大連南部濱海大道工程第三標(biāo)段現(xiàn)澆箱梁支架計(jì)算書編制：審核：批準(zhǔn)：中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司南部濱海大道工程第三標(biāo)段項(xiàng)目部2014年1月現(xiàn)澆箱梁支架驗(yàn)算1、基本資料見“南部濱海大道工程淺灘區(qū)和陸地區(qū)的現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)方案”。2、主要計(jì)算依據(jù)1、南部濱海大道工程淺灘區(qū)和陸地區(qū)的現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)方案及施工圖。2、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003。3、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94。4、《海港水文規(guī)范》（JTJ213-98）。5、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2004)。6、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001。3、支架結(jié)構(gòu)型式東連接線：A0#～A9#、B0#～B12#，共計(jì)21跨。東引橋S0#～S7#、X0#～X8#、A9#(B12#)～A13#(B16#)，共計(jì)23跨。東引橋S0#～S7#、X0#～X7#、A9#(B12#)～A12#(B15#)、東連接線A2#～A9#、B5#～B12#采用鋼管樁立柱與貝雷梁組合的支架體系進(jìn)行現(xiàn)澆施工。東連接線A0#～A2#、B0#～B3#采用滿堂支架形式現(xiàn)澆施工。4、支架受力檢算4.1滿堂腳手架驗(yàn)算東連接線A0#～A2#、B0#～B5#采用滿堂支架形式現(xiàn)澆施工。針對上述7孔現(xiàn)澆梁，以最寬、最重梁A0#～A2#斷面進(jìn)行檢算，以此作為施工指導(dǎo)。4.1.1A0#～A2#A0#～A2#箱梁截面尺寸如下：A0#～A3#箱梁鋼筋總重122.8t、C50混凝土866m3。A0#～A2#箱梁梁寬12.4m、高2.25m為變截面，鋼筋重81.8t、砼量577.4m3。采用碗扣腳手滿堂支架現(xiàn)澆，竹膠合板作底模和側(cè)模。4.1.1.1荷載計(jì)算1）砼自重：A0#～A2#箱梁砼總重(砼自重取2.6t/m3箱梁方量為642m3)共計(jì)642×2.6=1669.2t2）施工荷載（模板、機(jī)具、作業(yè)人員）按0.3t/m2計(jì)，共計(jì)為：60×12.4×0.3=223.2t總荷載1669.2+223.2=1892.4t。4.1.1.2支架設(shè)計(jì)計(jì)算1、支架設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和荷載情況，初步設(shè)計(jì)碗扣支架布置為：中橫梁和端橫梁支架縱、橫方向、腹板下方立桿的間距均為60×60㎝，箱梁翼緣板部位立桿間距按照60cm×90cm梅花型布置，平桿層間距120cm，橫橋向布置3＋9＋3共15列（中橫梁和端橫梁布置3＋13＋3共19列），縱橋向兩墩28m之間布置（6＋19＋6）31排、兩墩30m之間布置（6＋27＋6）39排，立桿上下采用可調(diào)絲桿上托和下托，絲桿上頂托內(nèi)順橋向放置一根15×15cm方木，縱向方木上橫向擺放10×10cm方木，方木中心間距為28cm，在方木上釘15mm厚的竹膠板作為現(xiàn)澆箱梁底模。HB碗扣為Φ48×3.5mm鋼管。立桿、橫桿承載性能如下表：立桿橫桿步距（m）允許載荷（KN）橫桿長度（m）允許集中荷載（KKN））允許均布荷載（KKN）0.6400.94.5121.2301.23.571.8251.52.54.52.4201.82.03.02、荷載分析計(jì)算1）衡載（砼）：縱橋向根據(jù)箱梁斷面變化，按分段均布荷載考慮，其布置情況如下：縱橋向荷載分布圖橫橋向各斷面荷載分布如下：2）模板荷載：（1）內(nèi)模（包括支撐架）：按q=1.2KN/m2考慮。（2）外模（包括側(cè)模支撐架）：按q=1.2KN/m2考慮。3）施工荷載：因施工時面積分布廣，需要人員及機(jī)械設(shè)備不多，按q=1.0KN/m2考慮。4）碗扣腳手架及分配梁荷載：按2#墩最高位置且分布間距為60cm×60cm考慮，q=3.77KN/m2。3、模板受力計(jì)算1）荷載計(jì)算（1）箱梁荷載：砼自重G=577.4×26=15013KN，偏安全考慮，取安全系數(shù)r=1.2，以全部重量作用于底板上計(jì)算單位面積壓力F=15013×1.2÷(8.4×60)=35.75KN/m2（2）施工荷載：F2=3KN/m2；（3）振搗混凝土產(chǎn)生的荷載：F3=2KN/m2；（4）箱梁芯模：F4=1.5KN/m2；（5）竹膠板：F5=0.1KN/m2；（6）方木：F6=7.5KN/m2；2）底模強(qiáng)度計(jì)算箱梁底模采用高強(qiáng)竹膠板，板厚t=15mm，竹膠板方木背楞間距為280mm，所以驗(yàn)算模板強(qiáng)度采用寬b=280mm平面竹膠板。（1）模板力學(xué)性能彈性模量E=0.1×105MPa；截面慣性矩：I=bh3/12=28×1.53/12=7.875cm4；截面抵抗矩：W=bh2/6=25×1.52/6=10.6cm3；截面積：A=bh=28×1.5=42cm2。（2）模板受力計(jì)算F=F1+F2+F3+F4=35.75+3+2+1.5=42.25KN/m2q=F×b=42.25×0.28=11.83KN/m（3）跨中最大彎矩：M=qL2/8=11.83×0.282/8=0.116KN·m（4）彎拉應(yīng)力：σ=M/W=0.116×103/10.6×10-6=10.95MPa<[σ]=11MPa竹膠板板彎應(yīng)力滿足要求。（5）撓度：從竹膠板下方木背楞布置可知，竹膠板可看做多跨等跨連續(xù)梁，按三等跨均布荷載作用連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為：f=0.677qL4/100EI=(0.677×11.83×0.284)/(100×0.1×105×8.44×10-8)=0.58mm<L/400=0.7mm竹膠板撓度滿足要求。綜上，竹膠板受力滿足要求。3）橫梁強(qiáng)度計(jì)算橫梁為10×10cm方木，跨徑為0.6m，中對中間距為0.28m。截面抵抗矩：W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3截面慣性矩：Ι=bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4作用在橫梁上的均布荷載為：q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.28=(35.75+3+2+1.5+0.1)×0.28=11.858KN/m跨中最大彎矩：M=qL2/8=11.858×0.62/8=0.53KN·m落葉松容許抗彎應(yīng)力：[σ]=14.5MPa，彈性模量E=11×103MPa。橫梁彎拉應(yīng)力：σ=M/W=0.53×103/1.67×10-4=3.4MPa<[σ]=14.5MPa橫梁彎拉應(yīng)力滿足要求。橫梁撓度：f=5qL4/384EI=(5×11.858×0.64)/(384×11×106×8.33×10-6)=0.2mm<L/400=1.5mm橫梁撓度滿足要求。綜上，橫梁強(qiáng)度滿足要求。4）縱梁強(qiáng)度計(jì)算縱梁為15×15cm方木，跨徑為0.6m，間距為0.6m。截面抵抗矩：W=bh2/6=0.15×0.152/6=5.63×10-4m3截面慣性矩：Ι=bh3/12=0.15×0.153/12=4.22×10-5m40.6m長縱梁上承擔(dān)2根橫梁的重量為：0.1×0.1×0.6×7.5×2=0.09KN橫梁施加在縱梁上的均布荷載為：0.09÷0.6=0.15KN/m作用在縱梁上的均布荷載為q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.6+0.15=(35.75+3+2+1.5+0.1)×0.6+0.15=25.56KN/m跨中最大彎矩：M=qL2/8=25.56×0.62/8=1.16KN·m落葉松容許抗彎應(yīng)力：[σ]=14.5MPa，彈性模量E=11×103MPa。縱梁彎拉應(yīng)力：σ=M/W=1.16×103/5.63×10-4=2.07MPa<[σ]=14.5MPa縱梁彎拉應(yīng)力滿足要求。縱梁撓度：f=5qL4/384EI=(5×25.56×0.64)/(384×11×106×4.22×10-5)=0.09mm<L/400=1.5mm縱梁撓度滿足要求。綜上，縱梁強(qiáng)度滿足要求。4、碗扣立桿受力計(jì)算1）在A－A斷面底腹板位置，分布荷載q=54.36+1.2+1.2+1.0+3.77=61.53KN/m2碗扣立桿分布按60cm×60cm，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N＝0.6×0.6×61.53=22.2KN<[N]=30KN2）在B－B斷面腹板位置，分布荷載q=58.76+1.2+1.2+1.0+3.77=65.93KN/m2碗扣立桿分布按60cm×60cm，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N＝0.6×0.6×65.93=23.84KN<[N]=30KN在B－B斷面底板和頂板位置，分布荷載q=13.27+1.2+1.2+1.0+3.77=20.44KN/m2碗扣立桿分布按120cm×120cm梅花錯格加密，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N＝0.84×0.84×20.44=14.5KN<[N]=30KN3）在C－C斷面腹板位置，分布荷載q=58.5+1.2+1.2+1.0+3.77=65.67KN/m2碗扣立桿分布按60cm×60cm，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N＝0.6×0.6×65.67=23.65KN<[N]=30KN在C－C斷面底板和頂板位置，分布荷載q=26.39+1.2+1.2+1.0+3.77=33.56KN/m2碗扣立桿分布按120cm×120cm梅花錯格加密，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N＝0.84×0.84×33.56=23.68KN<[N]=30KN4）翼緣板位置立桿計(jì)算荷載分布：q=7.8+1.2+1.2+1.0+3.77=14.97KN/m2碗扣立桿分布為120cm×120cm，橫桿層距按120cm考慮，則單根立桿受力為：N＝1.2×1.2×14.97=21.56KN<[N]=30KN經(jīng)以上計(jì)算，立桿均滿足受力要求。5、地基受力計(jì)算由工程地質(zhì)勘察報(bào)告，地基容許承載力[N]=100KN1）墩頂橫隔板位置：因墩頂橫隔板位于蓋梁和墩兩側(cè)承臺處，鋼管支撐直接傳遞與承臺承受，地基是可以滿足受力要求的。2）墩頂腹板加厚段：按B—B斷面計(jì)算由上計(jì)算可知，單根立桿承載力為N＝23.84KN，分布地基受力面積為0.6m×0.6m，則：地基應(yīng)力σ＝66.3Kpa<[σ]=100Kpa地基傳力方式如下：3）標(biāo)準(zhǔn)斷面段：按B—B斷面計(jì)算由上計(jì)算可知，單根立桿承載力為N＝14.5KN，分布地基受力面積為0.8m×0.8m，則：地基應(yīng)力σ＝22.7Kpa<[σ]=100Kpa地基傳力方式如下：4）翼緣板位置：由上計(jì)算可知，單單根立桿承載載力為N＝21.566KN，分布地地基受力面積積為0.8mm×0.8m，則則：地基應(yīng)力σ＝333.7Kpaa<[σ]=100Kppa地基傳力方式如下下：6、腳手架部分支架架預(yù)留沉落量量計(jì)算塑性變形：腳手架塑性變形主主要發(fā)生在結(jié)結(jié)點(diǎn)處的縫隙隙壓縮值，本本腳手架各接接縫間接縫壓壓縮值：木木結(jié)點(diǎn)：1.5mmm木木結(jié)點(diǎn)：1.55mm木鋼結(jié)點(diǎn)：1mmm鋼鋼結(jié)點(diǎn)：1mmm鋼鋼結(jié)點(diǎn)：1mmm鋼木結(jié)點(diǎn)：1mmm木土結(jié)點(diǎn)：1mmm結(jié)點(diǎn)壓縮總值Σ==1.5+1.55+1+1++1+1+11=8mm地基沉降量：地基沉降與地基土土密實(shí)程度、及及土基含水率率、及土的天天然空隙及土土的性質(zhì)有關(guān)關(guān)，因該橋處處地質(zhì)情況沒沒有詳細(xì)資料料，故只能估估算其值為22mm，以連續(xù)續(xù)3天無明顯沉沉降作為地基基沉降完成的的標(biāo)志，完成成后不反彈，屬屬塑性變形。壓桿彈性變形：壓桿按照最大受力力計(jì)算，則NN=30KNN取沖擊系數(shù)1.005，E=22.1×105MppaA=（0.04882-0.04412）π/4=4.9×10-4m2?=該項(xiàng)目可略去不計(jì)計(jì)。梁體撓度值：設(shè)計(jì)未要求設(shè)置撓撓度值。支架抬高值應(yīng)由下下式計(jì)算：Σ＝腳手架塑性變變形＋地基沉沉降量＋梁體體撓度值4.2鋼管貝雷梁梁支架驗(yàn)算東引橋S0#～SS7#、X0#～X7#、A9#(BB12#)～～A12#((B15#))、東連接線線A2#～A9#、B5#～B12#采用用鋼管樁立柱柱與貝雷梁組組合的支架體體系進(jìn)行現(xiàn)澆澆施工。針對上述梁跨形式式，分別對SS線、X線、A匝道、B匝道的現(xiàn)澆澆梁進(jìn)行受力力分析，具體體如下：4.2.1S線線單層現(xiàn)澆梁梁1、支架總體布置置S線單層采用單箱箱三室結(jié)構(gòu)，現(xiàn)現(xiàn)澆梁采用少少支架法施工，貝雷雷梁柱式支架架的總體布置置見下圖所示。鋼管貝雷梁支架結(jié)結(jié)構(gòu)主要由鋼鋼管立柱、工工字鋼橫梁、貝貝雷片縱梁、分分配梁組成。支支架結(jié)構(gòu)傳力力途徑為:模板-方木-橫梁分配梁梁-貝雷片縱梁梁-工字鋼橫梁梁-鋼管立柱-巖石地基。2、荷載計(jì)算箱梁標(biāo)準(zhǔn)截面梁高高2.25m，底板寬11..25m，頂板寬15.25m。考慮到支支架最高達(dá)330m，為簡化計(jì)算算，確保安全，假定箱梁縱縱向?yàn)橐痪疾己奢d，跨中橫隔梁梁按集中荷載載考慮。S0#～S7#箱梁截面尺尺寸為：施工荷載主要由鋼鋼筋混凝土自自重q1，模板自重q22，貝雷片自重重q3，施工荷載q4構(gòu)成。鋼筋筋混凝土密度度采用26kkN/m3，沖擊系數(shù)取取1.1，箱梁標(biāo)準(zhǔn)截截面面積111.14m22。截面均布荷載q11=1.1×26×11.144=318..604KNN/m；跨中橫隔梁混凝土土體積為100m3，集中荷載載P=1.1×26×10=2660KN；模板自重包括竹膠膠板、方木（內(nèi)內(nèi)模及支架、外外膜）合計(jì)取取q=2.44KN/m22，截面均布布荷載q2=2.44×(15.225+2.44×2)=477.52KNN/m；貝雷片每片每延米米取1KN/m(包括支撐架架等附屬物)),貝雷片按18排布置,截面均布布荷載q3=1×18=188KN/m。施工荷載取4KNN/m2，頂板寬度15.25m，則截面均布布荷載q4=4×15.255=61KN/mm。支架承受的截面總總荷載q=q1+qq2+q3+q44=445..124KNN/m。3、貝雷梁的布置置與驗(yàn)算貝雷片采用國產(chǎn)“321”公路鋼橋桁架,縱向根據(jù)箱梁跨度分5跨布置，44.5m跨度按10.5m+4m+10.6m+4m+10.5m(蓋梁寬3.4m)布置。橫向截面布置根據(jù)箱梁具體結(jié)構(gòu)布置，每個腹板下采用間距為450mm雙排單層貝雷片，每個底板下采用間距為900mm雙排單層貝雷片,兩側(cè)翼板下采用間距為900mm雙排單層貝雷片，見下圖所示。貝雷片縱向每3m上下都用[10號槽鋼作為橫向聯(lián)系，用U形卡扣扣住,把貝雷片聯(lián)成整體，使每排貝雷片受力較為均衡。考慮到截面橫向的的不均勻,每一排貝雷雷片受力情況況也不一樣,,兩側(cè)翼板板下的貝雷片片受力相對較較小。經(jīng)過分分析,翼板下貝雷雷片受力大約約為底板下貝貝雷片所受力力的一半,考慮模板、方方木以及橫向向聯(lián)系能起到到一部分分散散荷載作用,,所以只取166排貝雷片進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)算,并且要求滿滿足安全系數(shù)數(shù)在1.3以上,貝雷片整體體能承受的最最大彎矩[M]=7888.2×16/1.3=97000.9kN·m，最大剪力[QQ]=248.2×16/1.3=30554.8kN。取44.5m跨度進(jìn)行行驗(yàn)算,計(jì)算簡圖見見下圖所示。用力矩分配法可計(jì)計(jì)算出最大彎彎矩Mmaxx=4438.32KN·mm，位置在BB、C支座處處；最大剪力力Qmax==2992.99KN，位置置在B支座左側(cè)和和E支座右側(cè)，由由于Mmaxx<[M]，Qmax<<[Q]，貝貝雷片強(qiáng)度滿滿足要求。因貝雷片每節(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形式相同，可可看作勻質(zhì)梁梁，并以簡支支梁模型驗(yàn)算算，最大撓度度為：貝雷梁彈性撓度可可近似按下式式計(jì)算：上式中：0.77m為貝雷梁梁的半高度，即即上下弦桿中中心距離的一一半。貝雷梁撓度滿足要要求。4、鋼管柱及工字鋼橫橫梁布置與驗(yàn)驗(yàn)算鋼管柱采用直徑為為630mm、壁壁厚為10mmm的Q2335螺旋焊管，鋼鋼管接長采用用焊接，縱向向按以上貝雷雷片跨度布置置，鋼管橫向向布置在腹板板下，組成排排柱式墩，柱柱頂設(shè)置4排I36b的工字鋼，柱柱底為強(qiáng)風(fēng)化化巖石面。如如下圖所示：：根據(jù)上述述貝雷梁的受受力計(jì)算可得得，鋼管處的的支座反力為為4158..2KN。底板每排貝雷梁集集中力為：PP=41588.2/166=259..89KN翼緣板下每排貝雷雷梁集中力為為：P=2559.89//2=1299.95KNN計(jì)算簡圖如下圖所所示：截面為普工36bb截面Ix=11.66e++008mmm4截面Wx=99222222mm3面積矩Sx=5370117mm33腹板總厚12mm塑性發(fā)展系數(shù)γxx=1..05整體穩(wěn)定系數(shù)φbb=0..6由最大壁厚155.8mmm得：截面抗拉抗壓抗彎彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值f=215MMPa截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值fv=1255MPa第1跨計(jì)算結(jié)果果：跨度為1.1225M剪力范圍為-998.35559--3..789933e-0066KN彎矩范圍為2..701177e-0066--51..6701KN.M最大撓度為0..6943991mm(撓跨比比為1/11620)由VmaxxSx/(IxxxTw)得計(jì)算得最大剪應(yīng)力力為26..5155MPa滿足!由Mx/(γγxxWWx)得計(jì)算得強(qiáng)度應(yīng)力為為53.33598MMPa滿足!由Mx/(φφbxWWx)得計(jì)算得穩(wěn)定應(yīng)力為為93.33797MMPa滿足!第2跨計(jì)算結(jié)果果：跨度為3.18875M剪力范圍為-1145.5441--1116.8899KN彎矩范圍為-220.84112--955.71022KN.MM最大撓度為0..1774999mm(撓跨比比為1/117957))由VmaxxSx/(IxxxTw)得計(jì)算得最大剪應(yīng)力力為39..236MMPa滿足!由Mx/(γγxxWWx)得計(jì)算得強(qiáng)度應(yīng)力為為98.88401MMPa滿足!由Mx/(φφbxWWx)得計(jì)算得穩(wěn)定應(yīng)力為為172..97MPPa滿滿足!第3跨計(jì)算結(jié)果果：跨度為4.3225M剪力范圍為-1164.3994--1663.9122KN彎矩范圍為-774.15117--955.71022KN.MM最大撓度為2..8063mm((撓跨比為11/15411)由VmaxxSx/(IxxxTw)得計(jì)算得最大剪應(yīng)力力為44..3185MPa滿足!由Mx/(γγxxWWx)得計(jì)算得強(qiáng)度應(yīng)力為為98.88401MMPa滿足!由Mx/(φφbxWWx)得計(jì)算得穩(wěn)定應(yīng)力為為172..97MPPa滿滿足!第4跨計(jì)算結(jié)果果：跨度為3.18875M剪力范圍為-1120.1229--1442.3011KN彎矩范圍為-221.10221--955.12855KN.MM最大撓度為0..1855113mm(撓跨比比為1/117182))由VmaxxSx/(IxxxTw)得計(jì)算得最大剪應(yīng)力力為38..3624MPa滿足!由Mx/(γγxxWWx)得計(jì)算得強(qiáng)度應(yīng)力為為98.22394MMPa滿足!由Mx/(φφbxWWx)得計(jì)算得穩(wěn)定應(yīng)力為為171..919MMPa滿足!第5跨計(jì)算結(jié)果果：跨度為1.1225M剪力范圍為322.49---98.35559K