1、钢管桩贝雷片架空支架计算书附件 6：支架设计计算 1、支架结构 1.1、满堂式支架形式 满堂式钢管支架钢管外径4.8cm，壁厚0.35cm。支架顺桥向纵向间距0.8m，横桥向 横向间距腹板底为0.4m，中部空心位置为0.975m，其余为0.8m，纵横水平杆竖向间距 1.2m。无盖梁的桥墩部分需加密钢管支架。在顶托上沿线路方向安放2根D48壁厚3.5mm 的钢管，在钢管上横向间距30cm安放1010cm的方木横梁。 1.2、钢管高支架形式 现浇箱梁高支架由630mm，壁厚10mm钢管桩，I56a工字钢横梁及贝雷片纵梁组成。 每一跨单幅布置24根钢管桩，墩身完工后进行630mm钢管桩施打，钢管桩与
2、钢管桩之 间用16a槽钢焊接连接系，用I56a工字钢作横梁、贝雷片作纵梁，在贝雷片纵梁上铺 设间距为50cm的I10工字钢横梁，然后再纵向铺设间距为30cm的1010mm木枋。 2、计算依据 1、路桥施工计算手册； 2、钢结构设计规范； 3、公路桥涵施工规范； 4、金九大桥施工组织设计； 5、国家部委制定的其它规定、规程、规范。 3、支架受力计算 工况一、选取2m高箱梁进行验算（满堂支架） 箱梁腹板为箱梁最大集中荷载处，以此作为自重验算。如下图。 竖向荷载 永久荷载（分项系数取 1.2）： 2m800N/模板及连接件的自重力 ：）可变荷载（分项系数取 1.4 2m 施工荷载1000N/ m2混
3、凝土倾倒荷载 2000N/ 2m振捣荷载2000N/ 2m合计 5800N/ 页15 页 共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案 第 2 现浇箱梁梁段空心断面 简化）(现浇箱梁梁段空心断面 BBCCC AA 现浇箱梁梁端荷载分区断面 现浇箱梁横断面钢管支架位置示意图 箱梁各部位荷载简化表 终点起点 累加其它累加其它荷载大 部位序号部位 荷载大小终点砼厚起点砼厚 荷载荷载小 cm)度（cm)度（(KN/m2) KN/m2)（KN/m2)（(KN/m2) 腹板位置B 区15358.82005320058.8 翼板位置区A 24520050.820050.845
4、 空心位置区C 3288.314.12814.18.3 q=58.8q=58.8 q=50.8q=50.8 q=14.1 q=14.1 q=14.1 现浇箱梁横断面荷载示意图 根据上表利用空间有限元软件 MIDAS CIVIL2006 根据实际现浇支架搭设建立现浇 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页 共 15第 3 页中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案 梁段的模形，模形取梁段端最重位置进行模拟。 建模效果图如下： 按最梁端最大荷载支架的受力加载。 腹板处： 20.40.8=0.32m每区格面积为 58.
5、8KPa=18.8KN0.32m每根立杆承受的荷载为 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页15 4 页 共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案 第 梁体空心处： 20.80.975=0.78m每区格面积为 214.1KPa=11KN每根立杆承受的荷载为0.78m 18.8KN立杆承受荷载取最大值即： ，与计算结果相近 有限元软件计算得最大支反力为 19.4KN 用 midas civil2006 2A=489mm钢管，483.5mm 用 钢管的回转半径为： 2222 )41 (48/4=15.8mm ?=
6、(D ? d/4= ) i （1）、立杆计算 强度计算： 2 立柱的受压应力为：=N/A=18.8KN/489=38.5N/mm=205N/mm2 按稳定性计算支柱的受压应力： 计算杆件为竖杆，计算长度 1.2 米，按两端铰接考虑，杆件的长度系数取 =1 长细比=L/i =1200/15.8=75.95 查表得：折减系数 =0.754 222=F/A=18.8KN/489mm=0.754205=152.7N/mm=38.5N/mm 受力满足要求 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页15 页 共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大
7、桥现浇箱梁施工专项方案 第 5 ，满足要求。170Mpa，小于钢材的设计应力值 39.6MPa计算钢管最大应力值为 ，满足施工要求。 1.96mm钢管支架产生的弹性变型最大值为 算计、面板（2） 、计算简图1) ，面板按四跨连续梁0.3m距 间） 厚度（材料种类取A-3 类，木枋 底模面板取12mm 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页 共 15第 6 页中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案 计算，如图所示，取 1.2m 宽面板验算，混凝土的压力 q=F/l=58.8KN/1.2=49000N/m q=49
8、000N/m 0.30.30.30.3 、强度验算2) ，属小挠度连续板，查“荷载与结构静力计算表”，得100=300/12=25跨度/板厚 。Km=-0.071弯矩系数 2Kmql 2=313N.m =0.071490000.3M= 宽板带计算，截面抵抗矩 取 1.2m 2bh32-5m/6=1.20.012W= /6=2.910 6262(A-3类木材N/N/mm=1210)面板的最大应力为：=M/W=10.810 w满足要求 3)、挠度验算 923-5/12=2.0710松木的弹性模量 E=910，I=10.012N/m 查“荷载与结构静力计算表”，得挠度系数 Kf=0.632。 449
9、-(4.8610/100EI)=0.632(490000.3f=Kf(ql)/100910 7)=0.15mmL/400=0.75mm 满足要求 （3）、横向顶木枋计算 1)、计算简图 横向顶木枋是面板的支撑，间距 0.3m，取 0.3 米宽度受力为一根顶木枋的受力， 按三跨连续梁计算，其计算简图如图所示，荷载为： q=588000.3= 17640N/m 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页 15 7 页 中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案共第 q=17640N/m 0.40.40.4 查“荷载与结构静
10、力计算表”，得弯矩系数 Km= -0.1。 所以弯矩为 22=282.2NmM=Kmql=0.1176400.4 22-43m)/6=(0.10.1W=(bh)/6=1.6710 33-64m)/12=(0.10.1I=(bh)/12=8.3310 纵向木枋最大弯曲内力： -46262(许可弯曲应力N/mN/m=1210=M/W=282.2/(1.6710)=1.6910 w满足要求 2)、挠度验算 查“荷载与结构静力计算表”，得跨中最大挠度系数K=0.677。 f 449-8.3310/100EI)=0.677(176400.4(ql)/(100910Kf= f6)=0.05mmL/400=
11、1mm 满足要求 （4）纵向底钢管计算 1)、计算简图 纵向底梁是采用双 D48厚 3.5厚钢管，横向木枋间距 0.3 米，跨度 0.4 米，横 向木枋间距较小传递下来的力可简化为均部荷载，纵向底钢管按三跨连续梁计算，其 计算简图如图所示，荷载为： q=588000.4/2=11760N/m 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页 15 8 页 中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案共第 q=11760N/m 0.80.80.8 2)、强度验算 查“荷载与结构静力计算表”，得弯矩系数 Km= -0.1。 所以弯
12、矩为 22=752.6N?mM=Kmql=0.1117600.8 44? ? r ?R W=? 3?=5079mm? ? ?R4 ? ? ? ? 454mm=1.2110I=4d? 64 D 横向钢管最大弯曲内力： 6262N/mN/m=17010=M/W=752.6/5079=14810 w满足要求 3)、挠度验算 查“荷载与结构静力计算表”，得跨中最大挠度系数 Kf=0.677。 f= 44854)=1.5mm/100EI)=0.677(117600.81.2110)/(1002.0610mmKf(qlkN/ L/400=2mm 满足要求 工况二、现浇箱梁标准段高支架验算(右幅6#墩10#
13、墩)4x21为例进行计算 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页15 共 第 9 页中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案 现浇箱梁梁段空心断面 简化）现浇箱梁梁段空心断面( BBCCC AA 现浇箱梁梁端荷载分区断面 现浇箱梁横断面 现浇箱梁横断面钢管支架位置示意图 钢管高支架箱梁各部位荷载简化表 终点起点 累加其它累加其它荷载大 部位部位序号 终点砼厚起点砼厚荷载大小 荷载荷载小 cm)度（度（cm)(KN/m2) KN/m2)KN/m2)（(KN/m2) 腹板位置B 区12005320058.858.85
14、3 翼板位置A 区250.820020050.84545 空心位置C 区314.18.32814.1288.3根据荷载其受力如下图所示 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页15 页 共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案 第 10 q=58.8 q=58.8 q=50.8q=50.8 q=14. q=14. q=14. 现浇箱梁横断面荷载示意图 现浇箱梁横断面钢管桩示意图 现浇箱梁横断面贝雷片位置示意图 受力图如下： 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页15
15、 页 共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案 第 11 ，) 8cm485.3/8.5，间距(C100贝雷片具体参数如下：材料：16Mn，弦杆 210a 槽钢 ，贝雷片的连接为销接，tw=6.5mm)，b=50mm，tf=4.5mm腹杆 I8(h=80mm 型。A3 方木选用 计算程序计算。 采用 Civil2006 、方木、受力验算：1 方木内力图 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页15 页 共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案 第 12 ，满足要求。 Mpa计算
16、得方木内力为 9.39Mpa12 贝雷片内力图。M=-173MPa由受力分析得出贝雷片最大应力为： 工字钢受力计算 、56a2 弯矩图I56a 工字钢受力最大 其中中跨位置的 I56a 个支点。3 M=- 工字钢最大弯矩为：178kNm，位于第 由受力分析得出I56a -6=76Mpa=170Mpa=M/W=17800/234010 w 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页 15 共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案 第 13 页 计算程序计算如下图： 采用 Civil2006 应力图I56a 强度满足要
17、求 Mpa由图得 =78.9 支架变型图 ，满足要求。11.3mm由图得支架最大变形为 、钢管桩受力计算3 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页15 共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案 第 14 页 钢管桩受竖向荷载图 。723.7kN计算得出钢管桩最大受力为 ，为加强支架的整体稳定性，桩与桩10m根据现场施工要求，桩的最大自由长度为 槽钢斜撑。16a 之间设置两道 钢管桩斜撑应力图 ，满足要求。 =170Mpa 43.7Mpa计算得斜撑最大应力为 左右，以确保入岩深度。根据地质资料，穿过的土层如 钢管
18、桩拟打入土深度 10m 下图。 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号： 页15 页 共中交四航铜合高速公路工程总承包部总承包部四分部金九大桥现浇箱梁施工专项方案 第 15 河床面 粉质黏土 粉砂岩 （1）、单桩轴向受压容许承载力： 用 90KW 振动锤施打管桩，按入土深度 10m 计算。 开口钢管桩的极限承载力为： Q?Q?Q?u?ql?qA? ppskipkuksikpk u 为桩周长 3.140.631.98m 、分别为桩的极限侧阻力标准值、桩的极限端阻力标准值qq pksik为桩端土塞效应系数，对于敞口钢管桩，当时，；当5h/d0.8? ppb时，5dh/?0.16?h/d? bbp为桩端进入持力层深度h b为钢管桩外径 d 20.0198为桩底有效面积3.140.630.01mA p 根据地质资料得分别为30kPa、45kPa；忽略qq pksik 代入公式 1.98(430+645)772.2KN723.7kNQ uk（2）、按强度计算： 3N772.2*10 ? ?22mm/N14539/ A19800 Nmm? 综上所述。钢管桩承载力满足要求。 标项目经理部 4、3 编制单位：中交四航局铜合高速第A-20120211版本编号：
