龍門互通匝道橋現(xiàn)澆箱梁貝雷支架計(jì)算書(shū)

1、龍門互通A匝道橋起點(diǎn)樁號(hào)為AK0+162.182，終點(diǎn)樁號(hào)為AK0+527.882，橋長(zhǎng)。橋型布置為4×24.3+4×25+3×25+3×30m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。其中第一聯(lián)采用現(xiàn)澆箱梁。B匝道橋起點(diǎn)樁號(hào)為BK0+380.871，終點(diǎn)樁號(hào)為BK0+830.696，橋長(zhǎng)。橋型布置為2×25+3×25+(25+30+25)+2×27.6625+3×30+3×30m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。均采用現(xiàn)澆箱梁。C匝道橋起點(diǎn)樁號(hào)為CK0+148.026，終點(diǎn)樁號(hào)為CK0+703.700，橋長(zhǎng)。橋型布置為3×25+

2、2×23.412+2×24.5+2×24.5+4×20+4×20+3×27.45+3×30m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁,其中第2、3、4、5、7、8聯(lián)采用現(xiàn)澆箱梁。F匝道橋起點(diǎn)樁號(hào)為FK0+849.465，終點(diǎn)樁號(hào)為FK0+946.465，橋長(zhǎng)97米。橋型布置為20+2×25+20m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁(現(xiàn)澆)。標(biāo)準(zhǔn)橋面寬度為，其橫向布置為(防撞欄桿)+(行車道)+ (防撞欄桿)。本計(jì)算書(shū)以B匝道橋第三聯(lián)第二跨為例進(jìn)行編制，其余跨徑小于30m的孔跨類型的支架和模板施工參照該跨徑的方案，其余橋?qū)捒蓞⒄赵摽邕M(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。B匝道

3、橋第三聯(lián)第二跨上部構(gòu)造為單箱兩室結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)現(xiàn)澆箱梁體系。跨徑為30m，箱梁高，等寬段箱梁頂寬，底板寬，頂板厚25cm，底板厚25cm，跨中截面腹板厚度45cm，中橫梁兩側(cè)各范圍內(nèi)腹板加厚至95cm，端橫梁附近2.5m范圍內(nèi)腹板加厚至95cm，其中中橫梁厚，端橫梁厚，橫梁處橫橋向支座中心距。橋面橫坡為單向坡6.00%。一、計(jì)算依據(jù)、路橋施工計(jì)算手冊(cè)；、龍巖雙永高速公路A10合同段兩階段施工圖設(shè)計(jì)文件、技術(shù)交底、設(shè)計(jì)變更、補(bǔ)充、修改圖紙及文件資料；、裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)；、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范；、公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范；、貝雷梁使用手冊(cè)；、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范。二、支架設(shè)計(jì)要點(diǎn)、鋼管樁基礎(chǔ)支架

4、基礎(chǔ)采用鋼管樁做為基礎(chǔ)?，F(xiàn)澆箱梁支架基礎(chǔ)平面布置圖和現(xiàn)澆箱梁貝雷支架橫斷面圖如上。B匝道橋第三聯(lián)第二跨徑L30m橋?qū)抦等截面標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)澆箱梁?？缰性O(shè)兩個(gè)中支墩，中支墩鋼樁中心距中心的距離按設(shè)置。邊支墩距兩邊橋墩邊緣1.75m各設(shè)置一排鋼管樁做為邊支墩。邊支墩和各中支墩之間的鋼樁中心距中心的距離為m。每個(gè)中支墩：鋼管樁60*0.6cm、5根，鋼管樁間距按2.1m布置。鋼管樁上布置2I36b、L>1150cm工字鋼作橫梁，橫梁上布置支架貝雷片縱梁，支架高度。、支架縱梁用國(guó)產(chǎn)貝雷片支架拼裝成支架縱梁，兩排一組。支架結(jié)構(gòu)均采用簡(jiǎn)支布置。6#墩7#墩：跨中設(shè)兩個(gè)中支墩。6#墩第一個(gè)中支墩、第二個(gè)中支墩

5、7#墩貝雷縱梁計(jì)算跨度均為15m由11排單層貝雷縱梁組成；貝雷縱梁組與組間距為2m，每組排距除第5、6、7片為外，其余均按m等間距布置。、模板及支撐現(xiàn)澆箱梁支架擬采用梁柱式支架。箱梁模板采用厚度為1.2cm 的竹膠合板；竹膠合板下順橋向放置10cmx10cm方木，間距為由計(jì)算推算；10x10cm的方木設(shè)18槽鋼做分配梁，間距為100cm；18槽鋼下方安放貝雷片，貝雷片一個(gè)斷面設(shè)計(jì)11片，間距如附圖所示；貝雷片下方設(shè)計(jì)2I36工字鋼和鋼管樁。其中翼板下支撐采用木模和鋼托架，鋼托架采用8槽鋼加工，以榀為單位，順橋向m設(shè)計(jì)一榀。三、受力分析本次計(jì)算僅對(duì)的邊跨進(jìn)行計(jì)算及受力分析，如果能達(dá)到各設(shè)計(jì)規(guī)范要

6、求，則其余跨徑小于30m的孔跨一定能滿足受力要求。1、本跨箱梁為等截面箱梁，跨徑為30m，箱梁高，等寬段箱梁頂寬，底板寬，頂板厚25cm，底板厚25cm，跨中截面腹板厚度45cm，中橫梁兩側(cè)各范圍內(nèi)腹板加厚至95cm，端橫梁附近2.5m范圍內(nèi)腹板加厚至95cm，其中中橫梁厚，端橫梁厚，具體情況如下圖所示?，F(xiàn)澆梁標(biāo)準(zhǔn)斷面圖 (圖一)2、對(duì)箱梁截面混凝土的混凝土方量的計(jì)算，利用電腦軟件精確計(jì)算出每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)斷面面積。3、施工時(shí)按兩步澆筑進(jìn)行，第一次澆筑底板和腹板混凝土，第二步澆筑頂板及翼板混凝土。為簡(jiǎn)化計(jì)算，確保安全，計(jì)算時(shí)假定兩步混凝土同時(shí)施工。箱梁節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)部分按均布荷載考慮，并取最不利的一片

7、縱梁進(jìn)行驗(yàn)算。四、 施工荷載計(jì)算取值、恒載1、梁體混凝土自重：箱梁混凝土標(biāo)號(hào)為50，配筋率為2.5%，所以梁體混凝土自重取26KN/m3，沖擊系數(shù)取1.1； 2； 3、鋼構(gòu)自重取78KN/m3 ；3 ；5、183KN/m；6、貝雷自重取1KN/m（包括連接器等附屬物）； 、活載1、施工人員、機(jī)具、材料及其它臨時(shí)荷載，在計(jì)算模板及下面小方木時(shí)按均布荷載為2.5KN/m2 計(jì)算，并以集中荷載2.5KN 進(jìn)行比較，取二者產(chǎn)生的彎矩最大者。、荷載組合根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，均布荷載設(shè)計(jì)值=結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)×（恒載分項(xiàng)系數(shù)×恒載標(biāo)準(zhǔn)值活載分項(xiàng)系數(shù)×活載標(biāo)準(zhǔn)值）。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取

8、三級(jí)建筑：0.9，恒載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，活載分項(xiàng)系數(shù)為.4。五、各構(gòu)件驗(yàn)算、底模板計(jì)算1、強(qiáng)度驗(yàn)算條件：m=M/W=(ql2/8)/(bh2/6) m其中：l底模板下方木間距(m)； b為模板寬，取b=1m； h為模板厚，12mm厚膠合板，取h=2m； m木材抗彎強(qiáng)度，取m=13Mpa； q作用在模板上的線荷載；q=0.9x(26Hx1.1+2x1)x1.2+(4+2.5)x1.4=30.89H+受力簡(jiǎn)圖 （圖二）其中：H為混凝土厚度，將上式代入強(qiáng)度條件有：l/(30.89H+0)1/2計(jì)算結(jié)果如下：當(dāng)H=0.25+0.25=0.5時(shí)，l0.38m當(dāng)H=1.8時(shí)，l0.23m2、撓度驗(yàn)算條件：

9、fmaxffmax=5ql4/384EI1/400 即：ql4384EI/5x400其中：E=1x107KN/m2 I=bh323/12則：l4.39/(30.89H+3.26)1/4其中q不計(jì)振動(dòng)荷載當(dāng)H=0.25+0.25=0.5時(shí)：l0.70m當(dāng)H=1.8時(shí)：l0.52m因此在腹板的位置采用方木間距為20cm，空箱位置采用35cm倒角介于兩者之間間距為30cm。按以上計(jì)算布置可以滿足模板強(qiáng)度及剛度的要求。如下圖：受力簡(jiǎn)圖 （圖三）、側(cè)模計(jì)算1、強(qiáng)度驗(yàn)算新澆注混凝土對(duì)模板側(cè)壓力計(jì)算公式：0121/2 或 P=rH其中：P新澆筑混凝土對(duì)側(cè)面模板的最大壓力（N/mm2）； r鋼筋混凝土的容重，

10、取26KN/m3； t0新澆筑砼初凝時(shí)間（h）根據(jù)施工情況，本計(jì)算取4h；1外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時(shí)取1.0，摻具有緩凝作用的外加劑時(shí)取1.2，本計(jì)算取1.2；2混凝土坍落度影響系數(shù)，本計(jì)算取1.15；混凝土澆筑速度，本計(jì)算取6m3/h H混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆筑混凝土頂面的總高度，本計(jì)算取最大值為1.8m；0121/21/22或 P=rH=26x1.8= KN/m2根據(jù)取兩式結(jié)果的較小值及混凝土側(cè)壓力不宜超過(guò)90KN/m2的規(guī)定，所以P取KN/m2。組合荷載為：q x x0.25+2x1.4x0.25)=1KN/m受力簡(jiǎn)圖 （圖四）Q235鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為215MPa，鋼

11、托架的允許撓度：4，W=cm35MPa抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算：M= ql2/8=2/8=0.149KN·mW=bh2/6=32.7x10-6 m3=M/W=0.149/x10-6=Mpa=215 Mpa2、撓度驗(yàn)算撓度條件：fmaxf fmax=5ql4/384EIf=1/400 =其中：E=1x107KN/m2 I=bh343/12 即：fmax= 5ql4/384EI=5x1x4 x 12/384x1x107x1x143 =0.61 mmmm故抗彎強(qiáng)度以及撓度滿足要求。、10x10cm方木計(jì)算取1米板寬計(jì)，按最不利荷載進(jìn)行計(jì)算。1、強(qiáng)度驗(yàn)算條件：m=M/W=(ql2/8)/(bh2/6)

12、m組合荷載：H2)x1.2+(4+2.5H+KN/m受力簡(jiǎn)圖 （圖五）其中：H為混凝土厚度，將上式代入強(qiáng)度條件有：l17.3/(30.89H+)1/2計(jì)算結(jié)果如下：當(dāng)H=0.25+0.25=0.5時(shí)，l0.85m當(dāng)H=1.8時(shí)，l0.52m2、撓度驗(yàn)算：條件：fmaxffmax=5ql4/384EI1/400 即：ql4384EI/5x400其中：E=1x107KN/m2 I=bh3/12=x0.13/12則：l16/(30.89H+3.26)1/4其中q不計(jì)振動(dòng)荷載當(dāng)H=0.25+0.25=0.5時(shí)：l0.96m當(dāng)H=1.8時(shí)：l0.72m經(jīng)以上計(jì)算分折，方木間距控制50cm為宜，這樣布置可

13、以滿足方木強(qiáng)度及剛度的要求。如下圖：受力簡(jiǎn)圖 （圖六）鋼托架以榀為單位，沿橋縱向每m間距設(shè)一道鋼托架。鋼托架采用8的槽鋼加工而成，強(qiáng)度要達(dá)設(shè)計(jì)要求。、18槽鋼分配梁驗(yàn)算取最高梁處腹板進(jìn)行計(jì)算，間距按1m設(shè)計(jì)。1、強(qiáng)度驗(yàn)算組合荷載：1.8x1+2x1+)x1.2+(4+2.5)x1.4=KN/m受力簡(jiǎn)圖 （圖七）M=ql2/8=x2/8=KN·mW=x10-4m3=M/W=x103/x10-4=Mpam=145Mpa2、撓度驗(yàn)算撓度條件：fmaxf fmax=5ql4/384EIf=1/400 =5 Mpa I=4即：fmax= 5ql4/384EI=5xx145x1.2727 x 1

14、0-80.31、貝雷支架縱梁在均布荷載下的計(jì)算本計(jì)算按最不利因素考慮，取第七跨CD段進(jìn)行驗(yàn)算。受力簡(jiǎn)圖 （圖八）1、荷載組合、底板計(jì)算有效寬度按9米計(jì)，在AutoCAD中進(jìn)行計(jì)算得出，混凝土自重為：q1=×1+×=3KN/mq2=×+×10.5)/12.25=KN/mq3=×0.55+××)/1=KN/m如下圖：受力簡(jiǎn)圖 （圖九）、模板自重1、底模和側(cè)模，弧形架采用外徑48mm、壁厚 普通鋼管和8號(hào)槽鋼，8號(hào)槽鋼/m，鋼管每米自重3.33 kg/m。2（×8.04×）×10×2/100

15、0=KN/m2、3，×（1××0.01220××0.12×××）KN/m模板總線荷載2.315.377.68 KN/m、10x10cm方木自重1×16=KN/m、18槽鋼自重18槽鋼重量/m，按1m范圍以2根進(jìn)行計(jì)算××10）×2=2.32KN/m、貝雷縱梁貝雷自重取1KN/m，1×1111 KN/m各構(gòu)件均布荷載為：7.681.22.3211=22.2KN/m則組合荷載為：q1=(+22.2)x1.2+(36+22.2)x1.4=418.68+81.48=6KN/

16、mq2=(+22.2)x1.2+(36+22.2)x1.4=250.96+=34KN/mq3=(+22.2)x1.2+(36+22.2)x1.4=300.85+=33KN/m2、驗(yàn)算強(qiáng)度貝雷片力學(xué)性能為：I=250500cm4W=3578.5 cm3M=t·mQ=t受力簡(jiǎn)圖 （圖十）、AB、縱梁最大彎距Mmax=q2l2/8=x12.252/8=t·m單片貝雷片承受彎矩：M=/11=t·mM=t·m滿足要求。、縱梁最大剪力A支點(diǎn)：Qmax=x1.75/2+12.25x/2=tB支點(diǎn)：Qmax=x1.0/2+12.25x/2=t單片貝雷片容許剪力：A支點(diǎn)：

17、Q=/11=tQ=B支點(diǎn)：Q=/11=tQ=滿足要求。3、撓度驗(yàn)算、AB跨12.25m貝雷縱梁最大撓度f(wàn)max=5q2l4/(384EI)=（5xx12.2546x250500x11)=cmf=L/400=1225/400=3.06cmfmaxf滿足規(guī)范要求。、單片貝雷片最不利荷載計(jì)算根據(jù)橋的橫斷面圖，在CD跨當(dāng)中從兩邊向中間數(shù)第二片貝雷片承受正上方的混凝土面積最大，荷載最大，處在最不利荷載位置。如下圖所示：貝雷梁橫斷面圖 （圖十一）其中兩片貝雷各承重:q=（×××××）/15=(5.411+3.4785+= KN/m模板自重：4.39=0 K

18、N/m10x10cm方木自重：10=0.75 KN/m18槽鋼自重：（1××10）×貝雷自重：1×11 KN/m各構(gòu)件均布荷載為：+0.75+0.20+1=2.35 KN/m最大剪力：Qmax= ql/2(3+)×/2=207.0Q= 245.2 KN/m滿足要求。最大彎矩：Mmax=ql2/8=(+2.35)2/8= 6M=788.2 KN/m滿足要求。最大撓度：fmax=5ql4/(384EI)=5x(+2.35)46x250500)=1.88cmf=L/400=1225/400=fmaxf滿足規(guī)范要求。、2I36工字鋼計(jì)算當(dāng)貝雷縱梁產(chǎn)生最

19、大剪力時(shí)，對(duì)鋼管樁2根I36工字鋼橫梁進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。通過(guò)對(duì)貝雷支架剪力驗(yàn)算，鋼管樁上的2I36工字鋼完全也可以滿足結(jié)構(gòu)受力要求。工字鋼支在鋼管樁上，跨度很小，產(chǎn)生的彎矩很小，故彎應(yīng)力不進(jìn)行驗(yàn)算。、單樁承載力計(jì)算1、立柱鋼管驗(yàn)算立柱鋼管臨時(shí)墩均采用600×8mm鋼管，考慮鋼管為舊料，計(jì)算厚度取 6mm。鋼管立柱上下端均與70cm×70cm×鋼板連接，連接系最大間距L4m。600×6mm截面特性表規(guī)格每米重量截面積慣性矩回轉(zhuǎn)半徑截面矩彈性模量（mm)(kg/m)A(cm2)I(cm4)i(cm)W(cm3)E(MPa)600×687.9 111.9

20、7 49387.2 21.0 1646.2 210000長(zhǎng)細(xì)比=uL/r=1×400/21=100，剛度滿足規(guī)范要求。 式中：u桿件長(zhǎng)度系數(shù) 取u=1.0 L桿件幾何長(zhǎng)度 取L=400cm 壓桿件允許長(zhǎng)細(xì)比。查表穩(wěn)定系數(shù)=N/（A）=/5×104××10-4）=MPa<140MPa2、鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)支在鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)上,擴(kuò)大基礎(chǔ)長(zhǎng)×寬×高=1050×200×60cm,底層配12鋼筋,鋼筋間距20cm鋼管最大受力P=KN鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)下為原地面，結(jié)構(gòu)層按60cm計(jì)算，按45度擴(kuò)散角S=×=

21、3m2²地基應(yīng)力: 現(xiàn)狀地基承載力: 100Kpa滿足規(guī)范要求、支架穩(wěn)定性計(jì)算由于貝雷支架縱向沒(méi)有受到較大動(dòng)載作用，只有振搗混凝土?xí)r才產(chǎn)生較少的側(cè)向力，所以貝雷支架縱向穩(wěn)定性就不必要計(jì)算，只需對(duì)雷支架橫向穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算即可。貝雷支架橫向水平推力主要是受到風(fēng)荷載的作用而產(chǎn)生的，所以要進(jìn)行水平方向推力的驗(yàn)算。根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004（P28頁(yè)款、P28頁(yè)附表A），支架為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，按1/10頻率計(jì)算：基本風(fēng)速V10=/s×10××25.7=/sWd=(rVd2)/(2××2)÷(2×2支架+梁高按

22、實(shí)體計(jì)算，則Fwh=K0K1K3WdAwh××××15×2.5=KN滿足要求。二、支架預(yù)壓方案1、預(yù)壓的目的為檢查地基承載力及支架承受梁體荷載的能力，減少和消除支架產(chǎn)生的非彈性變形、方木間的間隙、地基瞬時(shí)沉降等并獲取支架預(yù)壓沉降觀測(cè)值用來(lái)做設(shè)置預(yù)拱值的參考數(shù)據(jù)。2、加載方法支架搭設(shè)完畢、底板模板鋪設(shè)完畢之后進(jìn)行加載預(yù)壓。擬采用人工裝滿砂袋，用16t汽車吊吊裝，按要求的位置和高度人工配合堆碼，預(yù)壓重量為設(shè)計(jì)重量的1.2倍。堆碼混凝土預(yù)制塊或砂袋的加載方法對(duì)現(xiàn)澆箱梁支架進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓分兩級(jí)進(jìn)行，第一級(jí)荷載控制在總荷載的2/3左右。第一次加載后，荷載

23、維持一天進(jìn)行觀測(cè)，第二天，進(jìn)行最后一級(jí)荷載加載。最后一級(jí)維持時(shí)間根據(jù)預(yù)壓沉降觀測(cè)值確定，每隔12個(gè)小時(shí)測(cè)一次，直至24小時(shí)內(nèi)排架變形量不超過(guò)設(shè)計(jì)要求的變形量即可卸載。預(yù)壓過(guò)程中應(yīng)對(duì)支架沉降進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)。3、觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置及觀測(cè)頻率3.1根據(jù)受力分析可知在跨中的彎矩最大，因此布點(diǎn)選擇在跨中，每跨布置三點(diǎn)（三點(diǎn)分布在箱梁的中間以及兩側(cè)1/4跨徑處）。每級(jí)荷載添加前觀測(cè)一次；每級(jí)荷載添加完畢觀測(cè)一次；荷載的全部已加上后第一天4小時(shí)觀測(cè)一次，其余每天至少觀測(cè)一次；卸載前觀測(cè)一次；卸載后觀測(cè)一次。3.3觀測(cè)注意事項(xiàng) a.觀測(cè)頻率和時(shí)間按上述規(guī)定外，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加。b.箱梁澆注前在底板位置與預(yù)壓對(duì)應(yīng)位

24、置設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)混凝土施工過(guò)程中的支架沉降。c.每次觀測(cè)得到的數(shù)據(jù)認(rèn)真記錄在沉降量觀測(cè)專用表格內(nèi)。4、數(shù)據(jù)整理分析及預(yù)拱度的設(shè)置4.1觀測(cè)結(jié)束對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)總沉降值和卸載后觀測(cè)值計(jì)算彈性變形量。根據(jù)試驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)本工程所設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁模板支架進(jìn)砼澆筑時(shí)產(chǎn)生的變形進(jìn)行有效的控制?？梢罁?jù)變形量調(diào)整箱梁的底標(biāo)高，實(shí)現(xiàn)砼澆筑完成后能達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的梁底標(biāo)高。如發(fā)現(xiàn)立柱下沉比較明顯，需對(duì)地基處理進(jìn)行加強(qiáng)。確定預(yù)拱度時(shí)考慮下列因素：支架在荷載作用下的總變形量，支架在荷載作用下的彈性壓縮，支架在荷載作用下的非彈性壓縮；箱梁設(shè)計(jì)反拱度，根據(jù)設(shè)計(jì)院提供。根據(jù)梁的拱度值線形變化，其它各點(diǎn)的預(yù)拱度值，應(yīng)以中間點(diǎn)為最高值，以梁的兩端為零，按二次拋物線進(jìn)行分配。三、安全措施為防止墜物傷人，在鋼管貝雷梁底部及側(cè)面張掛安全網(wǎng)、立警示牌，鋼管樁周邊布防撞設(shè)施；堅(jiān)持施工隊(duì)伍的安全教育制度；