1、明阳互通箱梁现浇门洞支架计算书DOC吴圩机场第二高速公路No.1合同段明阳互通主线箱梁桥现浇门洞支架计算书广西路桥工程集团有限公司机场第二高速公路No.1标项目经理部二一五年六月目录目录 2第一章、编制说明和编制依据 31.1、编制说明 31.2、编制依据 3第二章、分项工程概况 3第三章、方案设计 43.1、第一部分，主桥碗扣式支架计算 43.2、第二部分，上跨光明大道门洞计算 8第一章、编制说明和编制依据1.1、编制说明本实施性施工方案依据有关设计文件和图纸、有关合同文件、有关施工技术规范及安全技术规范、现场实际施工条件等资料编制而成。作为重要分项工程独立的施工方案，具体针对现浇箱梁跨线桥
2、工程而编制，对该工程的箱梁施工能起实际性的指导意义；由于本桥梁上构为1联跨连续箱梁，本项目结合项目的实际情况，采用扣件式满堂钢管支架和螺旋钢管两种施工方案。1.2、编制依据南宁吴圩机场第二高速公路NO.1标两阶段施工图设计南宁吴圩机场第二高速公路NO.1标合同技术规范中华人民共和国建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001混凝土结构工程施工及验收规范 （GB50204-2002）建筑工程模板施工手册建筑质量安全管理规范大全钢结构设计规范 （GBJ 17-88）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204-2002） 公路桥涵施工技术规范 JTJ041-2000路桥施工计算手
3、册第二章、分项工程概况明阳互通主线桥全桥左幅共9联：布置形式为4x25+4x25+4x25+4x27.625+4x28+(3x25.8+18)+2x33+4x25+5x25，右幅共9联：布置形式为4x25+4x25+4x25+3x25+(2x32+33.5+32)+(18+3x25.8+24)+2x33+4x23.5+5x25；上部结构采用预应力砼现浇箱梁，下部结构桥台采用肋板台，桥墩采用花瓶墩，墩台采用桩基础。本桥平面位于R=1000m的左偏圆曲线上，桥面横坡为单向-3%，纵断面位于R=20000m的竖曲线上；墩台径向布置。桥台及桥墩采用盆式橡胶支座；0、35号桥台采用GQF-E60伸缩缝，
4、1、2、3(左幅)、4、5、8、6(右幅)号桥墩采用120伸缩缝，6(左幅)、7、3(右幅)号桥墩采用GQF-E80伸缩缝。该桥在24-26号墩横跨光明大道。本计算书分两部分，第一部分为明阳互通箱梁碗扣式满堂支架设计；第二部分为24-26号墩跨光明大道的支架门洞设计。主桥箱梁截面形式如下图结构形式一、二结构形式三结构形式四结构形式五左幅0-12号墩为1.4米高箱梁，12-24号墩为1.6米高箱梁，24-26号墩为1.8米高箱梁，26-35号墩为1.4米高箱梁；右幅0-15号墩为1.4米高箱梁，15-19号墩为1.8米高箱梁，19-24号墩为1.6米高箱梁，24-26号墩为1.8米高箱梁，26-
5、35号墩为1.4米高箱梁。第三章、方案设计第一部分：碗扣式支架管的设计3.1支架材料规格一、支架采用WDJ483.5 mm钢管碗扣式钢管架，立杆主要采用3.0m、2.4m、1.8m、1.2m、0.6m、0.3m几种，立杆接长错开布置，顶杆长度为1.5m、1.2 m、0.9m，横杆采用1.2m、0.9m、0.6m、0.3m三种组成，顶底托采用可调托撑。二、支架布置箱梁在桥墩两端各6米范围内布置为纵距为0.9m，横距0.6m和1.2m，其余箱梁段纵距为0.9m，横距为腹板0.6m,底板0.9m和翼沿板1.2m，步距统一为1.2m。即横桥向布置截面一、二（13米）（跨中段）：21.2+10.9+10
6、.6+30.9+10.6+30.9+10.6+10.9+21.2（实体段）：21.2+10.9+120.6+10.9+21.2截面三（24.5米）（最大截面）：21.2+10.9+300.6+10.9+21.2（最小截面）：21.2+10.9+240.6+10.9+21.2截面四（17米）：21.2+10.9+10.6+30.9+10.6+40.9+10.6+30.9+30.9+10.6+10.9+21.2截面五（29.2米）（最大截面）：31.2+380.6+31.2（最小截面）：31.2+300.6+31.2支架在纵横桥向每隔4排设置剪刀撑；立杆顶部安装可调节顶托，立杆底部支立在可调底托上
7、，顶托底托可调自由度按30cm设计。箱梁的顶托上面纵桥向分布10cm槽钢为分布梁，横桥向分布10cm10cm方木,每30cm一道，方木上铺设1.5cm厚竹胶板。三、荷载计算横向分布荷载计算1、钢筋砼容重取26kN/m32、模板支架自重为1kN/m2；3、由于支架较矮，取最底层立杆承受的自重为1kN/m2。4、施工人员及设备荷载2kN/m2；混凝土振捣产生的荷载2kN/m2；各构件计算3.2、底模计算底模采用1.5cm厚的黑色胶合板，其底模下的1010cm方木的布置间距为0.3m，则：截面特性： 取最不利的位置腹板下进行计算：按三跨连续梁计算，查常用结构计算手册得：弯矩 (净距0.2米) 剪力
8、挠度 满足要求3.3、方木的验算取最不利的1.8米高梁端实体段下方木计算（方木横桥向、槽钢纵桥向）每根方木承受0.6m跨度范围内的力，其纵向间距为0.3m，则混凝土荷载q1=261.80.3=14.04kN/m，施工人员及施工设备荷载取q2=20.3=0.6KN/m，振捣混凝土时产生的荷载取q3=2 0.3=0.6KN/m，总荷载q=q1+q2+q3=15.24KN/m，将方木按照三跨连续梁受均布荷载进行保守验算，则其跨中弯矩为图1 方木计算简图， 方木受压应力满足要求 取方木的弹性模量E=1104MPa，则方木跨中挠度f=0.677ql4/(100EI)=0.67714.041030.64/
9、（1001104106833.310-8）=0.148mml/400=1.5mm 满足要求方木的跨中挠度满足要求。 方木上的最大剪力为Q=0.6ql=5.5KN，则其剪应力=1.5Q/A=0.825MPa2MPa，方木抗剪强度满足要求。取底板下的方木计算，每根方木承受0.9m跨度范围内的力，其纵向间距为0.3m，则混凝土荷载q1=260.50.3=3.9kN/m，施工人员及施工设备荷载取q2=20.3=0.6KN/m，振捣混凝土时产生的荷载取q3=2 0.3=0.6KN/m，总荷载q=q1+q2+q3=5.1KN/mf=0.677ql4/(100EI)=0.6773.91030.94/（100
10、106104833.310-8）=0.21mm900/400=2.3mm 满足要求方木的跨中挠度满足要求。Q=ql/2=2.3KN，则其剪应力=1.5Q/A=0.35MPa2MPa，故1.4米、1.6米箱梁跨径为60cm的腹板处方木均满足要求，1.4米、1.6米箱梁跨径为90cm的地板处方木均满足要求3.4、方木下槽钢分配梁验算取最不利1.8米高箱梁实体段的槽钢工况，槽钢纵桥向布置（跨径90cm）Q1=261.80.30.6=8.42KNQ2=(2+2)0.30.6=0.72KN （施工、砼振捣） Q=Q1+Q2=9.14KN 槽钢的应力为= 69MPa145MPa 满足要求 槽钢跨中挠度f=
11、0.57mm900/400=2.3mm 槽钢的变形满足要求。 槽钢上剪力最大值为Q=9.19KN，剪应力=1.5Q/A=1.5(9.1912.74)=10.8MPa=85 MPa 满足要求式中，A=12.74cm2，I=198.3cm4，W=39.4cm3，槽钢抗剪强度满足要求。1.4米、1.6米高箱梁的其他工况都比上述工况受力小，故均满足要求3.5、支架管的计算荷载组合：1+2+3+4+5荷载验算：NN其中：N-杆件容许承载力 细长比为步距与回转半径之比，由于步距均为120+230=180cm，回转半径15.78mm，故=1800/15.78=114单支立杆轴向承载力应符合N=Af-轴心受压
12、杆件稳定系数，查附录E可得：0.489A-立杆截面面积，查表得：4.89cm2f-钢材抗压、拉、弯强度设计值，查表得：205N/mm2则N=0.4894.89102205=49.02kN横向风荷载：由于本支架高度超过10m，需考虑风荷载。-风压高度变化系数，查附录D得：1.25-风荷载体型系数，算得：3.75基本风压（kN/m2）查规范得：0.25则 0.71.253.750.25=0.82 kN/m2第一种工况取箱梁实体处（腹板处）计算（1.8米高箱梁）碗扣支架立杆横距为60cm，纵距为90cm，步距为120cm, 砼厚度180cm。N=1.2(Q1+Q2)+0.91.4(Q3+Q4)LxL
13、y+Q5 =1.2（260.90.61.8+1）+0.91.4（1+2+2）0.90.6+0.82=36kN故N=36N=49.02kN （可行）第二种工况取底板下的钢管（砼厚度0.5m）（截面一、二、四的底板）布置按横距0.9m，纵距0.9m，步距1.2mN=1.2(Q1+Q2)+ 0.91.4(Q3+Q4)LxLy+Q5 =1.2（260.90.90.5+1）+0.91.4（1+2+2）0.90.9+0.82=20kN故N=20N=49.02kN （可行）第三种工况翼沿板处的钢管（砼厚度0.5m）布置按横距1.2m，纵距0.9m，步距1.2mN=1.2(Q1+Q2)+0.91.4(Q3+Q
14、4)LxLy+Q5 =1.2（261.20.90.5+1）+0.91.4（1+2+2）1.20.9+0.82=25.9N=49.02kN 满足要求立柱地基承载力验算地基硬化砼厚度按照20cm算，底托板为直径1212cm的方形钢板，则地基受力为25cm圆，单根钢管受力面积A=3.140.260.26=0.2122m2P=N/A=36/0.2122=169Kpa 回填片石系数取1则P1=P=169Kpa 综上所述，明阳互通箱梁范围内地基承载力要求达到200Kpa以上，砼硬化厚度20cm支架整体稳定性验算剪刀撑按照60度设计，取单根剪刀撑单向风力荷载计算，则受力图如下 则受到风的侧向力面积，S1=5
15、.20.048=0.2496m2 竖杆 S2=0.650.048=0.144m2 横杆 S=0.3936m2P=0.820.3936=0.32KNW=P/5=0.064KNWv=hw/L=1.20.064/0.7=0.11KNWs=(h2+l2)/lw=0.18KN则最下端斜杆最大内力Ws大= Ws1+（n-1）Ws 取 Ws1= WsWs大=50.18=0.9KNQc=8KN 故支架整体稳定满足要求第二部分：上跨光明大道门洞钢管支架搭设将根据箱梁宽度进行，因此支架均采用钢管支架沿箱梁轴线方向展开搭设，宽度为桥面宽度的投影，钢管支架计划明阳互通右线桥采用30根采用5308的钢管，左幅采用18根
16、5308的钢管，下横梁采用28a工字钢合拼，跨径3米；主梁采用贝雷片间距1.15米均布，与光明大道路线垂直，跨径为6米；贝雷梁顶采用12.6a工字钢60cm布设，上部碗扣式支架管，顶层为1010cm方木以及竹胶模板。2.1、12.6工字钢分配梁计算12.6a工字钢截面积为A=18.1cm2，惯性矩I=488cm4，截面抵抗矩W=77cm3取7号墩附件实体段处的最不利荷载计算：12.6a工字钢纵桥向布置，间距与支架管布置一样形式，即实体段和腹板处为60cm，底板为90cm，翼沿板为120cm，则12.6a工字钢在两片贝雷片之间跨径为1.37米（斜交）范围内受两个钢管力的集中力，每根钢管受力36K
17、N。受力图示如下M=P/L(2c+b)a=8.46KN.m工钢跨中应力为=M/W=（8.46103）/（7710-6）=109MPa140MPa 满足要求f=Pa/6EIl(2a+c)l2-4a2l+2a3-a2b-c3=1mm1370/400=3.4mm 满足要求剪力Q=P/l(2c+b)=36(20.235+0.9)1.37=36KN =1.5Q/A=1.536/18.1=29.9MPa85MPa 满足要求以上受力形式l=1.37m,a=c=0.235m,b=0.9m 2.2、贝雷桁架纵梁的强度及挠度假设取砼实体段最不利计算（1）12.6工字钢分配横梁自重：按0.142KN/m（2）支架管
18、和模板：按2KN/m2，施工器具以及砼振捣荷载取4KN/m2G2=1.15m6KN/=6.9KN/m； （3）砼G3=1.1561.8266=53.82KN/m则Q=（1）+（2）+（3）=60.9KN/m Mmax=1/8qL2=274.1KN.m （这里L=6m）经查相关资料，可得贝雷桁架的截面特性为 W=15398.3cm3，I=1154868.8cm4，E=2.1105MPa =Mmax/W=274.1103/(15398.310-6)=17.8MPa210MPa，故该贝雷片在跨中支点处强度满足要求。 f中=5ql4/(384EI)=0.4mm6000/400=15mm，满足要求。故整
19、个贝雷桁架的强度和挠度均满足施工要求。剪力计算：按均布荷载计算QX=1/2*ql=182.7KN490.5KN 满足要求2.3、28a横向承重梁的强度及挠度横向承重梁共由2根28a工字钢组成，在主要承受来贝雷桁架传来的荷载，则贝雷片重:G1=223.0KN/片=12KN支架、槽钢、方木：G2=30KN单元块砼重量：G3 =264.023=314KN 截面积为4.02cm2 q=(G1+G2+G3)/2L=59.3KN/m 单元块单端两根28工字钢线荷载 Mmax1=ql2/8=66.75KN.m, （这里L=3m） 经查相关资料，可得28a工字钢横梁的截面特性为 W=508.2cm3，I=71
20、15cm4，E=2.1105MPa。所以得=Mmax/W=66.75103/(2508.210-6)=66MPa145MPa，（单根工字钢） 满足要求剪力计算Q=ql/2=89KN 两根工字钢剪应力：=1.5Q/A=1.589/（255.37）=12Mp85Mp 单根工字钢 满足要求挠度计算f中=5ql4/(384E2I)=2.1mm3000/400=7.5mm，满足要求。2.4、钢管桩受力验算1、钢管立柱及地基计算（取左幅门洞立柱计算）根据支架布置图及上面计算可知，取箱梁12米长为一个单元计算（两个门洞），箱梁截面积为8.2m2，因为门洞与主线交角为14度，则砼体积为128.2sin52=1
21、01.4m3,共由18根钢管立柱共同受力，每根立柱受力为 Q=（26101.4+（6162）+222）/18=213 KN式中162=1213.5m为门洞受力面积计算施工、砼荷载，贝雷片1343=156KN，28a工字钢36KN，支架管体系取30KN，222为总门洞体系的重量。本支架系统立柱为530mm、=8mm的钢管，查表可知Wt=3373.24cm3，Ix=44695.46cm4，ix=18.457cm，A=131.193cm2。立柱长按l=500cm计，因此有=l/ix=500/18.457=27.1，可查得=0.927；=N/（A）=213103/（0.927131.19310-4）=17.5MPa=140 MPa因此，钢管脚架的整体稳定符合要求。本桥立柱采用5308mm无缝钢管组成，则钢管立柱底部的承载力为 立柱=N/A=213/(0.2652)=1MPa，立柱基础拟采用C30混凝土施工，立柱底部采用C30混凝土，尺寸为宽1.2m，高1m，面上预埋固定立柱的钢板；地基承载力为2131.44=0.15MPa,经动力触探检测地基承载力大于0.2MPa,可满足整个支架系统的施工要求。
