現(xiàn)澆梁支架門洞及支架計算書

1、互通立交現(xiàn)澆箱梁門洞受力計算書計算人:復核人:目錄1、計算依據(jù)32、工程概況32.1總體概況32.2地質(zhì)情況42.3擬定方案42.4、荷載分析及選用材料力學性能 5荷載分析5荷載組合6材料力學性能62.5、各構件受力檢算8縱梁受力檢算8橫梁計算（立柱頂分配梁）10鋼管立柱計算 11地基承載力驗算 123、結論及建議13目錄1、計算依據(jù) 32、工程概況 32.1 總體概況 32.2 地質(zhì)情況 42.3 擬定方案 42.4、荷載分析及選用材料力學性能 52.4.1 荷載分析 52.4.2 荷載組合 62.4.3 材料力學性能 62.5、各構件受力檢算 82.5.1 縱梁受力檢算 82.5.2 橫梁

2、計算（立柱頂分配梁） 102.5.3 鋼管立柱計算 1.1.2.5.4 地基承載力驗算 123、結論及建議 132.2地質(zhì)情況門洞所處位置為沈海高速，路面寬度12.5m，比要求門洞跨寬度8.5m寬4m, 因此門洞支架可座在路面范圍內(nèi)，根據(jù)瀝青混凝土常用設計標準，路面承載力按 10MPa考慮。2.3擬定方案擬采用工40a工字鋼作為主梁，鋼管采用 630*10mm鋼管作為立柱，條形 基礎采用25m*1m*0.5m，C25砼。長度是根據(jù)斜交角度同時考慮每端長出現(xiàn)澆梁 體2m計算得出，寬度擬定1m，厚度0.5m。支架間距擬定200cm，布置圖如下：100圖2-2門洞縱斷面圖橋梁中心線200250250

3、250250250250200C25砼條形基礎25*1.0*0.5mI 40a工字鋼 順橋向設置I 40a雙排工字鋼橫橋向設置630*10mm螺旋鋼管門洞中心線JAr870既有道路路面圖2-3門洞橫斷面圖2.4、荷載分析及選用材料力學性能荷載分析整個支架承受的荷載分為靜荷載和動荷載，靜荷載主要為混凝土結構自重、 模板自重、主梁分配梁自重等，動荷載主要為施工荷載，因支架較低且所處區(qū)域 及季節(jié)較良，不考慮風荷載及雨雪荷載的影響。梁體荷載計算：梁體荷載采用分區(qū)法計算，取梁段不利位置，即界面最大 處計算。V-V1:50105020073.2187.82480187.860273.224200圖2-4梁

4、體混凝土重量計算分區(qū)圖新澆筑混凝土自重取25kN/m3，如圖，各分部混凝土重量如下表。序號區(qū)域面積（m2）混凝十重量（KN/m ）110.6315.75221.6842330.4912.25442.1654梁中部位實心混凝土重量為45KN，折算成線荷載為1.5KN/m。因梁體與承重縱梁為40.18。斜交，意味著最大荷載會通過不同縱梁的不同斷 面，其中部分縱梁會出現(xiàn)通長受力，部分縱梁只有一部分承受荷載，取通長受力 的縱梁分析，偏安全考慮，按照通長最大荷載考慮，即 54+1.5=55.5KN/m。內(nèi)模、外模重量外模采用定型鋼模板，內(nèi)模采用竹膠板或鋼模板，因模板目前還沒做，按照以往經(jīng)驗，取內(nèi)模外模折

5、算線荷載10KN/m（內(nèi)外模總重30t）縱橫梁重量（工40a工字鋼，每端挑出50cm）縱梁單根9.5m長，單根重量為9.5*67.13=637.74kg,考慮縱梁按照60cm間 距均布，則需要根數(shù)為 21/0.6+仁36根，總重量為36*637.74=22958.64kg橫梁為鋼管頂端分配梁，采用雙拼 45a工字鋼，單根長度24m,共兩根，重 量為：24*2*2*67.13=6444.48kg施工人員、材料及機具等施工荷載（取2.5kPa）傾倒混凝土產(chǎn)生的沖擊荷載（取 2kPa）振搗混凝土產(chǎn)生的荷載（取 2kPa）荷載組合荷載組合I （用于強度計算）：q =1.21231.4456荷載組合II

6、 （用于剛度計算）：qn " 22材料力學性能40a工字鋼：=截面特性:截面慣性矩Ix=21714.0762(cm4)截面慣性矩Iy=659.9021(cm4)截面抵抗矩Wx=1085.7039(cm3)截面抵抗矩Wy=92.9440(cm3)回轉(zhuǎn)半徑ix=15.8837(cm)回轉(zhuǎn)半徑iy=2.7690(cm)截面形心x0=-0.0000(cm)截面形心y0=0.0000(cm)截面面積A =86.0677(cm2)線密度=67.1328(kg/m)=力學特性=彈性模量 E=206*10e3（N/mm2）抗拉、抗壓、和抗彎強度設計值 f=215（N/mm2）抗剪強度設計值fv=12

7、5（N/mm2）630mm*10mm鋼管=截面特性:=截面慣性矩Ix= Iy =9772.6699(cm4)截面抵抗矩Wx= Wy=310.2456(cm3)回轉(zhuǎn)半徑ix= iy=22.2387(cm)截面形心x0= y0=0.0001(cm)截面面積A =19.7603(cm2)線密度=15.4131(kg/m)=力學特性=彈性模量 E=206*10e3(N/mm2)抗拉、抗壓、和抗彎強度設計值f=215(N/mm2)抗剪強度設計值fv=125(N/mm2)雙拼45a工字鋼=截面特性:=截面慣性矩Ix=64481.0508(cm4)截面慣性矩Iy=13229.4443(cm4)截面抵抗矩Wx

8、=2865.8245(cm3)截面抵抗矩Wy=881.9630(cm3)回轉(zhuǎn)半徑ix=17.7444(cm)回轉(zhuǎn)半徑iy=8.0374(cm)截面形心x0=7.5000(cm)截面形心y0=-0.0000(cm)截面面積A =204.7901(cm2)線密度=159.7363(kg/m)力學性能同45a工字鋼。C25砼根據(jù)混凝土結構設計規(guī)范(GB 50010-2010)4.1 條：混凝土強度設計值(N/mrr)強混凝土強度等級度種 類C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80fc7.29.611.914.316.719.121.123.125.327.

9、529.731.833.835.9f0.91.11.21.41.51.71.81.81.92.02.02.12.12.21 t107371 J096494822.5、各構件受力檢算縱梁受力檢算縱 梁所受 上部荷載組合 qi=1.2* ( 55.5+10+0.67*3) +1.4* ( 2+2+2.5)*2=99.21KN/m ;q2=1.2* (55.5+10+0.67*3) =81.01KN/m.縱梁按照60cm間距均布，最不利荷載位置底寬為 2m,即有3.3根工字鋼共同受力，取3根，則單根工字鋼受力為：99.21/3=33.07KN/m和81.01/3=27KN/m.按簡支梁受力模型簡化，

10、則最大彎矩:Mmax1 2 = 8ql33.07 9.12 = 342.32KN «m8最大應力:MmaxW鳶2著 109 =315.3Mpa >215MpaW 1085.7需對縱梁間距進行調(diào)整，不利位置由 5根共同受力，貝則間距為40cm。q1=1.2*( 55.5+10+0.67*5)+1.4*( 2+2+2.5)*2=100.82KN/m ；q2=1.2*(55.5+10+0.67*5)=82.62KN/m.則單根工字鋼受力為：100.82/5=20.16KN/m 和 82.62/5=16.52KN/m.則最大彎矩:Mmax二丄 20.16 8.5 182.07KN *m

11、8最大應力:MmaxW182 07盲 109=167.7Mpa < 215Mpa滿足要求。最大撓度:5q2l45 16.52 8.74max384EI384 2.06 108 21714.08 10“二 0.0275m =2.75mm外露模板構件允許最大撓度為：l/400=9.1/400=0.023m=23mmmax =27.5mm> 23mm。撓度超限，需對縱梁進行調(diào)整，改為工45a工字鋼;結構參數(shù)如下：型鋼型號：RZ45a=截面特性=截面慣性矩 lx=32240.5313(cm4)截面抵抗矩 Wx=1432.9125(cm3)回轉(zhuǎn)半徑 ix=17.7444(cm)截面形心 x0

12、=-0.0000(cm)截面慣性矩 Iy=854.9985(cm4)截面抵抗矩 Wy=113.9998(cm3)回轉(zhuǎn)半徑 iy=2.8896(cm)截面形心y0=-0.0000(cm)截面面積 A =102.3951(cm2)線密度=79.8681(kg/m)截面每延米外表面積=1.4112(m2/m)=力學特性=彈性模量 E=206*10e3(N/mm2)抗拉、抗壓、和抗彎強度設計值f=215(N/mm2)抗剪強度設計值fv=125(N/mm2)縱梁單根9.5m長，單根重量為9.5*79.87=758.77kg,縱梁按照40cm間距均 布，則需要根數(shù)為 21/0.4+仁53根，總重量為53*

13、758.77=40214.81kg則縱梁所受 上部荷載組合 q1=1.2*( 55.5+10+0.8*5)+1.4*( 2+2+2.5) *2=101.6KN/m ；q2=1.2*(55.5+10+0.8*5)=83.4KN/m.則單根工字鋼受力為：101.6/5=20.32KN/m 和 83.4/5=16.68KN/m.1212Mmax 二q*2沁 20.32 8.7 = 192.25KN *m8 8最大應力:Mmax 192.25910 =134.17Mpa v 215MpaW 1432.91滿足要求。最大撓度：1 max5q?l384EI4384 2.06 108 32240.53 10

14、= 0.0187m=18.7mm外露模板構件允許最大撓度為：l/400=9.1/400=0.023m=23mmmax =18.7mmv 23mm。撓度滿足要求。即縱梁選用工45a工字鋼強度及剛度均能滿足要求橫梁計算（立柱頂分配梁）立柱頂分配梁采用工45a雙拼工字鋼，按兩跨連續(xù)梁模型計算，上部荷載等 效為均布荷載。考慮縱梁按照 40cm間距均布，則需要根數(shù)為 21/0.4+1=53根，總重量為53*758.77=40214.81kg上部靜荷載總和為：（門洞之間全部荷載）G1=（ 15.75*2+42*2+12.25*2+54）*8.7+10*8.7+402.14=2176.94KN等效為線荷載：

15、G1/2/2仁51.83KN/m橫梁自重：15.97KN/m則靜荷載之和為：51.83+15.97=67.8KN/m動荷載之和為：（2+2+2.5） *9.1*10.5=621.08KN等效線性荷載：621.08/2/21=14.79KN/m荷載組合：q1=1.2*67.8+1.4*14.79=102.07KN/mq2=1.2*67.8=81.36KN/m最大彎矩：2 2Mmax = 0.07q1l= 0.07 102.07 2.5 = 44.66KN *m最大應力:maxT*T*UU92865.82 10 =15-5Mpa<215Mpa完全滿足要求最大撓度：1 max= 3.7 10*

16、m0.521q2l40.521 81.36 2.54100EI_100 2.06 108 21714.08 10可忽略的變形量，滿足要求?？v梁強度及剛度均滿足要求，且安全系數(shù)過高，不經(jīng)濟，有優(yōu)化的空間。鋼管立柱計算每側設630mm*10mm鋼管柱11根，上部荷載由其均勻承擔靜荷載之和：G1= (15.75*2+42*2+12.25*2+54) *9.1+300*9.1/30+338+15.97*21*2=2865.14KN動荷載之和：(2+2+2.5) *9.1*10.5=621.08KN單根受力分別為：靜荷載：2865.14/2/1 仁130.23KN動荷載：621.08/2/11=28.2

17、3KN考慮荷載組合，單根立桿軸力：N=1.2*130.23+1.4*28.23=195.8KN其中：，為壓桿穩(wěn)定性系數(shù)，通過長細比查表;A為立桿受力面積，194.78 cm2;立桿長細比：i其中："為長度因數(shù)，取2 (按一端固定一端自由考慮)；I 為界面慣性矩，I=64481.0508(cm4);/I/64481.05081 A18.19cm194.782 5.5“九 =100 - 60.47i18.19查表得：:=0.816.則：f195.8右10= 1.232 104KN /m2 =12.32Mpa <215Mpa書A0.816 194.78故立桿的強度及穩(wěn)定性滿足要求則:

18、地基承載力驗算基礎位于既有瀝青路面上，不需考慮軟弱下臥層影響。鋼管底部預埋80cm*80cm底座鋼板，埋入砼中。則條形基礎受力:N _ 195.8A 一 0.8 0.8=305.94KN / m2=0.306Mpa <11.9Mpa.滿足要求抗剪計算:V 0.7 ' h ftb0h0其中:Vs :混凝土承受剪力值，195.8/4=48.95KN:h :受剪切承載力截面高度影響系數(shù)，為 1ft :混凝土軸心抗拉強度設計值，1.27Mpab°,h° :基礎的寬和厚，分別為1m，0.5m 則:0.7、ftb0h0 =0.7X 1 X 1.27X 1 X 0.5=444.5K