绕城公路互通主线右157-160现浇支架设计计算书.doc

国道主干线国道主干线 xx 绕城公路西北段绕城公路西北段 RA3-2 合同段合同段 起讫桩号： K10+020.929K12+988.078 xx 互通主线右幅互通主线右幅 157-160 号墩号墩 现浇支架设计计算书现浇支架设计计算书 编制编制： 审核审核： 审批审批： xxxx 工程有限公司工程有限公司 xxxx 绕城高速公路合同段项目经理部绕城高速公路合同段项目经理部 目目 录录 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 1 一、一、结结构布置形式构布置形式.- 2 - 二、二、钢钢管管贝贝雷梁式支架概述雷梁式支架概述.- 3 - 三、底模及三、底模及纵纵向方木向方木计计算算.- 3 - 四、四、157-158#墩箱梁支架整体建模墩箱梁支架整体建模计计算算- 11 - 1、 横向分配梁分析.- 12 - 2、 贝雷梁分析.- 12 - 3、柱顶横梁分析 - 13 - 4、翼缘下 I36 纵梁分析.- 13 - 5、钢管柱分析- 14 - 6、钢管桩下横梁计算- 14 - 7、支架反力计算 - 14 - 8、支架变形分析 - 15 - 9、钻孔桩计算- 15 - 五、五、158-159#墩箱梁支架整体建模墩箱梁支架整体建模计计算算- 17 - 1、 横向分配梁分析.- 18 - 2、 贝雷梁分析.- 18 - 3、柱顶横梁分析 - 19 - 4、翼缘下 I36 纵梁分析.- 19 - 5、钢管柱分析- 20 - 6、钢管桩下横梁计算- 20 - 7、支架反力计算 - 21 - 8、支架变形分析 - 21 - 9、钻孔桩计算- 22 - 六、六、159-160#墩箱梁支架整体建模墩箱梁支架整体建模计计算算- 23 - 1、 横向分配梁分析.- 24 - 2、 贝雷梁分析.- 24 - 3、柱顶横梁分析 - 25 - 4、翼缘下 I36 纵梁分析.- 25 - 5、钢管柱分析- 26 - 6、钢管桩下横梁计算- 26 - 7、支架反力计算 - 27 - 8、支架变形分析 - 27 - 9、钻孔桩计算- 28 - 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 2 一、一、结结构布置形式构布置形式 xx 绕城高速公路 xx 互通主线桥右幅 157-160 号墩现浇梁采用钢管贝 雷梁式支架。 现浇箱梁为单箱 5 室，梁高 1.8m，腹板在跨中厚 50cm，端部加厚至 90cm。单幅箱梁顶板宽从 21.6 m -29.12m 渐变，底板宽 16.6 m -24.12m 渐变， 翼缘板宽 2.5m，现浇箱梁跨径 30m。 梁式支架采用 42.6 螺旋焊管，壁厚有 1cm 和 0.8cm 两种，钢管平联 采用14 槽钢；柱顶设置砂箱用于调整纵横坡，其上安放 I45a 和 I40a 横梁； 贝雷梁在支点处设置10 加强立杆,贝雷横桥向在每一腹板下设置 2-3 排，贝 雷顶设置 I14a0.9m 的工字钢横梁，在横梁上铺设 1010 方木及 1.5cm 竹 胶板，翼缘板荷载由钢管顶横梁承受，横梁上面搭纵向 I36a 工字钢，工字钢 上设计 4.8cm 钢管支架支撑翼缘荷载。 二、二、钢钢管管贝贝雷梁式支架概述雷梁式支架概述 以 MIDAS 整体建模，对梁式支架进行受力分析。支架布置形式如下： 钢管支架上部采用 I14a 工字钢90cm，其上铺设 1010cm 方木，每两 排贝雷片间距 90cm，使用 90 标准花窗连接，贝雷在支点处进行加强。钢管 柱顶放置 2 或 3 根 I45a 工字钢横梁，钢管柱采用 42610mm 和 4268mm 螺旋焊管，钢管柱纵向最大间距 9.8m，用14 槽钢作为平联及斜 撑。 三、底模及三、底模及纵纵向方木向方木计计算算 1、荷载取值 箱梁自重，箱梁混凝土容重 26KN/m3； 模板荷载，按 2.5 KN/m2 计； 施工荷载，按 2.5 KN/m2 计； 混凝土振捣荷载和倾倒混凝土荷载按 2.0 KN/m2 计； 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 3 计算时考虑安全系数（+）1.2+（+）1.4=65.46 KN/m2 2、底模计算 底模拟采用 15mm 竹胶板，截面性质如下： =60MPa，=0.8MPa，E=4.5103MPa 1m 宽竹胶合板的截面几何特性计算结果如下： =37500mm3 2 6 1 bhW =281250mm4 3 12 1 bhI 墩顶部分底模竹胶板验算 底模竹胶板应力验算 墩顶部分底模竹胶合板简化为 40.25 米跨度的连续梁进行计算，取 1m 板宽，计算模式如下： 线性荷载 q=65.461=65.46KN/m 由路桥施工计算手册查得：弯曲系数 M0=0.107，剪力系数 Q0=0.607 Mmax=0.10765.460.252=0.44KNm 2 0 lqM =11.7MPa=0.8MPa max bI sQ x max bh Qmax5 . 1 151000 99305 . 1 考虑方木尺寸，剪应力按照净跨径 0.15m 计算为： 250250250250 q 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 4 Qmax=0.60765.460.15=5.96KN lqQ 0 =0.596MPa=1.3MPa max bI sQ x max bh Qmax5 . 1 100100 89405 . 1 以上计算不考虑小方木下横木的宽度，若考虑，小方木净跨径为 0.8m， 则计算能够满足受力要求。 小方木刚度验算 荷载组合采用+，所以 q=（2.546.8）1.2=59.16KPa 小方木承受上部线性荷载 q=59.160.25=14.79KN/m 根据路桥施工计算手册查得：挠度系数=0.632 0 f =0.632=1.29mm max f 0 f EI ql 100 4 83333009000100 9001479 4 900900900900 q 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 8 = =2.25mm f 400 l 400 900 30.5m，=31m 取采用构造配筋 两边钻孔桩最大压力 P=758KN,钻孔桩基直径拟定 100cm，桩长为 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 14 lKNqAlqu lhfmq ll kpq mrAp ru rpi n i ik aor i aik 785 . 0 24758 2 1 )3( 5 . 175 . 12308 . 08 . 0)3( 10 50 785 . 0 m14 . 3 2 1 220 22 取 求得 20.1m，=20.5m 取采用构造配筋 五、五、158-159#墩箱梁支架整体建模墩箱梁支架整体建模计计算算 整体建模如下： 图图 5.15.1 建模模型建模模型 图图 5.25.2 整体应力变形分析图整体应力变形分析图 计算分析最大应力为 481MPa，产生位置为贝雷玄杆，普通钢材的临时 结构的容许应力取 170MPa，锰钢钢材的临时结构的容许应力取 273MPa， 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 15 对支架各部件详细分析如下。 1、 、 横向分配梁分析横向分配梁分析 图图 5.35.3 横向分配梁应力分析图横向分配梁应力分析图 横向分配梁计算知最大组合应力为 271MPa，最大应力出现在部分杆件 的端部，是由于计算时所取箱梁截面与实际不完全相符，造成部分杆件悬臂 过大，而实际杆件悬臂没有这么大，实际受力满足要求。 2、 、 贝贝雷梁分析雷梁分析 贝雷梁计算知最大组合应力为 481MPa，产生位置为贝雷支点处，超出 容许应力，其余位置应力能够满足要求。分析其原因为：最大应力位置产生 为支点处，建模默认为一个点传接力，实际为一个面传接力，致使局部应力 过大，理论上可以忽略突变点。 根据分析原因，对贝雷支点处以10 槽钢加固，加固后能够满足受力要 求。加强方式采用槽钢桁架支顶在上下弦杆间。 图图 5.45.4 贝雷梁应力分析图贝雷梁应力分析图 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 16 3、柱、柱顶顶横梁分析横梁分析 图图 5.55.5 柱顶横梁应力分析图柱顶横梁应力分析图 柱顶横梁最大组合应力为 178MPa，应力能够满足要求。 4、翼、翼缘缘下下 I36 纵纵梁分析梁分析 图图 5.65.6 I36I36 纵梁应力分析图纵梁应力分析图 最大组合应力为 128MPa，应力能够满足要求。 5、 、钢钢管柱分析管柱分析 图图 5.75.7 钢管柱应力分析图钢管柱应力分析图 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 17 钢管柱最大应力为 127MPa，为钢管压应力，其能够满足要求。 6、支架反力、支架反力计计算算 对支架整体分析，最大反力产生处第 2 排钢管中间钻孔桩处，最大竖向 反力为 1471KN。分析图如图 7 所示。 图图 5.85.8 支架反力分析图支架反力分析图 7、支架、支架变变形分析形分析 图图 5.95.9 支架整体变形分析图支架整体变形分析图 钢管支架整体最大变形为 28.1mm，最大变形处为贝雷梁跨中位置。根 据变形的状态，对支架设置预拱，抵消支架变形对现浇箱梁的外观影响。 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 18 8、 、钻钻孔孔桩计桩计算算 每一排中间的钻孔桩受力较大，最大压力 P=1471KN,钻孔桩基直径拟 定 100cm，桩长为 lKNqAlqu lhfmq ll kpq mrAp ru rpi n i ik aor i aik 785 . 0 241471 2 1 )3( 5 . 175 . 12308 . 08 . 0)3( 10 50 785 . 0 m14 . 3 2 1 220 22 取 求得 29.9m，=30m 取采用构造配筋 其余钻孔桩最大压力 P=937KN,钻孔桩基直径拟定 100cm，桩长为 lKNqAlqu lhfmq ll kpq mrAp ru rpi n i ik aor i aik 785 . 0 24937 2 1 )3( 5 . 175 . 12308 . 08 . 0)3( 10 50 785 . 0 m14 . 3 2 1 220 22 取 求得 22.6m，=23m 取采用构造配筋 六、六、159-160#墩箱梁支架整体建模墩箱梁支架整体建模计计算算 整体建模如下： 图图 6.16.1 建模模型建模模型 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 19 图图 6.26.2 整体应力变形分析图整体应力变形分析图 计算分析最大应力为 451MPa，产生位置为贝雷玄杆，普通钢材的临时 结构的容许应力取 170MPa，锰钢钢材的临时结构的容许应力取 273MPa， 对支架各部件详细分析如下。 1、 、 横向分配梁分析横向分配梁分析 图图 6.36.3 横向分配梁应力分析图横向分配梁应力分析图 横向分配梁计算知最大组合应力为 304MPa，主要是部分分配梁悬臂端 应力过大，实际悬臂不是模拟的这样，模拟时只取部分断面，还有就是靠近 160 号墩附近的分配梁应力较大，实际绘图时在此处多加了一个分配梁，实 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 20 际受力应满足受力要求。 2、 、 贝贝雷梁分析雷梁分析 贝雷梁计算知最大组合应力为 561MPa，产生位置为贝雷支点处，超出 容许应力，其余位置应力为 200MPa 左右，能够满足要求。分析其原因为：最 大应力位置产生为支点处，建模默认为一个点传接力，实际为一个面传接力， 致使局部应力过大，理论上可以忽略突变点。 根据分析原因，对贝雷支点处以10 槽钢加固，加固后能够满足受力要 求。加强方式采用槽钢桁架支顶在上下弦杆间。 图图 6.46.4 贝雷梁应力分析图贝雷梁应力分析图 3、柱、柱顶顶横梁分析横梁分析 图图 6.56.5 柱顶横梁应力分析图柱顶横梁应力分析图 柱顶横梁最大组合应力为 173MPa，应力能够满足要求。 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 21 4、翼、翼缘缘下下 I36 纵纵梁分析梁分析 图图 6.66.6 I36I36 纵梁应力分析图纵梁应力分析图 最大组合应力为 137MPa，应力能够满足要求。 5、 、钢钢管柱分析管柱分析 图图 6.76.7 钢管柱应力分析图钢管柱应力分析图 钢管柱最大应力为 100MPa，为钢管压应力，其能够满足要求。 6、支架反力、支架反力计计算算 对支架整体分析，最大反力产生处第 3 排钢管中间钻孔桩处，最大竖向 反力为 1309KN。分析图如图 7 所示。 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 22 图图 6.86.8 支架反力分析图支架反力分析图 7、支架、支架变变形分析形分析 图图 6.96.9 支架整体变形分析图支架整体变形分析图 钢管支架整体最大变形为 31.5mm，最大变形处为贝雷梁跨中位置。根 据变形的状态，对支架设置预拱，抵消支架变形对现浇箱梁的外观影响。 8、 、钻钻孔孔桩计桩计算算 每一排中间的钻孔桩受力较大，最大压力 P=1309KN,钻孔桩基直径拟 定 100cm，桩长为 现浇支架设计计算书 中路北方中路北方 23 lKNqAlqu lhfmq ll kpq mrAp ru rpi n i ik aor i aik 785 . 0 241309 2 1 )3( 5