公路现浇箱梁型钢梁柱式支架设计计算书

型钢梁柱式支架设计计算书一、工程概述江阴市海港大道施工A标段起点位于滨江路南侧，终于规划紫金路北侧，总长5KM。路线主要控制点有滨江路、芙蓉大道、移山河。本项目采用双向六车道一级公路标准建设。本标段主要工程包括大桥3座，总长度303253米；中桥2座，总长度10812米；空心板共180片；现浇箱梁共101孔。现浇箱梁起点桩号为K0404636（H0），终点桩号为K3248266（H89）。箱梁标准顶面宽度为265M，底板宽度为17628M，标准梁高2M，顶板厚25CM，底板标准厚度22CM，墩顶位置渐变到40CM，腹板标准厚度为40CM，墩顶位置渐变到70CM，悬臂长度36M，边腹板倾角为60。根据桥梁结构形式，现浇箱梁采用型钢梁柱式支架进行施工。标准箱梁横断面示意图二、型钢梁柱式支架概述支架设计以第二联为基准进行。第二联箱梁顶面宽度265M，跨径30M，标准梁高2M，桥面设计标高1178113481M。支架结构从下到上依次为压实的地基（165KPA）、混凝土基础（40040050）、型钢支墩（200150H钢加工的定尺片状支架300200，两片之间利用平撑、斜撑连接形成井字架单元，立杆材质为Q345）、砂筒（工作高度30CM）、横梁（HN500200）、贝雷梁15M3M、方木10CM10CM、模板底模为15MM竹胶板，侧模为定型钢模。支架搭设时首先对临时墩位置原地面进行基础处理，其上放置400CM见方、厚度50CM的C25混凝土预制块。预制块顶部安放型钢井字架单元。型钢支架顶部安放砂筒，用以落架，砂筒内装填干砂。砂筒上面放置横桥向HN500200型钢，型钢长度265米（随箱梁宽度变化）。在型钢上面放置纵向321军用贝雷梁片。贝雷梁顶面以30CM间距排布10CM10CM方木，在方木上铺设15MM竹胶板作为底模；外模板统一采用钢木结合模板（面板为竹胶板，框架为型钢构造），单块长度3M，纵向移动时利用纵移小车人工牵引；内模采用木模。三、型钢梁柱式支架布置箱梁支架纵断面示意图跨中箱梁支架横断面示意图墩顶箱梁支架横断面示意图四、支架内力验算第二联箱梁顶面宽度265M，跨径30M，标准梁高2M，桥面设计标高1178113481M，两边墩墩顶纵向宽度为28M，中墩墩顶纵向宽度为16M。1、计算数据1）底模板和方木05KN/M2（竹胶板容重5KN/M3,材质为落叶松的方木容重75KN/M3桥梁施工工程师手册第171页）2）纵向贝雷梁1KN/M3）钢箱12006004KN/MHN500200089KN/M4）外侧模及内模自重15KN/M5）临时荷载（施工荷载及人群荷载）模板计算时按25KN/M2考虑,支架计算时按1KN/M2考虑6）水平风荷载223408104563/WKNM7）混凝土比重24KN/M38）设计依据按照正常使用极限状态进行设计，考虑荷载效应的标准组合。2、竹胶板验算拟选用15MM竹胶板作为底模，竹胶板下方木按中心间距30CM布设，竹胶板规格122M244M15。根据竹胶板生产厂家提供检验报告，静曲强度在湿状使用条件下纵向42MPA，横向31MPA，采用31MPA作为竹胶板力学性能。计算分析计算宽度取01M，方木间距取30CM（即竹胶板计算跨径取30CM），按八等跨连续梁进行计算。（以腹板下荷载为控制标准）均布荷载Q（22425）0151KN/M根据MDT计算最大弯应力1293MPA31MPA15MM竹胶板满足使用要求。3、方木验算拟选用1010方木作为底模横梁，方木按中心间距30CM布设，方木下支撑贝雷梁按12M间距布设。方木规格10CM10CM6M计算分析计算宽度取03M，纵梁间距取12M（即方木计算跨径取12M），按五等跨连续梁进行计算。（以腹板下荷载为控制标准）均布荷载Q224052503153KN/M根据MDT计算最大弯应力139MPA145MPA满足使用要求。4、纵向贝雷梁验算选用贝雷15M3M作为纵向主梁，箱梁跨径30M，中间墩墩柱宽度16M，中间及墩顶临时墩牛腿支架宽度3M，则纵向主梁的实际跨径为12M，纵向贝雷梁两片一组，片与片之间间距为09M，组与组间距12M，腹板位置加密到09M。45墩跨中横断面图以4、5墩跨中断面为计算依据。计算分析计算宽度取1M平均宽度，按简支梁进行计算。（以底板平均荷载进行验算，腹板位置进行加密布设）跨中断面箱梁截面面积为2145M2，砼自比重按24KN/M3来计算，箱梁底板宽度为176M，则纵向每延米箱梁自重平均荷载为292KN/M2。均布荷载Q（29205125）1332KN/M则最大弯矩M（1/8）QL21/83321225976KNM最大剪力QQL/233212/21992KN贝雷梁的力学特性为容许弯矩M975KNM容许剪力Q245KNM5976KNMM975KNMQ1992KNQ245KN纵向主梁选用贝雷梁满足使用要求。5、横梁验算1）跨中位置横梁验算拟选用HN500X200型钢作为横梁，箱梁跨径30M，每跨墩顶、跨中共布设4根横梁，则每根横梁的计算宽度取75M。对主线桥45跨中进行横梁验算。底板范围均布荷载Q1（25305）751935KN/M翼缘部分均布荷载Q2（11405）75893KN/M贝雷荷载Q375KN/M模板荷载Q475KN/M经MDT计算最大弯应力1118MPA131885MPA满足要求。（临时结构容许应力提高13倍系数）跨中横梁选用HN500200满足使用要求。2）墩柱位置下横梁验算墩柱位置采用两层横梁结构，承台顶采用12060CM钢箱作为底横梁，横梁顶按照跨中布置设置型钢支架。故墩柱位置仅需对下横梁进行验算即可。下横梁为12060CM钢箱，由跨中横梁验算可知，下横梁受型钢支架支腿的反力作用，受力计算如下根据MDT计算最大弯应力M/W1489MPA131885MPA满足要求。墩顶下横梁选用钢箱满足使用要求。上横梁设置同跨中横梁，受力满足要求。6、竖向支撑验算（稳定性验算）根据横梁验算的支点反力，可知立柱需提供的最大支反力为626000KN，200150H（Q345）钢作为立柱,四根立柱之间设置连接，支架立柱无自由长度。则立柱的压应力N/A626103/39761574MPA13234MPA满足要求。7、地基承载力验算（稳定性验算）（1）墩顶位置墩顶位置钢管直接支撑在承台顶面，故承载力无需进行验算。（2）跨中位置由横梁验算可知，单根型钢立柱最大支反力为626KN，保留一定的安全系数，取650KN。A、地势平坦地段支架基础采用C25钢筋混凝土预制块，每临时墩四根支腿下采用6块15M3M的预制块，基础布置如下图，则地基承载力为PF/A650410360005500788KPA,取80KPA考虑到预制块的吊装周转方便，预制块内利用圆钢设置吊鼻。B、沟塘地段其中第五联、第十四联、第二十七联箱梁跨中支架位于池塘位置，采用常规方式处理基础，处理深度过大，效果难以保证，故采取打设素混凝土钻孔桩的方式来进行地基处理，桩径06M，桩长25M。每个支墩下打设两根素混凝土桩。单桩容许承载力为130T。以41墩位置处地质情况进行计算。计算公式02135NIPULAMKH式中单桩轴向受压容许承载力桩的周长U桩在局部冲刷线以下的长度L桩底截面面积A土的层数N局部冲刷线以下各层土的厚度IL与对应的各土层与桩壁的极限摩阻力IIL桩尖处的容许承载力0桩尖埋置深度H地基土容许承载力随深度的修正系数2K桩尖以上土的容重修正系数清底系数0M则2134065235940865710213PT满足地基承载力需求。地质参数表序号土层编号土层类别桩尖容许承载力桩侧摩阻力111杂填土/221粉质粘土13030322