邊跨現(xiàn)澆直線段支架設(shè)

1、11/11邊跨現(xiàn)澆直線段支架設(shè)計(jì)計(jì)算一、計(jì)算何載（單幅）1、直線段梁重：15#、16#、17#混凝土方量分別為22.26、25.18、48m3。端部1.0范圍內(nèi)的重量，直接作用在墩帽上，混凝土方量為：V=16.252.5+230.15+220.252+211.21.5=16.125 m3作用在支架的荷載：G1=（22.26+25.18+4816.125）2280010=1957.78 KN2、底模及側(cè)模重（含翼緣板腳手架）： 估算G2=130KN3、內(nèi)模重： 估算G3=58KN4、施工活載： 估算G4=80KN5、合計(jì)重量： G5=1957.78+130+58+80=2226KN二、支架形式支

2、架采用800mm（壁厚為10mm）作為豎向支承桿件?？v橋向布置2排，橫橋向每排2根，其中靠近10#（13#）墩側(cè)的鋼管樁支承在承臺(tái)上，與墩身中心相距235cm，第二排鋼管樁與第一排中心距為550cm，每排2根排的中心距離為585cm。鋼管樁頂設(shè)置砂筒，砂筒上設(shè)縱橫向工字鋼作為分配梁，再在縱梁上敷設(shè)底模方木及模板。鋼管樁之間及鋼管樁與墩身之間設(shè)置較強(qiáng)的鋼桁架梁聯(lián)系，在平面上形成框架結(jié)構(gòu)，以滿足鋼管樁受載后的穩(wěn)定性要求，具體詳見(jiàn)“直線段支架結(jié)構(gòu)圖”。根據(jù)支架的具體結(jié)構(gòu)，現(xiàn)將其簡(jiǎn)化成力學(xué)計(jì)算模型，如下圖所示：三、支架內(nèi)力及變形驗(yàn)算1、 橫梁應(yīng)力驗(yàn)算：橫梁有長(zhǎng)度為12.4m，采用2I56a工字鋼，其上

3、承托12根I45a工字鋼。為簡(jiǎn)化計(jì)算橫梁荷載采用均布荷載。（1）縱梁上面荷載所生的均布荷載：Q1=2226212.25=90.86KN/m（2）縱梁的自重所生的均布荷載：Q2=0.8038(1.15+5.5/2)1112.25=2.815N/m（3）橫梁自身的重量所生的均布荷載：Q3=21.0627=2.125N/m（4）橫梁上的總均布荷載：Q=90.86+2.815+2.125=95.8N/m =mL=3.25.85=0.54fC = fD=（-1+62+33） = (-1+62+33)=0.92851.286=1.194cm fE =(5-242) =(5-242) =0.1061(-2.

4、18)=-0.393cm(向上)通過(guò)以上計(jì)算可知，橫梁在均布荷載作用下，跨中將出現(xiàn)向上的拱度。雖然實(shí)際上是中部受力大，懸臂端受力小，使理論計(jì)算值出現(xiàn)了假象，但仍有必要將跨距作適當(dāng)調(diào)整，以期受力更加合理。 fE =(5-242)=(5-242) =0.1214(-1.301)=-0.1579cm 通過(guò)強(qiáng)度及剛度計(jì)算,可見(jiàn)I56a較富余,為更趨合理,將橫梁由2I56a為2I50afC=fD=0.97396557646472=1.37 cmfE=-0.15796557646472= - 0.22 cm3.縱梁的強(qiáng)度與剛度計(jì)算(1)縱梁上面荷載所生的均布荷載:q1=222612.257.81.2=27

5、.956kN/m28 kN/m考慮到腹板下的縱梁受力較大,故乘以不均勻系數(shù)1.2q1=281.2=33.6 kN/m(2)縱梁的自重q2=0.804 kN/m(3)縱梁上的總均布荷q= q1 +q2 =33.6+0.804=34.4 kN/(5)應(yīng)力驗(yàn)算max= =74.9Mpa max=213.4kg/cm2 =21.3Mpa (6)剛度驗(yàn)算=m/L=1.15/5.5=0.2091fC=fD=(-1+62+33)=0.40505(-0.7102)=-0.2877cm (向上)fmax=(5242) =0.12113.9507=0.4782cm通過(guò)計(jì)算證明選用型鋼的安全儲(chǔ)備過(guò)大,擬將I45a改

6、為I40a進(jìn)行第二次試算,為簡(jiǎn)化計(jì)算, Qmax 、 Mmax及q均沿用改變前的數(shù)值。max=98.86 Mpamax=26.1Mpa fC=fD=-0.28773224121714 =0.4272cm （向上）fmax=0.47823224121714 =0.71 cm 四、鋼管樁設(shè)計(jì)與驗(yàn)算鋼管樁選用800，=10mm的鋼管，材質(zhì)為A3，E=2.1108 Kpa,I=(44)=1.93610-3M4。依據(jù)10#或13#墩身高度和周邊地形，鋼管樁最大樁長(zhǎng)按30m考慮。1、樁的穩(wěn)定性驗(yàn)算 樁的失穩(wěn)臨界力Pcr計(jì)算 Pcr= =4458kNR=586.78 kN2、樁的強(qiáng)度計(jì)算 樁身面積 A=（D

7、2a2） =（802782）=248.18cm2鋼樁自身重量 P=A.L.r=248.18301027.85 =5844kg=58.44kN樁身荷載 p=586.78+58.44=645.22 kN=pA=645.22102248.18=259.98kgcm2=25.998 Mpa3、樁的入土深度設(shè)計(jì)通過(guò)上述計(jì)算可知，每根鋼管樁的支承力近660kN，按規(guī)范取用安全系數(shù)k=2.0，設(shè)計(jì)鋼管樁入土深度，則每根鋼管樁的承載力為6602=1320kN，管樁周長(zhǎng) U=D=3.14160.8=2.5133m。依地質(zhì)勘察報(bào)告，河床自上而下各層土的樁側(cè)極限摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值為：第一層 砂礫土 厚度為3.4m， 標(biāo)貫

8、 N=8.112.3；估推=3040 Kpa第二層 砂粘土 厚度為623m，黃褐色、濕、硬塑，標(biāo)貫N=23；=75 Kpa第三層 強(qiáng)風(fēng)化石英片巖 厚度為46m，黃褐色 ，標(biāo)貫N2543；=75 KpaN=iu hi N =302.51333.4+752.51336+802.5133h3=1320 kN =256.36+1086.0+201 h3 =1320 kN解得 h3=-0.11m證明鋼管樁不需要進(jìn)入第三層土，即滿足設(shè)計(jì)承載力，此時(shí)樁尖標(biāo)高為： 64.123.46.0=54.72 m鋼管樁實(shí)際入土深度： h=3.4+6=9.4 m4、打樁機(jī)選型擬選用DZ150，查表得知激振動(dòng)900 kN，

9、空載振幅0.8mm，樁錘全高4.2 m，電機(jī)功率150kw。5、振動(dòng)沉樁承載力計(jì)算按前蘇聯(lián)b.塔爾尼科夫，根據(jù)所耗機(jī)械能量計(jì)算樁的容許承載力=+Qm安全系數(shù)，臨時(shí)結(jié)構(gòu)取1.5m1振動(dòng)體系的質(zhì)量 m1=Q/g=90000/981=91.74 Q1振動(dòng)體系重力 N g重力加速度=981 cm /s2 AX振動(dòng)沉樁機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)振幅 AX = M/Q=280010290000=3.11 cm M振動(dòng)沉樁機(jī)偏心錘的靜力矩 N. cm 振動(dòng)沉樁機(jī)振幅增大系數(shù) = An/ Ax An振動(dòng)體系開(kāi)始下沉?xí)r振幅 取1.2 cm f振動(dòng)頻率 f=n/60=800/60=13.33 轉(zhuǎn)/S a振動(dòng)沉樁機(jī)最后一擊的實(shí)際振幅

10、 取1.0 cm沉樁最后速度 取5 cm/min1土性質(zhì)系數(shù)，查表得1=201影響樁入土速度系數(shù)， 查表得1=0.17p=+9104 =+9104=1.123616106=749077N=749KN N=645.22KN通過(guò)上述計(jì)算及所選各項(xiàng)參數(shù)說(shuō)明：1）DZ150型振動(dòng)打樁機(jī)，是完全能夠滿足本設(shè)計(jì)單樁承載力的。2）DZ120型振動(dòng)打樁機(jī)，也是可以滿負(fù)荷工作，達(dá)到本設(shè)計(jì)要求的。6、鋼管樁加工質(zhì)量控制雖是臨時(shí)結(jié)構(gòu)，但鋼管樁是邊跨直線段現(xiàn)澆支架的重要受力構(gòu)件，它的加工制作及安裝質(zhì)量好壞，直接關(guān)系到能否順利沉樁及支架的使用安全，故有必要按有關(guān)國(guó)家規(guī)范和文獻(xiàn)資料提及的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，作如下要求：（1）鋼管的

11、材質(zhì)為Q235，可以是直縫焊接管也可以是螺旋焊縫管，但所用材質(zhì)的力學(xué)性能都應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。（2）直焊縫管采用平板卷制加工。加工時(shí)兩側(cè)邊緣須予彎頭，以消除平板在卷板機(jī)上卷制時(shí)，兩側(cè)邊緣的直線段。（3）鋼管樁的軸線方向應(yīng)和鋼板軋制的方向一致。（4）鋼管接長(zhǎng)時(shí)，兩側(cè)縱向焊縫應(yīng)有較大的距離，切忌十字焊縫。（5）需采取有效措施保證并檢查焊縫質(zhì)量。鋼管制作允許偏差7、沉樁施工中須注意的問(wèn)題： （1）沉樁施工中，樁的垂直度至關(guān)重要，在開(kāi)始沉樁時(shí)，往往依靠樁體自身重量及錘體重量緩慢下沉，當(dāng)不能繼續(xù)下沉?xí)r，樁體已插入土中一定深度，檢查樁身垂直度合格后，再振動(dòng)下沉。 （2）振動(dòng)錘和樁帽與樁頂法蘭盤(pán)應(yīng)連接牢固。

12、當(dāng)有射水配合下沉?xí)r，可振動(dòng)射水交替進(jìn)行，一氣呵成，在下沉過(guò)程中切忌打“空錘” （3）振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間隨土質(zhì)情況和不同機(jī)械而異，一般不要超過(guò)10mm15mm，否則錘體部件易損。應(yīng)經(jīng)常注意機(jī)電的檢查與修理。 （4）樁尖在接近設(shè)計(jì)標(biāo)高之前（1.0m），就應(yīng)停止射水，干振。 （5）與樁尖雖未到達(dá)標(biāo)高（已接近標(biāo)高），下沉速度小于5cm/mm，且振幅較大（大于15mm）時(shí)，如能排涂樁頂?shù)慕宇^松動(dòng)，即認(rèn)為合格了。 （6）為保證鋼管樁的整體穩(wěn)定，每隔6m左右，設(shè)置一道縱，橫向支撐并和墩柱聯(lián)結(jié)，形成平面框架，在墩柱施工時(shí)應(yīng)注意預(yù)埋件的準(zhǔn)確預(yù)埋。8、鋼管樁沉樁基礎(chǔ)評(píng)述： 根據(jù)本橋10#墩的地勘報(bào)告揭示，較好的承力層

13、埋深（河床向下）在3.5m以下。與深基礎(chǔ)及換填方案相比較，沉樁方案是較為經(jīng)濟(jì)合理的施工方案。但考慮至沉樁必須有較大型的沉樁設(shè)備和專(zhuān)業(yè)的施工隊(duì)伍且本工程沉樁工作量很少（只有兩根樁）故在實(shí)施過(guò)程中，可能具有相當(dāng)難度，而不得不考慮其它的基礎(chǔ)方案。五、明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)計(jì)按地質(zhì)報(bào)告，河床向下03.4m，標(biāo)準(zhǔn)貫入為Nmin=8，容許承載R=0.12 Mpa=12T/m2基礎(chǔ)面積 A=5.373m2 采用 6.0m2 基礎(chǔ)邊長(zhǎng) b=2.45m 采用2.6m按擴(kuò)散角45計(jì)算基礎(chǔ)厚度 h=(2.6-0.8)/2=0.9m 采用h=1.0m可以預(yù)估，在底模放樣時(shí)拋高，所以該支架毋庸預(yù)壓，所需要預(yù)壓的是10# 墩 的

14、直線段支架。 1、預(yù)壓荷載：按實(shí)際荷載的1.3倍超載預(yù)壓。G=22261.3=2893KN 2、預(yù)壓方式：加載預(yù)壓時(shí)，工字鋼上鋪設(shè)1010cm木方，似用砂袋作為壓重，砂袋用汽車(chē)倒運(yùn)并過(guò)磅稱(chēng)量，按施工時(shí)荷載實(shí)際分布情況擺放,在有條件的情況下也可考慮用浮箱注水預(yù)壓3、預(yù)壓控制：采用時(shí)間和沉降量雙控的方式進(jìn)行預(yù)壓控制。（1）時(shí)間控制：靜壓5天以上，穩(wěn)定狀態(tài)2天。（2）沉降控制：在支架的工字鋼上分別布設(shè)10個(gè)測(cè)點(diǎn)，用于沉降觀測(cè)。在加載前、加載完每12小時(shí)觀測(cè)一次，直到24小時(shí)的累計(jì)沉降量2mm卸載，卸載后，按測(cè)得的彈性和非彈性沉降量及設(shè)計(jì)標(biāo)高，確定立模標(biāo)高，作為底模放樣依據(jù)，報(bào)驗(yàn)上級(jí)及監(jiān)理批準(zhǔn)。七、邊跨合擾段對(duì)支架的影響：合擾段的實(shí)際施工荷載是