珠海机场高速B匝道现浇箱梁支架计算书

'珠海机场高速公路A3标金台互通立交B匝道连续箱梁现浇施工支架方案及计算书一、工程概况珠海机场高速公路A3标金台互通立交的B匝道桥为4跨一联现浇连续箱梁，支架的高度为13～18m不等，采用由直径50cm壁厚8mm的钢管作为竖向支撑柱，用I36a工字钢作为柱顶横梁，用贝雷架作为纵向支撑梁，贝雷架以1.2m的间距布置，组成现浇箱梁砼的支架体系。贝雷架顶先在纵桥向按90cm间距铺设10cm×10cm×4m的木方，再在横桥向按60cm间距铺设10cm×10cm×4m方木作为分配梁，分配梁上满布碗扣架，碗扣架上下安装可调式顶托，顶托上方铺设10cm×10cm×4m作为底模的托楞，箱梁底板，箱梁底摸、侧模和内膜均采用δ=18mm的木胶板。二、计算依据1、《材料力学》孙训芳等编，2002年8月第四版，高等教育出版社；2、《结构力学》，龙奴球等编，2004年，高等教育出版社；3、《钢结构设计手册》，2004年，中国建筑工业出版社；4、《建筑施工脚手架实用手册》，杜荣军主编，1995年，中国建筑工业出版社；5、《建筑工程模板施工手册》，杨嗣信，中国建筑工业出版社；6、《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-20117、《钢结构学》沈祖炎等著，2005年，中国建筑工业出版社；8、《金台互通立交施工图设计》。三、受力分析3.1.1箱梁底摸、侧模和内膜均采用δ=18mm的木胶板。木胶板容许应力[σ]=80MPa，弹性模量E=6GPa。3.1.2纵横向方木纵向方木采用松方木，截面尺寸为10*10cm.截面参数：W=bh2/6=10*102/6=167cm3I=bh3/12=10*103/12=833cm4横向方木采用松方木，截面尺寸为8*8cm.截面参数：W=bh2/6=8*82/6=85cm3I=bh3/12=8*83/12=341cm4方木容重取6KN/m3，纵横向方木布置：纵向方木布置，纵向方木间距一般为90cm，在腹板和端、中横隔梁下为60cm。横向方木间距一般为30cm。木材弹性模量取最小值E＝9.4GPa进行验算。 3.1.3贝雷桁架（力学性能见表1）：国产贝雷梁其桁节用16锰钢，销子采用铬锰钛钢，插销用弹簧钢制造，焊条用T505X型，桥面板和护轮木用松木或杉木。材料的容许应力按基本应力提高30％，个别钢质杆件超过上述规定时，不得超过其屈服点的85％，设计时采用的容许应力如下：钢料——16锰钢拉应力、压应力及弯应力为1.3×210＝273MPa；剪应力为1.3×160＝208MPa。30铬锰钛拉应力、压应力及弯应力为0.85×1300＝1105MPa；剪应力为0.45×1300＝585MPa。表1桁架片力学性质见下表3.1.4钢管立柱钢桁架采用的钢管为φ50cm、δ=8mm,材质为A3钢，轴向容许应力（查路桥施工计算手册）[σ]=140MPa。横梁采用I36a，截面数据见表1，横梁数据见表2。 表2φ50cm、t=8mm钢管截面特性外径d（mm）壁厚t（mm）截面积A（mm2）惯性矩I（mm4）抵抗矩W（mm3）同转半径i（mm）每米重（kg）50084.89*1021.219*1055.08*10315.7838.4表3I25a、I36a工字钢截面特性型号壁厚t（mm）截面积A（mm2）惯性矩Ix（mm4）抵抗矩Wx（mm3）回转半径i（mm）每米重（kg）I25a84.89*1025023.54*104401.88*10315.7838.4I36a1076.3*10215760*104875*10326.959.9表4钢材的强度设计值单位：N/mm23.2标准段支架计算3.2.1荷载分析支架自重：①钢管及贝雷架自重荷载：Q钢管=1KN/m×15m/条×14条/跨=210KN/跨Q贝雷架=1KN/m×10×25=250KN/跨Q砼基础=65KN/条×6=390KN/跨q1=（210+250+390）/25=34KN/m34/10.5=3.24KPa②模板自重荷载 q2=(q面板+q压楞+q支撑)/L=((10.5+6.05)×0.018+0.08×0.08×4+0.1×0.1×1.5)×6=2.03KN/m2.03/10.5=0.2KPa③施工人员、施工料具堆放、运输荷载：q3=2.0KPa④倾倒混凝土时产生的冲击荷载：q4=2.0KPa⑤振捣混凝土产生的荷截：q5=2.5KPa⑥箱梁钢筋砼自重（容重按25KN/m3计）：q6=677.7/100×25=169.43KN/m169.43/10.5=16.2KPa强度计算时，Q1=1.2×(q1+q2+q6)+1.4×(q3+q4+q5)=1.2×(3.24+0.2+16.2)+1.4×(2+2+2.5)=32.67KPa刚度计算时，Q2=q1+q2+q3+q6=3.24+0.2+2+16.2=21.64KPa3.2.2支撑底模方木横梁支撑底模的横梁采用10×10×400cm方木以40cm的间距布置。横桥向跨度为1.2m，承受最大荷载的位置位于第一次浇砼时的腹板底部。按承受均布荷载的简支梁计算：腹板底混凝土自重q砼max=(1.0*0.4+0.6*(0.22+0.27))*25=17.35KN/m间距为40cm时方木承受的最大砼自重（按均布荷载计）为q砼=17.35×0.4=6.94KN/mM方木max=1/8×qL2=1/8*(q砼+(q2+q3+q4+q5)*0.4)*1.22=1/8*(6.94+(0.2+2+2+2.5)*0.4)*1.22=1.732KN.mσ方木max=M方木max/WZ=1.732*106/(167*103)=10.37MPa＜[σ方木]=16.2MPa，满足要求。ω=5(q砼+(q2+q3)*0.4)l4/(384EI)=5*(6.94+(0.2+2)*0.4)*1000*1.24/（384*9.4*109*833*10-8）=0.002696m=2.7mm[ω]=1200/400=3mmω<[ω]符合要求。3.2.3贝雷架纵梁贝雷架纵梁承受箱梁底模以上所有荷载，并搁在临时墩顶的横梁上。横桥向在边腹板及中腹板底部各布置一对，每对均采用间距为0.9m宽的花窗联结，每两组梁之间的净距为1.5m。临时钢管墩顺桥向间距按12m计算，受力最大的贝雷架梁应是腹板底部，其承受箱梁荷载的范围大致为以腹板底部中线向两侧各1.2m。沿纵桥向的最大均布荷载为：q纵max=(1.5*0.4+0.49*2)*25=39.5KN/m跨中最大弯矩：M纵max=1/8*qL2=1/8×39.5×122=711KN·m＜[M]=M0*2=975*2=1950KN·m符合允许承受弯矩的要求。由于混凝土是分两次浇筑的，第一次浇筑底板及腹板，第二次浇筑顶板，两次浇筑时间间隔至少都要5天。此时底板及梁已经具有一定强度，能分担部分荷载。跨中挠度：取[υ]=L/400=12000/400=30mmυ=5ql4/(384EIx)=5×(39.5×1000/1000)×120004/(384×2.05×105×250500×104)=20.8mm＜[υ]，符合要求。 3.2.4临时墩顶II36a工字钢横梁II36a工字钢横梁在横桥向中心处的跨径为3m，按承受集中荷载的简支梁计算：F=q纵maxL/2=39.5*25/2=493.75KN跨中最大弯矩：MII36amax=1/4*FL=1/4×493.75×3=370.3KN·m以实腹段工字钢横梁验算其强度及刚度即可σ实max=M实max/(ωxγx)=370.3×1000000/(875×1000×2×1.05)=201.5MPa＜f=215MPa符合强度要求。跨中挠度：取[υ]=L/400=3000/400=7.5mmυ=FL3/(48EI)=493.75×30003/(48×2.05×105×15760×104)=8.2mm＜[υ]，略大于允许要求，但由于箱梁砼分两层浇筑，在浇筑第二层时，最大荷载的梁已经与其他梁平分新增加的荷载，因此实际挠度不会超过允许值。3.2.5钢管支撑墩钢管为φ50cm、δ=8mm,材质为A3钢，轴向容许应力[σ]=140MPa。横梁采用I36a，在实腹段梁间距为50cm，空心段梁间距为90cm。初步预计最长立柱的高度为17m。B匝道桥每跨设置14条钢管支撑墩，跨中一排墩承受荷载最大。假设跨中6根支撑墩承受的荷载相同，则P钢管max=(677.7*25+34*25+2.03*25)/4/2/6=372KN单根钢管墩的容许承载力为[P]=A[σ]=(0.25×0.25-0.242×0.242)×3.142×140×1000000/1000=1731.4KN安全系数K=[P]/P钢管max=1731.4/372=4.65i=D/4*√(1+(d/D)2)=500/4*√(1+(492/500)2)=175.4mmλ=μL/i=1×17000/175.4=96.92＜[λ]=100,不必进行压杆稳定计算。3.2.6地基与混凝土基础在原地基上填筑30cm以上的隧道石渣，并用压路桥压实至没有轮迹，其上先浇筑一层平面为200cm×550cm厚10cm的C30砼，然后安装2段底面150cm×500cm、顶面70cm×400cm、高50cm的C30混凝土预制基础。一段基础以下地基承受的荷载为P基础max=(677.7*25+34*25+2.03*25)/4/2/2=1115KN假设10cm厚的混凝土调平层会将基础传递的荷载沿基础边缘扩展45度向下扩散，则地基承受的应力为σ地基=P基础max/A地基=1115*1000/(2.20*5.70)=88.916KPa对于用压路机压实至没有明显轮迹的地基，其安全承载能力一般可达150KPa。因此能满足承载需要。计算:复核：审核：'