鋼管樁支架計算書

▼「二，

月管鋼管樁支架計算書一.工程概況1.1工程簡介A匝道2號大橋是陜西神木至府谷高速公路永興鎮(zhèn)立交互通的匝道橋，全橋長221.5m，跨徑組合為：3x35m+46.5m+2x35m,，主梁橫截面設(shè)計為單箱四室結(jié)構(gòu)，箱梁高2.4m，頂板寬19.5m，底板寬14.5，箱梁自重每延米45.9噸，全橋采用現(xiàn)澆連續(xù)施工，其中主跨下面通過主干橋西爾溝2號大橋構(gòu)成立交體系。1.2設(shè)條件1.2設(shè)條件該地區(qū)屬于山谷地區(qū)且常年少雨，氣候干燥。高程變化有時較劇烈，施工條件較困難。1.2.1地形地貌典型的黃土高原溝壑地形，氣候干燥，地下水位較深，地形沿高程方向變化較劇烈。1.2.2地質(zhì)情況地質(zhì)情況主要為Q4，多屬于分化砂巖和分化泥巖，巖土層大部或全部受到分化。承載力從中密碎石土的250KPa到風(fēng)化砂巖的1200KPa不等，摩阻力相應(yīng)的大體變化為80KPa到100KPa。1.2.3氣候氣候干燥少雨，年均降雨量很小，早晚溫差變化較大。

E國耐塑網(wǎng)Cnbr^id^E.tn二?施工方案總體布置和荷載設(shè)計值2.1支架搭設(shè)情況說明A匝道2號大橋上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土變截面箱梁。根據(jù)工程實際情況采用鋼管樁支架方案進(jìn)行現(xiàn)澆施工，砼澆筑分兩次澆筑，即第一次澆筑箱梁底板和腹板，第二次澆筑箱梁頂板和翼緣板。根據(jù)大橋結(jié)構(gòu)設(shè)計情況及現(xiàn)場施工條件的特點，綜合考慮安全性、經(jīng)濟(jì)性和適用性，擬采用鋼管樁支架作為該現(xiàn)澆體系的臨時支承結(jié)構(gòu)。鋼管樁采用①800mmx8mm-Q235的無縫焊接鋼管。方木布置情況：橫橋向放置截面尺寸為E國耐塑網(wǎng)Cnbr^id^E.tn二?施工方案總體布置和荷載設(shè)計值2.1支架搭設(shè)情況說明A匝道2號大橋上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土變截面箱梁。根據(jù)工程實際情況采用鋼管樁支架方案進(jìn)行現(xiàn)澆施工，砼澆筑分兩次澆筑，即第一次澆筑箱梁底板和腹板，第二次澆筑箱梁頂板和翼緣板。根據(jù)大橋結(jié)構(gòu)設(shè)計情況及現(xiàn)場施工條件的特點，綜合考慮安全性、經(jīng)濟(jì)性和適用性，擬采用鋼管樁支架作為該現(xiàn)澆體系的臨時支承結(jié)構(gòu)。鋼管樁采用①800mmx8mm-Q235的無縫焊接鋼管。方木布置情況：橫橋向放置截面尺寸為15cmx15cm的方木，間距0.3m。15cmx15cm方木放置在工10型鋼上，工10型鋼放置在貝雷梁上，貝雷梁放置在鋼管樁頂端的沙桶上。2.2設(shè)計荷載取混凝土自重取:26.5kN/m3箱梁重:24.1kN/m2模板自重:2.5kN/m2施工人員和運輸工具重量:2.5kN/m2振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載:2.5kN/m2考慮分項系數(shù)后的每平米荷載總重：31.6kN/m2三.貝雷梁設(shè)計驗算大橋第四跨跨徑為46.5m,其他跨徑為35m,在計算中需要對不同的跨徑進(jìn)行驗算。其中第一跨采用滿堂支架法施工，驗算過程參考滿堂支架法計算書。E國耐果問Cnb^id^e.tn專注橋梁服蓉橋梁人 神楊岫向第二,三,五、六跨神楊路方向第二跨，第三跨，第五跨，第六跨，跨中布置兩排鋼管樁，計算采用間距17m進(jìn)行計算，現(xiàn)場可以根據(jù)實際情況減小間距。采用雙排單層加強型貝雷梁，每組貝雷梁間距1m,全截面使用21組。混凝土箱梁每平方米荷載：31.6kN/m2貝雷梁每片自重： 2x3kN/m荷載總重： 6kN+31.6kN/m=37.6kN/m雙排單層加強型貝雷梁力學(xué)性能：[M]=3375kN?m[Q]=490kN最大彎矩：Mmax=ql2/8=34.6x172/8=1358kN?m<[M]=3375kN?m最大剪力：Qmax=0.5xq|=0.5x34.6x17=319.6kN<[Q]=490kN5x5x34.6x103x174-^q—=— ' … ' =0.016m17/400=0.043m滿足要求384EI 384x2.1x1011x0.0025神楊路方向第四跨A匝道2號大橋第四跨下面有西耳溝1號大橋，屬于互通立交體系。西耳溝1號大橋是變截面箱梁，在A閘道2號橋位置處橋面寬度為38.66米，其中左幅寬16.29m,右幅寬22.37m?？紤]到作業(yè)空間，鋼管樁在此跨度的最大計算E(S耐塑問tnb^id^e,tn專注橋梁服蓉橋梁人間距為23m。采用雙排單層加強型貝雷梁，每組貝雷梁間距1m。采用21組雙排單層加強型貝雷梁?；炷料淞好科椒矫缀奢d：31.6kN/m2貝雷梁自重： 2x3kN/m荷載總重： 6kN/m+31.6kN/m=37.6kN/m最大彎矩：Mmax=ql2/8=37.6x232/8=2486kN?m<[M]=3375kN?m最大剪力：Qmax=0.5xq|=0.5x37.6x23=432kN<[Q]=490kN縱梁最大撓度：=0.052^<23m/400=0.058m，滿足要5ql4_ 5x37.6x103=0.052^<23m/400=0.058m，滿足要384E[—384x2.1x1011x0.01154?方木,竹膠板,工10型鋼計算第二、三、四、五、六跨將5組雙排加強型貝雷梁組成一聯(lián)桁架，整體吊裝放置在分配梁上。貝雷梁上順橋向間距1米布置一根工10型鋼，其上沿橫斷面間隔0.3m布置一根尺寸為15cmx15cm的方木，方木上布置厚度為1.5cm的竹膠板。具體的布置如下圖所示：15cX15cm方竹膠板混凝土箱梁底板傳遞的均布荷載\LUjJWinjiijmIijInijjiniij1ijiniijmi.工10工10型鋼工40b型鋼分配梁鋼管樁支架橫截面竹膠板 混凝土箱梁底板傳遞的均布荷載鋼管樁支架側(cè)面圖竹膠板計算模板采用15mm厚的竹膠板，其材料特性為：容許彎曲強度為70MPa，彈性模量為E=10GPa。上圖可以看出，竹膠板承擔(dān)著箱梁底部傳遞的荷載，根據(jù)板計算理論，取用竹膠板單位寬度1m,按照三跨連續(xù)簡支計算。1m寬的竹膠板的截面特性為：面積A=1x0.015=1.5x10_2m2截面模量為W=1x0.0152/6=3.75x10-5m3截面慣心矩為I=1x0.0153/12=28.13x10-6m4。方木間最大橫向間距為0.3m，竹膠板所受到的作用力為q=1x31.6=31.6kN/m。均布荷載31.6kN/m2方木支撐均布荷載31.6kN/m2方木支撐跨中最大彎矩:Mmax=0.08ql2=0.08x31.6x0.32=0.288kN.mQ=M/W=288/37.5=7.68Mpa最大剪力： Qmax=0.6ql=0.6x31.6x0.3=5.66kN滿足剪應(yīng)力 T=Qmax/A=5.66kN/(1.5x10_2m2)=0.37MPa撓度驗算： f=0.677xql4/(100xExI))=0.677x31.6x106x3004/(100x10x109x28.13x106)=0.006mm<300/400=0.13mm方木計算方木承擔(dān)著竹膠板傳遞下的荷載，方木橫向間距為0.3m,在方木上傳遞的荷載為:31.6kN/m2x0.3m=9.48kN/m15cmx15cm方木的截面特性為：A=225cm2;I=4218.8cm4;W=562.5cm3；E=9x103MPa;[o]=12MPa計算簡圖如下:均布荷載9.48kN/m2I方木支撐1330跨中最大彎矩：Mmax=0.08ql2=0.08x9.48乂12=0.785kN.m最大剪力： Qmax=0.6ql=0.6x9.48x1=5.7kN彎曲應(yīng)力： o=M/W=0.785x103/(562x10-6)1.4MPa<[o]=12MPa 滿足要求(木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范)剪應(yīng)力 T=Qmax/A=5.7kN/(0.025m2)=0.228MPa<[T]=2.0MPa滿足要求(木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范)撓度驗算： f=0.677xql4/(100xExI))=0.677x9.48x106x10004/(100x9x109x4218.8x104)=0.00139mm<1000/400=2.5mm 滿足要求最大支點反力：R.=1.1ql=1.1x9.48x1=10.43kNA工10型鋼計算工10型鋼承擔(dān)著方木傳遞下來的集中荷載，根據(jù)上面計算，型鋼承擔(dān)每個集中E國暗果網(wǎng)tnb^id^Erdin專注橋梁服蓉橋梁九荷載值為10.43kN，計算簡圖為：工10型鋼的幾何特性：A=14.345cm2；Wx=49.cm3F=10.43kNl.fJ貝雷梁>: /\\\\\：000 ：000 :CJO根據(jù)多跨連續(xù)梁，使用Midas軟件進(jìn)行計算分析:計算結(jié)果可知，Mmax=3.66kN.mFmaxFmax=19.94kN。=m/w=3.66kN/43.6x10-6=74MpaT=F/A=19.94kN/14.345x10-6=81.4Mpa分配梁計算神楊路方向第二■三■五、六跨將沙桶采用長度為22m的4根I63c作為分配梁，分配梁放置在沙桶上將沙桶和鋼管樁頂端固結(jié)在一起。工63c型鋼的幾何特性為：h=630mmb=180mm分配梁上面的荷載布置情況如下圖所示:計算采用偏安全計算方案，采用單跨簡支計算方案。每組貝雷梁傳遞給分配梁的荷載為：37.6x17/2=319.5kN考慮不確定因素，計算中取330kNMmax=1831kN-MFmax=1155kN分配梁的最大應(yīng)力為：\83\kN.m1831000 = =138.8"。<145Mpa4xW4x32981155000 =16.8MPa<90Mpa0.0180x4 r第四跨采用長度為22m的3根I63c作為分配梁，分配梁放置在沙桶上，將沙桶和鋼管樁頂端固結(jié)在一起。（為施工方便，實際施工中等同其他跨徑采用4根工63c型鋼）Cnb^id^e.tn專注橋梁服蓉橋梁&計算采用偏安全計算方案，采用單跨簡支計算方案。每組貝雷梁傳遞給分配梁的荷載為：37.6x23/2=432.4kN考慮不確定因素，計算中取450kN工63c型鋼的幾何特性為：h=630mmb=180mmW=3298cm3Mmax=1350kN-MFmax2475kN分配梁的最大應(yīng)力為：\350kN.m1350000 = =136.5"。＜145Mpa3xW3x32982475000=45.8"。＜90Mpa0.0180x3鋼管樁承載力驗算神楊路方向第二■三,五■六跨鋼管樁用于支撐貝雷梁，上部荷載經(jīng)過鋼管樁傳遞給臨時基礎(chǔ)，按照箱梁肋部的荷載最大原理，在箱梁每條肋部底布置一根①800mmx8mm-Q235鋼無縫焊接鋼管，每根間距6.6m，每排布置4根，高度按照設(shè)計圖紙取用?；剞D(zhuǎn)半徑查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范得國耐果問亡汕時泊白白.crt專注橋梁服蓉橋梁九i=竺［14性)2-0.281m4N"0.8J剛度驗算：kL/i=30/0.281=106.8<［入］=150滿足要求根據(jù)查表，整體穩(wěn)定系數(shù)為3=0.585每根鋼管樁可以承擔(dān)的荷載為：N=中xAxfy=0.585x3.14一（庭2一0.7842）x210=2440S每根鋼管樁實際承擔(dān)的荷載為：37.6x17x14.5=1159s<2440kN4x2第四跨鋼管樁用于支撐貝雷梁，上部荷載經(jīng)過鋼管樁傳遞給臨時基礎(chǔ)，按照箱梁肋部的荷載最大原理，在箱梁底部布置一根①800mmx8mm-Q235鋼無縫焊接鋼管，每根間距5m，每排布置5根，高度按照設(shè)計圖紙取用。每根鋼管樁實際承擔(dān)的荷載為：37.6x14.5x23=1254kN<2440kN5x2基礎(chǔ)驗算由于工程所在地主要為風(fēng)化類土層，承載力較小，需要砌筑混凝土臨時基礎(chǔ)用于支撐鋼管樁?；炷僚R時基礎(chǔ)采用C20混凝土，抗壓強度為fc=9.6MPa.矩形基礎(chǔ)形式。具體驗算如下：單根鋼管樁上部傳遞荷載最大值為：1254kN考慮鋼管的自身荷載： 800kg/m3x3.14x(0.82-0.7922)x30/4=6kN鋼管傳遞的荷載總重為： 1254+6=1260kN

E國耐塑同ICnbHd^E.en專注橋梁服蓉橋梁九根據(jù)豎向荷載作用下混凝土按45度沖切傳遞規(guī)律，為達(dá)到地基的承載力需要設(shè)置混凝土高度為1.2m。單根鋼管樁下設(shè)置混凝土臨時基礎(chǔ)為3mx3mx1.2m。每根鋼管樁的傳遞荷載為：1260kN;每根鋼管樁的傳遞荷載為：1260kN;混凝土臨時基礎(chǔ)自重為：3x3x1.2x26.5=286.2kN混凝土臨時基礎(chǔ)自重為：3x3x1.2x26.5=286.2kN臨時地基荷載計算:1260+2862kN=i7ikPa<250kPa滿足要求3mx3m臨時地基荷載計算:結(jié)合上邊計算結(jié)果，每根鋼管樁下的混凝土臨時基礎(chǔ)設(shè)計尺寸為3m（寬）,x3m（長）x1.2m（高），采用C20混凝土澆注。施工時，先挖一個深度為1.2m,長為3m,寬為3m的坑，然后澆注混凝土，澆注至地表。臨時基礎(chǔ)表面預(yù)先布置一塊2.5mx2.5m的鋼板，布置方式參考施工詳圖。在用厚度為2cm的鋼板將鋼管樁和預(yù)埋連接，采用焊接方式連接。鋼管樁和基礎(chǔ)連接部分驗算鋼管樁下部和混凝土基礎(chǔ)上的預(yù)埋件相連接，采用焊接方式連接。圍繞著鋼管樁用8塊厚度為2cm的三角鋼板將鋼管樁和預(yù)埋鋼板連接。并且假設(shè)鋼管樁傳遞的荷載全部由8塊鋼板傳遞給混凝土臨時基礎(chǔ)。鋼板的具體尺寸如下:鋼管樁底部和預(yù)埋件焊接側(cè)面圖鋼管樁底部和預(yù)埋件焊接側(cè)面圖鋼板為Q235鋼，采用E43型焊條：f「=125N/mm2e國耐梨網(wǎng)Cnbr^id^e.cn專注橋梁服蓉橋梁九最小焊腳尺寸：七=1.5J—=1.5x&=4.2mm最大焊角尺寸：七 =t-(1~2)mm=8-(1~2)=6-7mm采用h廣6mm滿足上述要求l= 126"" =293mm<60h=360xi4x2x0.7x6x125 f保證安全期間，鋼管樁底部的焊接長度為：800mm>293mm鋼管樁初始撓度最大值計算在偏心荷載作用下鋼管樁和混凝土臨時基礎(chǔ)連接處的最大壓應(yīng)力和拉應(yīng)力值不能超過設(shè)計值。根據(jù)計算，當(dāng)鋼管樁頂部初始偏離距離為0.2m時，鋼管樁底部將會產(chǎn)生拉應(yīng)力，在計算過程中，將偏心荷載簡化成軸向荷載和由于偏心而產(chǎn)生的彎矩，具體計算如下：軸向荷載為： 1260kN由于偏心產(chǎn)生的彎矩為：1260x103x0.2=252kN?m彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力為：x0.8x0.8=89.53MPad43.14x0.84x(1-一)D464661000軸心產(chǎn)生的壓應(yīng)力為：661000b=—= =33.22MPa2A3.14x(0.82—0.7842)/4b=b1+b2=89.53+33=122.33MPa<215Mpa印國耐果網(wǎng)enbhJid^E?亡1"1專注橋梁服蓉橋梁人在鋼管樁頂部0.1m偏心的影響下鋼管樁底部的最大壓應(yīng)力為122.33MPa,接近焊縫設(shè)計允許值?？紤]到施工偏差等因素的影響，在吊裝鋼管樁時，設(shè)置鋼管樁頂部的最大偏差為0.1m。超過此允許偏差，