1、跨海主橋鋼管支架受力計算一、編制依據1、公路橋涵施工技術規范（JTJ0412000）2、公路橋涵地基與基礎設計規范（JTJ2485）3、路橋施工計算手冊4、福夏鐵路廈門公鐵大橋公路橋工程勘察設計初步設計二、工程概況A標段跨海主橋起迄點樁號為：K678+559.376K680+000。橋型布置為：(43.10+4×50.3)+3×(8×50.3)，共29跨,全長1440.624米。布置為50.3米孔跨等截面預應力混凝土連續梁，梁高3.0m，頂板寬為15.5m，底板寬為5.5m。主橋分幅布置，凈距1米，沿橋梁中心線對稱，單幅橋面寬度15.50米，設2%單向橫坡。主梁采

2、用單箱單室截面。A標段跨海主橋段受海潮影響，上部結構連續箱梁滿足凈空段采用移動模架施工方案。由于起始部分段不能滿足移動模架施工凈空，考慮采用搭設鋼管貝雷支架進行上部結構施工。詳見附圖10跨海主橋現澆箱梁鋼管支架搭設橫斷面圖和附圖11跨海主橋現澆箱梁鋼管支架搭設縱斷面圖。三、鋼管支架受力演算1、鋼管壯支架布置支架采用600×8mm鋼管樁作為主要支承，箱梁底版下貝雷作為承重縱梁，I20a型鋼作為橫向分配梁，I12.6a型鋼為縱向小分配梁。由于翼緣板重量輕，采用I45a型鋼作為承重縱梁，然后在上面搭設支架并立模板進行混凝土施工。2、荷載計算 砼自重： 50.3米箱梁砼總重 (砼自重取2.6

3、t/m3 單室箱梁方量為449.4m3) 共計 P1=449.4×2.6=1168.4t 施工荷載（模板、機具、作業人員）： 模板荷載按0.2t/m2計，共計為：P2=50.3×15.5×0.2=155.9t 設備及人工荷載按0.25t/m2計，共計為：P3=50.3×15.5×0.25=194.9t 砼澆注沖擊及振搗荷載按0.2t/m2計，共計為：P4=50.3×15.5×0.2=155.9t總荷載 P= P1+ P2+ P3+ P4= 1168.4+155.9+194.9+155.9=1675.1t3、底模下次梁（I12

4、.6型鋼）驗算次梁按縱橋向布置，間距70cm和35cm 。計算跨徑為150cm，按簡支梁受力考慮，分別驗算底模下斜腹板對應位置和底板中間位置： 斜腹板對應的間距為35cm的 I12.6型鋼受力驗算底模處砼箱梁荷載：P1=3.0×26=78.0kN/m2（按3.0m砼厚度計算）模板荷載：P2=200kg/m2=2kN/m2設備及人工荷載：P3=250kg/m2=2.5kN/m2砼澆注沖擊及振搗荷載：P4=200kg/m2=2kN/m2則有P=（P1+P2+P3+P4）=84.5kN/m2由梁正應力計算公式得：    強度滿足要求；支點反

5、力由矩形簡支梁撓度計算公式得：        剛度滿足要求。 底板下間距為70cm的 I12.6型鋼受力驗算中間底板位置砼厚度26cm，考慮內模支撐和內模模板自重，I12.6型鋼間距70m，則有： 底模處砼箱梁荷載：P1=0.26×26=6.8kN/m2   內模支撐和模板荷載：P2=400kg/m2=4kN/m2  設備及人工荷載：P3=250kg/m2=2.5kN/m2  砼澆注沖擊及振搗荷載：P4=200kg/m2=2kN/m2  則有P=（P1+P

6、2+P3+P4）=15.3kN/m2支點反力q=15.3×0.7=10.7kN/m84.5×0.35=29.58kN/m 表明底板下間距為70cm的 I12.6型鋼受的力比腹板對應的間距為35cm的I12.6型鋼所受的力要小，所以底板下間距為70cm的I12.6型鋼受力安全。以上各數據均未考慮模板強度影響，若考慮模板剛度作用和3跨連續梁，則以上各個實際值應小于此計算值。 4、貝雷上橫向分配梁（I20a型鋼）驗算：貝雷上橫向分配梁（I20a型鋼）按橫橋向布置，間距150cm。計算跨徑取為貝雷片間距，其受力模型如下：由SAP2000計算分配梁彎矩、剪力及支座反力情況如下：分配梁

7、I20a型鋼彎矩圖分配梁I20a型鋼剪力圖分配梁I20a型鋼支點反力圖Rmax=34.86 KNQmax=26.10 KNMmax=5.05 KN.m選用Q235鋼=145MPa ； =85MPaI20a工字鋼截面特性參數：單位重27.9kg/m ; A=35.5cm2 b=10cm Ix/Sx=17.2cm d=0.7cm Iy=158cm4 Ix=2370cm4 Sx=137.8cm Wx=237cm3 ix=8.15cm iy=2.12cm彎矩應力：剪應力：故按間距1.5m一道布置I20a型鋼分配梁是合理的。5、鋼管支架貝雷梁驗算：為簡化計算，按簡支梁受力進行驗算，實際為多跨連續梁受力，

8、并按最大支點反力Rmax=34.86 KN進行驗算，計算結果偏于安全，單跨單排單層貝雷受力模型如下：由SAP2000計算分配梁彎矩、剪力及支座反力情況如下：單排單層貝雷彎矩圖單排單層貝雷剪力圖單排單層貝雷支點反力圖Rmax=122.01 KNQmax=87.15 KNMmax=235.30 KN.m查閱裝配式公路鋼橋多用途使用手冊，“321”貝雷桁架容許應力表：雙排單層：容許彎矩：1576.4kN·m 容許剪力：490.5kN本支架采用三組雙排單層貝雷桁架，則：1576.4÷2=788.2 kN·m >235.30kN·m490.5÷2=

9、245.3 kN >87.05kN從貝雷桁架縱梁結構受力上看這種跨徑滿足要求。6、I45a型鋼頂橫梁驗算：將鋼管樁頂橫向承重梁H60型鋼視為兩邊支撐在I45a型鋼上的單跨連續梁計算，橫梁H60型鋼計算長度取5.5m，其跨徑等于鋼管樁的間距4.6m,計算荷載取貝雷支點的反力的最大值122.01kN。I45a型鋼頂橫梁H60型鋼承受的荷載分布及支撐情況見下圖：由SAP2000計算承重梁彎矩、剪力及支座反力情況如下：承重梁H60×20型鋼彎矩圖承重梁H60×20型鋼剪力圖承重梁H60×20型鋼支點反力圖Rmax=366.03 KNQmax=244.02 KNMma

10、x=225.72 KN.m選用Q235鋼=145MPa ； =85MPaH60×20型鋼截面特性參數：單位重106.0kg/m ; A=135.2cm2 b=20cm Ix/Sx=54.6cm t1=1.1cm t2=1.7cm Iy=2280cm4 Ix=78200cm4 Sx=1431.58cm Wx=2610cm3 ix=24.1cm iy=4.11cm彎矩應力：剪應力：滿足要求。7、鋼管樁頂縱梁驗算：將鋼管樁頂縱向承重梁雙肢I45a型鋼視為兩邊支撐在鋼管樁上的單跨連續梁計算，橫梁H60型鋼計算長度取3.3m，其跨徑等于橫向鋼管樁的間距2.0m,計算荷載取H60型鋼支點反力的最

11、大值366.03kN。鋼管樁頂縱梁雙肢I45a型鋼承受的荷載分布及支撐情況見下圖：由SAP2000計算I45a承重梁彎矩、剪力及支座反力情況如下：承重梁I45a型鋼彎矩圖承重梁I45a型鋼剪力圖承重梁I45a型鋼支點反力圖Rmax=183.01 KNQmax=183.01 KNMmax=183.01 KN.m選用Q235鋼=145MPa ； =85MPaI45a型鋼截面特性參數：單位重80.4kg/m ; A=102cm2 b=15cm Ix/Sx=38.6cm d=1.15cm Iy=855cm4 Ix=32240cm4 Sx=836.4cm Wx=1430cm3 ix=17.7cm iy=

12、2.89cm彎矩應力：剪應力：滿足要求。8、鋼管樁樁長的確定及承載力檢算：承重梁底設置鋼管樁，鋼管樁頂標高為6.63m。由上計算知鋼管樁頂受最大力：P183.01kN，考慮結構安全，取單樁設計承載力為200 kN。選用鋼管外徑D=600mm、壁厚t=10mm。 按地質資料計算的單樁承載力確定鋼管樁長度根據公路橋涵地基與基礎設計規范（JTJ 024-85）31頁得打入樁的容許乘載力公式為：P1/2（Uii li + AR）i、分別為打入樁對各土層樁周摩阻力和樁底承壓力影響系數。（i、土層埋深5 米以下時取0.8，10 米時取1）打入樁均取1 A樁底支承面積A =0.0185m2R樁尖土的極限承載力P 軸向受壓樁的容許承載力（kN）U 樁身截面周長（m） U =d=3.14×0.60=1.88mi 樁側土的極限摩阻力（kPa）li 各土層的厚度（m）根據福夏鐵路廈門公鐵大橋工程地質報告及招標文件，樁基施工區域的土層主要為淤泥、殘積砂質泥質粘性土及強風化花崗巖，巖土工程勘探報告有樁周土的極限摩阻力和樁尖土的極限承載力表，計算取i =100kPa，R =500kPa（樁至少打入強風化花崗巖內）鋼管樁打入土層