鋼管貝雷梁支架制梁法檢算書第十七聯(lián)

1、中鐵22局海滄貨運通道（疏港通道-海翔大道段）標箱梁貝雷梁支架檢算書 一、工程概況（一）、本專項方案適用條件與范圍海滄貨運通道（疏港通道-海翔大道段）標橋梁上部結構。（二）、技術條件道路等級：城市快速路；設計行車速度：80km/h；設計汽車荷載：城-A級（荷載系數(shù)1.3）（三）、結構形式及設計主要參數(shù) 截面類型為單箱多室。截面見下圖。 橋面寬度：主線橋寬度分13.25m、15.5m、26m、37m四種，B匝道為8m，C,D匝道為9.5m。梁體跨度為30m40m，梁高為2.2m。 梁體混凝土強度等級為C50，封錨采用強度等級為C50的補償收縮混凝土。2、 模板支撐架總體方案概況現(xiàn)澆支架采用鋼管貝

2、雷膺架，兩端立柱支撐在承臺上，中間支撐柱采用37×2×1m條形混凝土基礎。一次主梁之上的二次分配梁采用44排單層普通型貝雷片順橋向布置。貝雷桁架梁與墩身間缺口處，采用I18工字鋼或者20號槽鋼搭接過渡，一端搭接在貝雷梁上，另一端搭在墩帽上。鋼管柱頂高程逐一核對，并考慮支架預留拱度，支架卸落采用卸漏砂箱并臨時連接成整體。貝雷桁架縱梁按設計圖逐根組裝，每兩片為一組，中間設置標準桁撐，以求穩(wěn)定防側傾，然后使用吊車逐根吊裝就位。貝雷桁架梁之上橫橋向擺布I12.6工字鋼分配梁， 間距采用50cm和80cm。再上鋪設梁底方木楞、竹膠模板。力學傳遞程序：現(xiàn)澆箱梁砼模板工字鋼橫向分配梁（I

3、12.6）貝雷縱梁(1.5*3)支撐橫梁(雙拼40B工字鋼)卸落裝置鋼管柱式支墩（630*8mm）承臺頂或現(xiàn)澆砼基礎頂。 此驗算方案以Z57#-Z59#墩的第十七聯(lián)（35+35）m（此聯(lián)梁寬36.8m，為全橋最寬）作為驗算對象。如下圖單層支架縱段布置圖及橫斷面示意圖所示： 支架橫斷面布置圖支架縱斷面布置圖模板：模板均采用木模，竹膠板采用2.44m*1.22m*15mm，方木采用4000×100×100mm。分配梁：采用I12.6工字鋼，一般截面處間距0.8m，中橫梁與端橫梁處間距為0.5m，布置范圍：貝雷梁桁架上；主力桁架：采用單層44排貝雷梁，每片貝雷梁用U型螺栓與橫梁連

4、接以增強支架整體穩(wěn)定性；大橫梁：置于支墩鋼管頂砂箱上，采用雙拼40B工字鋼，長37米布置范圍：鋼管柱支墩：采用630mm螺旋焊接鋼管，厚8mm；每支墩13根鋼管。起落架：采用卸漏砂箱，采用外徑630mm鋼管制作外套管、預制608砼塊作內套管，高50cm，每個鋼管支柱上設一個；基礎：以橋墩臺的承臺及跨中現(xiàn)澆鋼筋砼平臺作為支墩基礎。如承臺寬度不足，加寬承臺以保證鋼管立柱的安裝。3、 方案設計依據(jù)及參數(shù)1、海滄貨運通道（疏港通道-海翔大道段）工程橋梁工程設計圖；2、本工程各橋梁下部結構設計圖紙及裝配式公路鋼橋多用途使用手冊；3、公路橋涵施工技術規(guī)范(JTG/T F50-2011)；4、公路工程質量檢

5、驗評定標準（JTG F80/1-2004）；5、橋涵施工技術指南；6、路橋施工計算手冊；7、建筑施工模板安全技術規(guī)范(JGJ162-2008)8、鋼結構設計規(guī)范（GB500172003）；9、混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2002）；10、鋼材彈性模量E=2.1×105MPa；Q235鋼材容許容許彎曲應力w=215 MPa，容許剪應力=125 MPa；貝雷桁架的允許壓應力及彎應力為f273 MPa；剪應力fv=208 MPa。11、鋼筋混凝土重度rc=26KN/m3；12、施工人員及機械活載按1KN/m2 、模板重量按2.5KN/m2，（參考【JGJ162-2008】建筑施工模

6、板安全技術規(guī)范取值）。；13、振搗、傾倒混凝土荷載4KN/m2，（參考【JGJ162-2008】建筑施工模板安全技術規(guī)范取值）。14、恒載系數(shù)1.2，活載系數(shù)1.4。15、主梁與分配梁允許撓度【】=L/400。四、荷載計算（一）、計算箱梁支撐段橫截面積被支撐梁段一般截面橫截面面積：A=25.53m2；箱梁頂面寬度B=36.8m。被支撐梁段中端橫梁處橫截面面積：A=67.6m2；箱梁頂面寬度B=36.8m。（二）、計算支撐架設計荷載、箱梁結構恒載：q1=rc*A=664KN/m（一般截面處） q1=rc*A=1757.6KN/m（中端橫梁截面處） 驗算取一般截面處的結構恒載。 、箱梁模板恒載：q

7、2=B*q=92KN/m； （q為模板荷載，取2.5KN/m2。） 、支撐架結構恒載：q3=14*q193KN/m； （按以往施工經(jīng)驗估算。） 、振搗、傾倒混凝土荷載：q4=4KN/m、施工人、機活載：q5=1*B=37KN/m。支撐架設計計算荷載：q=1.2*（q1+q2+q3）+1.4*（q4+q5）=1076KN/m。結構計算荷載放大系數(shù)K=1.62。五、內力計算（一）、繪制支撐架受力分析的荷載簡圖支撐架縱向受力荷載計算簡圖如下：（圖2）（二）、使用結構力學法計算（利用三彎矩方程法）計算各支點彎矩 MA=MD=0，MB=-10826.31KN·m,MC=-11383.53KN&

8、#183;m ；（三）、利用力矩平衡法求支座反力 利用力矩平衡法，由A點開始對B點取彎矩，力矩平衡方程為：1) 9.7R1-0.5*1076*9.72=MB=-10826.31 求得R1=4102.49 KN2) (9.7+10.5)*4102.49+10.5R2-0.5*1076*(9.7+10.5)2 =MC=-11383.53 求得R2= 11930.64 KN 3) 10R4-0.5*1076*102=MC=-11383.53 求得R4=4241.65KN4) (10+10.5)*4241.65+10.5R3-0.5*1076*(10+10.5)2 =MB=-10826.31 求得R3

9、= 12220.42 KN 內力結構圖如下： 結論：支點C處的反力(R3=12220.42 KN)最大，故以此處為對象作荷載分析。六、結構設計內力及檢算（一）、鋼管支撐柱設計1、鋼筋支撐柱的布置設計根據(jù)計算的支點反力結果判定，縱向鋼管支撐柱C點的分擔荷載最大。故以此為計算設計對象?？v向鋼管支撐柱C點的橫斷面支撐結構如圖所示。橫向每個支撐點布置13根直徑630mm、壁厚10mm鋼管柱。鋼管柱按等面積荷載布置。為設計計算簡便，以受載最大C截面支撐點為基準計算。對應分擔的最大計算荷載為R=R3/13=940KN。（若采用更多根鋼管時，鋼管立柱的承載能力更大更安全。）（1）、鋼管柱幾何參數(shù)本標段支架所

10、用的鋼管支撐柱全部擬選用直徑630mm、壁厚10mm鋼管做支撐柱。C點鋼管柱受壓高度h=7.0m。屬于受壓短桿（小柔度桿，不適應于歐拉公式）（2）、立柱強度驗算 a、立柱長細比回轉半徑長細比=150滿足要求。b、立柱臨界應力驗算：此類鋼管為b類，軸心受壓桿件，A3鋼，查鋼結構設計與計算P520頁知：0.929， A19400mm2， =140MPa 允許軸向壓力N=A=0.929×15625×140=2032.19KN N >R=940 KN，滿足要求。（3）、鋼管立柱的布置 將箱梁橫截面面積均分成13等份，每份面積A1=A/13=1.964m2，再求出每一

11、份的形心，則每根鋼管立柱布置在每份的形心處。如下圖： 為減小工字鋼主梁的懸臂長度，將最外側鋼管立柱外移65cm，則鋼管立柱的實際間距為2.85m +3.01 m +2.84 m +2 m + 3.42m + 2.28m + （二）、臨時基礎設計要求本支撐架支撐荷載R3=12220.42 KN，采用混凝土臨時擴大基礎，臨時基礎橫橋向長度擬設37m、順橋向寬度2m、高度0.6m（當跨既有線施工，基礎作為車道的分隔帶時，基礎可加高到1.0m）；地基基底允許承載能力不得小于200Kpa既滿足要求。1、計算地基允許承載力要求F/s12220.42/（37*2）165KPa。（<，滿足！）2、臨時支

12、墩基礎根據(jù)承臺長度來定，擬設長37m，寬2m，高度0.6m，因基底坐落在既有路面上，承載能力較好，不需另作處理，基礎采用c30混凝土，必要時可在底層鋪一層鋼筋網(wǎng)片。（三）、 工字鋼主梁 （雙拼40B工字鋼）計算由于縱向鋼管支撐柱C點的支撐分擔荷載最大，最大支撐反力R3=12220.42 KN。橫向主梁在此處分擔的荷載也最大，所以驗算次此處的橫梁受力即可，橫梁擬采用雙拼40B工字鋼。查表得40B工字鋼的截面特性：截面慣性矩Ix22781cm4，Wx=1139 cm3，Sx=671.2cm3,d=12.5mm。鋼材的力學性能：彈性模量E=2.1×105MPa，容許彎曲應力w=215 MP

13、a，容許剪應力=125 MPa。梁寬為37m，每根H型鋼長度按37m計算，則每米H型鋼承受的荷載q=R3/37=330.3KN/m.。工字鋼立在鋼管立柱上，取6跨連續(xù)梁驗算，跨徑為（2.85+3.01+2.84+2+3.42+2.28 ）m ，工字鋼受力分析簡圖如下圖所示:計算可知Mmax=302.258 KN·m，Qmax= 581.648KN1）彎拉應力驗算彎拉應力=Mmax/ 2Wx =302.258×103/2×1139×10-6=132.7Mpa <w=215Mpa，滿足要求。2）剪應力驗算剪應力65.03Mpa <0=125Mpa

14、， 滿足要求。3）撓度驗算最大擾度出現(xiàn)跨度3.42m的跨中擾度f=5ql4/(2×384EIx)=5×330.2×3.424/(2×384×2.1*105×22781×10-8)=6.1mm<f0=L/400=3420/400=8.55mm，滿足要求。4）工字鋼懸臂端擾度驗算f=ql4/2×8EI=330.2×24/(2×8×2.1×105×22781×10-8)=6.9mm<f0=L/200=2000/200=10mm,滿足要求（四）、貝雷梁

15、計算 貝雷梁按單排布置，共布置44排，每兩排間用450mm桁架與900mm桁架連接，貝雷梁橫向用12.6槽鋼連接成整體，以提高整體性和穩(wěn)定性。貝雷桁架物理幾何指標型 號幾何特性容許內力單排單層不加強型Ix（cm4）W（cm3）彎矩(kN·m)剪力(kN)材質拉壓應力f（MPa）材質剪應力fv（MPa）250497.23578.5788.2245.2273 208 根據(jù)前面的支架內力計算所得，知：最大彎矩MC= 11383.53KN·m；最大剪力Q6518.35KN。1） 選取貝雷梁片數(shù)取最大彎矩檢算，可知N11383.53/788.2=14.4片，取15片；按最大剪力檢算，

16、N6518.35/245.226.6片，取27片，所以取44片足夠安全。2）彎矩剪力驗算貝雷梁允許彎矩44*788.2=34680.8.4 KN·m > Mmax =11383.53 KN·m 貝雷梁允許剪力44*245.2=10788.8 KN > Tmax=6518.35 KN 滿足要求。3）應力驗算貝雷梁允許彎曲拉壓應力72.3 MPa < f=273MPa，滿足要求。4）擾度驗算 貝雷梁最大擾度出現(xiàn)在跨度為10.5m 跨中。 擾度 f=5ql4/(384EI)=5×1076×10.54/(384×2.1×10

17、5×250497.2×44) =7.4mm < L/400 = 26.2mm,滿足要求。5）貝雷梁布置 取44片貝雷梁，每兩片用45cm或90cm花架連接，共22組，將箱梁橫截面等分為22份，每組貝雷梁布置在每份的形心處（為減小貝雷梁上橫向分配梁的懸臂長度，實際布置時將最外側貝雷梁向外移50cm），貝雷梁布置間距如下：（五）、箱梁底模橫向分配梁I12.6工字鋼分配梁驗算 箱梁底模橫向I12 .6工字鋼分配梁，擺布間距一般截面處為80cm，中橫梁與端橫梁處為60cm， 根據(jù)支架橫斷面布置圖，貝雷梁實際布置時，貝雷梁橫向最大間距為178cm，則工字鋼最大跨度為178cm，

18、驗算取最大跨度驗算。一般截面處每根工字鋼承擔荷載Q=0.8*（1.2（q1+q2）+1.4（q4+q5）=0.8m×964.6KN/m=771.7KN，梁寬為37m，所以每根工字鋼長度按37m計算，則每米工字鋼承受的荷載q=Q/37=20.8KN/m；中橫梁與端橫梁處每根工字鋼承擔荷載Q=0.6*（1.2（q1+q2）+1.4（q4+q5）=0.5m×2276.2KN/m=1138.1KN，梁寬為37m，所以每根工字鋼長度按37m計算，則每米工字鋼承受的荷載q=Q/37=30.8KN/m。I12.6工字鋼受力分析簡圖如下:查表得12.6工字鋼的截面特性：截面慣性矩Ix488

19、cm4，Wx=77.4 cm3，Sx=44.4cm3,d=5mm。鋼材的力學性能：彈性模量E=2.1×105MPa，容許彎曲應力w=215 MPa，容許剪應力=125 MPa。1）一般截面處驗算a、彎拉應力驗算跨中最大彎矩Mmax=ql2/8=20.8×1.782/8=8.2KN·m彎拉應力=Mmax/Wx=8.2×103/77.4×10-6=105.9Mpa <w=215Mpa ，滿足要求。b 、剪應力驗算最大剪力Qmax=0.5ql=0.5×20.8×1.78=18.5kN剪應力 33.7Mpa <0=125

20、Mpa ，滿足要求。 c、撓度驗算f=5ql4/(384EI)=5×20×1.574/(384×2.1×105×488×10-8)=2.6mm<f0=L/400=1780/400=4.5mm，滿足要求。2）中端橫梁截面處驗算a、彎拉應力驗算跨中最大彎矩Mmax=ql2/8=30.8×1.782/8= 12.2 KN·m彎拉應力=Mmax/W=12.2×103/77.4×10-6=157.6Mpa <w=215Mpa ，滿足要求。b 、剪應力驗算最大剪力Qmax=0.5ql=0.5&#

21、215;30.8×1.78=27.4kN剪應力50Mpa <0=125Mpa，滿足要求。c、撓度驗算f=5ql4/(384EI)=5×30.8×1.784/(384×2.1×105×488×10-8)=3.9mm<f0=L/400=1780/400=4.5mm，滿足要求。（六）、箱梁底?？v梁（10cm*10cm方木）驗算底模縱梁采用10cm*10cm方木，根據(jù)木結構設計規(guī)范 ：普通松木的抗彎強度設計值fm=13 MPa，抗剪強度fv=1.5 MPa，彈性模量為E=9.5*103 MPa，撓度極限值L/400。Wx

22、=166.7cm3,Ix=833 cm4，Sx=125 cm3。方木底板處的布距（中心間距）為40cm，橫隔板及腹板處的布距加密到20cm。橫隔板及腹板處混凝土厚度為2.2m，混凝土自重荷載為2.2*26=57.2KN/m2；底板處混凝土厚度為0.5m，混凝土自重荷載為0.5*26=13 KN/m2則橫隔板及腹板處計算荷載0.2*（1.2*（57.2+2.5）+1.4*（1+4）=15.73 KN/m；底板處計算荷載0.4*（1.2*（13+2.5）+1.4*（1+4）=10.24 KN/m方木縱向布置在橫向工字鋼分配梁上，取3跨連續(xù)梁做受力分析，簡圖如下：計算可知橫隔板及腹板處Mmax=1.

23、01 KN·m，Qmax= 7.55KN 底板處Mmax=0.65 KN·m，Qmax= 4.9KN1）橫隔板及腹板處方木驗算a彎拉應力驗算彎拉應力=Mmax/ Wx =1.01×103/166.7×10-6=6.06Mpa <fm=13Mpa，滿足要求。b剪應力驗算剪應力1.13Mpa <fv=1.5 MPa， 滿足要求。 c撓度驗算擾度0.54mm<f0=L/400=800/400=2mm，滿足要求。2）底板處方木驗算a彎拉應力驗算彎拉應力=Mmax/ Wx =0.65×103/166.7×10-6=3.9Mpa

24、 <fm=13Mpa，滿足要求。b剪應力驗算剪應力0.73Mpa <fv=1.5 MPa， 滿足要求。c撓度驗算擾度0.35mm<w=L/400=800/400=2mm，滿足要求。（七）、箱梁底模面板（竹膠板）驗算底模采用竹膠板，規(guī)格為2.44m*1.22m*15mm，竹膠板的力學參數(shù)如下：彈性模量E=6.5*103MPa，設計抗彎強度50MPa，底板處Wx=0.16667bh2=0.16667*20*1.52=7.5cm3 中隔板及腹板處Wx=0.16667bh2=0.16667*10*1.52=3.75cm3底板處計算荷載1*（1.2*（0.5*26+2.5）+1.4*（

25、1+4）=25.6 KN/m橫隔板及腹板處計算荷載1*（1.2*（2.2*26+2.5）+1.4*（1+4）=78.64 KN/m受力簡圖如下：1）底板處面板驗算跨中最大彎矩Mmax=ql2/8=25.6 ×0.22/8=0.128KN·m彎拉應力=Mmax/Wx=0.128×103/7.5×10-6=17.06Mpa <50Mpa ，滿足要求。擾度f=5ql4/(384EIx)=5×25.6×0.24/(384×6.5×103×3.75×10-8)=0.22mm<L/400=200/400=0.5mm,滿足要求2）中隔板及腹板處面板驗算跨中最大彎矩Mmax=ql2/8=78.64 ×0.12/8=0.098KN·m彎拉