3鋼管貝雷梁支架制梁法檢算書第二十四聯(lián)解析

1、中鐵22局海滄貨運通道（疏港通道-海翔大道段）標(biāo)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(biāo)橋梁上部結(jié)構(gòu)。（二）、技術(shù)條件道路等級：城市快速路；設(shè)計行車速度：80km/h；設(shè)計汽車荷載：城-A級（荷載系數(shù)1.3）（三）、結(jié)構(gòu)形式及設(shè)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?qū)挾确?3.25m、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26×2×1m條形混凝土基礎(chǔ)。一次主梁之上的二次分配梁采用32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(yù)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(shè)計圖逐根組裝，每兩片為一組，中間設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)桁撐，以求穩(wěn)定防側(cè)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(shè)梁底方木楞、竹膠模板。力學(xué)傳遞程序：現(xiàn)澆箱梁砼模板工字鋼橫向分配梁（I1

3、2.6）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(chǔ)頂。此驗算方案以Z80#-Z83#墩的第二十四聯(lián)（36+40+36）m的中間40m跨(跨度為全橋最大）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32排貝雷梁，每片貝雷梁用U型螺栓與橫

4、梁連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26米布置范圍：鋼管柱支墩：采用630mm螺旋焊接鋼管，厚8mm；每支墩9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(yù)制608砼塊作內(nèi)套管，高50cm，每個鋼管支柱上設(shè)一個；基礎(chǔ)：以橋墩臺的承臺及跨中現(xiàn)澆鋼筋砼平臺作為支墩基礎(chǔ)。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(shè)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(shè)計圖；2、本工程各橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)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(shù)規(guī)范(JTG/T F50-2011)；4、公路工程質(zhì)量

5、檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80/1-2004）；5、橋涵施工技術(shù)指南；6、路橋施工計算手冊；7、建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范(JGJ162-2008)8、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB500172003）；9、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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(yīng)力w=215 MPa，容許剪應(yīng)力=125 MPa；貝雷桁架的允許壓應(yīng)力及彎應(yīng)力為f273 MPa；剪應(yīng)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

6、模板安全技術(shù)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(shù)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=16.998m2；箱梁頂面寬度B=25.8m。 被支撐梁段中端橫梁處橫截面面積：A=43.396m2；箱梁頂面寬度B=25.8 m （二）、計算支撐架設(shè)計荷載、箱梁結(jié)構(gòu)恒載：q1=rc*A=442KN/m（一般截面處） q1=rc*A=1128.3KN/m（中端橫梁截面處）； 驗算取一般截面處的結(jié)構(gòu)恒載。、箱梁

7、模板恒載：q2=B*q=65KN/m； （q為模板荷載，取2.5KN/m2。） 、支撐架結(jié)構(gòu)恒載：q3=14*q162KN/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=26KN/m。支撐架設(shè)計計算荷載：q=1.2*（q1+q2+q3）+1.4*（q4+q5）=724KN/m。結(jié)構(gòu)計算荷載放大系數(shù)K=1.64。五、內(nèi)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(jié)構(gòu)力學(xué)法計算（利用三彎矩方程法）計算各支點彎矩MA=ME=0，MB=-5869.72KN·m；MC=-7102.81

8、KN·m，MD=-5629.53KN·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) 7.5R1-0.5*724*7.52=MB=-5869.72 求得R1=1932.37 KN2) (7.5+10.5)*1932.37+10.5R2-0.5*724*(7.5+10.5)2 =MC=-7102.81 求得R2= 7181.19 KN 3) (7.5+10.5*2)*1932.37+2*10.5*7181.19+10.5*R-0.5*724*(7.5+2*10.5)2=MD=-5629.53 求得 R3= 7859.75 K

9、N4) 7R5-0.5*724*72=MD=-5629.53 求得R5=1729.78 KN5) (7+10.5)*1729.78+10.5R4-0.5*724*(7+10.5)2 =MC=-7102.81 求得R4= 6998.908 KN 內(nèi)力結(jié)構(gòu)圖如下： 結(jié)論：支點C處的反力(R3=7859.75 KN)最大，故以此處為對象作荷載分析。六、結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)力及檢算（一）、鋼管支撐柱設(shè)計1、鋼筋支撐柱的布置設(shè)計根據(jù)計算的支點反力結(jié)果判定，縱向鋼管支撐柱C點的分擔(dān)荷載最大。故以此為計算設(shè)計對象?？v向鋼管支撐柱C點的橫斷面支撐結(jié)構(gòu)如圖所示。橫向每個支撐點布置7根直徑630mm、壁厚10mm鋼管柱。鋼

10、管柱按等面積荷載布置。為設(shè)計計算簡便，以受載最大C截面支撐點為基準(zhǔn)計算。對應(yīng)分擔(dān)的最大計算荷載為R=R3/7=1122.8KN。（若采用更多根鋼管時，鋼管立柱的承載能力更大更安全。）（1）、鋼管立柱幾何參數(shù)本標(biāo)段支架所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(yīng)于歐拉公式）（2）、鋼管立柱強度驗算 a、立柱長細(xì)比回轉(zhuǎn)半徑長細(xì)比=150滿足要求。b、立柱臨界應(yīng)力驗算：此類鋼管為b類，軸心受壓桿件，A3鋼，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算P520頁知：0.929， A15625mm2， =140MPa 允許軸向壓力N=

11、A=0.929×15625×140=2032.19KN N >R=1122.8KN，滿足要求。（3）、鋼管立柱的布置將箱梁橫截面面積均分成9等份，每份面積A1=A/9=1.89m2，再求出每一份的形心，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(cè)鋼管立柱外移50cm，則鋼管立柱的實際間距為2.5m+3.46 m +1.98 m +2.79 m + （二）、臨時基礎(chǔ)設(shè)計要求本支撐架支撐荷載R3=7859.75KN，采用混凝土臨時擴大基礎(chǔ)，臨時基礎(chǔ)橫橋向長度擬設(shè)26m、順橋向?qū)挾?m、高度0.6m（當(dāng)跨既有線施工，基礎(chǔ)作為車道的分隔帶時，

12、基礎(chǔ)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/s7859.75/（26*2）151KPa。（<，滿足！）2、臨時支墩基礎(chǔ)根據(jù)承臺長度來定，擬設(shè)長26m，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(chǔ)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(dān)荷載最大，最大支撐反力R3=7859.75 KN。橫向主梁在此處分擔(dān)的荷載也最大, 所以驗算此處的橫梁荷載即可，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

13、矩Ix22781cm4，Wx=1139 cm3，Sx=671.2cm3,d=12.5mm。鋼材的力學(xué)性能：彈性模量E=2.1×105MPa，容許彎曲應(yīng)力w=215 MPa，容許剪應(yīng)力=125 MPa。梁寬為26m，工字鋼長度按26m計算，則每米工字鋼承受的荷載q=R3/26=302.3KN/m.。工字鋼立在鋼管立柱上，取4跨連續(xù)梁驗算，跨徑為（2.5+3.46+1.98+2.79）m ，工字鋼受力分析簡圖如下圖所示: 計算可知Mmax=300.25 KN·m，Qmax= 548.25KN1）彎拉應(yīng)力驗算彎拉應(yīng)力=Mmax/ 2Wx =300.25×103/2

14、15;1139×10-6=131.8Mpa <w=215Mpa，滿足要求。2）剪應(yīng)力驗算剪應(yīng)力64.6Mpa <0=125Mpa， 滿足要求。3）撓度驗算最大擾度出現(xiàn)跨度3.46m的跨中擾度f=5ql4/(2×384EIx)=5×302.3×3.464/(2×384×2.1*105×22781×10-8)=5.9mm<f0=L/400=3460/400=8.65mm，滿足要求。4）工字鋼懸臂端擾度驗算f=ql4/2×8EI=302.3×2.174/(2×8×

15、2.1×105×22781×10-8)=8.8mm<f0=L/200=2170/200=10.85mm,滿足要求。（四）、貝雷梁計算 貝雷梁按單排布置，共布置32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(biāo)型 號幾何特性容許內(nèi)力單排單層不加強型Ix（cm4）W（cm3）彎矩(kN·m)剪力(kN)材質(zhì)拉壓應(yīng)力f（MPa）材質(zhì)剪應(yīng)力fv（MPa）250497.23578.5788.2245.2273 208 根據(jù)前面的支架內(nèi)力計算所得，知：最大彎矩MC= 7102.8

16、1KN·m；最大剪力Q3941.31KN。1） 選取貝雷梁片數(shù)取最大彎矩檢算，可知N7102.81/788.2=9片；按最大剪力檢算，N3941.31/245.216片，取32片足夠安全。2）彎矩剪力驗算貝雷梁允許彎矩32*788.2=25222.4 KN·m > Mmax =7102.81 KN·m 貝雷梁允許剪力32*245.2=7846.4 KN > Tmax=3941.31 KN 滿足要求。 3）應(yīng)力驗算 貝雷梁允許彎曲拉壓應(yīng)力 62 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

17、 f=5ql4/(384EI)=5×724×10.54/(384×2.1×105×250497.2×22) =9.9mm < L/400 = 26.2mm,滿足要求。5）貝雷梁布置 取32片貝雷梁，每兩片用45cm或90cm花架連接，共16組，將箱梁橫截面等分為16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，實際布置時可將最外側(cè)貝雷梁向外移50cm），貝雷梁布置間距如下：（五）、箱梁底模橫向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

18、50cm， 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157cm，則工字鋼最大跨度為157cm，驗算取最大跨度驗算。一般截面處每根工字鋼承擔(dān)荷載Q=0.8*（1.2（q1+q2）+1.4（q4+q5）=0.8m×650.4KN/m=520.32KN，梁寬為26m，所以每根工字鋼長度按26m計算，則每米工字鋼承受的荷載q=Q/26=20KN/m；中橫梁與端橫梁處每根工字鋼承擔(dān)荷載Q=0.5*（1.2（q1+q2）+1.4（q4+q5）=0.5m×1473.96KN/m=736.98KN，梁寬為26m，所以每根工字鋼長度按26m計算，則每米工字鋼承受的荷載q=

19、Q/26=28.3KN/m。工字鋼受力分析簡圖如圖11所示:查表得12.6工字鋼的截面特性：截面慣性矩Ix488cm4，Wx=77.4 cm3，Sx=44.4cm3,d=5mm。鋼材的力學(xué)性能：彈性模量E=2.1×105MPa，容許彎曲應(yīng)力w=215 MPa，容許剪應(yīng)力=125 MPa。1）一般截面處驗算a、彎拉應(yīng)力驗算跨中最大彎矩Mmax=ql2/8=20 ×1.572/8= 6.2KN·m彎拉應(yīng)力=Mmax/Wx=6.2×103/77.4×10-6=80.1Mpa <w=215Mpa ，滿足要求。b 、剪應(yīng)力驗算最大剪力Qmax=0.

20、5ql=0.5×20×1.57=15.7kN剪應(yīng)力 28.6Mpa <0=125Mpa ，滿足要求。 c、撓度驗算f=5ql4/(384EI)=5×20×1.574/(384×2.1×105×488×10-8)=1.5mm<f0=L/400=1570/400=3.9mm，滿足要求。2）中端橫梁截面處驗算a、彎拉應(yīng)力驗算跨中最大彎矩Mmax=ql2/8=28.3×1.572/8= 8.7 KN·m彎拉應(yīng)力=Mmax/W=8.7×103/77.4×10-6=112.8

21、Mpa <w=215Mpa ，滿足要求。b 、剪應(yīng)力驗算最大剪力Qmax=0.5ql=0.5×28.3×1.57=22.2kN剪應(yīng)力40.4Mpa <0=125Mpa，滿足要求。c、撓度驗算f=5ql4/(384EI)=5×34×1.574/(384×2.1×105×488×10-8)=2.2mm<f0=L/400=1570/400=3.9mm，滿足要求。（六）、箱梁底?？v梁（10cm*10cm方木）驗算底?？v梁采用10cm*10cm方木，根據(jù)木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 ：普通松木的抗彎強度設(shè)計值fm=13

22、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=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

23、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=1.01 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(yīng)力驗算彎拉應(yīng)力=Mmax/ Wx =1.01×103/166.7×10-6=6.06Mpa <fm=13Mpa，滿足要求。b剪應(yīng)力驗算剪應(yīng)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(yīng)力驗算

24、彎拉應(yīng)力=Mmax/ Wx =0.65×103/166.7×10-6=3.9Mpa <fm=13Mpa，滿足要求。b剪應(yīng)力驗算剪應(yīng)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(xué)參數(shù)如下：彈性模量E=6.5*103MPa，設(shè)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=0.16

25、667*10*1.52=3.75cm3底板處計算荷載1*（1.2*（0.5*26+2.5）+1.4*（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(yīng)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.

26、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彎拉應(yīng)力=Mmax/Wx=0.098×103/3.75×10-6=26.1Mpa <50Mpa ，滿足要求。擾度f=5ql4/(384EIx)=5×78.64×0.14/(384×6.5×103×3.75×10-8)=0.04mm<L/400=100

27、/400=0.25mm,滿足要求（八）、箱梁側(cè)模驗算 現(xiàn)澆混凝土對模板的側(cè)壓力計算：新澆筑的初凝時間按8h，隔板及腹板一次澆注高度2.2m，澆注速度1.5m/h，混凝土無緩凝作用的外加劑，設(shè)計坍落度16mm。根據(jù)規(guī)范計算模板的側(cè)壓力。=77.3KN/m2混凝土的重力密度() 新澆混凝土的初凝時間（h），可按實測確定。當(dāng)缺乏試驗資料時，可按計算；（ 混凝土初凝時間按8h算）外加劑影響系數(shù)，不產(chǎn)外加劑時取1.0；摻有緩凝作用的外加劑時取1.2.混凝土塌落度影響系數(shù)，當(dāng)塌落度小于30mm，取0.85；50-90mm時，取1.0，110-150mm時，混凝土采用泵送，故取1.15；混凝土澆筑速度，取1

28、.5（m/h）； 取以上兩值的最小值，故最大側(cè)壓力為 則側(cè)模的荷載q=57.2*1.2+（1+4）*1.4=75.64KN/m2 面板為15mm厚竹膠板，模板次楞（豎向分配梁）間距為30cm，計算高度取100cm。面板截面參數(shù)：E=6.5*103MPa設(shè)計抗彎強度50MPaIx=0.08333bh3=0.08333*100*1.53=28.1cm4，Wx=0.16667bh2=0.16667*100*1.52=37.5cm3。 1)彎拉應(yīng)力=Mmax/Wx=0.681/37.5=18.2Mpa <50Mpa ，滿足要求 2)最大擾度0.22mm <L/400=300/400=0.75mm,滿足要求。（九）、支架整體穩(wěn)定性計算 1、荷載分布根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004，支架為臨時結(jié)構(gòu)，按1/10頻計算：基本風(fēng)