(70+105+105+70)m连续梁0#块支架计算书

'青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书计算：复核：审核： 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书中铁四局集团有限公司青田县瓯江四桥（步行桥）工程项目经理部2016年11月10日 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书目录1编制依据12方案简介13主要材料特性及参数24荷载计算24.1荷载类型24.2荷载组合34.3荷载计算350#块托架结构计算55.1计算模型及边界条件设置55.2计算结果分析55.2.1纵向I25a工字钢纵梁分析55.2.2横向双拼I45a工字钢横梁分析65.2.3顺桥向牛腿分析65.2.4斜撑分析75.2.5管桩分析85.2.6整体变形分析960#块内模、翼缘板支架计算96.1内顶板、翼缘板底方木计算9 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书6.2侧模计算127临时固结计算157.1工况分析157.2正常施工分析167.3偶然状态分析17 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书青田项目0#段托架检算书1编制依据（1）《青田县瓯江四桥（步行桥）工程相关设计图纸》；（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；（3）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；（4）《建筑扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）；（5）《建筑结构静力计算手册》建筑工业出版社。（6）《建筑施工计算手册》第三版。2方案简介主墩P5#、P6#、P7#墩0#块形状相同、尺寸一致，0#块长度10m，中心高度8.0m，顶板宽度10.0m，底板宽度7.8m，单箱单室预应力钢筋混凝土箱梁，单侧翼缘板宽1.5m,墩顶实心横隔板长度为3.0m。单个0#块总方量为401m3，总重量1042.6t。0#段采用托架法施工，连续梁合拢之前，支座不能承受连续梁在悬臂灌筑施工中产生的不平衡力矩，施工前必须将墩梁临时固结，即需要设置临时支墩。本连续梁主墩临时支墩形式为：在墩顶支座两侧设置单个平面尺寸大小为0.6×2.5m的混凝土临时支座，高度为0.8m，单个临时支座内预埋两排共24根精轧螺纹钢，临时支座采用C50细石混凝土浇筑。本连续梁0#块全长10m，桥面宽10m，高8m，采用托架法施工，现浇混凝土重量、施工荷载、施工辅助结构重量、施工设备重量由型钢梁组合支架承受，同时支架结构也是0#块施工的操作平台。支架主要由钢管和各种型钢组成，结构简单、受力明确，加工量较小，施工方便，在现场加工制作，通过栈桥及钢平台运输至主墩，利用汽车吊进行安装，支架在0#块施工完毕后拆除。连续梁0#块采用托架法施工，支架主要承受墩顶范围以外0#块的重量。在墩身施工时埋设支架施工相关预埋钢板，预埋钢板的位置要准确，埋入混凝土前应经过详细检查确认。因支架是重要受力结构，拼装质量及焊接质量要确保可靠，支架拼装完毕应组织相关人员对支架进行检查验收，检查合格后方可进入下道工序施工。墩身混凝土浇筑完后，在主墩旁边相应设计位置安装双榀I45工字钢斜撑a-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书作为0#块的受力支架，斜撑共计4根，墩身每侧分别布置2根，沿桥梁纵轴线方向设置为2排。为增加托架支撑的整体稳定性，加大安全储备，斜撑与墩身预埋钢板焊接加固。控制好标高后，在斜撑牛腿上部纵向设置1道双拼I45a工字钢作为主梁，主梁穿过墩身混凝土主体结构；墩身每侧主梁上布置5道I45a工字钢次梁，次梁上焊接I25a的横向分配梁，底板间距为100cm、腹板间距25cm，次梁与分配梁之间采用[20槽钢调节标高，然后在I25a工字钢纵向分配梁上横向铺设10×10cm方木，间距30cm，最后在方木上铺设厚15mm的竹胶板铺设作为底模面板。支架架具体设置情况详见附图。图5.3.3-10#块支架平面布置图-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书图5.3.3-20#块支架侧面图图5.3.3-20#块支架正面图3主要材料特性及参数托架采用Q235钢材材料参数见下表：表3.1主要材料设计指标材料牌号抗拉、抗弯、抗压容许应力（Mpa）抗剪容许应力（Mpa）-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书一般型钢构件Q-2352151254荷载计算4.1荷载类型①模板、支架自重②新浇筑混凝土自重③施工人员、材料及机具等施工荷载（2kN/m2）④倾倒混凝土产生的冲击荷载（2kN/m2）⑤振捣混凝土产生的荷载（2kN/m2）4.2荷载组合验算构件强度：1.2倍恒载+1.4倍活载；验算构件刚度：1.0倍恒载+1.0倍活载。4.3荷载计算托架承受悬挑段的荷载按I25a工字钢承担的间距进行混凝土及其他荷载的分配。-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书图10-0、1-1荷载分布截面-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书表20#块荷载计算表编号23456789宽度（m）0.6250.250.250.250.37110.90.4混凝土（kN/m）①面积(m2)0.3121.0821.9921.9921.9921.2821.7971.447②0-0截面7.827.0549.849.849.832.0544.92536.175③面积(m2)0.2850.9931.8361.8361.8361.1151.4381.119④1-1截面7.12524.82545.945.945.927.87535.9527.975施工人员、材料及机具（kN/m2）2倾倒混凝土产生的冲击荷载（kN/m2）2振捣混凝土产生的荷载（kN/m2）250#块托架结构计算5.1计算模型及边界条件设置图5.1为0#块托架midas分析模型图，考虑到悬挑段两侧对称，模型计算采用一侧进行模拟。其中，顺桥向牛腿、纵横分配梁及横桥向牛腿均采用梁单元建模，材质为Q235。-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书图5-10#块托架midas分析模型图边界条件及连接设置如下：（1)纵横梁连接：纵向分配梁与横梁采用弹性联接,按弹性连接的刚性设置，横梁与牛腿采用弹性连接，按弹性连接的刚性设置。（2)一般支承设置：顺桥向牛腿约束Dx,Dy,Dz，Ry，管桩支撑下端均按固定端进行约束。5.2计算结果分析5.2.1纵向I25a工字钢纵梁分析图5-2纵向I25a工字钢纵梁强度计算结果：图5-2强度荷载下纵梁应力图由计算结果可知：强度荷载作用下纵梁最大应力为<215Mpa,故纵梁设计满足安全要求。立柱20#槽钢工字钢纵梁强度计算结果：-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书图5-2强度荷载下立柱应力图由计算结果可知：强度荷载作用下立柱最大应力为<215Mpa,故20#槽钢设计满足安全要求。5.2.2横向I45a工字钢横梁分析图5-3横向I45a工字钢横梁强度计算结果：图5-3强度荷载下横梁应力图由计算结果可知：强度荷载作用I45a工字钢横梁最大应力为<215Mpa,-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书故横向I45a工字钢分配梁设计满足安全要求。5.2.3顺桥向双榀I45a工字钢水平牛腿分析图5-4顺桥向双榀I45a工字钢水平牛腿计算结果：图5-4强度荷载下双榀I45a工字钢水平牛腿应力图由计算结果可知：强度荷载作用双榀I45a工字钢水平牛腿最大应力为<215Mpa,故顺桥向牛腿设计满足安全要求。顺桥向牛腿反力分析：-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书图5-5强度荷载下牛腿反力图牛腿下口焊接在预埋钢板上，根据承受的反力计算焊缝受力：FZ=520.3KN(1)水平牛腿锚板计算计算内力剪力Q=520kN,拉力N=250kN,弯矩M=87.8kN.m计算依据：《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)fc：砼抗压强度设计值，砼为C50，fc=22.4MPafy：锚筋抗拉强度设计值，锚筋为HRB400，fy=400MPat：锚板厚度，t=15mmd：锚筋直径，d=25mmz：外层锚筋中心间距，z=300mmαr：锚筋分为二层，αr=0.9-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书αb：锚板的弯曲变形折减系数，αb=0.6+0.25t/d=0.8αv：锚筋的受剪承载力系数，αv=(4.0-0.08d)×(fc/fy)^0.5=0.543As1=V/(αrαvfy)+N/(0.8αbfy)+M/(1.3αrαbfyz)=520400/（0.9×0.543×400M）+250000/（0.8×0.8×400M）+87800/（1.3×0.9×0.8×400M×0.3）=5893.8mm2As2=N/(0.8αbfy)+M/(0.4αrαbfyz)=250000/（0.8×0.8×400M）+87800/(0.4×0.9×0.8×400M×0.4)=3842mm2所需锚筋总截面面积As=max(As1，As2)=5893.8mm2锚筋配置采用B25钢筋，其截面积A=491mm2所需根数最少5893.8/491=12根其锚固长度la==0.14××25=765mm。取锚固长度80cm并设置弯钩。由于锚筋需要数量增加，锚板另外设置四根对拉精轧螺纹钢对拉进行锚固预埋杆件。锚板尺寸设置为500×500×20mm。(2)水平牛腿焊缝计算根据钢结构设计规范要求，焊脚尺寸不得小于1.5,t为较厚焊件厚度。不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书锚板尺寸与平托尺寸，易知6.7mm<<12mm。故本次设计中取=10mm。计算内力剪力Q=520kN,拉力N=250kN,弯矩M=87.8kN.m平联杆件端部沿周边全部施焊a、根据工字钢受力特点，考虑其剪力全部由腹板处角焊缝承受<为角焊缝计算厚度，取为o.7=7mm为角焊缝计算长度，取为实际焊缝长度减去2。有==86.37Mpa<=160Mpab、拉力与弯矩由全部焊缝承担<式中、为焊缝截面对中性轴的截面模量.为强度设计值增大系数，对承受静力荷载与间接动力荷载，取为=1.22有=42.95Mpa<=195.2Mpa在综合作用处有-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书<有=93.26Mpa<=160Mpa满足要求结论：采用=10mm完全能够满足设计规范要求。5.2.4双榀I45a工字钢斜撑分析图5-5斜撑计算结果：图5-5强度荷载下横桥向牛腿应力图由计算结果可知：强度荷载作用斜撑最大应力为<215Mpa,故斜撑设计满足安全要求。5.2.5斜撑反力分析图5-5斜撑计算结果：-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书图5-5强度荷载下横桥向牛腿应力图斜撑下口焊接在预埋钢板上，根据承受的反力计算焊缝受力：FZ=742.5KN(1)斜牛腿锚板计算计算内力剪力Q=742kN,拉力N=724kN,弯矩M=51.6kN.m计算依据：《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)fc：砼抗压强度设计值，砼为C50，fc=22.4MPafy：锚筋抗拉强度设计值，锚筋为HRB400，fy=400MPat：锚板厚度，t=15mmd：锚筋直径，d=25mmz：外层锚筋中心间距，z=300mmαr：锚筋分为二层，αr=0.9αb：锚板的弯曲变形折减系数，αb=0.6+0.25t/d=0.8αv：锚筋的受剪承载力系数，αv=(4.0-0.08d)×(fc/fy)^0.5=0.543-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书As1=V/(αrαvfy)+N/(0.8αbfy)+M/(1.3αrαbfyz)=742000/（0.9×0.543×400M）+724000/（0.8×0.8×400M）+51600/（1.3×0.9×0.8×400M×0.3）=7083mm2As2=N/(0.8αbfy)+M/(0.4αrαbfyz)=724000/（0.8×0.8×400M）+51600/(0.4×0.9×0.8×400M×0.4)=3947mm2所需锚筋总截面面积As=max(As1，As2)=7083mm2锚筋配置采用B25钢筋，其截面积A=491mm2所需根数最少7083/491=15根其锚固长度la==0.14××25=765mm。取锚固长度80cm并设置弯钩。锚板尺寸设置为1000×1000×20mm。(2)斜牛腿焊缝计算根据钢结构设计规范要求，焊脚尺寸不得小于1.5,t为较厚焊件厚度。不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。锚板尺寸与平托尺寸，易知6.7mm<<12mm。故本次设计中取=10mm。计算内力剪力Q=742kN,拉力N=724kN,弯矩M=51.6kN.m-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书平联杆件端部沿周边全部施焊a、根据工字钢受力特点，考虑其剪力全部由腹板处角焊缝承受<为角焊缝计算厚度，取为o.7=7mm为角焊缝计算长度，取为实际焊缝长度减去2。有==84.1Mpa<=160Mpab、拉力与弯矩由全部焊缝承担<式中、为焊缝截面对中性轴的截面模量.为强度设计值增大系数，对承受静力荷载与间接动力荷载，取为=1.22有=53.49Mpa<=195.2Mpa在综合作用处有<有=94.83Mpa<=160Mpa满足要求结论：采用=10mm完全能够满足设计规范要求。-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书5.2.6整体变形分析图5-6刚度荷载组合作用下托架变形计算分析：图5-6刚度荷载下托架变形图由计算结果可知：刚度荷载组合作用下托架横向分配梁悬挑段最大位移向下，最大位移为，满足要求。60#块内模、翼缘板支架计算0#块翼缘板及顶板最大厚度均为0.6m，内顶板及翼缘板支架均按0.6×0.6m间距设置，按最大厚度0.6m进行检算。模板采用15mm厚木胶合板，横桥向采用100×100mm方木间距30cm，顺桥向100×100mm方木间距60cm，立杆采用Ø48.3×3.0mm钢管。6.1内顶板、翼缘板底方木计算6.1.1荷载计算内模计算时，模板跨径0.3m，取1m计算。面板计算时的恒荷载=15.5KN/m2，施工荷载取2kN/m2；横桥向方木采用100×100mm方木间距30cm。6.1.2面板计算q1=26×0.3=7.8kN/m（1）强度计算荷载组合：-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书Q1＝1.2×7.8+1.4×2×0.3=10.2kN/m（2）刚度计算荷载组合：Q2＝7.8+0.6=8.4kN/m厚竹胶板的截面参数和材料力学性能指标：扰度验算；合格。6.1.3横向方木验算横向方木搁置在间距为的纵向方木上，计算跨径为，横向方木的规格为10*10cm的方木、间距为；单根横向方木上的均布荷载为：方木的截面参数和材料力学性能指标：-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书，合格。6.1.4纵向方木验算横向方木搁置在间距为60*60的立杆上，计算跨径为，纵向方木的规格为15*10cm的方木、间距为60cm；单根横向方木上的均布荷载为：方木的截面参数和材料力学性能指标：，合格。6.1.5支架立杆计算支架立杆轴力取纵向分配梁的最大反力（1）强度验算-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书立杆强度满足要求。（2）立杆稳定验算轴心受力构件通过控制长细比来保证构件的刚度，计算式如下自由长度：由有λ＝177查附录C截面稳定系数表得,立杆稳定性满足要求。6.2侧模计算梁高8m，侧模采用15mm厚木模板，竖带采用100×100mm方木按间距30cm均匀布置，横向背带采用双拼Ø48.3×3.0钢管，钢管按间距60cm布置，拉杆采用Ø14圆钢按60×60cm间距布置。6.2.1侧模荷载计算混凝土按一次浇筑完成计，浇筑高度8m，浇筑时混凝土对侧模的压力计算如下：式中:P-----新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）γc----混凝土的重力密度（kN/m3），此处取25kN/m3t0----新浇混凝土的初凝时间（h）,此处取t0=5hV----混凝土的浇灌速度（m/h），此处取V=1.6m/h;β1---外加剂影响修正系数，此处取1.2。β2---混凝土塌落度影响系数，此处取1.15。倾倒混凝土时对侧模板产生的活载Q=2.0kN/m2;强度计算荷载组合：-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书Q1＝1.2×37.95+1.4×2=48.34kN/m2刚度计算荷载组合：Q2＝37.95+2=39.95kN/m26.2.2面板计算厚竹胶板的截面参数和材料力学性能指标：扰度验算；合格。6.2.3横向方木验算横向方木搁置在间距为的纵向方木上，计算跨径为，横向方木的规格为10*10cm的方木、间距为，1米范围内有3根横向方木支撑竹胶板；单根横向方木上的均布荷载为：方木的截面参数和材料力学性能指标：-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书，合格。6.2.4纵向方木验算横向方木搁置在间距为60*60的立杆上，计算跨径为，纵向方木的规格为15*10cm的方木、间距为60cm；单根横向方木上的均布荷载为：方木的截面参数和材料力学性能指标：-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书，合格。6.2.5横向背带钢管计算侧模横带采用双拼Ø48.3×3.0钢管，钢管间距0.9m，拉杆横向间距0.6m。取1组双拼钢管进行计算。强度验算总荷载：Q1=48.34×0.9=43.506kN/m刚度验算总荷载：Q2＝39.95×0.9=35.955kN/m（2）强度验算钢管在荷载组合作用下的弯矩最大弯矩为1.29kN·m。弯曲应力符合要求。（3）刚度验算面板在荷载作用下的挠度刚度验算符合要求。经过受力分析，钢管最大弯曲应力为185MPa,小于钢材容许的抗弯强度；挠度为1.77mm小于L/250=2.4mm；侧模钢管强度、刚度满足规范要求。6.2.6侧模拉杆计算侧模拉杆采用Ø14圆钢，其中承受的拉力F=48.34*0.6*0.6=17.4kN，拉杆容许拉力按下式计算：F容=115.44×170=19.6kN。-33- 青田县瓯江四桥（步行桥）工程跨瓯江连续梁挂篮悬浇施工方案0#块支架计算书因F