高速公路G匝道桥满堂支架设计计算书.docx

武汉至深圳高速公路嘉鱼至通城段赤壁西互通g匝道桥满堂支架设计计算书武汉至深圳高速公路嘉鱼至通城段项目经理部二一四 年 四 月武汉至深圳高速公路嘉鱼至通城段赤壁西互通g匝道桥满堂支架设计计算书编制： 复核： 审核： 审批： 武汉至深圳高速公路嘉鱼至通城段赤壁西互通 g匝道桥满堂支架设计计算书目 录1 概述12 设计依据13 设计原则14 材料性质14.1 材料的几何特性14.2 材料的物理特性24.3 材料的强度设计值25 荷载分析26 工况分析27 结构布置型式28 结构简化验算48.1 底模计算48.2 分配梁计算58.3 脚手架计算68.4 地基承载力计算71 概述赤壁西互通g匝道桥位于半径r-300m右偏圆曲线上，中心桩号为gk0+142.0，孔跨布置为320m，桥全长66.08m。桥型上部结构采用预应力混凝土现浇连续箱梁和普通钢筋混凝土现浇连续箱梁，下部构造桥台分别采用肋板式桥台配桩基础；桥墩采用柱式墩，桩基础。现浇连续箱梁采用支架现浇法施工。2 设计依据（1）武深高速公路嘉通段tj-4标段赤壁互通g匝道两阶段施工图（2）公路桥涵通用设计规范（jtg d602004）（3）公路桥涵钢结构及木结构设计规范（jtj 025-86）（4）钢结构设计规范（gb50017-2003）（5）建筑施工计算手册3 设计原则（1）满足各施工工况强度、刚度、稳定性要求；（2）结构简单，制作、安拆方便；（3）主要材料宜结合现有资源选用，优先使用便于周转和运输的材料。4 材料性质4.1 材料的几何特性本设计使用的材料几何特性见表4-1所示。表4-1 材料几何特性表序号构件名称材料类型几何参数mm截面面积cm2截面模量cm3惯性矩cm4备注1脚手管钢管483.54.89-122横向分配梁型钢1012.739.71983方木木材100100100166.7833.34竹胶板-=15-0.3750.281cm4.2 材料的物理特性本设计使用的材料物理特性见表4-2。表4-2 材料物理特性表序号材料名称材料物理特性备注弹性模量gpa剪切模量gpa1q235型钢210792方木10-3竹胶板11.1-4.3 材料的强度设计值本设计使用的材料强度设计值见表4-3。表4-3 材料强度设计值序号材料名称材料强度设计值备注抗拉、抗压和抗弯mpa抗剪mpa1q235型钢2151252方木11-3竹胶板20-5 荷载分析（1）钢筋混凝土重力荷载按26kn/m3考虑。（2）施工荷载按2.5kn/m2考虑。（3）由于当地风速较小，所以在设计计算中不考虑风荷载。6 工况分析考虑支架结构自重、混凝土重力、施工荷载，主要工况情况如下表。工 况工况说明荷载组合工况一支架搭设后尚未浇筑混凝土1.4工况二混凝土浇筑尚未初凝1.2+1.4（+）施工工况二较工况一所受施工荷载大，故工况二为支架受力最不利工况，作为支架设计控制工况。7 结构布置型式支架主要由4部分组成：混凝土垫层、木垫板、脚手管支架及横向分配梁等。典型结构断面见图7-1、图7-2。（1）混凝土垫层：混凝土垫层厚度根据现场实测地基承载力选择。（2）木垫板：木垫板采用20cm5cm木板，铺设在混凝土垫层上。（3）脚手管：脚手管采用483.5mm扣件式脚手管，搭设在木垫板上。立杆纵向间距：桥台处30cm，墩柱处60cm，其它部位90cm；横向间距：腹板区60cm，底板、翼缘板区90cm；层高120cm。立杆顶部设置顶托，底部设置底托，底托搁置在5cm厚木垫板上。（4）横向分配梁：横向分配梁采用10，放置在顶托上，需与顶托点焊牢固。图7-1 支架纵断面布置图图7-2 支架横断面布置图8 结构简化验算8.1 底模计算（1）竹胶板计算底模面板采用1.5cm厚竹胶板，取1cm宽板条进行计算。腹板区计算跨径15cm，底板区计算跨径25cm，翼缘板区计算跨径30cm。腹板区竹胶板计算荷载计算：q混凝土=1.50.0126=0.39kn/mq自重=0.010.0159.1=0.001365kn/mq施工=0.012.5=0.025kn/mq=1.2q混凝土+1.4（q自重+q施工）=0.505kn/m应力变形验算：mmax=ql28=0.00142knm=mmaxw=3.79mpa=37mpaf=5ql4384ei=0.111mml400=0.375mm底板区、翼缘板区竹胶板强度与刚度计算同腹板区，计算结果汇总见表8.2-1。表8.2-1 竹胶板强度、刚度计算结构部位q混凝土q自q内q施qmfl400kn/mkn/mkn/mkn/mkn/mknmmpammmpamm腹板区0.390.00137-0.0250.5050.001423.790.111370.375底板区0.1220.001370.0130.0250.2020.001584.210.342370.625翼缘板区0.0970.00137-0.0250.1530.00123.20.26370.75经计算，竹胶板强度、刚度满足施工要求。（2）方木计算模板次肋均采用1010cm枋木，计算跨径均为90cm。腹板区枋木强度及刚度计算如下：q混凝土=1.50.1526=5.85kn/mq自重=0.10.16=0.06kn/mq竹胶板=0.0150.159.1=0.02kn/mq施工=0.152.5=0.375kn/mq=1.2q混凝土+1.4（q自重+q内模+q施工）=7.657kn/mmmax=ql28=0.775knm=mmaxw=4.64mpa=20mpaf=5ql4384ei=0.78mml400=2.25mm底板区、翼缘板区枋木强度与刚度计算同腹板区，计算结果汇总见表8.2-2。表8.1-2 方木强度、刚度计算结果部位q混凝土q竹q自q内q施qmfl400kn/mkn/mkn/mkn/mkn/mkn/mknmmpammmpamm腹板区5.850.020.06-0.3757.6570.7754.640.78112.25底板区3.0550.0340.060.0130.3754.760.4822.890.489112.25翼缘板区2.910.0410.06-0.754.680.4742.640.48112.25经计算，枋木强度、刚度满足施工要求。8.2 分配梁计算分配梁采用10，计算跨径取最大值0.9m，最不利工况为腹板区位于横向分配梁跨中。荷载计算：q混凝土=0.81226=21.112kn/mq自=0.1kn/mq竹胶板=0.0150.99.1=0.123kn/mq枋木=0.10.46=0.24kn/mq内模=0.5381.3=0.699kn/mq施工=0.92.5=2.25kn/mq=1.2q混凝土+1.4（q自重+q竹胶板+q枋木+q内模+q施工）=30.11kn/m应力变形验算：计算简图如下：mmax=ql28=3.05knm=mmaxw=81.33mpa=215mpaf=5ql4384ei=0.619mml400=2.25mm经计算，横向分配梁10强度、刚度满足施工要求。8.3 脚手架计算（1）单根脚手管计算经分析，腹板处单根脚手管受力最大，所以采用腹板处脚手管计算：p混凝土=1.20.60.91.526=25.272knp10=1.40.10.6=0.084knp竹胶板=1.40.0150.60.99.1=0.1knp枋木=1.40.10.40.96=0.302knp施工=1.40.60.92.5=1.89knp自=1.4gk=1.437.41+3.97+2.82101000=0.5964knn腹板=p混凝土+p自+p10+p竹胶板+p枋木+p施工=28.244kn（2）容许荷载计算脚手架最大荷载n腹=28.244 n=33.1kn(查建筑施工手册所得)。经计算，脚手架满足施工要求。（3）脚手管底座计算上部结构传至立杆底部的最大轴心力设计值n=28.244kn。底座承载力设计值一般取40kn(查建筑施工手册所得)，脚手管底座强度满足要