连续梁支架midas计算书.pdf

XX 大道 XX 线 XX 桥梁工程 现浇连续梁支架计算书 计计 算：算： 复复 核：核： 审审 核：核： XX 公司 XX 大道 XX 线 XX 项目部 XX 年 XX 月 目 录 1 工程概况 . 3 2 计算依据 . 3 3 方案介绍 . 4 4 材料规格 . 5 5 模型建立 . 6 5.1 模型简化 . 6 5.2 荷载计算 . 6 6 模板检算 . 10 6.1 模板竹胶板检算 . 10 6.2 肋木验算 . 11 6.3 顶托方木检算 . 12 6.4 箱梁侧模对拉杆检算 . 13 7 钢材检算 . 14 7.1 荷载组合 . 14 7.2 脚手架钢管检算 . 15 7.3 I16 分配梁检算 . 17 7.4 贝雷梁检算 . 17 7.5 横垫梁检算 . 20 7.6 钢管立柱检算 . 21 7.7 连接系及斜撑检算 . 24 8 柱底扩大基础检算 . 24 9 钢筋砼桩基检算 . 26 10 肋板处支架检算. 27 10.1 竹胶板及小肋木检算竹胶板及小肋木检算. 27 10.2 I16 工字钢分配梁检算工字钢分配梁检算 . 27 10.3 I45 工字钢横垫梁检算工字钢横垫梁检算 . 28 10.3 钢管桩检算钢管桩检算 . 29 11 1#、4#墩桩基偏压检算 . 29 12 结论 . 32 - 3 - XX 大道 XX 线 现浇连续梁支架计算书 1 工程概况 XX 大道 XX 线 XX 桥位于 XX 镇与 XX 镇交界处，全桥孔跨布置为 1 25+(33+56+33)+125 预应力砼简支箱梁和预应力砼现浇箱梁，起点桩号 K10+311，终点桩号 K10+491，桥梁全长 180 米，桥宽 80 米，横向布置为分离 式四幅，每幅宽 20m，桥梁与道路正交，设计纵坡 1.5%，桥面横坡为双向 1.5%。 主桥为 33+56+33 连续梁，横跨 XX 河，主墩基础为1800 桩承台基础，桥 墩为拱形 3 柱式墩，设计桩长 18m，墩高 10.78m13.00m。上部结构为变截面 预应力混凝连续箱梁， 每幅箱梁为单箱四室结构， 箱梁顶宽 20m， 底宽 14.985m， 腹板厚度 70cm、45cm，中间 5m 范围内过渡，主墩处梁高 6m，跨中及边墩处梁 高 1.7m，成 3 次抛物线过渡，底板厚度由 70cm 按三次抛物线变化至跨中 24cm， 单幅现浇 C50 砼 2900m。 地质情况：主桥跨 XX 河，河床砂卵石覆盖层较薄 3050cm，砂卵石以下约 2.5m 厚强风化砂岩，承载力 300kPa；强风化砂岩以下为中风化砂岩，承载力 700kPa。 2 计算依据 (1) 公路桥涵施工技术规范 （JTGT F50-2011） ； (2) 公路桥涵设计通用规范 （JTJ021-04） ； (3) 混凝土结构设计规范 （GB50010-2010） ； (4) 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范 （JGJ 166-2008） ； (5) 钢结构设计规范 （GB 50017-2003） ； (6) 木结构设计规范 （GB50005-2003） (7) 建筑施工模板安全技术规范 （JGJ162-2008） ； (8) 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2011） (9) 公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63-2007） (10) 装配式公路钢桥制造 （JT/T728-2008） (11) 装配式公路钢桥多用途使用手册 - 4 - 3 方案介绍 XX 湖 XX 渠桥布置为 25+（33+56+33）+25m，主桥为 33+56+33m 变截面 连续梁， 引桥为 25m 简支现浇箱梁， 引桥 25m 简支跨及主桥边跨落地支架现浇， 支架采用483.5mmWDJ 碗扣型多功能脚手架钢管搭设，25m 简支跨梁及主 桥边跨部分梁段支架立杆间距 6060cm，步距 120cm；边跨主墩 10m 范围内支 架顺桥向间距 60cm，横桥向腹板处间距加密至 30cm，其余底板及翼板处间距按 60cm 布置，横杆间距 120cm，钢管间距 6060cm，横杆间距 120cm，底托下垫 520cm 木板，顶托上采用 1214cm 方木，底模采用 1.5cm 厚竹胶板，采用 10 10cm 方木作为横肋，中心间距 20cm；支架 4.2m 设纵、横向设置剪刀撑。在 台帽 2m 范围，由于受肋板的影响，无法进行支架搭设，所以采用60916mm 钢管桩基础，每幅设置钢管桩 3 根，间距为 9.15m，桩中心距台帽边缘为 2m。 钢管桩上铺设双拼 I45b 工字钢做横垫梁， 采用 I16 工字钢做分配梁， 长度为 3m， 跨度为 2m，两边各伸出 50cm，分配梁间距 60cm，分配梁上采用 10cm10cm 枋木做肋木，间距为 20cm。底模采用 1.5cm 厚竹胶板。 中间连续梁 33m+56m+33m 联采用钢管加贝雷梁分幅搭设施工平台， 分幅施 工。贝雷梁上铺设 I16 做横向分配梁，分配梁上搭设脚手架，再在支架上铺设方 木竹胶板做底模系统。边跨贝雷梁跨度按 12+9+9m 布置，中跨贝雷梁跨度按 9+9+15+9+9m 布置， 共 14 排支墩， 6#、 7#临时支墩采用60916mm 钢管搭设， 其余临时支墩采用60914mm 钢管搭设钢管顶焊接法兰，再放 2I45b 工字钢 做横垫梁，横垫梁在钢管立柱支撑处焊接加劲肋。 钢管立柱横桥向间距 3.6m，0#、3#、4#、9#、10#、13#钢管桩设置于承台 上，6#、7#临时支墩基础采用钢筋砼桩基础，直径为 1.3m，其余基础采用条形 扩大钢筋砼基础，条形基础底层尺寸为 2.5m18m0.7m，基础底受力面积 45 ， 基础顶层尺寸为 1.2m18m1.0m， 条形基础底进入强风化基岩层深度不小 于 0.5m，条形基础顶钢管立柱位置处预埋锚板，锚板与钢管焊接，并在柱底焊 接加劲钢板。单幅桥横垫梁上布置 21 组单层双排 321 加强型贝雷梁，翼板下一 组承受翼板砼湿重及施工荷载，底板下每组按 90cm 等间距布置（单片贝雷梁间 距 45cm） 。贝雷梁上 I16 工字顺桥向间距与脚手架立杆顺桥向间距一致为 60cm， 布置图如下所示。 - 5 - 4 材料规格 钢管及型钢：Q235，f=215Mpa； V f=125Mpa； 25 mm/N1006. 2E钢 结构设计规范 （GB 50017-2003）表 3.4.1-5，表 3.4.3； 贝雷梁：Mn16，f=273Mpa； V f=180Mpa； 25 mm/N1006. 2E强度等同 于 Q345。 竹胶板：15mm 厚，f=11.5Mpa， 23 mm/N100 . 4E建筑施工模板安全 技术规范 （JGJ162-2008）附录 A：表 A.5.2。 方木：普通木材（松木、杉木）TC11A：顺纹抗拉，抗弯f=11Mpa，横纹 抗剪 1.8Mpa； 23 mm/N100 . 9E建筑施工模板安全技术规范 （JGJ162-2008） 附录 A：表 A.3.1-1、表 A.3.1-3。 焊缝：E43 手工电弧焊角焊缝：f= V f=160Mpa；工地现场强度焊折减系数 - 6 - 0.85，则f= V f=135MPa。 5 模型建立 5.1 模型简化 竹胶板及方木检查采用材料力学公式计算，脚手架及 Q235 型钢采用 Midas civil 软件建立空间模型计算结构内力、应力，根据规范相应公式进行检算。 竹胶板检算按净跨径单跨简支梁检算，方木按三跨连续梁检算。 钢管贝雷梁根据空间布置值建立模型，根据河水流流量及地质情况，钢管柱 1#5#、8#12#临时墩取 11m，6#、7#取 6.5m、0#取 5.8m，13#取 5.28m，为 方便压力荷载加载，脚手架建模型顶等高，脚手架钢管支架按跨中最大高度取 4.78m； 为方便加载， 在脚手架钢管顶添加虚拟面模拟底模系统， 虚拟面厚 6mm， 采用的虚拟材料与 Q235 等刚度 0 自重，与脚手架钢管顶连接采用铰接，并释放 平动及转动约束，使虚拟面与脚手架钢管仅传竖向荷载。 边界条件：钢管脚手架顶托、底托采用铰接模拟，即建立模型中释放杆件单 元端部转动约束，同时顶部释放平动约束，确保虚拟压力面仅仅传递竖向力，脚 手架剪刀撑考虑仅增加结构整体性，不考虑受力，模型中未建立剪刀撑杆件；钢 管立柱柱底与扩大基础预埋钢板焊接， 且添加加劲肋， 柱底边界条件模拟为固结。 模型效果图如下所示： 5.2 荷载计算 (1) 新浇砼湿重（含钢筋）重25kN/m：考虑混凝土涨模系数1.04， - 7 - 3 m/kN26 g ； 根据箱梁横向断面布置，对箱梁砼湿重等效简化，支架平台底边跨 9m 范围 内腹板简化为等厚度 70cm，中间 9+15+9=33m 范围内腹板为等厚度 45cm，根据 荷载取值按压力荷载加载，对模板根据根据最不利取值检算，对钢管+贝雷梁+ 脚手架组合平台按压力荷载加载。各截面砼湿重简化分析见下图： 3.50812.2963.83312.44883.8331 9522925012024583.05 96.01kN/ 26.07kN/9.1kN/ 83.05kN/ 25.99kN/ 1#临时墩顶截面 腹板70cm厚 9522925012024512095229250120245 2.01321.9042.29552.02992.2955 95229250120245 49.74kN/55.10kN/ 21.62kN/9.1kN/ 49.74kN/ 21.54kN/ 0.875 2#临时墩顶截面 腹板70cm厚 1.3952.20371.67732.22961.6773 0.875 2507026795270 45.91kN/ 9.1kN/ 51.81kN/ 21.46kN/ 45.91kN/ 21.47kN/ 2#临时墩顶截面 腹板45cm厚 - 8 - 2507026795270952507026795270 2507026795270 34.91kN/ 9.1kN/ 38.51kN/ 16.94kN/ 34.91kN/ 16.95kN/ 1.03681.73981.27571.76011.2757 0.875 3#临时墩顶截面 腹板45cm厚 2507026795270 32.03kN/ 9.1kN/ 35.94kN/ 13.17kN/ 32.03kN/ 13.176kN/ 0.875 0.96761.35271.17021.36831.1702 跨中截面 腹板45cm厚 虚拟面上添加等效砼重的压力荷载示意图 (2) 钢管支架、贝雷梁、型钢自重：程序根据单元自动计算，建模中考虑到 软件按等截面钢管计算自重，未计入碗扣支架碗扣及接头的重量，未计入贝雷梁 支撑架、插销等自重，未计入型钢焊缝、缀板及加劲肋自重，建模过程中支架自 重系数取 1.02. (3) 方木、模板等自重： 2 1 m/kN0 . 2q； (4) 施工人员及机具荷载： 2 2 m/kN0 . 1q (5) 泵送砼冲击竖向荷载： 2 3 m/kN5 . 3q； (6) 振捣混凝土时产生的竖向荷载: 2 4 m/kN0 . 2q - 9 - 对承重支架系统：恒载定义为砼湿重及支架结构自重； 施工可变荷载： 2 m/kN5 . 80 . 25 . 30 . 10 . 2q采用均布压力荷载的模式 加载。 (7) 风荷载： 据碗扣脚手架安全技术规范 4.2.6，作用于脚手架及模板支撑架上的水平风 荷载标准 值，Wk = 0.7z s Wo 类地区），田野地区（离地；风压高度系数Bm1514. 18 . 0 Zs ； 据 4.2.7 考虑脚手架满挂密目安全网的脚手架挡风系数 宜取 0.8，则 Wk = 0.8z s Wo 施工支架为临时结构，设计基准风压 d W取成都市 10 年一遇的基本风压，根 据桥涵设计通用规范附录 A 成都市 10 年一遇风速 18.5m/s,风压 0.2kN/，迎风 面含支架，及现浇梁高度。支架迎风面高度取 1.7（梁高）+8m （脚手架高）=9.7， 风荷载建模时在脚手架迎风面侧添加虚拟面， 在脚手架高度范围内添加风压力荷 载，则支架等效风力集度： 2 310 m/kN177. 08/7 . 92 . 08 . 014. 18 . 0/HHWkkkF hdwh ，加载图示 见下图 - 10 - (8) 作用于钢管桩的流水压力 kN88. 7 81. 92 5 . 281. 9 63. 058 . 0 2 22 g V KAFW 式中：圆形桥墩 K 取 0.8，支架按洪水季节计算，水流速度 V=2.5m/s。钢管桩水 中长度按 5m 计算，钢管桩阻水面积 A=50.63=3.15 ，流水压力合力着力点 根据桥涵设计通用规范去设计水位 0.3 倍水深处，计算中 0.35=1.5m，取作用 点为桩顶向下 2+1.5=3.5m 处，作用于钢管桩联系梁处，每根桩流水压力大小 7.88kN，考虑最不利荷载组合，方向与风压力荷载同向。加载如下图所示： 6 模板检算 2#墩、3#墩主梁梁底为圆曲线过渡段，为确保箱梁施工的外观质量，该段底 模板采用定型钢模，或工厂加工曲线工字钢做分配梁施工。故在同方木等间距布 置情况下，钢结构强度、刚度远大于木结构，不做检算，在施工过程中墩顶沿顺 桥向应设置22mm 对拉杆，拉杆间距不大于 1m。故竹胶板施工梁段最大腹板 高 4.1m，在墩旁 9m 跨支架腹板处间距为 30cm，底板板加顶板处间距 60cm，砼 厚度 1.3m。腹板处间距 6060cm 间距布置最大梁高为 2#、5#临时支墩截面梁 高 2.47m 大于 1#临时墩处梁高 4.55/2。 故竹胶板及方木检算仅检算临时墩中间三 跨腹板立杆成 6060cm 情况。 6.1 模板竹胶板检算 竹胶板厚 1.5cm,竹胶板下垫 1010cm 肋木，肋木间距 20cm，则竹胶板净 - 11 - 跨距为 10cm。取最不利荷载位置腹板处，取 1 毫米宽，按一跨简支进行验算。 钢筋混凝土自重荷载：q1=26kN/m36m=156kN/m2， （计算高度取箱梁最大 梁高 6m）钢筋砼容重 26kN/m。 方木竹胶板荷载：q2=2kN/ 施工人员及机具荷载：q2=1kN/ 泵送砼冲击荷载：q3=3.5kN/ 振捣砼产生荷载：q4=2kN/（底板） ， 合计施工荷载：q=1+3.5+2=6.5kN/ 荷载：q=（1.2156+1.46.5）kN/0.001=0.196kN/m 截面抵抗矩： 22 3 1 18 54 66 b h Wmm 截面惯性矩： 33 4 1 18 486 1212 b h Imm 跨中弯矩： 4- 22 1045. 2 8 1 . 0196. 0 8 ql MkNm 跨中最大应力： 3 4- 54mm mkN1045. 2 W M 4.53MPa11.5MPa (满足要求) 挠度： mm25. 0 400 100 400 13. 0 mm486MPa104384 m1 . 0/kN196. 05 384 5 43 44 l mm m EI ql f ）（ 满 足要求 6.2 肋木验算 竹胶板下采用 10cm10cm 肋木，肋木间距 20cm，肋木下垫 1214 方木， 间距 60cm，取最不利荷载腹板下肋木，按 60cm 等跨连续梁进行验算，选取 1# 临时墩处受力最不利方木检算，砼高度取 4.5m，作用的荷载为： 强度检算：腹板下荷载：q =(264.51.2+6.51.4)0.20=30KN/m 刚度检算：腹板下荷载：q =264.50.20=23.4kN/m - 12 - 截面抵抗矩： 35 22 mm1067. 1 6 100100 6 bh W 截面惯性矩： 36 33 mm1033. 8 12 100100 12 bh I 腹板下最大弯矩： mkN9 . 06 . 06 . 030125. 0125. 0 2 qlM 6 5 0.9 10 5.3Mpa 1.67 10 M W 11Mpa(满足要求) 腹板下最大剪力： kNqlQ25.116 . 030625. 0625. 0 )(Mpa8 . 168. 1 100100 1025.11 5 . 1 2 3 3 满足要求 A Q 腹板下最大挠度： mm5 . 1 400 600 400 21. 0 mm1033. 8MPa109100 m6 . 0/3.4kN2 521. 0 100 K 463 44 w l mm m EI ql）（ （满足要求） 6.3 顶托方木检算 取 2#临时墩处 1214cm 脚手架顶托承重方木计算，腹板砼高度取 2.5m， 腹板厚度 45cm，等效压力荷载 45.9kN/，详见本计算书 5.2 中 2#临时墩腹板厚 45cm 处截面荷载布置图。顶托承重方木间距为 60cm，跨度 60cm，方木为 12cm 14cm， 立杆间距 6060 处砼最大荷载集度 45.9kN/。 强度检算：腹板下荷载：q =(45.9+8.51.4)0.60=34.68kN/m 钢度检算：腹板下荷载：q =45.90.6=27.5kN/m 截面抵抗矩： 35 22 mm1092. 3 6 140120 6 bh W 截面惯性矩： 37 33 mm10744. 2 12 140120 12 bh I - 13 - mkN56. 16 . 06 . 068.34125. 0125. 0 2 qlM 6 5 1.56 10 3.98Mpa 3.92 10 M W 11Mpa(满足要求) 方木剪力： 136 . 068.34625. 0625. 0qlQkN )(Mpa8 . 116. 1 140mm201 3kN1 5 . 1 2 3 2 满足要求 A Q 底板下最大挠度： mm5 . 1 400 600 400 075. 0 mm10744. 2MPa109100 m6 . 0/7.5kN2 521. 0 100 K 473 44 w l mm m EI ql）（ （刚度满足要求） 6.4 箱梁侧模对拉杆检算 1、浇筑过程中混凝土侧压力的计算（取两式、浇筑过程中混凝土侧压力的计算（取两式中中较较小值）小值） F=0.22cto12V1/2（公式 1） F=cH（公式 2） 式中： F新浇筑混凝土对模板的侧压力，kN/m2； c混凝土的重力密度，26kN/m3； to新浇混凝土的初凝时间（h）可按实测确定（箱梁砼初凝时间 8h） 。当缺 乏试验资料时，可采用 to=200/(T+15)=4.76 计算（T 为混凝土的温度=28） ； V混凝土的浇筑速度 m/h（按 2 台泵车浇筑速度 120m3/h 进行控制，浇筑 底板宽度 15m，则混凝土浇筑侧面面积 S=12015=8 ，在图纸上按面积反推 高度为 1.8m,则混凝土浇筑最大速度为 V=1.8m/h； H混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度，8 小时能浇筑的 混凝土总量为 1208=960m，则在一个 T 构中能浇筑的总高度为 H=5.6m； 1外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取 1.0，掺具有缓凝作用的外加剂 时取 1.2； （本段掺外加剂，取 1.2） 2混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于 30mm 时，取 0.85；50 90mm 时，取 1.0；110150mm 时，取 1.15。 （本段取 1.15） F=0.22cto12V1/2 - 14 - =0.222681.21.151.81/2=84.7kN/m2 F=cH=265.6=145.6kN/m2 取两者较小值 84.7kN/m2计算。 2、对拉螺杆受力验算对拉螺杆受力验算 根据实验得出各拉杆尺寸容许拉力表 螺杆直径 （mm） 螺纹内径 （mm） 净面积 （mm2） 质量 （kg/m） 容许拉力 （N) 12 9.85 75 0.89 12900 14 11.55 105 1.21 17800 16 13.55 144 1.58 24500 18 14.93 174 2 29600 20 16.93 225 2.46 38200 22 18.93 282 2.98 47900 初步拟定箱梁拉杆采用 20 拉杆，对拉螺栓取横向 600mm，竖向 600mm，按最 大侧压力计算，每根螺栓承受的拉力为： N=84.7kN/m20.6m0.6m=30.49kN 按拉杆直径为 20，查表格得容许应力为 38.2KN30.49，故拉杆直径及间距 均能满足要求。 由于侧模板的竹胶板以及背部的方木布置与底模板布局一致， 同理可得侧模 板的强度及刚度均能满足要求。 7 钢材检算 7.1 荷载组合 荷载组合见下表： 荷载组合 自重 砼湿重 施工活载 风荷载 流水压力 1 计算强度 1.2 1.2 1.4 1.4 1.4 2 计算刚度 1.0 1.0 程序荷载组合系数见下图： - 15 - 7.2 脚手架钢管检算 脚手架立杆高度为483.5mm 钢管，节段长 1.2m，据建筑施工碗扣式 脚手架安全技术规范附录 B，脚手架钢管截面特性见下表 附录 B：有关设计参数 表 B1 钢材的强度和弹性模量（N/mm2） P235A 钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值 205 弹性模量 2.05 105 表 B2 钢管截面特性 外径 F（mm） 壁厚 t（mm） 截面积 A（cm2） 截面惯性矩 I（cm4） 截面模量 W（cm3） 回转半径 I（cm） 48 3.5 4.89 12.19 5.08 1.58 9 .7558. 1/1201/ 0 il满足据建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范 （JGJ 166-2008）5.1.4：所有杆件长细比il / 0 不得大于 230 据附录 E：Q235A 钢管轴心受压构件的稳定系数744. 0 程序计算结果见下图： - 16 - 最大轴向压应力 60.16MPa，根据上图，轴向应力最大为腹板下立杆，水平 杆受较小的拉力，最大轴压力为 60.1610004.8910000=29.42kN30kN，立 杆受压强度满足要求。 考虑横向风力及贝雷支架变形的造成杆件弯曲则杆件轴力+弯曲应力组合见 下图： 最大弯曲+组合应力为 102.04MPa，考虑细长杆强稳定系数744. 0则 15.137744. 0/04.102MPa205MPa，脚手架钢管受压强度、稳定满足要求。 - 17 - 7.3 I16 分配梁检算 I16 布置在贝雷梁上，分配梁上搭设脚手架钢管支架，承受脚手架底托传来 的荷载，主要为弯曲应力，分配梁弯曲应力+轴向应力组合应力计算结果见下图 I16 轴力+弯矩组合应力图最大值 46.78Mpa 根据程序计算结果， 在所有荷载组合下， 最大轴向应力 61.478MPa215MPa， I16 分配梁抗拉强度满足要求。 I16 分配梁剪切应力图 I16 分配梁最大剪应力为 45.16125MPa，抗剪强度满足要求。 7.4 贝雷梁检算 贝雷梁布置在临时支墩顶 2I45b 横垫梁上，单幅横桥向布置 21 组单层双排 - 18 - 普通型贝雷梁，每 2 榀贝雷梁间用 450 支撑架连接成一组双排贝雷梁。贝雷梁荷 载组合作用下应力值见下图： 轴力加弯曲组合轴向应力最大值为 230.64MPa273MPa，强度满足要求。且 根据上图计算结果，应力较大处集中出现在临时墩支撑位置处，贝雷梁立杆受较 大的支撑力，因结构在支座存在较大剪力原因造成。其他应力分布较小如下图所 示，未激活临时墩顶贝雷梁单元组合应力图，最大应力仅为 186MPa，而施工中 在贝雷梁端部添加有支撑架，对临时墩顶贝雷桁片局部支撑有所加强，受力有所 改善，故贝雷梁强度满足要求。 - 19 - 贝雷梁杆件剪切应最大值为 51.07MPa180Mpa，抗剪强度满足要求。 贝雷梁支撑平台刚度检算：贝雷梁在刚度检算荷载组合（砼湿重+支架体系 自重）作用下 15m 跨跨中存在最大位移 9.67mmL/400=15000/400=37.5mm，贝 雷梁变形值计算结果见下图。 贝雷梁竖向挠度图 - 20 - 7.5 横垫梁检算 工字钢横垫梁局部应力力超过 215MPa，最大应力 224.39MPa。应力超设计 规范部位为 15m 跨临时支墩顶支撑位置处表现为应力集中。如下所示： 根据上图细部情况，最大应力在 2I45b 横垫梁立柱支撑局部位置，且最大应 力值超出设计应力取值 215 较小， 且程序计算结果显示双 I45受力不均， 靠近 15m 一侧应力出现最大值，鉴于以上情况，2I45b 在 9m 跨做横垫梁能满足施工强度 要求， 在 15m 支墩顶做横垫梁局部应超限， 考虑 15 跨位置横垫梁设置成 3 拼 I45 工字钢，进行重新检算得出横垫梁最大压力为 149.6MPa215MPa，满足设计要 - 21 - 求。 2I45b 横垫梁最大剪切应力为 70.50MPa125MPa，抗剪强度满足要求。 2I45b 横垫梁抗弯刚度检算： 最大竖向位移为 3.20mmL/400=3600/400=9mm， 横垫梁抗弯刚度满足要求。 7.6 钢管立柱检算 钢管立柱采用60916mm 地铁钢支撑，程序柱底反力结果见下图： - 22 - 15m 跨钢支撑截面为60916mm 钢管：截面参数如下 131117.3/298.121 I icm A 最长立柱计算长度 11m， /1 6.5/0.2131l i 150，立柱长细比满足要求。 根据钢结构设计规范，表 5.1.2-1，考虑钢管柱采用焊接螺旋钢管，截面分类 - 23 - 为 b 类，据附录 C-2：b 类截面轴心受压构件稳定系数0.936 检算考虑竖向力偏心 5cm， 15m 跨最大竖向力 2116kN，则竖向力偏心弯矩：21160.05=105.8kNm， 水流冲击产生的弯矩：7.94=31.6kNm 94 63 I1.31 10 mm W4.3 10 mm y304.5mm 据钢结构设计规范式 5.2.1：强度检算： 666 426363 2.116 10 N105.8 10 N mm31.6 10 N mm 2.98 10 mm1.15 4.3 10 mm1.15 4.3 10 mm 71 21.46.4 98.8MPa215MPa y x nxnxyny M MN AWW ；强度满足要求。 上式中据表 5.2.1 第 6 项次，圆管截面塑性发展系数取 1.15 据钢结构设计规范 5.2.2，排柱顺桥向压弯稳定检算如下： 1 1 0.8 mxX X xX EX MN f AN W N 0.936 XA ；0 . 1 mx ；15. 1 x 22 25427 EA/ 1.1 3.142.06 102.98 10 / 1.1 315.72 10 N EXX N 94 63 I1.31 10 mm W4.3 10 mm y304.5mm 1 36 42 6 63 7 1 0.8 2116 10 N1.0 105.8 10 N mm 0.932 2.98 10 mm2.116 10 1.15 4.3 10 mm1-0.8 5.72 10 76.1922.0598.23MPa215MPa mxX X xX EX MN AN W N 钢支撑稳定满足要求。 - 24 - 7.7 连接系及斜撑检算 最大组合应力为 132.12MPa215MPa 强度满足要求。 8 柱底扩大基础检算 受力最大一排临时墩为 15m 跨临时支墩，单桩最大受力 2116kN。 竖向反力合力大小为：2116+1954+1933+1956+2069=10028kN。钢管立柱支 撑基础为条形扩大基础，持力层为强风化砂岩，嵌入基岩深度不小于 0.5m，根 据设计图，强风化砂岩强度 300kPa，下层中风化层砂岩承载力强度 700kPa，则 基底承载力为 300700kPa，计算取值 300kPa。根据反力计算结果：基地应力为： - 25 - kPa300kPa8 .222 5 . 218 10028 A FN 基底承载力满足要求。 施工采用机械或人工开凿基坑， 基地尺寸不小于 18m2.5m， 为确保基础周 围砼与基岩面无间隙，建议施工扩大基础底层部分不支模板，利用基坑岩壁做模 板，确保基础砼填充基坑密实，扩大基础采用钢筋砼，砼标号 C30，钢筋布置图 详见钢筋布置图。 柱底预埋钢板采用 1000100020mm 钢板， 钢板与钢管立柱焊接， 并均布 添加 8 块加劲钢板。增加立柱钢管，柱底计算最大弯矩 55.33kN.m 见下图。 柱底预埋钢板锚筋计算： 预埋钢板及锚筋计算按压弯计算，主筋保护层取 10cm，则 y 计算值取 500-100=400。 85. 0 20 20 25. 06 . 025. 06 . 0 d t b 605. 0 300 1 .19 2008. 00 . 4d08. 0-0 . 4 v v c f f 0 . 12层布置取按照 r 则 - 26 - 2 6 mm417 4003000 . 185. 03 . 1 1033.55 3 . 1 zf M A ybr s 施工实取 320钢筋，截面面积为 942 2 mm满足要求。 故为抵抗钢管立柱底弯矩，则预埋钢板每边布置 320HRB400 锚固钢筋， 锚固深度取 50cm，末端打弯，与钢板焊接。 9 钢筋砼桩基检算 1、桩基承载力检算桩基承载力检算 第 6、7 排临时支架钢管柱高 6.5m，基础采用钻孔灌注砼桩。钻孔桩基础上 预埋 80802cm 钢板相连，以便与钢管柱连接。 计算依据：施工设计图、 公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007, 选取单桩受力最大， 即 FMAX=2116KN 的第 6、 7 排临时桩进行桩基承载力检 算。 （1）第 6、7 排临时桩检算 第 6、7 排临时支架钢管柱基础采用桩直径 1.3m 的钻孔灌注桩基础，桩长 15m，桩顶标高设计为：456.318，桩底标高 441.318，桩基按嵌岩柱桩设计，桩 基承受荷载为 2116KN。查 XX 湖 XX 渠桥桥型布置图及地勘资料，根据主桥 2、 3 号墩位处地质资料，桩基按进入素土层 4.97m，强风化层 1.81m，嵌入中风化 泥质砂岩 8.22m 进行验算，各地层相关指标如下： 中风化泥质砂岩：饱和单轴抗压强度取frk=2.8MPa ；端阻发挥系数 1 0.5 0.8 0.750.3C ；侧阻发挥系数 2 0.04 0.8 0.750.024C 素填土（强风化层按土层计算摩擦力） ：侧阻力发挥系数 , 。 =0.31.327(2.8106)+4.0820.0248.22(2.8106)+0.50.84.082 - 27 - （4.97+1.81）(30103) =3702KN 钻孔桩顶竖向荷载：单桩最大受力 2116kN 桩自重：1.3272615=517kN 总荷载 P=2116+517=2633kN P a R，满足要求。 安全系数大小为： 3702 1.4 2633 a R p 2、桩身结构设计桩身结构设计 因桩身主要承受竖向荷载，桩身配筋设计主要满足构造要求。 桩身材料采用混凝土为 C30 , 2 14.3/ c fN mm，钢筋为 HRB400, 2 y 300/fN mm。 （1）直径为 1.3 米桩构造： 主筋选用 1922，间距约 20cm，主筋净保护层 60mm，则钢筋的实配面积 S=7219 2 mm。 验算最小配筋率： 2 7219 0.54%0.25%( 3.14 13004 构造） 其箍筋10mm200mm 沿桩身通长螺旋布置，沿钢筋笼骨架每隔 2m 设置 22mm 加劲箍一道，加劲箍内22mm 三角支撑。桩尖 1.0m 内主筋向内弯 15 度， 以便向孔桩内下钢筋笼。 10 肋板处支架检算 10.1 竹胶板及小肋木检算竹胶板及小肋木检算 由于竹胶板与 1010cm 小肋木布置与箱梁其他位置的布置相同，根据 6.1 及 6.2 小结的检算可知竹胶板及肋木的强度、刚度均满足要求。 10.2 I16 工字钢分配梁检算工字钢分配梁检算 取最不利位置及腹板位置进行检算，腹板处砼高度为 1.7m， 强度检算：腹板下荷载：q =(261.71.2+8.51.4)0.60=38.96kN/m - 28 - 刚度检算：腹板下荷载：q =261.70.61.2=31.8kN/m 查路桥施工计算手册附表 3-31 可知 I16 工字钢： 截面抵抗矩为 53 1.409 10 mmW 截面惯性矩为 74 1.127 10 mmI 半截面面积矩为 43 8.08 10 mmS 腹板厚度6mm w t 22 0.1250.125 38.96 219.48kN mMql 6 5 19.48 10 138.25Mpa 1.409 10 M W 215Mpa(满足要求) I16 工字钢剪力： 0.50.5 38.96 238.96QqlkN 34 7 38.96 108.08 10 46.55125Mpa() 1.127 106 w QS It 满足要求 底板下最大挠度： 4412 574 55 31.8 2102000 2.95mm 384384 2.06 101.127 10 mm400400 qll mm EI （刚度满 足要求） 10.3 I45 工字钢横垫梁检算工字钢横垫梁检算 采用双拼 I45b 工字钢作为横垫梁，查路桥施工计算手册附表 3-31 可知 I45 工字钢： 截面抵抗矩为 63 1.5 10 mmW 截面惯性矩为 84 3.376 10 mmI 半截面面积矩为 53 8.871 10 mmS 腹板厚度13.5mm w t 考虑横垫梁上箱梁底部为均布荷载，则