08现浇箱梁支架计算书

'五河定淮淮河大桥（K116+067.5～K119+369.5）引桥现浇支架计算书编制：复核：审核：中交三公局徐明高速安徽段第13合同段项目部引桥变截面现浇支架计算23/24 一、结构形式1、支架基础结构变截面现浇梁为南岸26#～29#及北岸7#～10#左右幅共计12跨，南岸26#～29#支架基础采用Ф600mm钢管桩,每排8根，入土深度15m；北岸7#～10#采用C20片石混凝土条形基础（12.5m×2m×0.5m）下打6米深Ф200mm木桩。钢管桩基础上设双I45工字钢横梁，横梁上立4根Ф600mm钢管立柱，若为混凝土条形基础，则在基础上按照如上相同的4根Ф600mm钢管立柱位置预埋钢板（100cm×100cm×2cm），然后钢管立柱焊接在预埋钢板上。2、支架上部结构上部采用7组14片贝雷纵梁；下横梁采用50型工字钢；贝雷梁上采用4.8cm的钢管搭设碗扣支架，竖杆布置间距以中间两个墩位0号截面两侧19.55米内为60cm，其它按90cm分布，横杆按40cm、120cm高度布置两道；碗扣支架顶端横桥向布设I12.6型工字钢，工字钢上采用10*10的方木纵向搭设，方木按边缘间距25cm布设；最后满铺1.8cm竹胶板作为现浇箱梁的底模。3、详见变截面现浇支架设计施工图。二、荷载布置1、方木：1.575KN/m2、竹胶板：0.8KN/m3、Ф4.8钢管支架：1.9KN/m4、I12.6工字钢分配梁：1.7KN/根5、贝雷梁：12.31KN/m23/24 6、I50工字钢桩顶承重梁：12.12KN/根7、钢筋混凝土箱梁：234.83（min）～320.89（max）KN/m8、施工荷载及人群荷载：28KN/m9、钢筋混凝土箱梁钢模板荷载：11.5KN/m三、上部结构内力计算㈠方木受力计算方木跨度为60cm和90cm，分别计算两种跨径下受力情况。900（600）Q1、荷载分析（计算跨度取0.60m，宽度取箱梁底7.0m）Q=1.575+0.8+320.89+11.5+28÷7÷0.35+1=17.3KN/m其中上部结构箱梁荷载按墩顶处最大箱梁荷载计算，此处方木所承受荷载最大，计算其最大弯矩如下：M=ql28=17.3×0.628=0.78KN.mW=bh2/6=167cm3，弯曲应力：σ=MW=0.780.167=4.65MPa<【σ】=12MPa满足强度要求。ω=5qL4384EI=5×17.3×6004384×9×103×833×104=0.39mmωL=0.390.6×103=0.26400<1400，刚度满足要求。23/24 2、荷载分析（计算跨度取0.90m，宽度取箱梁底7.0m）Q=1.575+0.8+234.83+11.5+28÷7÷0.35+1=13.2KN/mM=ql28=13.2×0.928=1.33KN.mW=bh2/6=167cm3，弯曲应力：σ=MW=1.330.167=8.0MPa<【σ】=12MPa满足强度要求。ω=5qL4384EI=5×13.2×9004384×9×103×833×104=1.5mmωL=1.50.9×103=0.67400<1400，刚度满足要求。㈡I12.6工字钢分配梁I12.6工字钢分配梁为横桥向布置，顺桥向60cm、90cm一道布置，横桥向跨径为90cm，上部荷载通过布置的方木均匀作用于分配梁上。900Q荷载分析（计算宽度取0.90m）Q=1.575+0.8+320.89+11.5+28×0.6/7×0.9=28KN/m其中上部结构箱梁荷载按墩顶处最大箱梁荷载计算，此处分配梁所承受荷载最大，计算其最大弯矩如下：M=ql28=28×0.928=2.8KN.m23/24 分配梁选用I12.6工字钢，则W=77.4cm3，弯曲应力：σ=MW=2.800.077=36.4MPa<【σ】=145MPa满足强度要求。㈢贝雷梁内力计算贝雷梁承受荷载在墩柱两侧最大，其上部箱梁按最大截面荷载考虑，设计纵向跨径9m；端跨跨径最大为11.6m，其上部箱梁按最小荷载考虑，设计纵向跨径10.45m。L1L2=900011600Q自重及上部均布荷载：Q1=1.575+0.8+1.7+1.9+12.31+320.89+28+11.5=378.7KN/mQ2=1.575+0.8+1.7+1.9+12.31+234.83+28+11.5=292.6KN/m计算其弯矩如下：M1=Q1L128=378.7×928=3834.3KN.mM2=Q2L228=292.6×10.4528=4921.5KN.m计算其最大剪力如下：て1=ql2=378.7×92=1704.2KNて2=ql2=292.6×10.452=1697.1KN23/24 则贝雷梁选用按最大弯矩M2=4921.5KN.m考虑，其上部箱梁断面底端宽度是7m，则在箱梁底板下的贝雷梁受力最大；贝雷梁横桥向布置间距为90cm，则在箱梁底板下贝雷梁为8排，则M=788.2×8×0.9=5675.04KN.m>M2=4921.5KN.mて=245.2×8×0.9=1765.44KN>て1=1704.2KN满足强度要求。四、下部结构内力计算㈠I50工字钢桩顶承重梁I50工字钢桩顶承重梁承受最大荷载处在墩柱两侧，所以只验算此处I50工字钢桩顶承重梁受力情况。3600Q上部结构荷载：Q=1.575+0.8+1.7+1.9+12.31+320.89+28+11.5×6/9.6=236.7KN/m其中上部结构箱梁荷载按墩顶处最大箱梁荷载计算，此处I50工字钢桩顶承重梁所承受荷载最大，计算其最大弯矩如下：M=ql28=236.7×3.628=383.4KN.m分配梁选用2根I50工字钢，则W=1858.9×2=3717.8cm3，弯曲应力：σ=MW=383.43.72=103.1MPa<【σ】=145MPa23/24 2根I50工字钢可以满足强度要求。ω=5qL4384EI=5×236.7÷2×36004384×2.1×105×46472×104=2.65mmωL=2.653.6×103=0.29400<1400，刚度满足要求。㈡钢管桩承载力计算1、单桩最大需承力R1=Q1×L18=378.7×98=426KNR2=Q2×L28=292.6×11.68=424.3KN2、钢管桩容许承载力：【P】=1/2(ULTP+AσR)式中：U—周长u=1.89m（Ф600mm）L—桩在局部冲刷线以下的有效长度，取15mA—桩的截面积，A=0.283m2TP—侧磨阻力,TP=35×2+20×3+40×1015=35.3KPaσR—桩尖承载力σR=160KPa式中地质数据从工程地质勘查报告查得，且取相同跨径箱梁区域内最不利地质情况。钢管桩不考虑桩尖承载力，计算如下：【P】=1/2ULTP=(1.89×15×35.3)/2=500.4KN＞1.1R1=468.6KN，满足要求。㈢混凝土条形基础承载力计算1、条形基础所受最大竖向荷载为：378.7×9=3408.3KN；2、混凝土条形基础自重：12.5m×2m×0.5m×24=300KN；3、北岸7#～10#地质情况下混凝土基础下地基承载力为：12.5×2×100=2500KN23/24 ,小于基础所受竖向荷载，因此加设木桩提高基础承载力，木桩规格为Ф150mm，长度6m，木桩深入基础10cm；4、单根Ф150mm木桩承载力为：【P】=1/2(ULTP+AσR)式中：U—周长u=0.471mL—桩在局部冲刷线以下的有效长度，取6mA—桩的截面积，A=0.018m2TP—侧磨阻力,TP=30×3.7+40×2.36=33.83KPaσR—桩尖承载力σR=140KPa式中地质数据查设计地质情况图纸得到。【P】=1/2(ULTP+AσR)=(0.471×6×33.83+0.018×140)/2=49.1KN；5、则需设木桩数量为：（3408.3+300）/49.1=75.5根，取80根。引桥等截面现浇钢管桩贝雷梁支架计算一、结构形式1、支架基础结构10#～14#、14#～19#、21#～26#、29#～34#左右幅共计40跨支架采用钢管桩贝雷梁支架，南岸基础采用Ф600mm钢管桩,每排8根，入土深度14m；北岸基础采用C20片石混凝土条形基础（12.5m×3.5m×1.25m）。钢管桩基础上设双I45工字钢横梁，横梁上立4根Ф600mm钢管立柱，中间两个墩柱侧钢管立柱采用预埋筋连接固定在承台上23/24 ，两端两个墩柱侧钢管立柱外侧设牛腿支撑。若为混凝土条形基础，则在基础上按照如上相同的4根Ф600mm钢管立柱位置预埋钢板（100cm×100cm×2cm），然后钢管立柱焊接在预埋钢板上，其余同上。2、支架上部结构上部采用15片贝雷纵梁；下设落价砂筒，下横梁采用50型工字钢；下设4根Ф600mm钢管立柱。底模板使用18mm竹胶板，侧模采用3m节段的定型钢模板组拼，其底部与顶部设置对拉杆，底模下铺纵向10cm×10cm方木，间距30cm，横向铺I12.6工字钢，间距90cm。二、荷载布置1、方木及竹胶板：1.625+1.425+0.78=3.83KN/m2、钢模板荷载：12KN/m3、贝雷梁：13.5KN/m4、I50工字钢桩顶承重梁：13.2KN/根5、钢筋混凝土箱梁：8.25×26=214.5KN/m6、施工荷载及人群荷载：11.5KN/m三、上部结构内力计算㈠方木受力计算方木跨度为90cm，横向间距30cm，计算10cm×10cm方木受力情况。900Q23/24 荷载分析Q=1.425+0.78+214.5+11.5÷19=12KN/m计算其最大弯矩如下：M=ql28=12×0.928=1.22KN.mW=bh2/6=167cm3，弯曲应力：σ=MW=1.220.167=7.3MPa<【σ】=12MPa满足强度要求。ω=5qL4384EI=5×12×9004384×9×103×833×104=1.37mmωL=1.370.9×103=0.61400<1400，刚度满足要求。㈡I12.6工字钢分配梁I12.6工字钢分配梁为横桥向布置，顺桥向90cm一道布置，横桥向底板处跨径为90cm，上部荷载通过布置的方木均匀作用于分配梁上。900Q荷载分析（计算宽度取0.90m）Q=3.83+12+13.5+214.5+11.5×0.9/5.76=40KN/m其中上部结构箱梁荷载按墩顶处23/24 最大箱梁荷载计算，此处分配梁所承受荷载最大，计算其最大弯矩如下：M=ql28=40×0.928=4.1KN.m分配梁选用I12.6工字钢，则W=77.4cm3，弯曲应力：σ=MW=4.10.077=53MPa<【σ】=145MPa满足强度要求。㈢贝雷梁内力计算贝雷梁设计纵向最大跨径9.7m。L=9700Q自重及上部均布荷载：Q=3.83+12+13.5+13.2×2+11.5+214.5=281.73KN/m计算其弯矩如下：M=QL28=281.73×9.728=3313.5KN.m计算其最大剪力如下：τ=q2=281.73×9.72=1366.4KN贝雷梁受力最大在腹板及底板处，其下共计9片贝雷梁。M=788.2×9×0.9=6384.42KN.m>M=3313.5KN.mて=245.2×9×0.9=1986.12KN>τ=1366.4KN满足强度要求。四、下部结构内力计算23/24 ㈠I50工字钢桩顶承重梁I50工字钢桩顶承重梁最大承受9.7米跨径上部荷载，其横向最大跨距为3.6米。3600Q上部结构荷载：Q=281.73×9.7/9.6=284.7KN/m计算其最大弯矩如下：M=ql28=284.7×3.628=461.2KN.m分配梁选用2根I50工字钢，则W=1858.9×2=3717.8cm3，弯曲应力：σ=MW=461.23.72=124MPa<【σ】=145MPa2根I50工字钢可以满足强度要求。ω=5qL4384EI=5×284.7÷2×36004384×2.1×105×46472×104=3.2mmωL=3.23.6×103=0.36400<1400，刚度满足要求。㈡钢管桩承载力计算1、单桩最大需承力R=Q×L8=281.73×9.78=341.6KN2、钢管桩容许承载力：23/24 【P】=1/2(ULTP+AσR)式中：U—周长u=1.89m（Ф600mm）L—桩在局部冲刷线以下的有效长度，取14mA—桩的截面积，A=0.283m2TP—侧磨阻力,TP=35×3.2+20×5.4+40×5.414=31.14KPaσR—桩尖承载力σR=160KPa式中地质数据从工程地质勘查报告查得，且取相同跨径箱梁区域内最不利地质情况。钢管桩不考虑桩尖承载力，计算如下：【P】=ULTP/2=1.89×14×31.14/2=412.02KN＞1.1R=375.8KN，满足要求。㈢混凝土条形基础承载力计算1、条形基础所受最大竖向荷载为：281.73×9.7=2732.5KN；2、混凝土条形基础自重：12.5m×3.5m×1.25m×24=1312.5KN；3、最不利地质情况下混凝土基础下地基承载力为：12.5×3.5×100=4375KN；4、地基承载力减去混凝土基础自重所剩基础承载力为：4375-1312.5=3062.5KN＞1.1×2732.5KN=3005.8KN，满足要求。23/24 引桥等截面现浇满堂支架计算0#～7#左右幅共计14跨采用采用重型门式、碗扣支架现浇法施工箱梁，支架下通长垫10×15m方木；地基戗灰处理厚度80cm，其上再浇筑10cm厚混凝土；箱梁支架横向布置见下图，详细结构布置见附图。23/24 计算依据：《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ128-2010），《路桥施工计算手册》等。1、单根杆件各部位受力计算⑴顶托受力计算可调顶托有Ф28mm、Ф30mm、Ф32mm三种规格，取Ф28mm顶托进行计算，取其有效直径24mm。A=π×122=452.4mm2，N=σ×A=140Nmm2×452.4mm2=63.3KN。23/24 ⑵Ф16mm插销杆抗剪力计算A=π×82×2=402mm2，N=τ×A=85Nmm2×402mm2=34.2KN。⑶插销杆钢管（Ф48mm×3.5）孔壁受压计算插销杆钢管壁厚3.5mm。A=16×3.5×2=112mm2，N=σ×A=210Nmm2×112mm2=23.5KN。⑷单榀门架受力计算根据JGJ128-2010《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》5.2.1之规定，现计算一榀重型门架稳定承载力设计值如下：Nd----门架稳定承载力设计值i-----门架立杆换算截面回转半径I-----门架立杆换算截面惯性矩h0----门架高度，h0＝1900mmI0、A1----分别为门架立杆的毛截面惯性矩与毛截面积h1、I1----分别为门架加强杆的高度及毛截面惯性矩，h1＝1700mmA——门架立杆的毛截面积，A＝2A1＝2×428=856mm2f——门架钢材强度设计值，Q235钢材用205N/mm2D1、d1——分别为门架立杆的外径和内径D1＝57mm，d1＝52mmD2、d2——分别为门架加强杆的外径和内径D2＝25mm，d2＝22mmφ-------门架立杆稳定系数，按λ查规范表B.0.6λ-------门架立杆在门架平面外的长细比λ＝Kh0/i23/24 K--------门架高度调整系数，查规范表5.2.15当支架高度≤30米时，K＝1.13I0＝π（D14-d14）/64＝15.93×104mm4I1＝π（D24-d24）/64＝0.77×104mm4I＝I0+I1×h1/h0＝15.93×104+0.77×104×1700/1900＝16.62×104mm4i＝==19.71mmλ＝Kh0/i＝1.13×1900/19.71＝108.93按λ查规范表B.0.6，φ＝0.523Nd＝φ×A×f＝0.53×856×205×0.85＝78KN（0.85为旧门架或重复使用的折减系数）根据门架技术资料规定，承重荷载处于主立杆支撑时，单榀门架最大承载力为150KN，允许承载力为75KN，小于上面的计算结果，因此取N＝75KN。综合单根杆件各部位受力计算，其最小值N=23.5KN，按单根杆件最大受力23KN分布支架。2、箱梁恒载应力分布及门架布置（见下图）23/24 门式支架应力分布图腹板处最大所受压应力23.66KPa。3、模板、方木及施工荷载⑴施工人员及施工设备自重：1.5KN/m2；⑵振捣砼时对水平模板的冲击力：2.0KN/m2；⑶箱梁底模板、方木等自重：0.49KN/m2；4、门式支架单根杆件轴向力设计值⑴腹板处N=1.2*（23.66+0.49）*0.6*1+1.4*（1.5+2）*0.6*1=20.33KN⑵底板处23/24 N=1.2*（13+0.49）*0.9*1+1.4*（1.5+2）*0.9*1=19.0KN⑶翼板处N=1.2*（4.68+0.49）*0.9*1+1.4*（1.5+2）*0.9*1=10KN碗扣支架应力分布图腹板处最大所受压应力23.66KPa。5、碗扣支架单根杆件轴向力设计值⑴腹板处N=1.2*（23.66+0.49）*0.6*0.9+1.4*（1.5+2）*0.6*0.9=18.3KN⑵底板处N=1.2*（13+0.49）*0.9*0.9+1.4*（1.5+2）*0.9*0.9=17.1KN23/24 ⑶翼板处N=1.2*（4.68+0.49）*0.9*1+1.4*（1.5+2）*0.9*1=9.0KN6、各部受力验算碗扣满堂支架与门式满堂支架结构形式相同，仅在纵向立杆步距稍有区别，门式支架纵向步距最大为1.0m，碗扣支架纵向步距均为0.9m，由此可知满堂支架各部受力门式支架要稍大于碗扣支架，所以在此仅验算门式满堂支架各部受力情况。⑴支架变形计算：支架变形包括门架立杆的弹性压缩变形δ1、立杆接头处的非弹性变形δ2、支撑立杆由于温度作用而产生的线弹性变形δ3，δ＝δ1+δ2+δ3。δ1＝，δ2＝nσ，δ3＝HαΔt按最高H＝4.5m支架计算，单根立杆N＝20.33KN；立杆截面面积A＝428mm2，（门架立杆Φ57×2.5mm）；n＝2，竖向门架立杆接头数量；σ＝0.5mm，每个支撑立杆接头处的非弹性变形量；α＝1.2×10-5，钢材的线膨胀系数；Δt＝15℃，温差变化；E=2.06×105N/mm2，钢材弹性模量。经计算：δ1＝＝＝1.04mmδ2＝nσ＝2×0.5＝1mm23/24 δ3＝HαΔt＝4.5×103×1.2×10-5×15＝0.81mmδ＝δ1+δ2+δ3＝2.85mm＜δ容＝H/1000＝4.5mm，符合要求。⑵方木受力验算纵向方木（10cm×10cm），长4m，间距为0.3m，跨距1.0m。I=bh312=10×10312=833cm4W=bh26=10×1026=167cm3q腹板＝23.66+0.49+1.5+2=27.65KN/m2，腹板处受力最大。M=qL28=27.65×0.3×128=1.04KN∙mσ=MW=1.04×103167×10-6=6.23<σ=12MPaω=5qL4384EI=5×27.65×0.3×14384×9×103×833×10-8=1.44mmωL=1.441×103=0.58400<1400，刚度满足要求。⑶模板强度验算底模板使用18mm厚竹胶板，其下方木间距、跨度按30cm×100cm排列。计算荷载q=23.66+0.49+3.5=27.65KN/m2竹胶板模板抗弯截面系数：W=bh26=1.0×0.01826=5.4×10-5m3惯性矩：I=bh312=1.0×0.018312=0.49×10-6m3板承受线荷载：q=1.0×27.65=27.65KN/m板跨中弯矩：M=qL210=27.65×0.2210=0.11KN∙m23/24 σ=MW=0.11×1035.4×10-5=2.04MPa<12MPa，强度满足要求。ω=qL4128EI=27.65×0.24128×9×103×0.49×10-6=0.08mmωL=0.080.2×103=0.16400<1400，刚度满足要求。⑷门洞顶I20工字钢及支架受力验算门洞上设I20工字钢B=30cm间距满布，跨距L=5.26m，其上所受荷载：①混凝土自重：A×L×26=8.25×5.26×26=1128.3KN②方木及底模板自重：（（5.26÷0.6×13+13÷0.3×5.26）×0.1×0.1+5.76×5.26×0.15）×7=32.1KN③I20工字钢自重：13÷0.3×5.26×0.31=70.7KN④施工及振捣荷载：（1.5+2.0）×13×5.26=239.3KN所以单根I20工字钢承受荷载q=((1128.3+32.1+70.7+239.3)÷(13÷0.3))÷5.26=6.45KN/mM=qL28=6.45×5.262÷8=22.3KN∙mσ=MW=22.3×103÷250.2×10-6=89.1<σ=145MPa满足要求。门洞I50工字钢受力验算横梁选用1根I50工字钢，则W=1858.9cm3q=(1128.3+32.1+70.7+239.3)÷2÷9.6=76.6KN/m23/24 M=qL28=76.6×3.22÷8=98.1KN∙mσ=MW=98.1÷1.86=52.7<σ=145MPa⑸地基承载力计算门架基础底面的平均压力须满足下式的要求：p≤fgp—立杆基础底面的平均压力(N/mm2)，p=；N—上部结构传至基础顶面的轴向力设计值；A—基础底面面积；fg—地基承载力设计值；地基承载力设计值按下式计算：fg=kc ×fgkkc——脚手架地基承载力调整系数；混凝土取kc=1.0；fgk——地基承载力标准值；戗灰处理后现场实测，fgk=290KPa；根据上面的支架计算可知，单根杆件轴向力设计值Nmax=20.33KN；立杆底托钢板尺寸为0.18m×0.18m，其下平放10×15cm方木，支架地坪10cm厚混凝土扩散角φ按45°计算，承载面积：A＝（0.15+0.1×tg45×2）×(0.15+0.2×tg45×2)=0.195m2，则P＝＝20.33/0.195=104.3KPa＜fg＝290Kpa，符合要求。23/24 基础下地基承载力为120KPa，其上灰土与混凝土容重为19×（0.8÷0.9）+24×（0.1÷0.9）=19.56KN/m3，则P腹板==（41.09+0.96×0.9×19.56）/0.96=60.4KPa＜120KPa则P底板==（43.66+1.44×0.9×19.56）/1.44=47.9KPa＜120KPa23/24'