进行加强（2[10）外，其它部位均能够满足要求。经计算，贝雷片均满足要求。5、贝雷片下的分配梁的计算贝雷片单位长度荷载为2*4*1.2*22=211.2KN/m贝雷片下采用三根并列的I45工钢作为横梁，工钢单根长度为22米，I45工钢单位重80.4Kg/m，即两根贝雷梁的重量为22*2*80.4=3537.6Kg，单根单位重为1.61KN/m跨中单位截面荷载重量为（面积为16.771m2）：（16.771*26）*1.2+（1.3*1.2+2.5*1.2+2*1.4+3*1.4+2.4*1.2）*20.84=824.19KN/m钢管顶单位截面荷载重量为（面积为18.691m2）：（18.691*26）*1.2+（1.3*1.2+2.5*1.2+2*1.4+3*1.4+2.4*1.2）*20.84=884.09KN/m跨端单位截面荷载重量为（面积为27.565m2）：（27.565*26）*1.2+（1.3*1.2+2.5*1.2+2*1.4+3*1.4+2.4*1.2）*20.84=1160.96KN/m即作用在横梁上的荷载为:根据梁体各部位的面积确定作用在横梁上的荷载：20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书中腹板部位单位荷载：边腹板部位单位荷载：中底板部位单位荷载：边底板部位单位荷载：带倒角部位单位荷载：翼缘板部位单位荷载：在河面的一侧布置一排22根直径为80cm的钢管，钢管间距布置如图所示，在钢管顶上布置3根Ⅰ45a的工字钢。20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书荷载产生在单根分配梁上的分布图荷载产生在单根分配梁上的弯矩图荷载产生在单根分配梁上的剪力图荷载产生在单根分配梁上的支点反力图作用在单根分配梁上的计算模型及计算结果汇总单根分配梁最大弯矩（KN.m）最大剪力（KN）最大支点反力（KN）最大挠度（mm）计算结果汇总30.51272.27401.670.1查表知Ⅰ45a工字钢的截面特性参数为：A=102cm2、Wx=1430cm3、Sx=836.4cm3、Ix=32240cm4单根Ⅰ45a工字钢弯曲应力为：(满足要求)单根Ⅰ45a工字钢剪应力：I45工钢承载力计算：＞401.67KN即钢管桩顶放3根Ⅰ45a的工字钢能够满足要求。6、钢管入土深度计算⑴、钢管承载力计算钢管采用外径80cm、壁厚为1.0cm的焊缝20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书钢管，单位重量为194.826Kg/m，每米外表面积为2.513m2/m。查阅地质资料：该部位主要以流塑状淤泥质粉质粘土为主，基本地基承载力为80KPa，极限摩阻力取30KPa根据单根分配梁上的支点反力图，最大支点反力为401.67KN，即作用在钢管上的最大支点反力为401.67*3=1205.01KN根据单桩的最大允许承载力:（桩尖承载力忽略不计），即最大支点反力对应的钢管桩入土深度为不小于32米。即单根钢管桩入土深度取32米，墩身高度为12.5米，水深约为3米，单根钢管桩施工长度约为44.5米。钢管平面位置见下图：⑵、钢管稳定性计算直径80cm钢管（壁厚1cm）截面特性参数为：A=248.186cm2钢管最大轴心承载力N=KΦAfN：为轴心所受最大承载力K:材料调整系数，根据高度取0.8F：材料强度设计值，140MPa（钢号按照A3钢计算）A:材料有效截面面积Φ：轴心承压稳定系数，按照长细比确定回转半径i=（D2+d2）1/2/4=279.3mmλ=11000/279.3=39.4（钢管入土以外的长度按照11米计算），20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书由表查得Φ=0.946N=0.8*0.946*248.186*10-4*140*106=2629＞1018.24KN，即稳定性能够满足要求。第二节承台上钢管的计算一、根据不同截面不同部位荷载纵桥向分布（含贝雷片）：钢管顶单位截面荷载重量为（面积为18.691m2）：（18.691*26）*1.2+（1.3*1.2+2.5*1.2+2*1.4+3*1.4+2.4*1.2）*20.84=884.09KN/m跨端单位截面荷载重量为（面积为27.565m2）：（27.565*26）*1.2+（1.3*1.2+2.5*1.2+2*1.4+3*1.4+2.4*1.2）*20.84=1160.96KN/m即作用在横梁上的荷载为（含贝雷片自重）:中腹板部位单位荷载：边腹板部位单位荷载：中底板部位单位荷载：翼缘板部位单位荷载：二、承台顶钢管上分配梁的受力计算贝雷片下采用2根并列的I45工钢作为横梁，工钢单根长度为22米，I45工钢单位重80.4Kg/m，即两根贝雷梁的重量为22*2*80.4=3537.6Kg，单根单位重为1.61KN/m20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书在靠近墩身部位布置11根钢管桩，直径80m钢管（壁厚1cm），由于承台横桥向只有15.5米宽，承台以外部分需要将钢管桩打入土中（每侧两根）。荷载产生在单根分配梁上的分布图荷载产生在单根分配梁上的弯矩图荷载产生在单根分配梁上的剪力图荷载产生在单根分配梁上的支点反力图作用在单根分配梁上的计算模型及计算结果汇总单根分配梁弯矩（KN.m）剪力（KN）支点反力（KN）最大挠度（mm）计算结果汇总42.29133.35254.22620 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书查表知Ⅰ45a工字钢的截面特性参数为：A=102cm2、Wx=1430cm3、Sx=836.4cm3、Ix=32240cm4单根Ⅰ45a工字钢弯曲应力为：(满足要求)单根Ⅰ45a工字钢剪应力：即钢管桩顶放2根Ⅰ45a的工字钢能够满足要求。三、承台上钢管稳定性计算直径80m钢管（壁厚1cm）截面特性参数为：A=254.469cm2钢管最大轴心承载力N=KΦAfN：为轴心所受最大承载力K:材料调整系数，根据高度取0.8F：材料强度设计值，140MPa（钢号按照A3钢计算）A:材料有效截面面积Φ：轴心承压稳定系数，按照长细比确定回转半径i=（D2+d2）1/2/4=286mmλ=8000/286=28.0（钢管长度暂按8米计算），由表查得Φ=0.943N=0.8*0.943*254.469=2687.6＞254.22能够满足要求。四、靠近边墩钢管桩入土深度的计算根据靠近墩身承台以外的钢管桩的支点反力为178.21KN，计算靠近墩身部位的钢管桩的入土深度如下：根据单桩的最大允许承载力:（翼缘板部位超出钢管顶5米）20 蕴藻浜特大桥黄渡桥段跨盐铁河支架计算书（桩尖承载力忽略不计），即最大支点反力对应的钢管桩入土深度为不小于12米。20'